В Сааре, Германия, создаются миниатюрные насосы и клапаны, работающие на основе движения диэлектрических эластомерных силиконовых пленок. Эти устройства не только легкие, компактные и энергоэффективные, но и работают без необходимости в сжатом воздухе, двигателях или смазочных материалах.
Они совместимы с чистыми помещениями и могут непрерывно контролироваться во время работы. Исследовательская группа под руководством профессоров Штефана Зелеке и Пола Моцки из Саарского университета представит прототип вакуумного насоса на основе пленки на Ганноверской ярмарке этого года с 31 марта по 4 апреля.
Их легкая, низкоэнергетическая технология способна понизить вакуум до давления 300 миллибар (30% от стандартного атмосферного давления).
Вакуумная технология распространена повсеместно: от домашних вакуумных упаковщиков, используемых для более длительного сохранения свежести продуктов, до усилителей тормозов, используемых в автомобилях.
Вакуумные системы имеют решающее значение в медицинской сфере (хирургические системы отсасывания), в фармацевтической, биотехнологической и пищевой промышленности (сублимационная сушка, дистилляция и т.
д.) и в промышленной переработке (роботизированные захваты, сортирующие продукты на конвейерных лентах). Создание вакуума обычно требует использования вакуумного насоса с приводом от двигателя. Но помимо того, что эти насосы потребляют много энергии, они часто громоздки и шумны, а также требуют обслуживания и смазки, что часто бывает затруднительно в чистых помещениях или стерильных условиях.
Насосы и клапаны, разрабатываемые исследовательской группой под руководством профессоров Стефана Зелеке и Пола Моцки из Саарландского университета и Центра мехатроники и технологий автоматизации (ZeMA), работают полностью без внешних двигателей и потребляют мало энергии в процессе.
В основе этих устройств лежат тонкие силиконовые пленки, которые можно перемещать, просто прикладывая небольшое электрическое напряжение.
«Наша технология рентабельна в производстве. А поскольку компоненты легкие, мы экономим пространство и вес, а это значит, что насосы и клапаны, которые мы разрабатываем, гораздо более энергоэффективны, чем эквивалентные устройства, использующие традиционные технологии.
По сравнению с имеющимся в продаже пневматическим соленоидным клапаном, т.
е. клапаном, приводимым в действие электромагнитом, мы можем приводить в действие тот же клапан, используя в 400 раз меньше энергии», — объясняет Пол Моцки, профессор систем интеллектуальных материалов для инновационного производства в Университете Саара и научный директор/генеральный директор ZeMA gGmbH.
И технология Саарбрюккена может быть изготовлена без необходимости использования дорогих или труднодоступных материалов, таких как медь или редкоземельные элементы.
Еще одним преимуществом является снижение шума , поскольку насосы на основе пленки значительно тише, чем обычные насосы с компрессорным приводом.
Сама силиконовая пленка имеет толщину всего около одной двадцатой миллиметра, и исследователи могут очень точно контролировать движения этих сверхтонких пленок. Это происходит потому, что очень гибкий электропроводящий слой печатается на каждой стороне пленки, чтобы создать то, что известно как диэлектрический эластомер.
Если инженеры подадут напряжение на эластомерную пленку, то проводящие слои притянутся друг к другу, сжимая полимер и заставляя его расширяться в стороны, тем самым увеличивая его площадь поверхности.
«Мы используем эти диэлектрические эластомеры для разработки новых систем привода, которые не нужно оснащать дополнительными датчиками», — объясняет Пол Моцки.
Изменяя приложенное электрическое поле, исследователи могут заставить эластомерную пленку совершать непрерывно изменяющиеся изгибающие движения или заставить ее колебаться или изгибаться с некоторой требуемой частотой.
Или они могут удерживать пленку в определенном фиксированном положении, не требуя непрерывной подачи энергии. «Эти диэлектрические эластомерные пленки обладают способностью самоопределения и способны действовать как собственные датчики положения», — говорит Моцки.
Каждой деформации или изменению положения пленки можно присвоить точное значение электрической емкости. Даже малейшее движение пленки приводит к изменению емкости. Используя эти значения емкости, инженеры могут точно количественно оценить пространственную деформацию пленки.
Объединив данные о емкости и машинное обучение на основе ИИ, команда разработала блок управления , который может предсказывать и программировать последовательности движения и, таким образом, точно контролировать, как деформируется эластомерная пленка.
Включая эти диэлектрические эластомерные приводы в соответствующим образом спроектированное оборудование, исследовательская группа может создавать безмоторные насосы, которые могут создавать вакуум, клапаны, которые могут подавать точное количество жидкости, или компоненты, которые могут действовать как бесступенчатые переключатели.
Данные о емкости также показывают, что что-то не функционирует должным образом, например, если вакуум слишком мал или если инородное тело блокирует клапан или насос.
Эти насосы и клапаны на основе пленки являются самоопределяющимися, что означает, что они могут выполнять собственный мониторинг состояния и сообщать о том, где находится проблема.
Когда возникают проблемы с обычными насосами и клапанами на крупных промышленных предприятиях, устранение неисправностей часто значительно усложняется.
Команда Саарбрюккена принимает участие в Ганноверской ярмарке этого года, где продемонстрирует новейший прототип своего вакуумного насоса на основе пленки, способного создавать вакуум в 300 миллибар (около 30% от стандартного атмосферного давления).
«Наша технология масштабируема. Мы можем увеличить давление и объемный расход, соединив наши приводы и насосные камеры параллельно, последовательно или комбинируя оба варианта», — говорит профессор Моцки.
Чтобы помочь посетителям выставки наглядно представить себе лежащую в основе технологию, исследовательская группа построила демонстрационную модель, в которой диэлектрическая эластомерная пленка создает вакуум внутри колпака.
По мере того, как давление в колбе падает, посетители могут наблюдать, как шар «раздувается» в размерах — экспериментальная демонстрация, которую многие, возможно, помнят по школьным урокам физики.
По мере того, как воздух высасывается из окружающего шара, молекулы воздуха в шаре получают больше места для расширения, и шар увеличивается в размерах — за исключением того, что в этом случае все это происходит без громко работающего на заднем плане компрессора.
Инженеры из Саарбрюккена могут внедрять технологию насосов и клапанов в широкий спектр конструкций оборудования. Технология надежна и подходит для массового производства, и может быть разработана для выпуска товарной продукции в течение нескольких лет.
На Ганноверской ярмарке команда будет искать заинтересованные коммерческие партнеры.
Рубрика: Техно. Читать весь текст на android-robot.com.
Обзор смартфона Huawei Mate 70 Pro: с двух ног во флагманский ряд топовых камерофонов Huawei Mate 70 Pro — претендент на звание одного из главных камерофонов этого года. Помимо топовых возможностей в плане фотосъемки, можно с увереннос...
Как микрозаймы влияют на кредитный рейтинг? Что такое микрозаймы и кому они доступны? Микрозаймы – это небольшие краткосрочные кредиты, которые выдаются микрофинансовыми организациями (МФО). Он...
Преимущества пополнения Steam через криптовалюты USDT Еще несколько лет назад криптовалюты воспринимались в первую очередь как инструмент для инвестиций. Биткоин, Эфириум и другие цифровые активы покупал...
Поездка с риском для жизни: смолянин «налетел» на неожиданное препятствие на дороге в центре города Крышка люка, на которую наехал молодой человек, больно ударила не только по авто, но и по бюджету горожанина. Максим, герой нашей истории, — об...
С апреля станут забирать землю: всех, у кого участок или дача, ждёт строгое правило — будьте готовы С апреля станут забирать землю: всех, у кого участок или дача, ждёт строгое правило — будьте готовыСорняки и мусор превратят участки в муниципальную ...
Вот что устроил Мишустин жителям России на майские: стало известно в последний момент Вот что устроил Мишустин жителям России на майские: стало известно в последний моментГосподин Мишустин, подписавший постановление о рабочих и праздни...
Любовь, интриги, Босфор: секреты успеха турецких фильмов и сериалов Первый турецкий фильм, снятый в 1914 году, стал началом большой истории турецкого кино. Его расцвет наступил в 1950-х, когда киностудии выпускали до ...
Почему мы так любим индийское кино? Индийское кино — это удивительный мир, в котором переплетаются традиции и современность, драма и комедия, музыка и танец. С момента своего появления ...
Создаются миниатюрные насосы и клапаны на основе силиконовых пленок В Сааре, Германия, создаются миниатюрные насосы и клапаны, работающие на основе движения диэлектрических эластомерных силиконовых пленок. Эти устройс...
Разработчик игры Monopoly Go Scopely покупает команду Pokemon Go Гигант мобильных игр Scopely заплатит 3,5 миллиарда долларов за приобретение игрового подразделения Niantic, включая студию, стоящую за Pokémon Go, с...
Создаются миниатюрные насосы и клапаны на основе силиконовых пленок В Сааре, Германия, создаются миниатюрные насосы и клапаны, работающие на основе движения диэлектрических эластомерных силиконовых пленок. Эти устройс...
Производитель аккумуляторов Northvolt подал в Швеции заявление о банкротстве Шведский производитель аккумуляторов для электромобилей Northvolt подал заявление о банкротстве в Швеции, что нанесло удар по попыткам Европы оспорит...
День работника ЖКХ отмечают в Брянском районе Жизнь населённых пунктов в сельской местности сегодня мало отличается от городской в плане благоустройства. Комфортные условия для жителей сёл, дерев...
Гаджеты недели 17 марта 2025 года Предлагаем вашему вниманию: одеяло-сауна HEALiX; самый крохотный внешний SSD на рынке — ADATA SC730; смарт-часы Xiaomi Watch S4 с обновленными ...
Trouver представил моющие пылесосы X4 Pro и M10 Pro с функциями мытья полов горячей водой и бесшумной сушки на базе ИИ Инновационный бренд Trouver представил новые модели моющих пылесосов Trouver X4 Pro и Trouver M10 Pro. Они получили всё необходимое для эффективной в...
Андрей Воробьев сообщил о завершении уборки дорог в Подмосковье к 1 мая По данным правительства Подмосковья, работы охватят проезжую часть, тротуары, остановочные павильоны, дорожные знаки, ограждения, шумозащитные экраны...
Собянин: Мероприятия проекта "Зима в Москве" посетили почти 30 млн человек Мэр Москвы Сергей Собянин в своем блоге подвел итоги трехмесячного проекта "Зима в Москве", отметив почти 53 тысячи различных мероприятий и огромное ...
Как выбрать оптимальный тариф в 1С Фреш 1С является безусловным лидером на отечественном рынке программного обеспечения, предназначенного для автоматизации различных бизнес-процессов. Предл...
Глобальное потепление и его влияние на зимние виды спорта Спортивные организации, курорты и спортсмены могут работать вместе, чтобы создать более устойчивое будущее для зимних видов спорта. Важно помнить, чт...
Эксплуатация и обслуживание оцинкованных Lada Эксплуатация и обслуживание оцинкованных автомобилей Lada требует особого внимания к кузову, который защищен слоем цинка. Оцинковка является эффектив...
Какие есть страховки для авто? Эксплуатация современного автотранспорта сопряжена с большими сложностями – нужно покупать топливо и запасные части, производить все нужные регламент...