یک اختراع با دهها کاربرد و مزیت؛ وقتی فعالیت تیمی پژوهشگران نتیجه میدهد
خبرگزاری علم و فناوری آنا؛ مسابقات بینالمللی و تخصصی اختراعات کشور سوئیس هر سال زیر نظر و حمایت مستقیم دولت فدرال سوئیس و شهردار ژنو و با حمایت سازمان مالکیت فکری ملل متحد WIPO، حمایت فدراسیون جهانی مخترعین IFIA، سازمانهای علمی و تحقیقاتی و مراکز مرتبط با مخترعان و وزارتخانههای علوم، آموزش و تحقیقات بیش از ۴۵ کشور ازجمله فرانسه، آلمان، رومانی، روسیه، کرواسی، مالزی، مجارستان پرتغال، هلند، اسپانیا، کره جنوبی، تایوان، ایران و... برگزار میشود.
امیرحسین شاهآبادی دانشجوی مهندسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات به تازگی با اختراع «دستگاه رسوبزدایی مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی» مدال طلای جشنواره اختراعات سوئیس در سال ۲۰۲۳ را کسب کرد، اختراعی که در صورت حمایت مالی از آن، ایران میتواند به صادرکننده تکنولوژیهای پمپهای مغناطیس ضد رسوب در جهان تبدیل شود. با این اختراع گامی مهم برای افزایش طول عمر و راندمان و کاهش تلفات انرژی و فضای مصرفی پمپها در جهان برداشته شد.
اختراع دستگاه و روش رسوبزدایی مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی توسط شهابالدین شاهآبادی از نظر داوران ژنو لایق مدال طلا شناخته شد. با رونمایی از اختراع یک تیم پژوهشی ایرانی در سوئیس و کسب مدال طلا، کشور ایران به دانش ساخت دستگاه رسوبزدایی مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی دست یافت.
امیرحسین شاهآبادی دانشجوی مهندسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، مخترع ایرانی و برنده مدال طلای سومین مسابقات بینالمللی مخترعین در ژنو سوئیس در گفتوگو با خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا عنوان کرد که در صورت حمایت مالی از اختراع «دستگاه و روش رسوبزدایی مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی» ایران میتواند به صادرکننده تکنولوژی پمپهای الکترومغناطیسی در جهان تبدیل شود.
گفتوگوی آنا با شاهآبادی دانشجوی مهندسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات درباره شرح جزئیات اختراع «دستگاه و روش رسوبزدایی مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی» در ادامه آمده است:
آنا: این اختراع چگونه حاصل شد؟
شاهآبادی: این اختراع حاصل همکاری در قالب تیم پژوهشی شرکت پیشگامان شوفاژ ایرانیان که با عنوان شوفاژ ایران ثبت شده، حاصل شد. با تجربه سالها فعالیت تیم در حوزه پمپها و مشاهده عملکرد پمپهای خارجی به این نتیجه رسیدیم که میتوان قطعهای داخلی با تکنولوژی جدید و با کارایی بیشتر و قیمت منطقیتر و البته آپشنهای بیشتر تولید کرد.
آنا: کمی درباره اختراع خود و رتبه کسب شده و زمینه فنی آن بگویید.
شاهآبادی: این اختراع با عنوان انگلیسی «The device and method of magnetic descaling of the fluid of thermal facilities» که معادل فارسی آن «دستگاه و روش رسوبزدایی مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی» است توانست با نظر هیئت داوران مدال طلای سومین دوره مسابقات فدراسیون بینالمللی مخترعین (IFIA) در ژنو سوئیس در سال ۲۰۲۳ را از آن کشور کند. زمینه فنی این اختراع هم در تأسیسات حرارتی ساختمان و رسوبزدایی مغناطیسی خصوصاً با توانایی اثرگذاری در مرکز لولههای انشعاب است.
آنا: هدف شما از این اختراع چه بوده و چه مشکل فنی با آن حل شده است؟
شاهآبادی: یکی از مشکلات موجود در ساختمان جذب یونهای کلسیم و منیزیم توسط تأسیسات حرارتی بهخصوص در محل افزایش دمای سیال است که در این اختراع با استفاده از پمپ براشلس محور مارپیچی مغناطیسی و جداسازی محفظه فیلتر انتخابی بدون کاهش راندمان عملکرد مشکل فوق رفع شده است.
آنا: ایده اصلی این اختراع از چه کسی بوده است؟
شاهآبادی: پدرم که نقش مدیریت این تیم پژوهشی را به عهده داشته ایده پرداز اصلی این اختراع بوده و بیش از ۳۰ سال در زمینه واردات و تجارت پمپ فعالیت داشته است. کلید خوردن ایده طراحی و انگیزه این اختراع نیز از آنجایی آغاز شد که پدر با مشاهده عملکرد پمپهای خارجی به این نتیجه رسید که میتوان قطعهای داخلی با تکنولوژی جدید و با کارایی بیشتر و قیمت منطقیتر؛ البته آپشنهای بیشتر تولید کرد.
آنا: محل استفاده اختراع شما کجاست و به زبان دیگر چه کاربردهایی دارد؟
شاهآبادی: هرچند کاربرد عمومی این اختراع در تأسیسات ساختمان است و طراحی آن با هدف حذف ذرات معلق که سبب ایجاد رسوب میشوند انجام شده؛ اما میتوان از این اختراع با تغییر فیلتر برای جداسازی مایع یا ذرات معلق در سیال در نمونههای آزمایشگاهی یا نیمهصنعتی و صنعتی در خطوط تولید استفاده کرد.
علاوه بر اینها این پمپ در سیستمهای بسته برای چرخش (سیرکوله) سیال گرم و سرد کاربرد دارد ازجمله چرخش آب گرم و آب سرد در سیستمهای حرارتی و برودتی مانند چرخش آب گرم بهداشتی و... همچنین در تأمین فشار سیال برای سیستمهای باز مانند تأمین فشار آب در منازل. گذشته از اینها استفاده از آن در آتشنشانیها قابل امکانسنجی است.
آنا: بهصورت واضح و دقیق مزایای اختراع روش رسوبزدایی مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی را نسبت به سایر روشها و اختراعات پیشین بیان کنید.
شاهآبادی: این اختراع مزایای زیادی از نظر افزایش راندمان، کاهش جذب رسوبات، کنترل بهتر دبی سیال، کاهش خرابی و تعمیر آسان، استفاده از خاصیت مغناطیسی و الکترومغناطیسی کوئلهای الکتریکی و هستههای مغناطیسی ثابت و متحرک سبب جهتدهی بالاتر یونهای منیزیم و کلسیم شده و افزایش چشمگیر راندمان را در پی دارد.
با استفاده از پوشش تفلون در قسمتهای مختلف جذب رسوبات به حداقل رسیده و امکان کنترل دبی سیال نیز توسط فرکانس موتور پمپ براشلس بهراحتی امکانپذیر شده، حذف گیربکس و اعمال مستقیم نیرو به محور مارپیچ گردان نیز موجب بالا رفتن راندمان و کاهش خرابی میشود.
در صورت حمایت مالی از اختراع «دستگاه و روش رسوبزدایی مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی» ایران میتواند به صادرکننده تکنولوژیهای پمپهای مغناطیس ضد رسوب در جهان تبدیل شود.
طراحی قسمت فیلتر و پمپ بهگونهای است که هر قسمت فقط با داشتن یک آچار غیرتخصصی بهطور کامل قابلدسترسی و دمونتاژ و مونتاژ مجدد و سرویس بوده که برای تعمیرکاران بسیار مطلوب است. همچنین با استفاده از شیر برقی برای هدایت انتخابی روی فیلتر یا مسیر آزاد بدون کاهش چشمگیر راندمان با ورود سیال جدید رسوبزدایی صورت گرفته و سپس در مسیر آزاد هدایت خواهد شد که نیاز به افزایش فشار در حالت عملکرد را از بین میبرد.
آنا: آیا طراحی این پمپ کار تیمی بوده یا فردی و آیا برای پمپ ابداعی خود نام و برندی هم در نظر گرفتهاید؟
شاهآبادی: طراحی این پمپ در قالب یک تیم در بخش R&D شرکت انجام گرفت و نام مگناپمپ را برای این پمپ با توجه به خصوصیات مغناطیسی ابداعی در آن در نظر گرفتیم و با توجه به نوین بودن این طراحی تاکنون مشابه این طرح در دنیا وجود نداشته است.
آنا: بهطور ملموس پمپ ابداعی شما چه مزایایی نسبت به نمونههای دیگر در جهان دارد؟
شاهآبادی:یکی از برتریهای ملموس این پمپ حجم کمتر نسبت به سایزهای مشابه است. این مزیت در موتورخانه بسیار حائز اهمیت بوده که مخصوصاً در سایز دو اینچ به بالا موجب میشود فضای زیادی در موتورخانه آزاد شود. صدای بسیار پایین این پمپ مزیت ملموس دیگر آن است به دلیل اینکه قسمت متحرک در داخل سیال در حرکت بوده صدای کمی تولید میشود.
این پمپ به علت حجم پایین خود در مکانهای کور و بلااستفاده در خط لوله قابلنصب است. بهعنوان نمونه میتوان از آن در تأمین فشار آب در یک واحد مسکونی استفاده، پمپ را در قسمت ورودی آب واحد نصب کرد و بدین ترتیب بوستر پمپ بزرگ در موتورخانه حذف میشود. پمپ طراحی شده قطعات کمتری نسبت به پمپهای مشابه و در نتیجه راندمان بسیار بالاتر دارد؛ اما پمپهای موجود قطعات مستهلک زیادی دارند که عمر کمتر و راندمان و قابلیت اطمینان پایینتری را نتیجه میدهد. با توجه به قطعات کمتر این پمپ نسبت به دستگاههای مشابه قیمت تمام شده آن هم پایینتر بوده؛ علاوه بر اینها قابلیت تنظیم دور ماردون بر اساس فشار و دما مزیت مهم این پمپ است.
آنا: در نمونههای قبلی چه مشکلات فنی وجود داشته است که در اختراع شما برطرف میشود؟
شاهآبادی: هرچند این طرح ابداعی است و تاکنون مشابهی در دنیا برای آن وجود نداشته؛ اما در نمونههای دیگر قبل از ورود به دیگ گرمکننده آب رسوبزدای مغناطیسی استفاده شده که در این اختراع به دلیل مغناطیسی بودن مغزی ماردونی شکل آب مغناطیسی شده و مانع ایجاد رسوب در مخزن خواهد شد و بدین ترتیب نیاز به رسوبزدای مغناطیسی که در چند سال گذشته قبل از ورود به دیگ گرمکننده آب استفاده میشد برطرف میشود.
این اختراع علاوه بر رفع این مشکل مزیتهای ارزندهای نسبت به سایر نمونههای خارجی دارد ازجمله اینکه قطعات متحرک به حداقل تعداد ممکن کاهشیافته که موجب میشود هزینههای تعمیر و استهلاک کاهش چشمگیری پیدا کند و راندمان افزایش یابد. مزیت دیگر اختراع بازه پهناور کنترل دبی سیال بین حداقل و حداکثر و عدم وجود حرکات رفتوبرگشت بوده؛ علاوه بر این امکان باز و بسته شدن در کمترین زمان و صرفاً توسط یک آچار از مزایای دیگر این نوع پمپ است.
آنا: بهصورت مختصر جزئیات بیشتری از طرز کار دستگاه رسوبزدایی مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی ارائه کنید.
شاهآبادی: نمونههای قدیمی مغناطیسی و الکترومغناطیسی دارای نواقصی ازجمله تأثیرگذاری کمتر به دلیل فاصله بودند که در این اختراع با استفاده از شفت مارپیچ مغناطیسی و مغزی هادی مغناطیسی این مشکل کاهش مییابد. برای کاهش سایز پمپ و افزایش راندمان همراه با بالا بردن ایمنی آن، پمپ از دو قسمت داخلی و خارجی ساخته میشود. در قسمت داخلی لوله انتقال و ساچمه انتها و مارپیچ مغناطیسی و ساچمه ابتدا و مغزی مغناطیسی قرار گرفتهاند. لوله انتقال پمپ از قسمتهای مختلفی تشکیل شده؛ رزوههای ابتدا و انتها که در راستای معکوس یکدیگر هستند و توسط گردش لوله امکان باز یا بستن شدن همزمان را فراهم میکنند.
مارپیچ مغناطیسی که از یک محور فلزی و سطح مارپیچ فلزی مغناطیسی گسترده شده روی آن تشکیل شده توسط لایهای نازک از پلاستیک تفلون پوشانده میشود تا خود جاذب یونهای منیزیم و کلسیم نشود. مغزی مغناطیسی از تیغههای تی شکل پایه اتصال استحکام و سوراخ نگهدارنده که در طول مغزی گسترده ساخته شده که علاوه بر هم جهت کردن ذرات مغناطیسی معلق قبل از ورود به کوئل داخل دیگ، وظیفه نگاهداشتن قطعات را در محل خود بر عهده دارد و بهراحتی قابل تعویض و شارژ مجدد است.
بخش خارجی از پوسته و در و آهنرباهای الکتریکی ساخته شده است. پوسته پلاستیکی شامل پوسته استوانهای خارج و کفی پلاستیکی و سطح داخلی ششضلعی بوده که روی سطح داخلی و فاصله آن با سطح بیرونی آهنرباهای مغناطیسی نصب میشوند. این آهنرباها وظیفه تولید میدان مغناطیسی موردنیاز برای گردش شفت مارپیچ را دارند. آهنرباها شامل ۶ بوبین الکتریکی هستند که دور هسته آهنی قرار گرفتهاند و در اتصال الکتریکی دارای یک سر مشترک با هم و دوبهدو با یکدیگر موازی هستند. چهار سر ورودی جریان الکتریکی به سه ترانزیستور متصل شده که برای انتقال گرما به سیال در روی درپوش فلزی قرار دارند. اتصال مدار الکترونیکی و ترانزیستورها هم از طریق کانکتور با تجهیزات کنترلکننده صورت میگیرد.
آنا: سادهترین روش اجرایی برای بهکارگیری روش ابداعی شما چیست؟
شاهآبادی: سادهترین روشی که میتوان برای ساخت این طرح به کار گرفت این است که با استفاده از پرینتر سهبعدی قطعات پرینت گرفته میشود و سپس از آنها قالب تهیه میشود. پس از آن بسته به قطعه از ریختهگری یا تزریق برای آلیاژها و پلاستیکها استفاده و سپس قسمتهای مختلف توسط رنگ تفلون پوشانده و پس از عملیات حرارتی مونتاژ خواهند شد. برد الکترونیکی و بوبینها بهصورت دستی یا نیمه اتوماتیک قابل ساخت بوده؛ قطعات پس از مونتاژ بهسادگی با برش قسمتی از لوله انتقال قابل جایگذاری هستند.
آنا: شرح مختصری از بخشهای اصلی دستگاه رسوبزدایی مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی را برای خوانندگان بیان کنید.
شاهآبادی: دستگاه رسوبزدایی مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی ابداعی توسط پمپ براشلس با هسته مغناطیسی بهصورت مستقیم و با توانایی هدایت انتخابی روی فیلتر قابلاستفاده است که از بخشهای اصلی آن میتوان به بخش مرکزی پمپ شامل محور مارپیچ مغناطیسی و ضمائم حفظ موقعیت در حین گردش، معلق کننده یونهای ایجاد رسوب و پوسته، بخش بیرونی که روی پوسته قرار گرفته و توسط بردهای الکترونیکی و کوئلهای الکترومغناطیسی سبب گردش کنترل شده شفت میشود، بخش فیلتر قابل تعویض که از فیلتر و نگهدارندهها و پوسته بیرونی ساخته شده و تجهیزات هدایت انتخابی سیال روی فیلتر یا در مسیر لوله موازی با فیلتر که شامل اتصالات و شیر برقی است.
آنا: جایگاه جهانی فدراسیون جهانی مخترعان IFIA و سطح مسابقات بینالمللی مخترعان چگونه است؟
شاهآبادی: مسابقات بینالمللی و تخصصی مخترعان در سوئیس از اعتبار و جایگاهی ویژه در سطح جهان برخوردار است که هر سال زیر نظر و حمایت مستقیم دولت فدرال سوئیس و شهردار ژنو و با حمایت سازمان مالکیت فکری ملل متحد WIPO، حمایت فدراسیون جهانی مخترعین IFIA، سازمانهای علمی و تحقیقاتی و مراکز مرتبط با مخترعان و وزارتخانههای علوم، آموزش و تحقیقات بیش از ۴۵ کشور ازجمله فرانسه، آلمان، رومانی، روسیه، کرواسی، مالزی، مجارستان پرتغال، هلند، اسپانیا، کره جنوبی، تایوان و ایران برگزار میشود.
کمیته اجرایی فدراسیون جهانی اختراعات (IFIA) در پایان هر سال بر اساس فعالیتهایی که مخترعان جهان انجام دادهاند از بین افراد واجد شرایط، مخترعانی که اختراعات آنها شامل موارد نوآوری در اختراع، اقدام متفکرانه و منفعت برای بشریت باشد را انتخاب و به آنها لقب مخترع (Inv) و عضویت در فدراسیون جهانی اختراعات (IFIA) را اعطا میکند که این عنوان برجستهترین عنوان در زمینه اختراعات در دنیاست. این اختراع توانست در سومین دوره مسابقات فدراسیون بینالمللی مخترعان IFIA در سال ۲۰۲۳ در ژنو سوئیس از هیئت داوران امتیاز لازم را برای دریافت مدال طلا اخذ کند که بالاترین رتبه محسوب میشود.
آنا: درباره فدراسیون جهانی مخترعان (IFIA) و نحوه ارسال و ثبت اختراعات و ابداعات دانشجویان و جوانان و مخترعان برای آن توضیح دهید.
شاهآبادی: فدراسیون جهانی مخترعان (IFIA) یکی از سازمانهای پیشرو در حوزه اختراع و نوآوری در جهان است که یکی از مهمترین اهداف اصلی فدراسیون بسترسازی و قدردانی از جامعه مخترعان و نوآوران بوده که پس از دریافت مصوبات لازم با اعمال تمهیدات ویژه فرصت عضویت در بخش INV را برای مخترعان سراسر جهان فراهم کرده و مخترعان از سراسر جهان امکان دریافت گواهی عضویت و حضوری پررنگ در این عرصه را داشتهاند.
مخترعان برگزیده طبق قوانین جشنواره لازم است نسبت به تکمیل فرم ثبتنام و ارسال فیلمی کوتاه و کاربردی از نوآوری و اختراع خود اقدام کنند و سپس اعضای هیئت داوران فدراسیون در مدت سه روز به ارزیابی و بررسی طرحهای ارسالی میپردازند. مسابقات بینالمللی و تخصصی اختراعات کشور سوئیس هر سال زیر نظر و حمایت مستقیم دولت فدرال سوئیس و شهردار ژنو و با حمایت سازمان مالکیت فکری ملل متحد WIPO، حمایت فدراسیون جهانی مخترعین IFIA، سازمانهای علمی و تحقیقاتی و مراکز مرتبط با مخترعان و وزارتخانههای علوم، آموزش و تحقیقات بیش از ۴۵ کشور ازجمله فرانسه، آلمان، رومانی، روسیه، کرواسی، مالزی، مجارستان پرتغال، هلند، اسپانیا، کره جنوبی، تایوان، ایران و... برگزار میشود.
آنا: معیارهای ارزیابی هر اختراع در جشنواره اختراعات سوئیس چیست؟
شاهآبادی: اختراعات و نوآوریها در این مسابقات در ۱۵ کلاس مختلف ازجمله علوم کامپیوتر، ماشینآلات، مهندسی عمران، حفاظت از محیطزیست، کشاورزی و... دستهبندی میشوند و جدا از پارامترهای فنی و تخصصی در هر کلاس معیارهای ارزیابی دیگری نیز توسط اعضای هیئت داوران برای هر اختراع در نظر گرفته میشود که جنبههای مختلف و مهم هر اختراع و نوآوری نظیر بررسی میزان تقاضای عمومی، اقتصادی و مقرونبهصرفه بودن، دوستدار محیطزیست بودن و... را در برمیگیرد.
آنا: آیا به سرمایهگذاری سرمایهگذاران داخلی و یا خارجی برای استفاده از اختراع شما نیاز است؟
شاهآبادی: برای بهکارگیری این اختراع نیاز به سرمایهگذاری است. در واقع پتنتهای بینالمللی اهمیت زیادی دارند و ثبت این نوآوری به اسم ایران ارزشمند بوده و هرچند امکان سرمایهگذاری شرکتهای خارجی برای خرید این اختراع یا مشارکت وجود دارد؛ اما ترجیح میدهیم که این اختراع ابتدا در کشور به کار گرفته شود و بدیهی است برای تجاری شدن و بهکارگیری صنعتی آن نیاز به سرمایهگذاری بخش دولتی و یا خصوصی بوده که در این صورت ایران میتواند جزء نخستین کشورهای استفاده و حتی صادرکننده این تکنولوژی در صنعت ساختمانها و سازهها باشد.
آنا: چه شرکتها و یا سازمانهایی میتوانند روی اختراع شما سرمایهگذاری یا از آن حمایت کنند؟
شاهآبادی: شرکتها و مؤسسات مختلفی ازجمله شرکتهای تولیدکننده پمپ آب در جهان بهویژه شرکتهای صاحبنام هستند که میتوانند از این اختراع استفاده و برای بهکارگیری آن سرمایهگذاری کنند. شرکتهای پیمانکاری میتوانند از این طرح استفاده و علاوه بر کاهش مصرف انرژی در هزینه تعمیر و نگهداری صرفهجویی کرده، وزارت نیرو و سازمان آب و سازمان نظاممهندسی میتوانند برای پروژههای بزرگ خود از این اختراع بهرهمند شوند. دانشگاههای معتبر مانند دانشگاه شریف و تهران و سایر دانشگاههای بزرگ میتوانند در آزمایشگاهها از آن بهرهگیری و یا بهصورت تحقیقاتی روی این اختراع کار انجام شود؛ البته ضروری است که حوزه ارتباط با صنعت دانشگاهها نسبت به مطالعات تکمیلی و ارائه دستورالعملهای موردنیاز طرح اقدام کنند.
آنا: چه توصیهای برای دانشجویان و مخترعان کشور دارید؟
شاهآبادی: اگر بخواهم بهعنوان کسی که این مسیر را رفته توصیهای به دانشجویان و جوانان علاقهمند به ثبت اختراع برای کسب موفقیت در عرصه بینالمللی کنم میگویم هیچ کار و نتیجه بزرگ و ارزشمندی بدون تلاش مستمر، عزم و اراده راسخ ممکن نمیشود. در کشور ظرفیت خوبی از نظر تعداد دانشگاهها و دانشجو داریم و اگر دانشجویان و جوانان به این خودباوری برسند که کمتر از جوانان و محققین کشورهای پیشرفته نیستند؛ میتوانند اتفاقات ارزشمند و بزرگی را رقم بزنند.
اگر کسی بخواهد به موفقیت دست یابد باید روحیه نشاط را جایگزین یأس کند و با تلاش و خودباوری و با تحقیق و مطالعه مرزهای دانش را بپیماید؛ البته دراین بین دانشگاهها و استادان نیز وظیفه دارند برای راهنمایی و بسترسازی مطالعه و تحقیق و پژوهش دانشجویان نقش خود را پررنگتر ایفا کنند تا شاهد افتخارآفرینی بیشتر دانشجویان کشور در عرصه بینالمللی باشیم.
انتهای پیام/