Mecânica

Válvulas e fechaduras contínuas e silenciosas sem sensores

Válvulas e fechaduras contínuas e silenciosas sem sensores
A precisão da tecnologia foi demonstrada posicionando uma esfera de aço com precisão - a esfera faz o papel do sistema de trava das fechaduras ou fechamento das válvulas. [Imagem: Oliver Dietze/Uni-Saarland]

Travas eletromagnéticas

Agora, as válvulas eletromagnéticas podem controlar com precisão a quantidade de fluidos que dispensam, abrindo e fechando de forma contínua, suave e silenciosamente.

As válvulas, registros e fechaduras controlados eletromagneticamente usados hoje na indústria são bem rápidos, mas também tendem a ter apenas dois estados operacionais: aberto e fechado.

Quando um dispositivo eletromagnético desses é energizado, um parafuso ou trava é inserido rápida e fortemente em um entalhe. Quando o dispositivo é desenergizado, a trava é retraída por uma mola.

Faz um barulhão e, no caso das válvulas, só dá para abrir e fechar, mas dosar a saída do fluido é bem mais problemático. Até dá para fazer, mas exige sensores de posição e um sistema de controle adicional bastante complexo - o sistema fica caro e grande demais para ser prático em todas as inúmeras válvulas de uma indústria química ou petrolífera, por exemplo.

Válvula eletromagnética contínua

Engenheiros alemães resolveram todas essas deficiências usando um parafuso de metal magneticamente permeável que se move dentro de uma bobina de fio de cobre - sem nenhum sensor, sem sistema de controle e sem barulho. Simplesmente analisando a corrente elétrica que flui através da bobina é possível determinar onde o parafuso está, o que permite ajustar sua posição instantaneamente.

O dispositivo não é mais simplesmente um sistema de dois estados, podendo atuar mais como uma torneira de água, com um fluxo variável ajustado de forma contínua.

"Nós monitoramos como a corrente fluindo na bobina muda com o tempo. Especificamente, registramos as flutuações na corrente elétrica durante um certo período de tempo e as analisamos. Essas flutuações de corrente mudam dependendo da posição do parafuso. Isso nos permite determinar exatamente onde o parafuso está em um determinado momento. Sabendo onde o parafuso está, temos um meio eficaz de controlar seu movimento," explicou Matthias Nienhaus, da Universidade Saarland.

Parafusos, esferas ou barras

O aparelho de demonstração da tecnologia controla uma esfera de aço de forma tão precisa que a esfera flutua para cima e para baixo de uma maneira suave e controlada. Ou seja, o mecanismo atuador não precisa necessariamente ser um parafuso, pode ser uma barra lisa ou mesmo uma esfera - registros de esfera são comuns tanto em indústrias como em residências.

"A demonstração mostra claramente a velocidade e a precisão da nossa nova tecnologia de controle. Estamos efetivamente fazendo malabarismos com uma esfera de aço usando nada mais do que o próprio sinal de corrente do dispositivo - sem a necessidade de sensores de posição adicionais," acrescentou Nienhaus.





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