Latvijas Zinātņu akadēmija regulāri atbalsta izgudrotājdarbību Latvijā. Šogad top jau septītā izgudrojumu un inovāciju izstāde, kura notiks piecās Latvijas pilsētās - Liepājā (20. marts, atbildīgais - Armands Grickus, LiepU), Daugavpilī (10. maijs), Cēsīs (1.,2. jūnijs), Jelgavā (8. septembris) un Rīgā (5.,6. oktobris). Kamēr daudzi akadēmiķi vēl domā, vai piedalīties Latvijas simtgadei veltītajā, plašākajā izgudrojumu izstādē Baltijā, jāatgādina, ka akadēmijas vadība aktīvi atbalstīja sestās starptautiskās izgudrojumu un inovāciju izstādes "Minox 2016" darbību (Rīga, 2016) un iedvesmoja kolēģus līdzdalībai "Minox 2018".

LZA viceprezidents, RTU profesors Andrejs Krasņikovs (devītais no labās puses) kopā ar izgudrotājiem un izstādes laureātiem                                                 Foto I. Griņevičs

Latvijas Zinātnes padomes priekšsēdētāja vietnieks, Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) zinātņu prorektors, akadēmiķis Tālis Juhna kopā ar savu audzēkni profesori Lindu Mežuli arī rāda pozitīvu piemēru dalībai izgudrojumu izstādēs.

LZA prezidents Ojārs Spārītis eksponētos izgudrotājdarbības sasniegumus aktīvi popularizē Latvijā un ārzemēs. Reizi gadā viņš piedalās Latvijas izgudrotāju biedrības izstādes sagatavošanas gaitas apspriešanā. Pirmās tikšanās laikā, pēc kārtīgas iepazīšanās ar bilingvālo izstādes katalogu "Minox 2014", prezidenta augsto novērtējumu - "Iespaidīgi!" - ieguva Starptautiskās Lauksaimniecības universitātes ekspozīcija. Bet visai drīz O. Spārītis to teica arī par Latvijas augstskolu un zinātnisko institūciju ekspozīcijām starptautiskajā izstādē "Minox 2016" Ķīpsalā (sk. turpmāk).

Latvijas augstskolu un zinātnisko institūciju ekspozīcijas 6. Starptautiskajā izgudrojumu un inovāciju izstādē
Biodegvielas ražošanas tehnoloģija no biomasas

Linda Mežule, Tālis Juhna, RTU Būvzinātnes centra Ūdens pētniecības laboratorija

Kaut arī lignocelulozes biomasa tiek uzskatīta par nākotnes izejvielu biodegvielas ražošanai, tās plašu lietošanu kavē sarežģītā pārstrāde un augstās ražošanas izmaksas. Piedāvātās tehnoloģijas pamatā ir biodegvielas iegūšana no lignocelulozi saturošas biomasas, kas netiek izmantota pārtikā (lauksaimniecības atkritumi, nezāles, salmi, kokapstrādes atkritumi). Tā pamatojas uz vienkāršu biomasas priekšapstrādi, bioloģisko (enzimātisko) hidrolīzi un saražoto fermentējamo cukuru īpašu attīrīšanu un koncentrēšanu izmantojot membrānu tehnoloģijas. Pozitīva ietekme ir papildus sistēmai, kas nodrošina enzīmu recirkulāciju. Tehnoloģiju iespējams pielāgot gan bioetanola, gan biobutanola ražošanai. Izvēloties videi draudzīgus un maksimāli vienkāršus risinājumus, iespējams nodrošināt to, ka procesa laikā nerodas fermentāciju inhibējoši savienojumi un nav nepieciešams izmantot bīstamas ķīmiskas vielas. Sistēmas konstrukcija nodrošina iespēju izmantot dažādas biomasas izej­vielas, neveicot to šķirošanu.

Latvijas Valsts Koksnes ķīmijas institūta izgudrotājdarbība - koksnes materiāli, biorafinēšana - tehnoloģiska pieeja dažādu produktu un
 materiālu iegūšanai, "zaļā ķīmija"

Uģis Cābulis, Latvijas Valsts Koksnes ķīmijas institūts

Koksne un augu valsts biomasa ir plašs atjaunojams resurss, ko var izmantot gan kā materiālu, gan arī kā izejvielu dažādu produktu iegūšanai. Institūta zinātnieku izgudrotājdarbība ir vērsta uz ar vien jaunu materiālu un produktu iegūšanu no šī resursa.

Jaunākie institūta izgudrojumi:

• bērza tāss ķīmiskās pārstrādes paņēmiens un iekārta betulīna un lupeola iegūšanai;
• lignocelulozes pildvielas iegūšanas paņēmiens koksnes-polimēru kompozītmateriāliem;
• augu izejvielu kurināmā granulu iegūšanas paņēmiens;
• levoglikozāna iegūšanas paņēmiens;
• putu poliuretānu materiālu iegūšana no atjaunojamām izejvielām, to izmantošana kā siltumizolāciju;
• ksilozes iegūšanas paņēmiens;
• kviešu salmu lignocelulozes enzimātiskās hidrolīzes paņēmiens.

Šāda, dažādu produktu iegūšana ar mērķi pēc iespējas pilnīgāk izmantot izejvielas, atbilst mūsdienu biorafinēšanas pieejai un "zaļās ķīmijas" principiem.

Patenti Nr. LV14741B, LV14759B, LV14789B, LV14813B, LV15017B, LV15064B, LV15005B, LV15031B, LV15130A, EP2784079A1, EP2816052A1, EP2824164A1, EP2842564A1, EP2865724A1, EP2873715A1, EP2889112A1

Saules koks

Jānis Kleperis, Mārtiņš Vanags, Tālivaldis Muzikants, Vladimirs Ņemcevs, Artis Volkovs, Artūrs Gruduls, Pēteris Lesničenoks, Ainārs Knoks, Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts

Saules kokā apvienota skulpturāla objekta estētiskā vērtība ar funkcionalitāti - elektroenerģijas ražošanu un vides apgaismojumu. Saules koks dienas laikā uztver saules enerģiju ar tā zaros uzstādītiem saules bateriju paneļiem un darbojas kā solārā elektrostacija, kas var būt pieslēgta kopējam elektrotīklam. Naktī ar sensoru palīdzību automātiski ieslēdzas kokā iebūvētās gaismas diodes un koks spīd, izgaismojot apkārtējo publisko telpu. Koka formu veido metāla karkass un polimēra kompozītmateriālu pārklājums. Uz trīs zariem ir deviņas lapas, kuras sastāv no 20 W Saules fotovoltaiskā paneļa un 9 W LED gaismas avotiem. Saules saražotā elektrība tiek savākta 70 Ah akumulatorā, koka darbību nodrošina vadības bloks. Stumbrā var būt iebūvētas rozetes portatīvo mobilo ierīču uzlādēšanai.

Saules koks             

Saules velosipēds

Artis Volkovs, Mārtiņš Vanags, Vladimirs Ņemcevs, Artūrs Gruduls, Pēteris Lesničenoks, Ainārs Knoks, Jānis Kleperis, Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts

Saules velosipēds

Trīsriteņu saules velosipēdam ir divi enerģijas avoti - 200 W saules paneļi uz jumta un 300 W ģenerators no velotrenažiera. Kāju muskuļu/saules enerģija tiek sakrāta akumulatorā, kura uzdevums ir turēt uzlādētus superkondensatorus 200 W rumbas motora pakaļējā ritenī griešanai. Vadības shēma nodrošina velosipēda vienmērīgu kustību.

 

Termoakustiskais MHD ģenerators

Artūrs Brēķis, Jānis Freibergs, Antoine Alemany, Agris Gailītis, Latvijas Universitātes Fizikas institūts

Iekārta ir elektriskās mašīnas - šķidra metāla maiņstrāvas magnetohidrodinamiskā ģeneratora un siltumenerģijas/skaņas pārveidotāja - termoakustiskā ģeneratora apvienojums vienā veselumā. Iekārtas potenciālais pielietojums - kosmosā esoša satelīta elektroapgāde no saules attālinātās vietās, kā enerģijas avotu izmantojot radioaktīvos izotopus. Mašīnas priekšrocības ir absolūts bezkontaktu izpildījums un jebkādu rotējošu detaļu neesamība, jo darba ķermenis šajā gadījumā ir šķidrs, elektrovadošs metāls - nātrijs.

 

Iekārta šķidru metālu maisīšanai ar pastāvīgajiem magnētiem

Imants Kaldre, Toms Beinerts, Andris Bojarevičs, Latvijas Universitātes Fizikas institūts

LU Fizikas institūtam jau ilgstoši viena no pētījumu tēmām ir dažādas elektromagnētiskās iekārtas. Viens no jaunākajiem darbības virzieniem ir pastāvīgo magnētu sūkņi un iekārtas šķidru metālu apstrādei. Vieni no populārākajiem ir šķidro metālu sūkņi, kas paredzēti gan metalurģijas, gan kodolindustrijas, gan citiem pielietojumiem. Pašlaik tiek izstrādātas arī iekārtas šķidra alumīnija sakausējumu maisīšanai un sūknēšanai, kas ļautu būtiski uzlabot šādu procesu efektivitāti, kā arī sekmēt nevēlamo gāzu izdalīšanos no šķidrā metāla. Šīm iekārtām ir būtiskas priekšrocības, jo spēka inducēšana notiek bezkontakta ceļā, kā arī nav nepieciešama papildus enerģijas pievade magnētiskā lauka nodrošināšanai. Lai nodrošinātu maksimāli efektīvu iekārtas darbību ir rūpīgi jāplāno magnētiskās plūsmas sadalījums un tās optimizācija izmantojot dzelzs serdes.

 

Intelektuāls daudzfrekvenču dielektrometrs nemetālisku materiālu nesagraujošai kvalitātes testēšanai

Vairis Štrauss, Aldis Kalpiņš, Uldis Lomanovskis, Latvijas Universitātes Materiālu mehānikas institūts

Tiek eksponēts daudzfrekvenču dielektrometrs nemetālisku materiālu dažādu kvalitātes raksturojumu noteikšanai, kuri korelē ar dielektriskiem mērījumiem. Dielektrometrs no līdzīgiem mērītājiem atšķiras ar to, ka:

• ir aprīkots ar sensoru, kas uzliekams testējamam objektam no vienas puses dielektrisko mērījumu veikšanai bez paraugu izgatavošanas;
• ka tajā integrēti mākslīgā intelekta algoritmi, kas nodrošina dielektrometra apmācību interesējošo kvalitātes raksturojumu izrēķināšanai no dielektriskiem mērījumiem.

Patents Nr. LV14728B

Ierīce attālinātai dzīvības pazīmju (elpošanas, sirdsdarbības) noteikšanai

Vladimirs Aristovs, Gatis Šūpols, Valdemārs Plociņš, Elektronikas un datorzinātņu institūts

Ierīces pamatā ir tuvas darbības impulsa veida radara sensors, kas izstaro īsus, zemas enerģijas (nekaitīgus) radioviļņu impulsus un uztver atbalsi no apsekojamās vides (telpas). Apstrādājot no vides atstaroto signālu, ir iespējams noteikt vides parametrus, kā arī vides izmaiņas. Ja ierīces darbības zonā ir vērojama cilvēka kustība, vai cilvēka krūšu kurvja vai sirds mehāniska kustība, tad šīs kustības iespaidā atstarotais signāls mainās. Iekārtā izmantotais, Elektronikas un datorzinātņu institūtā izstrādātais un patentētais augstas jutības uztvērējs šīs izmaņas uztver. Pielietojot oriģinālas ciparu signāla apstrādes metodes, no kopējā atstarotā signāla tiek izdalīti elpošanas un sirdsdarbības, kā arī citas mehāniskās kustības signāli.

Ar šādas iekārtas palīdzību ir iespējams attālināti noteikt cilvēka dzīvības pazīmes (elpošanu, sirdsdarbību, kustības). Ierīce spēj šis kustības noteikt arī tad, ja starp ierīci un apsekojamo zonu ir nemetālisks šķērslis, piemēram, siena.

Iekārtu var izmantot:

• medicīniskos nolūkos, uzstādot slimnīcās, lai bezkontakta veidā apsekotu pacientu vai zīdaiņu elpošanu miega laikā;
• kā drošības sensoru, fiksējot dzīva cilvēka (dzīvu būtņu) esamību telpā vai aiz sienas;
• glābšanas darbos, piemēram, meklējot cilvēkus zem ēku drupām, kuri izrāda dzīvības pazīmes;
• pētniecības nolūkos, piemēram, veicot dzīvnieku aktivitātes novērojumus.

Izstādē tiek demonstrēts iekārtas eksperimentāls makets un tiek rādīti eksperimentālu mērījumu rezultāti.

Patenti Nr. LV14622, WO2013165229A1, LV14730

Kompozītās šķiedras

Andrejs Krasņikovs, Artūrs Lukašenoks, Artūrs Mačanovskis, Videvuds Ārijs Lapsa, Rīgas Tehniskā universitāte

Izgudrojums attiecas uz ēku būvniecību un projektēšanu. Tiek piedāvātas īsās makrošķiedras (stienīši) betona dispersai stiegrošanai. Makrošķiedras tiek izgatavotas no vienvirziena polimēru kompozītā materiāla. Kompozīto materiālu veido stiklā, bazalta, oglekļa, aramīda vienvirziena šķiedras, kuras tiek ievietotas polimēru matricā. Veidojot vienu makrošķiedru var izmantot kādas no minētām šķiedrām vai arī to kombinācijas (tad veidojas hibrīdas makrošķiedras). Uz makrošķiedru virsmas uzlipina smilšu graudiņus, palielinot makrošķiedras saķeri ar betonu. Betonu stiegro ar makrošķiedrām, pievienojot tās betona maisījumam un tad ieliekot maisījumu veidnī.

Peristaltiskais sūknis

Videvuds Ārijs Lapsa, Andrejs Krasņikovs, Rīgas Tehniskā universitāte

Izgudrojums attiecas uz viskozo un pastveidīgo šķidrumu un suspensiju pārsūknēšanu. Suspensija var saturēt asus iekļāvumus, tādus, kā šķembas, sintētiskās nemetāliskās vai metāla šķiedras, utt. Tā pielietošanas joma ir plaša, ieskaitot pārtīkas rūpniecību, kalnrūpniecību, celtniecību utt. Lineārs peristaltiskais sūknis satur elastīgu šļūteni un to aptverošas vismaz četras kameras ar šļūtenesdeformātoru - šķidrumu vai gāzveidīgu vidi, kuras spiediena un retinājuma mainīšanas mehānisms ir sūknis, pie kura ievada un izvada ir pievienoti divi spiediena un retinājuma sadalīšanas ventiļi. Periodiski mainot spiedienu un retinājumu kamerās, katra šļūtene tiek saspiesta, bīdot sūknējamo masu uz priekšu.

Patenti Nr. LV14259, LV14389

Skrūvpālis

Videvuds Ārijs Lapsa, Andrejs Krasņikovs, Rīgas Tehniskā universitāte

Izgudrojums attiecas uz ēku un būvju pamatnēm. Tā pielietošanas joma ir būvju projektēšana un būvniecības tehnoloģija vājās gruntīs.

Tiek piedāvāts jauna tipa stiegrotā betona skrūvpālis. Stiegrotā betona skrūvpālim ir koniska forma un uz tā virsmas ir izveidota vītne. Šī pāļa izveidošanai gruntī ieskrūvē pāļa formai identisku konisku un vītņotu veidni, kurā ir ierīkoti betona maisījuma izplūdes kanāli ar vienvirziena darbības vārstuļiem. Pēc tam šo veidni izskrūvē no grunts, vienlaicīgi caur betona kanāliem aizpildot starp grunti un veidņa virsmu atvērušos spraugu ar betona maisījumu līdz veidņa augšējai malai. Tā sablīvētajā grunts koniskajā matricā iespiestais betona maisījums sacietējot izveido izskrūvētā veidņa ģeometrijas kopiju - konisku vītņotu pāli. Pāļa stiegrojumu veido, iegremdējot betonā koniskam grozam līdzīgu armatūras veidojumu vai pievienojot šķidram betonam īsās šķiedras.

Iesniegts patenta pieteikums.

 

Šķiedru ieklāšanas iekārta

Andrejs Krasņikovs, Videvuds Ārijs Lapsa, Kārlis Strauts, Rīgas Tehniskā universitāte

Šķiedru ieklāšanas iekārta pārsvara tiek paredzēta tērauda šķiedru ieklāšanai betona slānī vienā vai vairākos līmeņos. To var lietot kopā ar maza izmēra betona virsmas līdzinātāju Somero S-485 Laser Screed® Model vai līdzīgu pēc izmēra. Iekārta tiks izmantota kā piestiprināmais modulis (līdzīgi līdzināšanas modulim parādītam attēlā). Tā sastāv no:

• iekraušanas moduļa, kur tiek iekrautas tērauda šķiedras;
• padošanas moduļa, kur šķiedras tiek padotas no iekraušanas moduļa ar noteiktu ātrumu, vienmērīgi uzkaisot tās uz betona virsmas noteikta platuma joslā;
• šķiedru iespiešanas un virsmas līdzināšanas moduļa. Šis modulis šķiedras iespiež betonā noteiktā dziļumā un nolīdzina betona virsmu.

Padošana un iespiešana var notikt pielietojot vibrācijas. Ir jāparedz betona virsmas horizontālā līmeņa kontrole (pēc šķiedru ieklāšanas).

Patents Nr. LV14257

 

Ēku norobežojošo konstrukciju būvniecības
tehnoloģija

Videvuds Ārijs Lapsa, Andrejs Krasņikovs, Rīgas Tehniskā universitāte

Izgudrojums attiecas uz ēku būvniecību un projektēšanu. Tiek piedāvāts ēkas norobežojošo konstrukciju (sienu) izgatavošanas paņēmiens. Ēkas sienas tiek montētas no cieta siltumizolācijas materiāla (cieta akmens vate, putupolistirols utt.) plāksnēm. Plāksnes tiek nofiksētas. Plāksnēs atrodas iepriekš izveidoti kanāli. Kanālos ieliek armatūru un tad iepilda betonu vai fibrobetonu. Betons sacietējot veido mājas dzelzsbetona karkasu, kurš uztver slodzes. Siltumizolācijas paneļi nodrošina mikroklimatu ēkā.

Patents Nr. LV14946

Ivans Griņevičs, Latvijas izgudrotāju biedrības biedrs

Foto I. Griņevičs,
ilustrācijas no izstādes "Minox 2016" kataloga

Turpinājums - nākamajā numurā