基于TRIZ的新型厢式烘干机设计

　　0 引言

　　 TRIZ理论中的物一场模型分析方法对实际产品设计具有很大的指导作用，为了解决在厢式烘干机中，气流只在物料的表面吹过，热系数较低、热利用率较差，物料所需要的烘干时间也较长的问题，应用TRIZ理论中

　　物场分析方法，针对上述问题提出了总体的设计方案。

　　1 TRIZ物场分析方法

　　 阿奇舒勒fGenfich S．Altshuler)对功能进行了认真的分析，总结出：一个功能中包含三个基本元件，这三个基本元件共同存在，构成一个功能；一个完整的功能必须包含三个基本元件。在这个功能中，这三个基本元件是：一种场(F)和两种物质(S2，S1)。其中，S2是执行体，S1是被执行元件。三个元件合在一起，表示S2通过场F对S1产生作用。物场功能模型可用图1表示。

　　 物质场分析方法是用符号表达技术系统变换的建模技术，是TRIZ理论中确定技术冲突的重要工具。TRIZ理论中对物场模型的功能表述构建了符号系统。符号系统中的符号用来描述系统中两个元件之间的作用类型和场的类型。

　　图1 物质场分析模型

　　 (1)有效作用符号：→

　　 (2)不足作用符号：→

　　 场的类型适用脚标：Ftype的形式，其中Type可以是：Me机械场，E电场，Ch化学场，M磁场等。例如：Fme表示机械场，FE表示电场。

　　 有效作用是用于描述系统能够达到功能需求的指标，实现有用的功能。不足作用是用于描述执行元件能够对被执行元件进行预定的作用，但作用不足，未能达到预期效果。有害作用符号用于描述执行元件对被执行元件产生有损害的作用，指没有达到需求的功能。通过对物质场进行分析，建立起待设计系统的描述模型，从而确定技术冲突，找出问题的症结。

　　 应用物场模型进行问题求解的过程，符合应用TRIZ理论求解问题的通用步骤。TRIZ的求解过程是基于标准问题的标准解，然后在标准解的基础上，将其具体化得到实际问题的新原理解。因此，使用物场模型进行问题的求解过程如图2所示。

　　图2 TRIZ解决问题的过程

　　 TRIZ中对每一种问题解决模型都提供了标准解法集。76种标准解法是专门应用于物场模型的解法集。根据所建立的物场模型的分析，可以在76种标准解法中找到相对于问题的标准解法。但是，对于一个问题，要对76个标准解进行一一筛选不是一件轻松的事，因此，TRIZ理论中将这些解法分为五类，每一类对应于一些特定的问题模型，这样就简化了问题的求解工作。这五种类型是：①物场模型的构建与破坏；②增强物场模型：③向超级系统跃迁和向微机系统跃迁；④检测和测量系统；⑤标准解的应用标准。其中第一类适合于不完整模型(采用构建方法)和有害功能(采用破坏有害功能的办法)模型。第二类和第三类适合于作用不足的物场模型。第四类适合于检测和测量的功能模型。第五类为前四类提供使用标准。

　　2 确定问题

　　 传统的厢式烘干机的结构如图3所示，从图中可以看到这种烘干机的外形像个厢子，外壳是隔热层，这种烘干机的应用广泛，适合与各种物料的干燥，但是这种烘干机的含湿量不太均匀，干燥速率低，干燥时间长，生产能力小，热利用率低。因此，使用物场模型来求解。

　　图3 厢式烘干机结构图

　　3 建立、分析物场模型

　　 如图4所示，使用的元件分别为S1物料；S2气流；场FTh。由图可知，功能模型中的元件齐全，但执行元件对被执行元件产生的作用不足以达到系统的要求，需要加强作用的模型。其中S1、S2分别表示需干燥物料以及气流。FTh表示