Составление формулы изобретения

  СОДЕРЖАНИЕ

  Введение.

  Возможно  ли научиться изобретать более успешно, направленно, как-то учитывать весьма богатый изобретательский опыт предшественников (и если да, то в чём этот опыт состоит?). Каково действительно соотношение  в успешном изобретательстве изобретательской техники (которую можно и должно выявлять и осваивать) и соответствующих природных (то есть врождённых, не поддающихся новообразованию) способностей изобретателя? Советский инженер-патентовед, изобретатель, писатель и учёный Генрих Альтшуллер был убеждён в возможности выявить из опыта предшественников устойчиво повторяющиеся приёмы успешных изобретений и возможности обучить этой технике всех заинтересованных и способных к обучению. С этой целью было проведено исследование более 40 тыс. авт. свидетельств и патентов и на основе выявленных закономерностей развития технических систем и приёмов изобретательства разработана Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ), знаменем которой стал призыв превратить искусство изобретательства в точную науку.

  Материал  из Википедии — свободной энциклопедии 

  Актуальность  темы. Нефтяные битумы, относясь к одному из самых многотоннажных продуктов  нефтепереработки, одновременно являясь  и дефицитными, поскольку их низкое качество предопределено остаточным принципом их производства. Доля производства битумов в РФ от общего количества перерабатываемой нефти составляет 2,6%, общая потребность страны в качественных дорожных битумах удовлетворяется на 60%.

  Нефтяные  битумы — это дисперсные системы, в которых дисперсионной средой являются масла и смолы, а дисперсной фазой — асфальтены. В зависимости от степени агрегирования и пептизации нефтяные битумы образуют различные мицеллярные системы — золи, золи-гели, гели.

  В промышленности битумы получают: глубоким отгоном масляных фракций из гудрона (остаточные битумы); окислением гудронов кислородом воздуха, крекинг-остатков или экстрактов от селективной очистки масел и их смесей (окисленные битумы). Остаточные битумы — мягкие легкоплавкие продукты, окисленные — эластичные и термостабильные. Битумы, получаемые окислением крекинг-остатков, содержат большое количество карбенов и карбоидов, которые нарушают однородность битумов и ухудшают их цементирующие свойства.

  Еще древние египтяне подметили, что  битум не боится разрушающего действия щелочей, соляных растворов, слабых кислот, что он задерживает кислород и не пропускает воду. Они применяли битум для бальзамирования мумий. В начале XIX века битум взяли на вооружение бумажники. С тех пор он является составной частью исходного материала для получения битумированной бумаги. С помощью расплавленного битума улучшают свойства бумаги. Его используют для пропитки бумажного полотна, склеивания бумажных полотен, укрепления бумаги сеткой, которая укладывается между слоями бумаги. Битумированную бумагу используют везде, где нужна стойкая упаковка. Из нее изготавливают значительную часть бумажных мешков. Сам битум упаковывают в бумажные мешки и перевозят на большие расстояния. Для таких мешков используют плотную крафт-бумагу с силиконовым покрытием внутреннего слоя. Битум - вязкий и липкий продукт. Силиконовая пленка, которая образуется на бумаге нанесением на нее на специальной установке силиконовой эмульсии, отталкивает от себя другие материалы. Это обычный бумажный мешок с дополнительным внутренним слоем из силиконизированной бумаги. Силиконизированная бумага выпускается с целью, чтобы к ней ничего не прилипало. Чем хуже к ней прилипает клеевой состав, тем лучше бумага, тем выше её антиадгезионные свойства. Застывший битум извлекается из такого мешка легко и просто.

  Задача  данного курсового проект проекта  —  решение и разработка способа розлива битума в длинные мешки. Способы должны носить исследовательский и практический характер. Предусматривать всестороннюю характеристику объекта исследования и решения, оценку существующего положения и состояния объекта исследования, раскрытия взаимосвязи между экономическими, социальными и другими явлениями, показав формы и силы этой взаимосвязи.

  Здесь описан сам технологический процесс, использованное оборудование, контроль качества выполнения работ, т.е. все основные стадии технологического процесса. Необходимо не только найти закономерности, но и дать их количественную и качественную характеристику. На этой базе спрогнозировать развитие явления или процесса в будущем.

  Согласно  п. 3.5 правил промышленной безопасности для нефтеперерабатывающих производств  ПБ 09-563-03 (разработанных в соответствии с Федеральным законом от 21.07.97 № 116-ФЗ) : все тяжелые и трудоемкие работы, связанные с наливом битума в крафт-мешки и формы должны быть механизированы; при сливе битума в бумажные мешки необходимо убедиться в их целостности. Рабочие, занятые сливом, оснащаются спецодеждой, защитными очками, рукавицами и сапогами с голенищами под брюки; место разлива битума в тару должно быть защищено от ветра, атмосферных осадков и оборудовано местным вентотсосом.

  Итак, основные проблемы определены. Теперь разберемся в том, как их можно  решить.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Глава 1. Описание проблемной ситуации

  1.1.Анализ  проблемной ситуации

  Интенсификация  битумного производства в весьма существенной степени сдерживается несовершенством операций отгрузки. Существующие способы отгрузки требуют  больших затрат ручного труда  и часто предопределяют низкие технико-экономические  показатели битумного производства в целом. Поэтому необходима постоянная систематизация и обобщение опыта по данному вопросу для распространения положительных достижений на всех заводах отрасли.

  Узким местом в производстве битумов до сих пор остаются вопросы, связанные  с розливом, охлаждением, затариванием и транспортировкой нефтяных битумов. Применяемые в настоящее время способы затаривания характеризуются низкой производительностью, высокими затратами ручного труда, снижением качества и потерями битума. Охлаждаемые в течение нескольких суток готовые твердые битумы занимают большие площадки. К сожалению, до сих пор наши проектные организации стоят в стороне от этого важного дела. Многие организации пытаются найти конструктивные решения, дающие возможность, отказаться от применения тяжелого труда при затаривании битума, исключить большие затраты на перемещение болванок с битумом.

  Значительные  проблемы связаны с отгрузкой  битума в твердом виде. Так отгружают  основную массу (80%) строительных битумов  и все специальные высокоплавкие битумы. В силу ряда организационных и технических причин такие битумы не поставляются в горячем жидком виде в больших объемах, а предварительно разливаются в мелкую тару, главным образом в бумажные мешки, и после охлаждения в виде затвердевших «болванок» отгружаются в полувагонах или на платформах.

  Известно  много способов розлива горячих  нефтяных битумов. Наиболее распространенным из них является розлив нефтяного  битума в мягкую тару, например, в  крафт – бумажные мешки, установленные  в вертикальном положении. Затаривание битумов в бумажные мешки осуществляют следующим образом: бумажные мешки устанавливают на поддон с обрешеткой группами по 4, 6 и 8 шт. Поддон с мешками транспортируют авто- или электропогрузчиком под разливочное устройство. Битум из резервуаров самотеком через разливочное устройство поступает в мешки, внутренний слой мешков предварительно покрывают антиадгезионным веществом. Заполненные мешки отвозят на площадку для охлаждения. При этом необходимо большое количество мешков небольшого объема. В результате розливочная площадка загрязненная нефтяным битумом, а процесс розлива становится трудным.

  Для повышения производительности процесса розлива целесообразно использовать тару большого объема (мешки длиной до 40-50 метров, которые после застывания битума можно было бы разрезать на части). Однако, при заполнении таких мешков битумом возникает неприятное явление – образуются воздушные пробки. 
 

  1.2. Экономическая значимость  затаривания битумов в бумажные мешки

  Значительный  рост производства и потребления битумов, а также повышение требований к их качеству настоятельно требуют более глубокого и всестороннего изучения состава и свойств битумов, влиянии параметров технологического режима, кинетики и гидродинамики процессов и природы сырья на эти показатели

  Применение  новых схем и средств автоматизации  позволит комплексно автоматизировать и интенсифицировать процессы производства и розлива битумов. Анализ технико-экономических  показателей работы битумных установок  определит наиболее рациональный способ их производства.

  1.3. Практический анализ  изученности проблемы  по литературным  источникам, т.е. характеристика  состояния вопроса

  Нефтяные  битумы не плавятся и поэтому не имеют точки плавления. При нагревании битумы постепенно размягчаются; температуру размягчения определяют в точно воспроизводимых условиях.

  Температура размягчения битумов — это  температура, при которой битумы из относительно твердого состояния  переходят в жидкое. Методика определения  температуры размягчения условна  и научно не обоснована, но широко применяется на практике. Испытание проводят по ГОСТ- 11506-65 методом «кольцо и шар» (КиШ), а также иногда методом Кремер — Сарнова. Последний заключается в том, что слой битума толщиной 5мм, находящийся в трубочках под нагрузкой 5 Г ртути, нагревают до тех пор, пока ртуть не прорвется через размягченный битум. Температура, при которой наблюдается прорыв ртути, фиксируется как температура размягчения битума. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Глава 2

  Выбор методических средств  решения проблемы.

  Глава 3

  Описание  процесса решения

  Первым  делом ТРИЗ учит стандартизировать  описание проблемной ситуации, докопаться до ее реальной сути. А как только проблема сформулирована в специальных  терминах, путь к ее решению лежит  через алгоритм особых шагов. Методология  ТРИЗ позволяет пробиться к системному противоречию любой задачи и показать пути её решения с помощью типовых приемов устранения этого противоречия. 
 

  3.1. Анализ задачи

  Мини-задача. Розлив горячего нефтяного битума в мягкую тару, крафт-мешки длинной 40-50 метров, воздушные пробки.

  ТП-1: при заполнении больших крафт-мешков горячим битумом образуются воздушные пробки, но чистая розливочная площадка.

  ТП-2: при заполнении маленьких мешков воздушные пробки не образуются, но в результате загрязняется розливочная  площадка.

  Необходимо  при минимальных изменениях в  системе обеспечить отсутствие воздушных  пробок в больших крафт-мешках.

  Конфликтующая пара. Изделие – горячий битум, крафт-мешки. Инструмент – воздух (воздушная пробка, мало воздушной пробки).

  Схемы ТП.

  ТП-1: воздушная пробка