به گزارش خبرگزاری بسیج از سمنان، با اختراع «دستگاه رسوب‌زدایی مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی» توسط شاه‌آبادی مدال طلای جشنواره اختراعات سوئیس در سال ۲۰۲۳ به نام کشور ایران ثبت شد.
شاه‌آبادی در بیان عنوان اختراع خود و رتبه کسب شده ابراز کرد: 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" توانست با نظر هیأت داوران مدال طلای سومین دوره مسابقات فدراسیون بین‌المللی مخترعین (IFIA) در ژنو سوئیس در سال ٢٠٢۳ را از آن کشور ما کند.
محل استفاده و کارایی دستگاه رسوب‌زدای مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی
مخترع دستگاه رسوب‌زدای مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی در بیان کاربرد اختراع خود اظهار کرد: این اختراع کاربرد‌های بسیاری دارد. هرچند کاربرد عمومی این اختراع در تأسیسات ساختمان است و طراحی آن با هدف حذف ذرات معلق که سبب ایجاد رسوب می‌شوند انجام شده است، اما می‌توان از این اختراع با تغییر فیلتر برای جداسازی یک مایع یا ذرات معلق در سیال در نمونه‌های آزمایشگاهی یا نیمه‌صنعتی و صنعتی در خطوط تولید هم استفاده کرد. علاوه بر این‌ها این پمپ در سیستم‌های بسته جهت سیرکوله سیال گرم و سرد کاربرد دارد از جمله سیرکوله آب گرم و آب سرد در سیستم‌های حرارتی و برودتی مانند سیرکوله آب گرم بهداشتی و... همچنین جهت تأمین فشار سیال جهت سیستم‌های باز مانند تأمین فشار آب در منازل. گذشته از این‌ها استفاده از آن در آتش‌نشانی‌ها قابل امکان‌سنجی است.
برنده مدال طلای جشنواره اختراعات سوئیس در سال ۲۰۲۳ در تشریح بیشتر کاربرد‌های اختراع خود تصریح کرد: یکی از مشکلات موجود در ساختمان جذب یون‌های کلسیم و منیزیم توسط تأسیسات حرارتی بخصوص در محل افزایش دمای سیال می‌باشد که با استفاده از پمپ براشلس محور مارپیچی مغناطیسی و جداسازی محفظه فیلتر انتخابی بدون کاهش راندمان عملکرد مشکل فوق رفع شده است.
شاه‌آبادی با تأکید بر این که طراحی این پمپ یک کار تیمی بوده است اظهار کرد: طراحی این پمپ در بخش R&D شرکت پیش‌گامان شوفاژ ایرانیان (شوفاژ ایران) انجام گرفت و نام مگناپمپ را باتوجه‌به خصوصیات مغناطیسی ابداعی آن برای این پمپ در نظر گرفته شد. زمینه فنی اختراع هم تأسیسات حرارتی ساختمان و رسوب‌زدایی مغناطیسی است و این اختراع در حوزه تخصصی من یعنی مهندسی مکانیک است که در این حوزه سال‌ها فعالیت داشته‌ام و تاکنون مشابه این طرح در دنیا وجود نداشته است.
بخش‌های اصلی دستگاه رسوب‌زدای مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی
شاه‌آبادی در تشریح بخش‌های اصلی اختراع ابراز کرد: این اختراع توسط پمپ براشلس با هسته مغناطیسی به‌صورت مستقیم و با توانایی هدایت انتخابی بر روی فیلتر قابل‌استفاده است و از بخش‌های اصلی زیر تشکیل شده است: ۱-بخش مرکزی پمپ که شامل محور مارپیچ مغناطیسی و ضمائم حفظ موقعیت در حین گردش، معلق کننده یون‌های ایجاد رسوب و پوسته می‌باشد. ۲- بخش بیرونی که بر روی پوسته قرار گرفته و توسط برد‌های الکترونیکی و کوئل‌های الکترومغناطیسی سبب گردش کنترل شده شفت می‌شود. ۳- بخش فیلتر قابل تعویض که از فیلتر و نگهدارنده‌ها و پوسته بیرونی ساخته شده است. ۴- تجهیزات هدایت انتخابی سیال بر روی فیلتر یا در مسیر لوله موازی با فیلتر که شامل اتصالات و شیر برقی است.
جزئیات و طرز کار دستگاه رسوب‌زدای مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی
او در مورد ساختار و اجزای تشکیل‌دهنده پمپ ابداعی خود گفت: نمونه‌های قدیمی مغناطیسی و الکترومغناطیسی دارای نواقصی از جمله تأثیرگذاری کمترشان 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 بالابردن 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 است؛ رزوه‌های ابتدا و انتها که در جهت 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 بر روی آن تشکیل شده است توسط لایه‌ای نازک از پلاستیک تفلون پوشانده می‌شود تا خود جاذب یون‌های منیزیم و کلسیم نشود. مغزی مغناطیسی از تیغه‌های + شکل پایه اتصال استحکام و سوراخ نگهدارنده که در طول مغزی گسترده شده ساخته شده که علاوه بر هم جهت نمودن ذرات مغناطیسی معلق قبل از ورود به کوئل داخل دیگ وظیفه نگاه‌داشتن قطعات را در محل خود برعهده دارد و به‌راحتی قابل‌تعویض و شارژ مجدد است. بخش خارجی از پوسته و درب و آهنرباهای الکتریکی ساخته شده است. پوسته پلاستیکی شامل پوسته استوانه‌ای خارج و کفی پلاستیکی و سطح داخلی شش‌ضلعی است که در 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 شش 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. مدار الکترونیکی که معمولاً از آلومینیوم ساخته شده و ترانزیستور‌ها بر روی آن قرار دارند. اتصال مدار الکترونیکی هم از طریق کانکتور با تجهیزات کنترل‌کننده صورت می‌گیرد.
ساده‌ترین روش ساخت این اختراع را استفاده از پرینتر سه‌بعدی دانست و تصریح کرد: 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 می‌شود. سپس قسمت‌های مختلف توسط رنگ تفلون پوشانده شده و پس از عملیات حرارتی مونتاژ خواهند شد. برد الکترونیکی و بوبین‌ها به‌صورت دستی یا نیمه اتوماتیک قابل‌ساخت هستند. قطعات پس از مونتاژ به‌سادگی با برش قسمتی از لوله انتقال قابل جای‌گذاری هستند.
مزایای دستگاه رسوب‌زدای مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی
مخترع "دستگاه رسوب‌زدایی مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی" با بیان اینکه این دستگاه مزایای زیادی نسبت به انواع دیگر دارد خاطرنشان کرد: افزایش راندمان، کاهش جذب رسوبات، کنترل بهتر دبی سیال، کاهش خرابی و تعمیر آسان از مزایای این اختراع است که در ادامه تشریح می‌کنم. 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 است. حذف گیربکس و اعمال مستقیم نیرو به محور مارپیچ گردان نیز موجب بالارفتن راندمان و کاهش خرابی شده است. همچنین طراحی قسمت فیلتر و پمپ به‌گونه‌ای است که هر قسمت فقط با داشتن یک آچار غیرتخصصی به طور کامل قابل‌دسترسی و دمونتاژ و مونتاژ مجدد و سرویس است 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 صورت‌گرفته و سپس در مسیر آزاد هدایت خواهد شد که نیاز به افزایش فشار در حالت عملکرد را از بین می‌برد.
او در توضیح بیشتر مزایای دستگاه ابداعی نسبت به نمونه‌های دیگر در جهان خاطرنشان کرد: یکی از برتری‌های ملموس این پمپ حجم کمتر نسبت به سایز‌های مشابه است که در سایز بزرگ‌تر این نسبت بیشتر هم خواهد شد. این مزیت در موتورخانه بسیار حائز اهمیت است که مخصوصاً در سایز ۲ اینچ به بالا موجب می‌شود فضای زیادی در موتورخانه آزاد شود. صدای بسیار پایین این پمپ مزیت ملموس دیگر آن است که به علت آنکه قسمت متحرک در داخل سیال در حرکت است صدای کمی تولید می‌شود. همچنین این پمپ به علت حجم پایین خود در مکان‌های کور و بلااستفاده در خط لوله قابل‌نصب است. به‌عنوان‌مثال می‌توان از آن در تأمین فشار آب در یک واحد مسکونی استفاده کرد و پمپ را در قسمت ورودی آب واحد نصب کرد و بدین ترتیب بوستر پمپ بزرگ در موتورخانه حذف می‌شود.
این مخترع ایرانی با بیان اینکه پمپ طراحی شده قطعات کمتری نسبت به پمپ‌های مشابه و در نتیجه و راندمان بسیار بالاتر دارد تصریح کرد: پمپ‌های موجود قطعات مستهلک زیادی دارند که باعث می‌شود عمر کمتر و راندمان و قابلیت اطمینان پایین‌تری داشته باشند. همچنین باتوجه‌به قطعات کمتر این پمپ نسبت به دستگاه‌های مشابه قیمت تمام شده آن هم پایین‌تر است. همچنین قابلیت تنظیم دور ماردون بر اساس فشار و دما مزیت مهم این پمپ است.
او در بیان دلیل موفقیت این اختراع در رفع مشکلات فنی نمونه‌های قبلی اظهار کرد: در این اختراع به دلیل مغناطیسی بودن مغزی ماردونی شکل، آب مغناطیسی شده و مانع ایجاد رسوب در مخزن می‌گردد و بدین ترتیب نیاز به رسوب‌زدای مغناطیسی که در چند سال گذشته قبل از ورود به دیگ گرم‌کننده آب استفاده می‌شد برطرف می‌شود. همچنین اختراع ما علاوه بر رفع این مشکل مزیت‌های ارزنده‌ای نسبت به سایر نمونه‌های خارجی دارد از جمله 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 ما بازه پهناور کنترل دبی سیال بین حداقل و حداکثر و عدم وجود حرکات رفت‌وبرگشت است. علاوه بر این امکان باز و بسته‌شدن در کمترین زمان و صرفاً توسط یک آچار از مزایای دیگر این نوع پمپ است.
شاه‌آبادی با اشاره به امکان ارتقا و توسعه اختراع خود در آینده در بیان لزوم سرمایه‌گذاری سرمایه‌گذاران داخلی و خارجی گفت: در صورت سرمایه‌گذاری سرمایه‌گذاران داخلی و خارجی بر روی این اختراع و رساندن محصول به فاز اجرایی در پروژه‌ها باتوجه‌به نیاز‌های آتی و باتوجه‌به چالش‌هایی که ممکن است در برخی پروژه‌ها به وجود آید امکان انجام مطالعات و آزمایش‌های بیشتر برای توسعه اختراع در کاربرد‌های دیگر وجود دارد.
جایگاه جهانی فدراسیون جهانی مخترعین IFIA و سطح مسابقات بین‌المللی مخترعین
او با بیان اینکه مسابقات بین‌المللی و تخصصی مخترعین در سوئیس از اعتبار و جایگاهی ویژه در سطح جهان برخوردار است، خاطرنشان کرد: 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 از جمله فرانسه، آلمان، رومانی، روسیه، کرواسی، مالزی، مجارستان پرتغال، هلند، اسپانیا، کره جنوبی، تایوان و ایران برگزار می‌شود و 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 می‌نماید که این عنوان برجسته‌ترین عنوان در زمینه اختراعات در دنیاست. اختراع من هم به لطف خدا توانست در سومین دوره مسابقات فدراسیون بین‌المللی مخترعین IFIA در سال ۲۰۲۳ در ژنو سوئیس از هیأت داوران امتیاز لازم را جهت دریافت مدال طلا اخذ نماید که بالاترین رتبه محسوب می‌شود.
شاه‌آبادی با بیان جایگاه و اعتبار ویژه فدراسیون جهانی مخترعین IFIA در حوزه اختراعات در سطح جهان در خصوص نحوه ثبت اختراعات و ابداعات دانشجویان و جوانان و مخترعان اظهار کرد: فدراسیون جهانی مخترعین (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 است که پس از دریافت مصوبات لازم با اعمال تمهیدات ویژه فرصت عضویت در بخش INV را برای مخترعان سراسر جهان فراهم نموده است و مخترعان از سراسر جهان امکان دریافت گواهی عضویت و همچنین 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 هیأت داوران فدراسیون در طی مدت ۳ روز به ارزیابی و بررسی طرح‌های ارسالی می‌پردازند.
معیار‌های ارزیابی هر اختراع در جشنواره اختراعات سوئیس
شاه‌آبادی در بیان معیار‌های ارزیابی اختراعات در این مسابقات ابراز کرد: اختراعات و نوآوری‌ها در این مسابقات در ۱۵ کلاس مختلف از جمله 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 هیأت 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 بر می‌گیرد.
لزوم حمایت مؤسسات و سرمایه‌گذاران برای به‌کارگیری اختراعات
این مخترع ایرانی با بیان اینکه برای به‌کارگیری این اختراع نیاز به سرمایه‌گذاری وجود دارد تأکید کرد: بدیهی است که برای به‌کارگیری این اختراع نیاز به سرمایه‌گذاری است. پتنت‌های بین‌المللی اهمیت زیادی دارند و ثبت این نوآوری به اسم کشور ایران ارزشمند است و هرچند امکان سرمایه‌گذاری شرکت‌های خارجی برای خرید این اختراع یا مشارکت وجود دارد؛ اما من ترجیح می‌دهم که این اختراع ابتدا در کشور خودم به کار گرفته شود که جهت تجاری‌شدن و به‌کارگیری صنعتی آن نیاز به سرمایه‌گذاری بخش دولتی و یا خصوصی است که در این صورت ایران می‌تواند جزو اولین کشور‌های استفاده‌کننده و حتی صادرکننده این تکنولوژی باشد.
او ادامه داد: شرکت‌ها و مؤسسات مختلفی از جمله 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 کنند. همچنین وزارت نیرو و سازمان آب و سازمان نظام‌مهندسی می‌توانند برای پروژه‌های بزرگ خود از این اختراع بهره‌مند شوند. دانشگاه‌های معتبر مثل دانشگاه شریف و تهران و سایر دانشگاه‌های بزرگ می‌توانند در آزمایشگاه‌ها از آن بهره‌گیری و یا به‌صورت تحقیقاتی روی این اختراع کار کنند و البته ضروری است که حوزه ارتباط با صنعت دانشگاه‌ها نسبت به مطالعات تکمیلی و ارائه دستورالعمل‌های موردنیاز طرح اقدام نمایند.
سخنی با پژوهشگران جوان
مالک اختراع دستگاه رسوب‌زدای مغناطیسی سیال تأسیسات حرارتی در توصیه به دانشجویان و جوانان برای کسب موفقیت در عرصه بین‌المللی خود افزود: هیچ کار و نتیجه بزرگ و ارزشمندی بدون تلاش مستمر و عزم و اراده راسخ ممکن نمی‌شود. به نظر من ما در ایران پتانسیل خوبی هم از نظر تعداد دانشگاه‌ها و هم تعداد دانشجو داریم و اگر دانشجویان و جوانان به این خودباوری برسند که کمتر از جوانان و محققین کشور‌های پیشرفته نیستند می‌توانند اقدامات بزرگی را رقم بزنند. اگر کسی بخواهد به موفقیت دست پیدا کند باید روحیه نشاط را جایگزین یأس کند و با تلاش و خودباوری و با تحقیق و مطالعه مرز‌های دانش را بپیماید. البته دراین‌بین دانشگاه‌ها و اساتید 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 عزیزمان ایران در عرصه بین‌المللی باشیم.
لازم به ذکر است 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 از جمله فرانسه، آلمان، رومانی، روسیه، کرواسی، مالزی، مجارستان پرتغال، هلند، اسپانیا، کره جنوبی، تایوان، ایران و... برگزار می‌شود.
