from 01.10.2008 until now
Russian Federation
In technical inventions related to innovative developments, the role of one of the main components belongs to geometry. A follow hypothesis has been adopted: in technical inventions the geometrical component is the determining one. This hypothesis applied to technical inventions can be confirmed by any copyright certificate, any patent both in Russia and abroad. In proposed paper this statement is proved by examples developed based on geometry of following inventions. 1. Screen feeder for sticky masses. Screen feeder’s grates are made in pairs, and between grate pairs there are gaps for screening of material’s size-defined fractions. In the screen-feeder has been proposed such geometry of grates that grates of each pair could clean each other, thereby preventing sticking on the surface and destroying the gaps between the pairs, which transforms the usual screen-feeder with cylindrical grates at an ordinary feeder. 2. Double-screw mixer for paste-like masses. The mixer consists of two contiguous worms. Their surfaces are the helical ones, in cross-section consisting of two quarters of circles stacked at the ends. Such cross-section allows homogenize the mixed paste-like material in the best way, and also deliver it under higher pressure in an extrusion head, that improves a final product. 3. Machine for processing of multi-faceted surfaces. This invention serves for manufacture of worms with a cross-section composed of two, three, etc. pieces of circles of the same radius and angle. Worms, made with this machine, are designed for the above mentioned two-screw mixer. 4. Method of mechanical processing. This method is also intended to manufacture of worms for two-screw mixer.
invention, technical invention, kinetic geometry, geometry, screen-feeder, mixer, machine, processing method.
Среди множеств изобретений вряд ли найдутся такие, которые не имели бы рисунков, визуализирующих саму конструкцию или способ работы. В основе всех технических инноваций, как их сейчас модно называть, находятся поясняющие чертежи, на которых представленные детали имеют определенные поверхности [15]. При этом каждые поверхности принадлежат тому или иному классу [21]. Рассматривая множество изобретений, невольно приходишь к выводу, что геометрия [5; 6; 9; 11; 12; 16; 18; 24; 26; 28; 31; 42] играет в их разработке не последнюю роль. Немаловажную роль в составлении изобретений, как показала практика, имеет и такая ветвь геометрии, как начертательная геометрия [25; 30; 33–37]. Все детали механизмов перемещаются относительно друг друга, поэтому многие из них имеют так называемые кинематические поверхности [20; 29; 32; 38–40]. Была принята следующая гипотеза: в изобретениях технической направленности определяющей является геометрическая составляющая. Эту гипотезу именно для технических изобретений может подтвердить любое авторское свидетельство
СССР, любой патент как России, так и зарубежных стран. Более того, геометрическая составляющая будет определяющей и в большинстве технологических изобретений [4]. Рассмотрим на примере, как готовится и формируется техническое изобретение, которое невозможно представить себе без чертежей, рисунков, схем, т.е. без геометрии. Покажем это на уже созданных и признанных изобретениях.
1. Грохот-питатель для липких масс
В свое время автору статьи было предложено разработать одно изобретение для горной и горнообрабатывающей промышленности, а также для металлургии. Была сформулирована следующая задача: создать самоочищающийся грохот-питатель для липких сыпучих материалов наподобие марганцевых руд [1; 31]. Существующие в Советском Союзе, а затем в России колосники грохота представляют собой цилиндры вращения с параллельными осями вращения и расположенные с зазором между поверхностями, куда и должны ссыпаться фракции руды, размеры которой не превышают определенную величину. По задумке, фракции, достигшие необходимой величины при дроблении, должны просеиваться сквозь отверстия между валками (колосниками) грохота и тем самым упрощать (минимизировать стоимость) дальнейшее дробление. Просыпавшийся между колосниками материал, достигший нужных размеров, идет в последующую обработку. А оставшийся материал перемещается в дробилку. Это эффективно при работе с сухими, не липкими материалами.
1. Sal'kov N.A. A.s. 1025461 SSSR, MKI4 V 07 V 1/16. Groxot-pitatel` [Rumbling-feeder]. I. 24, 3 p. (in Russian)
2. Sal'kov N.A. A.s. 1199625 SSSR, MKI4 V 29 V 7/42. I. 47, 3 p. (in Russian).
3. Sal'kov N.A. A.s. 1505669 SSSR, MKI4 V 23 V 5/44. I. 33, 4 p. (in Russian).
4. Sal'kov N.A. A.s. 1590195 SSSR, MKI4 V 23 V 1/00. I. 33, 3p. (in Russian).
5. Berzhe M. Geometriya [Geometry]. Moscow, Mir Publ., 1984, I. 5, 500 p.
6. Berzhe M. Geometriya [Geometry]. Moscow, Mir Publ., 1984, 368 p.
7. Vasilevskij O.V. Konstruirovanie kanalovyh poverhnostej po napered zadannym uslovijam [Designing channels of surfaces according to prescribed conditions]. Prikladnaya geometriya i inzhenernaya grafika [Applied Geometry and Engineering Graphics]. Kiev: Budivel'nik Publ., 1978, I. 27. (in Russian)
8. Vasilevskij O.V. Konstruirovanie sostavny`x kanalovy`x poverxnostej [Construction of composite channel surfaces]. Prikladnaya geometriya i inzhenernaya grafika [Applied Geometry and Engineering Graphics]. Kiev, Budivel`nik Publ., 1981, I. 32, pp. 47-49. (in Russian)
9. Gil`bert D. Osnovaniya geometrii [Bases of geometry]. Gos. texn.-teor. liter. Publ., 1948. 492 p. (in Russian)
10. Grjaznov Ja.A. Otsek kanalovoj poverhnosti kak obraz cilindra v rasslojaemom obrazovanii [Compartment canalway surface as the image of the cylinder in rastlayamad education]. Geometrija i grafika [Geometry and Graphics]. 2012, V. 1, I. 1, pp. 17-19. DOI:https://doi.org/10.12737/2077. (in Russian)
11. Delone B.N., Rajkov D.A. Analiticheskaja geometrija [Analytical geometry]. Gosudarstvennoe izdatel'stvo tehniko-teoreticheskoj literatury Publ., 1948. 456 p. (in Russian)
12. Delone B.N., Rajkov D.A. Analiticheskaja geometrija [Analytical geometry]. Gosudarstvennoe izdatel'stvo tehniko-teoreticheskoj literatury Publ., 1949. 516 p. (in Russian)
13. Zamyatin A. V., Zamyatina E.A. Algoritm postroeniya linii peresecheniya kanalovy`x poverxnostej [Algorithm for constructing the lines of intersection of channels of surfaces]. Naukovedenie [Science]. 2012, I. 4. Available at: http//naukovedenie. ru/PDF/ 18trgsu412.pdf
14. Zelev V.P. Issledovanie mashinnyh metodov proektirovanija i rascheta kanalovyh poverhnostej slozhnyh tehnicheskih form. Kand. Diss. [The Study of machine methods of design and analysis of channels of surfaces of complex technical forms. Cand. Diss.]. Moscow, 1978, 18 p. (in Russian)
15. Ivanov G.S. Konstruirovanie tehnicheskih poverhnostej (matematicheskoe modelirovanie na osnove nelinejnyh preobrazovanij) [Designing technical surfaces (mathematical modeling based on nonlinear transformations)]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1987, 192 p. (in Russian)
16. Il`in V.A., Pozdnyak E.G. Analiticheskaya geometriya [Analytical geometry]. Moscow, Nauka Publ., 1981. 232 p. (in Russian)
17. Kokareva Ja.A. Konstruirovanie kanalovyh poverhnostej s peremennoj obrazujushhej i ploskost'ju parallelizma na osnove jekviaffinnyh preobrazovanij ploskosti [Construction of channels surfaces with variable generatrix and the plane parallelism based on equiaffine transformations of the plane]. Geometrija i grafika [Geometry and graphics]. 2017, V. 5, I. 1, pp. 12-20. DOI:https://doi.org/10.12737/25119. (in Russian)
18. Kotov I.I., Manevich V.A., Zengin A.R. Analiticheskaja geometrija s teoriej izobrazhenij [Analytical geometry and the theory of images]. Moscow, Vyssh. shk. Publ., 1969, 304 p. (in Russian)
19. Kotov I.I. Ob odnom metode issledovaniya ciklicheskix poverxnostej [On one method for the study of cyclic surfaces]. Trudy VZEI [Proceedings of the EPRI]. Moscow, 1958, I. 13. (in Russian)
20. Kox V.N. Obrazovanie i analiz kinematicheskix poverxnostej s obrazuyushhej postoyannogo vida [Formation and analysis of kinematic surfaces with forming a permanent form]. L`vovskij dom uchionyx. Sekciya inzh. Grafiki [Lviv House of Scientists. Engineering Graphics Section]. L`vov, 1959, I. 1, pp. 33-50. (in Russian)
21. Krivoshapko S.N., Ivanov V.N. Enciklopediya analiticheskix poverxnostej [Encyclopedia of analytic surfaces]. Moscow, LIBROKOM Publ., 2010. 560 p. (in Russian)
22. Ljukshin V.S. Teorija vintovyh poverhnostej v proektirovanii rezhushhih instrumentov [The Theory of screw surfaces in designing cutting tools]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1967, 372 p. (in Russian)
23. Lyashkov A.A. Formoobrazovanie cilindricheskoj poverxnosti detali [Shaping the cylindrical surface of the part]. Vestnik SibADI Publ., 2011, I. 21, pp. 45-50. (in Russian)
24. Modenov P.S. Analiticheskaya geometriya [Analytical geometry]. M.: Izdatel`stvo MGU, 1969, 699 p. (in Russian)
25. Monzh G. Nachertatel`naya geometriya [Descriptive geometry]. Moscow, Akademiya Nauk SSSR Publ., 1947, 292 p. (in Russian)
26. Mushelishvili N.I. Kurs analiticheskoj geometrii [Course of analytical geometry]. OGIZ Gostehizdat Publ., 1947, 644 p. (in Russian)
27. Obuhova V.S., Nesvidomin V.N. Ciklicheskaja poverhnost' kak model' semejstva sechenij rabochej poverhnosti pochvoobrabatyvajushhej frezy [Circular surface as the model of a family of sections of the working surface of tillage cutters]. Prikladnaya geometriya i inzhenernaya grafika [Applied Geometry and Engineering Graphics]. Kiev: Budivel'nik Publ., 1989, I. 48, pp. 14-17. (in Russian)
28. Pogorelov A.V. Geometriya [Geometry]. Moscow, Nauka Publ., 1984. 268 p. (in Russian)
29. Ruzleva N.P. Kinematika obrazovanija ciklicheskoj poverhnosti [The kinematics of the formation of cyclic surfaces]. Trudy UDN im. P. Lumumby [Proceedings of the UDN them. P. Lumumba]. Moscow, 1967, pp. 100-104. (in Russian)
30. Sal'kov N.A. Geometricheskoe modelirovanie i nachertatel'naja geometrija [Geometric modeling and descriptive geometry]. Geometrija i grafika [Geometry and graphics]. 2016, V. 4, I. 4, pp. 31-61. DOI:https://doi.org/10.12737/22841. (in Russian)
31. Sal'kov N.A. Geometricheskie parametry grohota [The geometric parameters of the rumble]. Prikladnaya geometriya i inzhenernaya grafika [Applied Geometry and Engineering Graphics]. Kiev: Budivel'nik Publ., 1987. I. 43. pp. 69-71. (in Russian)
32. Sal'kov N.A. Kinematicheskoe sootvetstvie vrashhajushhihsja prostranstv [According to the kinematic rotating spaces]. Geometrija i grafika [Geometry and graphics]. 2013, V. 1, I. 1, pp. 4-11. DOI:https://doi.org/10.12737/485. (in Russian)
33. Sal'kov N.A. Kurs nachertatel'noy geometrii Gaspara Monzha [Course of Descriptive Geometry Gaspar Monge]. Geometriya i grafika [Geometry and graphics]. Moscow, INFRA-M Publ., 2013, V. 1, I. 3-4, pp. 52-56. DOI:https://doi.org/10.12737/2135. (in Russian)
34. Sal'kov N.A. Nachertatel'naya geometriya - baza dlya geometrii analiticheskoy [Descriptive Geometry - the base for geometry analysis]. Geometriya i grafika [Geometry and Graphics]. 2016, V. 4, I. 1, pp. 44-54. (in Russian)
35. Sal'kov N.A. Nachertatel'naya geometriya - baza dlya komp'yuternoy grafiki [Descriptive Geometry - the basis for computer graphics]. Geometriya i grafika [Geometry and Graphics]. 2016, V. 4, I. 2, pp. 37-47. (in Russian)
36. Sal'kov N.A. Nachertatel'naya geometriya: Bazovyy kurs [Descriptive geometry: Basic course]. Moscow, INFRA-M Publ., 2013, 184 p. (in Russian)
37. Sal'kov N.A. Nachertatel'naja geometrija - teorija izobrazhenij [Descriptive geometry - theory of images]. Geometrija i grafika [Geometry and Graphics]. 2016, V. 4, I. 4, pp. 41-47. DOI:https://doi.org/10.12737/22842. (in Russian)
38. Sal`kov N.A. Formirovanie poverxnostej pri kineticheskom otobrazhenii [The formation of surfaces at a kinetic display]. Geometriya i grafika [Geometry and Graphics]. 2018, V. 6, I. 1, pp. 20-33. DOI:https://doi.org/10.12737/article_5ad094a0380725.32164760. (in Russian)
39. Sal'kov N.A. Formation of Cyclic Surfaces in Kinetic Geometry [Descriptive geometry - theory of images]. Geometrija i grafika [Geometry and Graphics]. 2017, V. 5, I. 4, pp. 24-36. DOI:https://doi.org/10.12737/article_5a17fbe3680f52.308444 54 (in Russian)
40. Skidan I.A. Geometricheskoe modelirovanie kinematicheskih poverhnostej v special'nyh koordinatah. Dokt. Diss. [Geometric modeling of the kinematic surfaces in special coordinates. Doct. Diss.]. Doneck, 1989, 340 p. (in Russian)
41. Skidan I.A. Kvazivintovye, ciklicheskie i kanalovye G-poverhnosti [Quasi screw, cyclic and canalave G-surface]. Prikladnaya geometriya i inzhenernaya grafika [Applied Geometry and Engineering Graphics]. Kiev: Budivel'nik Publ., 1980, I. 30, pp. 31-34. (in Russian)
42. Fazylov K.R. Metody konstruirovanija ciklicheskih poverhnostej soprjazhenija i ih primenenie v reshenii tehnicheskih zadach. Kand. Diss. [Methods of constructing cyclic surfaces of the coupling and their application in solving technical problems. Cand. Diss.]. Moscow, 1996, 20 p. (in Russian)
43. Jahnenko V.M. O ciklicheskoj poverhnosti s tremja semejstvami krugovyh obrazujushhih [Circular surface with three families of circular forming]. Prikladnaya geometriya i inzhenernaya grafika [Applied Geometry and Engineering Graphics]. Kiev: Budivel'nik Publ., 1987, I. 43, pp. 43-45. (in Russian)
