Пневматическая трубка - Pneumatic tube

Система пневматических труб в Вашингтоне, округ Колумбия, 1943 год.

Пневматические трубки (или же капсульные трубопроводы; также известный как пневмотрубный транспорт или же PTT) представляют собой системы, которые перемещают цилиндрические контейнеры через сети трубы к сжатый воздух или частичным вакуум.[1] Они используются для транспортировки твердых предметов, в отличие от обычных трубопроводов, по которым транспортируются жидкости. Сети пневматических труб получили распространение в конце 19-го и начале 20-го веков для офисов, которым необходимо было транспортировать небольшие срочные посылки (например, почту, документы или деньги) на относительно короткие расстояния (в пределах здания или, в лучшем случае, в пределах города). . Некоторые установки стали очень сложными, но по большей части были заменены. В некоторых условиях, например в больницах, они остаются широко распространенными и получили дальнейшее развитие в 21 веке.[2]

Небольшое количество пневматических транспортных систем было также построено для более крупных грузов, чтобы конкурировать с более стандартными системами поездов и метро. Однако популярность они так и не получили.

История

Историческое использование

Пневматические трубки на проезжей части

Пневматический транспорт был изобретен Уильям Мердок около 1799 г.[3] В Викторианцы были первыми, кто использовал капсульные трубопроводы передавать телеграммы, в близлежащие здания от телеграфных станций. Эта система известна как пневматическая рассылка.[4]

В 1854 г. Джозайя Латимер Кларк был выдан патент «на транспортировку писем или посылок между местами с помощью давления воздуха и вакуума». В 1853 году он установил пневматическую систему на 220 ярдов (200 м) между Лондонская фондовая биржа в Threadneedle Street, Лондон, и офисы Электротелеграфная компания в Lothbury.[4] Компания «Электротелеграф» использовала систему для получения информации о ценах на акции и другой финансовой информации для передачи абонентам своих услуг по их телеграфным проводам. Преимущество пневматической системы состояло в том, что без нее компании пришлось бы нанимать бегунов для передачи сообщений между двумя зданиями или использовать обученных телеграфистов на фондовой бирже. В середине 1860-х годов компания установила аналогичные системы на местных фондовых биржах в Ливерпуле, Бирмингеме и Манчестере.[5] После национализации телеграфов в Великобритании пневматическая система продолжала расширяться в рамках Post Office Telegraphs. К 1880 году в Лондоне было более 21 мили труб.[6] Между офисом рыбного рынка Абердина и главным почтовым отделением была проложена труба, чтобы облегчить быструю продажу очень скоропортящихся товаров.[7]

Хотя они обычно используются для небольших посылок и документов, в том числе как носители наличных в банки или же супермаркеты[8]- они были первоначально предложены в начале 19 века для перевозки тяжеловесных грузов. Когда-то предполагалось, что сети этих массивных труб могут использоваться для перевозки людей.


Текущее использование

Технология все еще используется в меньшем масштабе. Пневматические трубки широко используются для транспортировки небольших предметов, когда удобство и скорость в местных условиях важны, хотя их использование для передачи информации было заменено.[2]

В Соединенных Штатах автомобильные банки часто используют пневматические трубки для транспортировки наличных денег и документов между машинами и кассирами. Многие больницы имеют систему пневматических трубок с компьютерным управлением для доставки лекарств, документов и образцов в лаборатории и медсестры и обратно.[2] Многие фабрики используют их для быстрой доставки запчастей по большим кампусам. Многие крупные магазины используют системы для безопасной транспортировки излишков наличных денег из кассовых касс в вспомогательные офисы и для отправки сдачи кассирам.[9] Их используют в казино и отелях для свиданий. НАСА оригинал Центр управления полетами имел[когда? ] пневматические трубки, соединяющие консоли контроллеров с помещениями для персонала.

НАСА Центр управления полетами вовремя Аполлон-13 миссия. Обратите внимание на канистры с пневматическими трубками в консоли справа.

Системы пневматических трубок используются в науке для транспортировки образцов во время нейтронно-активационный анализ. Образцы необходимо переместить из активной зоны ядерного реактора, в которой они бомбардируются нейтронами, в прибор, регистрирующий результирующее излучение. Поскольку некоторые из радиоактивных изотопов в образце могут иметь очень короткий период полураспада, важна скорость. Эти системы могут быть автоматизированы с помощью магазина пробирок, которые перемещаются в активную зону реактора по очереди на заранее определенное время, прежде чем перемещаться в приборную станцию ​​и, наконец, в контейнер для хранения и утилизации.[10]

До закрытия в начале 2011 г. Макдоналдс в Эдина, Миннесота утверждалось, что это «единственный в мире пневматический воздушный привод», который отправляет еду из своего торгового центра на проезжую часть посреди парковки.[11]

Редактор отдела технологий Квентин Харди отмечает, что возобновление интереса к передаче данных по пневматической трубке сопровождает дискуссии о безопасности цифровых сетей.[12] и он цитирует исследование забытой пневматической сети Лондона.[13]

Связанные применения включают рыбные пушки[14] в которых используются механизмы, очень похожие на системы пневматических труб.

Приложения

В почтовой службе

Письмо по пневматической трубке из Берлина, Германия, 1904 г.

Пневматический столб или же пневматическая почта это система для доставки писем через воздуховоды под давлением. Его изобрел шотландский инженер. Уильям Мердок в 19 ​​веке и позже был развит Лондонская пневматическая транспортная компания. Пневматические почтовые системы использовались в нескольких крупных городах, начиная со второй половины XIX века (включая лондонскую систему 1866 года, мощную и достаточно большую, чтобы перевозить людей во время пробных запусков, хотя и не предназначенную для этой цели).[15] но позже были в значительной степени заброшены.

Крупная сеть труб в Париж (Poste pneumatique de Paris ) использовался до 1984 года, когда от него отказались в пользу компьютеров и факсов. В Прага, в Чехия, сеть простиралась примерно на 60 километров (37 миль).[16]

Пневматические почтовые станции обычно соединяют почтовые отделения, биржи, банки и министерства. Италия была единственной страной, которая выпустила почтовые марки (между 1913 и 1966) специально для пневматической почты. Австрия, Франция и Германия выдали почтовые принадлежности для пневматического использования.

Типичные приложения находятся в банки, больницы и супермаркеты. Многие крупные розничные торговцы использовали пневматические трубки для транспортировки чеков или других документов от кассиров в бухгалтерию.

Историческое использование

В общественном транспорте

19 век

В 1812 г. Джордж Медхерст впервые предложено, но так и не реализовано, продувка пассажирских вагонов через туннель.[25] Прекурсоры пневмотрубных систем для пассажирского транспорта, атмосферная железная дорога (для которой труба была проложена между рельсами с движущимся по ней поршнем, подвешенным к поезду через герметичную прорезь в верхней части трубы) работали следующим образом:[26]

В 1861 г. Лондонская пневматическая транспортная компания построил систему, достаточно большую, чтобы переместить человека, хотя она была предназначена для посылок. Торжественное открытие нового Холборн Станция 10 октября 1865 г. была отмечена Герцог Бекингемский, председатель и несколько директоров компаний попали в Юстон (пятиминутная поездка).

Экспериментальный надземный подземный переход Альфреда Эли Бич на выставке в 1867 году

550-метровый (1804 фута) Пневматическая железная дорога Crystal Palace был выставлен на Хрустальный дворец в 1864 г. Это был прототип предложенного Железная дорога Ватерлоо и Уайтхолла это могло бы работать под река Темза связывание Ватерлоо и Чаринг-Кросс. Раскопки начались в 1865 году, но были остановлены в 1868 году из-за финансовых проблем.

В 1867 г. Ярмарка американского института в Нью-Йорк, Альфред Эли Бич продемонстрировала трубу длиной 100 футов (30 м) и диаметром 6 футов (1,8 м), по которой можно было перемещать 12 пассажиров плюс кондуктор.[27] В 1869 г. Компания Beach Pneumatic Transit Company Нью-Йорка тайно построил пневматическую линию метро длиной 312 футов (95 м) и диаметром 8,9 фута (2,7 м) под Бродвей, чтобы продемонстрировать возможности нового вида транспорта.[27] Линия проработала всего несколько месяцев и закрылась после того, как Бич не смог получить разрешение на ее продление. Босс Твид, а испорченный влиятельный политик, не хотел, чтобы это продолжалось, поскольку он намеревался лично инвестировать в конкурирующие схемы строительства эстакады.[28]

20 век
В 1920-х годах Канадская Тихоокеанская компания и Канадские национальные железные дороги объединились, чтобы проложить сложную систему из 4500-метровых пневматических трубок между четырьмя офисами и почтовой станцией А на станции Юнион в Торонто, Канада. Также была связь с почтовой комнатой в отеле Royal York. Газеты Star и Telegram подключились к системе, прокладывая трубы[29].

В 1960-е гг. Локхид и Массачусетский технологический институт с Министерство торговли США провели технико-экономическое обоснование вактрен Система, работающая от атмосферного давления окружающей среды и «гравитационного маятника», соединяет города на восточном побережье страны.[27] Они подсчитали, что пробег между Филадельфия и Нью-Йорк в среднем 174 метров в секунду, то есть 626 км / ч (388 миль / ч). Когда эти планы были отвергнуты как слишком дорогие, инженер Lockheed Л.К. Эдвардс основанный Tube Transit, Inc. разработать технологию на основе «гравитационно-вакуумного транспорта». В 1967 году он предложил Гравитационно-вакуумный транзит в районе залива за Калифорния который будет работать вместе с тогда строившимся БАРТ система. Его так и не построили.

21-го века

Исследования поездов, курсирующих в частично откачанных трубах, таких как Vactrain и Hyperloop, продолжается.

В денежном переводе

Основная статья: Перевозчик наличных

В крупных розничных магазинах системы пневматических трубок использовались для транспортировки квитанций и денег от продавца в централизованное помещение для труб, где кассиры могли вносить изменения, ссылаться на кредитные записи и т. д.[30]

Многие банки с проезды также используйте пневматические трубки для передачи входных данных от клиентов к кассиру.[8]

В медицине

Во многих больницах есть системы пневматических трубок, которые отправляют образцы к лаборатории.[2][31] Транспортировка крови осуществляется там, где важны вес и продолжительность транспортировки, а также предотвращается гемолиз, вызванный центробежными и ускоряющими силами. Пневматические трубки также используются в больницах для транспортировки Рентгеновские лучи, документы пациента, общие документы, лекарства и результаты анализов.

Система пневматических трубок диаметром 6 дюймов (152 мм) позволяет обрабатывать тяжелые литровые мешки для внутривенных вливаний со значительно меньшим количеством замятий по сравнению с системами диаметром 4 дюйма (102 мм). Некоторые аптеки имеют не указанные в списке номера станций метро для исходящего трафика. Аптека имеет ограниченную пропускную способность из-за опубликованной станции метро, ​​потому что этажи для пациентов отправляют огромное количество рецептов на входящую станцию ​​метро.[32]

универмаги

Чтобы управлять своим бизнесом по доставке по почте, универмаг Sears построил «огромные склады, подобные его центральному объекту в Чикаго, в котором сообщения различным отделам и сборщикам отправлялись через пневматические трубки».[33]. Во многих других универмагах в 20-м веке были системы пневматических труб, например, Jacksons of Reading и Myer в Мельбурне, Австралия.

Утилизация отходов

Использование пневматических трубок в установках для удаления отходов включает мечеть Хаджа, Мекку.[34], GlashusEtt в районе Hammarby Sjöstad в Стокгольме, Швеция, Старый Монреаль, Канада, Disneyworld, Флорида и на острове Рузвельта и Hudson Yards, Нью-Йорк (США).

В производстве

Системы пневматических трубок используются на производственных предприятиях. Использование включает транспортировку запасных частей, измерительных инструментов, инструментов или деталей вместе с конвейерные ленты или в процессе производства. В промышленных лабораториях пробы транспортируются по пневматическим трубам. Они могут транспортироваться в любом физическом состоянии (твердое, жидкое, газообразное) и при любой температуре. Например, производственная компания ThyssenKrupp отправляет образцы стали при 900 ° C (1650 ° F) по пневматическим трубам со скоростью 22 м (72 фута) в секунду из печи в лабораторию.[35]

Технические характеристики

Современные системы (для трубок меньшего, то есть «нормального» диаметра, которые используются при транспортировке небольших капсул) достигают скорости около 7,5 м (25 футов) в секунду, хотя некоторые исторические системы уже достигли скорости 10 м (33 фута) на второй.[2][36] В то же время изменяющееся давление воздуха позволяет капсулам медленно тормозиться, устраняя появление сотрясений, которые характеризовали более ранние системы, и делая их непригодными для хрупкого содержимого.[2]

Очень мощные системы могут транспортировать предметы весом до 50 кг (110 фунтов) и диаметром до 500 мм (20 дюймов).[35] Можно подключить более 100 линий и 1000 станций.

Кроме того, современные системы могут управляться компьютером для отслеживания любой конкретной капсулы и управления приоритетными поставками, а также эффективностью системы. С помощью этой технологии можно транспортировать важные по времени предметы, например образцы тканей снято во время хирургия в больнице. RFID чипы внутри в капсулах собирают данные - эл. грамм. о местонахождении перевозчика, его транспортной скорости или пункте назначения.[37] Системы собирают и сохраняют эти данные, чтобы помочь пользователям оптимизировать свои внутренние процессы и время выполнения работ. Объекты могут быть связаны с программными системами компании, например лабораторные информационные системы для полной интеграции в логистическое управление и производственные цепочки компании.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Анимация пневматической трубки
  2. ^ а б c d е ж "Унесенные ветром: пробирки переносят образцы по всей больнице". Стэнфордская школа медицины. 2010-01-11. Получено 12 февраля 2010.
  3. ^ Хорст О. Харденберг, Средние века I.C. двигатель (Warrendale, 1999, 41)
  4. ^ а б «Пневматические сети». Музей ретротехнологии. 23 июля 2008 г.. Получено 4 января 2016.
  5. ^ Киев, Джеффри Л., Электрический телеграф: социальная и экономическая история, п. 82, Дэвид и Чарльз, 1973 OCLC  655205099.
  6. ^ Киев, с. 235
  7. ^ Киев, с. 237
  8. ^ а б Бакстон, Эндрю (2004). Перевозчики наличных в магазинах. Принцы Рисборо: Публикации Шира. ISBN  978-0-7478-0615-8.
  9. ^ «Как работает пневмотранспорт». Объясни это. Получено 2020-05-27.
  10. ^ Беккер, Д.А. (22 июня 1998 г.). «Описание и использование новой установки для быстрого облучения пневматических трубок NIST». Журнал радиоаналитической и ядерной химии. 233 (1–2): 155–160. Дои:10.1007 / bf02389664.
  11. ^ «Пневматический привод McDonald's». Маркировка интернет сайт. Получено 12 февраля 2010.
  12. ^ Харди, Квентин (6 марта 2015 г.). «Механический мир». Что мы читаем. Нью-Йорк Таймс. Получено 7 марта, 2015.
  13. ^ "На воздуходувке: потерянные лондонские трубки для передачи пневматических сообщений". Истекший историк. 14 февраля 2015 г. Архивировано с оригинал 4 марта 2015 г.. Получено 7 марта, 2015.
  14. ^ «Посмотрите, как эта« лососевая пушка »стреляет в исчезающую рыбу через трубу - чтобы спасти их». Принять участие. Получено 2020-08-05.
  15. ^ Ян Стедман (18 декабря 2013 г.). «Лондонский викторианский Hyperloop: забытая пневматическая железная дорога под улицами столицы». Новый государственный деятель. Англия. Получено 30 апреля 2019.
  16. ^ «Чешский старт побеждает технологии 19 века». Архивировано из оригинал 27 ноября 2012 г.. Получено 12 февраля 2010.
  17. ^ «Принцип пневматической отправки в Ливерпуле». Шеффилд Дейли Телеграф. Англия. 30 апреля 1864 г.. Получено 14 февраля 2016 - через Британский газетный архив.
  18. ^ «Пневматика в телеграфии». Рекламодатель Камберленда и Уэстморленда и Penrith Literary Chronicle. Англия. 13 декабря 1864 г.. Получено 14 февраля 2016 - через Британский газетный архив.
  19. ^ «Пневматическая система Desptach». Birmingham Daily Gazette. Англия. 1 марта 1865 г.. Получено 14 февраля 2016 - через Британский газетный архив.
  20. ^ «Почтовый телеграф в Ирландии». Clare Journal и рекламодатель Ennis. Ирландия. 23 февраля 1871 г.. Получено 14 февраля 2016 - через Британский газетный архив.
  21. ^ "Пражский пневматический пост". Telefónica O2 Чешская Республика. 2002. Архивировано с оригинал на 2010-01-09. Получено 12 февраля 2010.
  22. ^ Кириакодис, Гарри. "Пневматическая Филадельфия". Скрытый город Филадельфия.
  23. ^ Буш, Чарльз (апрель 2017 г.). «Письма в тубусе: рост и упадок пневматической почты». Журнал истории. 18 (4): 33.
  24. ^ Музей ЦРУ ... Артефакты: пневмотрубопровод
  25. ^ Джордж Медхерст, Расчеты и замечания, имеющие тенденцию доказывать осуществимость ... плана быстрой перевозки грузов и пассажиров по железной дороге через трубу площадью 30 футов за счет силы и скорости воздуха., Лондон: 1812 г.
  26. ^ Хэдфилд, Чарльз (1967). Атмосферные железные дороги. Ньютон Эббот: Дэвид и Чарльз. ISBN  0-7153-4107-3.
  27. ^ а б c Беллоуз, Алан. "Замечательный пневматический двигатель людей". www.damninteresting.com. Получено 4 января 2016.
  28. ^ Аллен, Оливер Э. "Секретное метро Нью-Йорка". Сайт AmericanHeritage.com. Архивировано из оригинал 16 февраля 2010 г.. Получено 12 февраля 2010.
  29. ^ «В то время в Торонто была система пневматических почтовых труб». www.blogto.com. Получено 2020-08-05.
  30. ^ Чарльз Огастес Свитленд, Аккаунты универмагов 1908, п. 70
  31. ^ Д. Хэмилл, Шон (2012-10-28). «UPMC строит подземные пневматические трубы для соединения больниц с новой лабораторией». Pittsburgh Post-Gazette. Получено 10 января 2016.
  32. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2019-01-02. Получено 2019-01-01.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  33. ^ Томпсон, Дерек (2017-09-25). «История Sears предсказывает почти все, что делает Amazon». Атлантический океан. Получено 2020-08-05.
  34. ^ Спертус, Тим Де Шант, Джульетта (2015-09-25). «Внутри Мекки, где не существует жизни или смерти толпы, контролирующей толпу». Проводной. ISSN  1059-1028. Получено 2020-08-05.
  35. ^ а б Шрайбельмайер, Стефан (24 октября 2012 г.). "Hörtig schaut (gar nicht) in die Röhre". Wirtschaftsmagazin (на немецком языке) (10–2012). Nordbayerischer Kurier. п. 11. Получено 11 июля 2018.
  36. ^ «Капсульные трубопроводы - материковая Европа». Сайт Capsu.org. Архивировано из оригинал 11 января 2010 г.. Получено 12 февраля 2010.
  37. ^ Флот, Надя (21 августа 2017 г.). «Новая Королевская больница Аделаиды: футуристический NRAH - это роботы и ультрасовременное высокотехнологичное оборудование». Рекламодатель. Получено 11 июля 2018.
  • М. Марку-Трубопроводные конвейеры (пневмоколесные конвейеры - современное состояние / фотографии-1990) на стр. 45 в «Обработке материалов в пирометаллургии»: материалы Международного симпозиума по транспортировке материалов в пирометаллургии, Гамильтон, Онтарио, 26 августа –30, 1990 г.
  • Твигге-Молеси, Т. Прайс, Металлургическое общество CIM. Секция пирометаллургии цветных металлов Pergamon Press, 30 сентября 1990 г. - Технология и инженерия - 227 стр.

внешняя ссылка