Пневмопочта своими руками

Обновлено: 04.07.2024

Вакуумные поезда Hyperloop Илона Маска выглядят фантастично, но похожую технологию изобрели еще в середине 19 века и применяют по сей день. Вспомним историю пневматической почты и на ее примере постараемся разобраться, почему компании используют устаревшие технологии дольше, чем стоило бы.

Эта статья не появилась, если бы в StecPoint не обратился один, с виду обыкновенный клиент. Он хотел автоматизировать документооборот в своей компании. Для нас это привычная задача, но с километрами труб в офисе заказчика мы столкнулись впервые.

Дело в том, что первая пневмопочта соединяла наблюдательную площадку на вершине 50-метровой колокольни собора Святого Стефана с комнатушкой у подножия башни, где дежурили пожарные.

Для них Роуленд Хилл, изобретатель почтовой марки, проложил между биржей и лондонским телеграфом 200-метровую трубу и наладил непрерывную доставку новостей.

Цилиндрические контейнеры с телеграммами разгонялись по трубе разницей в давлении спереди и позади капсулы, но воздух в трубу нагнетали уже не меха, а паровой компрессор.

Через восемь лет еще одна такая линия появилась между почтамтом и ближайшим вокзалом. Затем пневмопочта опутала весь Лондон.

В 1865 году аналогичную систему начали строить в Берлине. Через 10 лет она соединяла 15 почтовых отделений, а к 1900 году объединяла уже 53 станции.

В 1866 году пневмопочту заложили в Париже, затем она появилась в Вене, Праге, Нью-Йорке, Филадельфии, Рио-де-Жанейро и других крупных городах Старого и Нового Света.

Пневматическая почтовая система, Pennsylvania Terminal Post Office, New York, 1914 год. В правой части кадра хорошо видны 9 кг контейнеры для писем и посылок

На пике популярности берлинская пневмопочта состояла из 467 км почтовых труб, а парижская тянулась на 440 км.

Нью-Йоркская система не была такой большой, но зато доставляла до трех тонн писем в день. Все благодаря стальным 9 кг почтовым капсулам, размером с артиллерийский снаряд. Если в одном контейнере лондонской пневмопочты помещалось полтора десятка писем, то в Нью-Йорке за раз отправляли порядка пятисот.

Для середины 19 — начала 20 века пневматическая почта была прогрессивной технологией. Она хорошо дополняла телеграф, но быстро проиграла конкуренцию телефонам и автомобильной доставке. Ведь для работы пневмопочты нужна была сложная инфраструктура, похожая на железнодорожную. Ее было тяжело масштабировать.

План парижской пневматической почтовой сети, 1967 год. Картину дополняют сделанные от руки пометки. Небольшая вставка в правом нижнем углу показывает отдельную правительственную пневматическую почту

Инженеры старались проектировать простые кольцевые трубопроводы и несложные радиальные системы, но со временем к ним достраивались ответвления.

В каждой точке, где трубы расходились в нескольких направлениях, строились сортировочные пункты. Там диспетчеры просматривали маркировку каждой капсулы и вкладывали ее в нужную трубу, так что для работы пневмопочты требовался большой штат сотрудников.

Застрявшая капсула останавливала работу всего участка пневмопочты. На то, чтобы найти ее и извлечь из многометровой трубы, могли уйти дни и даже недели.

На протяжении 20 века городские пневматические сети теряли рентабельность, ветшали и закрывались одна за другой, но пневмопочта сохранилась в офисах больших компаний и государственных учреждениях. Со временем в массовой культуре она стала прочно ассоциироваться с бюрократией.

Казалось бы, в 21 веке эту технологию должны были окончательно заменить компьютеры и электронный документооборот, но вышло иначе.

Пневмопочта в 21 веке — не только историческое наследие, как в Российской государственной библиотеке. Ее до сих пор используют для пересылки:

проб, анализов и препаратов в лабораториях и больницах;
деталей и образцов на промышленных предприятиях;
наличных денег в банках и супермаркетах;
документов в некоторых компаниях.

Для больниц, лабораторий и банков, супермаркетов это оправданная практика, но в других местах пневматическую почту используют, будто бы по привычке.

Современная пневмопочта обзавелась компьютерным управлением, но принципиально не изменилась. Практически все, для чего она может понадобиться, делают системы электронного документооборота, и делают это эффективнее.

Даже там, где без пересылки физических объектов вроде бы не обойтись, находятся более практичные решения.

Оригиналы документов заменяют на электронные копии с цифровой подписью. Производственные линии перестраивают так, чтобы все необходимые тесты можно было провести на месте, без отрыва от технологической цепочки. Например, так собирают ядерные реакторы: с одного конца цеха подвозят все необходимые материалы, а с другого вывозят уже протестированные, готовые к работе изделия.

Ответ на этот вопрос нашелся в работе Даниеля Канемана и экономиста Вернона Смита, за которую они получили Нобелевскую премию 2002 года по экономике.

Дело не только в консерватизме, затратах на модернизацию, боязни разрушить то, что и так работает. Эти факторы играют роль, но их усиливает общая для всех людей ошибка мышления.

Чем больше сил и ресурсов вложено в некую практику, и чем больше времени проходит, тем труднее от нее отказаться.

Несложная закономерность, но, как показывают исследования, мы обычно не берем ее в расчет.

Люди неосознанно отдают предпочтение привычным подходам, технологиям и уже запущенным проектам, даже если они неэффективны, навязывают неоптимальные модели работы или вовсе приносят убытки. От них просто не хочется отказываться.

Пневмопочта у нашего клиента — более приземленный пример. Система пневматических труб из прошлого века определяла всю структуру документооборота фирмы. Она годами не давала ничего изменить и усовершенствовать, пока не превратилась в такую проблему, которую было невозможно не замечать.

avmikrik

Банковский офис. Планируем применить пневмопочту.
Что учесть при планировке помещений? Как повлияет балка за подвесным потолком (сборная из двух прогонов)?
Смотрел много - либо реклама, либо научно-популярные статьи типа "как это удобно. ".
Интересует конкретно - на что обратить внимание, а то выльется в копеечку.

Process

в копеечку влетит система безопасности. если планируете использовать для пересылке деньги, то должна быть грамотно продумана система аварийной блокировки и защиты информации (капсулы с деньгами ) с устройством сигнализации и т.п. примочек.

Morygin

При проектировании монтаже и эксплуатации пневмопочты на промышленном предприятии учитывали следующее:
Радиус изгиба колен (если таковые имеются) по осевой линии, для патрона диаметром 45 -65 мм составляет минимум 2000 мм- часто трудно вписать трассу в существующие конструкции.
Отсутствие мешков по длине трассы (для предотвращения залегания патронов в месте замерзания конденсата).
Участки с большим перепадом высот (более 10 м)разбивали на несколько подьёмов (для уменшения энергии удара- соответственно повышения долговечности амортизатора).
Расположение приемных станции: вертикальное- компактней, но больше энергия удара; горизонтальное (лучше с наклоном в 15-30 градусов)- занимает больше места, амортизаторы служат дольше, но наблюдаются отскоки патрона назад в трубу и не срабатывает датчик наличия патрона.
Способ сброса давления, если используются узлы сброса воздуха встроенные в линию- предусмотреть для них и арматуры (шкафов) место, а также решить куда будет сбрасываться воздух (дополнительная линия, глушители и т. д).
Размещение шкафов управления, пневмошкафов и т.д в зависимости от комплектации может потребовать отведения дополнительного места.
Вообщем вопросов возникало и возникает много, но у вас я так понимаю, дело обстоит проще- трубы пневмопочты и патроны пластиковые, энергия удара небольшая, воздух осушеный, трассы короткие, оффисные пневмопочты как правило высоко автоматизированы, а западные производители дают полное инженерное сопровождение.

ulfkelti

Есть вопрос по пневмопочте для пресылки грузовых документов: Установлено в одном помещении две приемо-отправочные станции, к ним подходит два транспортирующих трубопровода (по которым летит патрон) и два воздухоснабжающих. Воздухоснабжающие трубопроводы приходят не с воздуходувной, а напрямую с компрессорной, понижение давления предусмотрено РДБК, в помещении приемо-отправочных станций на воздухоснабжающих трубопроводых установлены электропрневматические клапаны, обеспечивающие нагнетание воздуха в камеру для отправки патронов и стравдение воздуха при приеме патроно. Но электропневматические клапаны двухходовые. т.е. при нагнетании воздуха в одну приемо-отправочную камеру автоматически нагнетается воздух во вторую. Полдскажите, что установить на воздухоснабжающем трубопровде для отсечения второй камеры при условии что она не работает и для одновременной работы обоих приемо-отправочных камер.

vadim999

Гуглить надо, подрядчика на весь комплекс работ. Сами не разбиретесь. Тама две заморочки: турбовауумнонагнетатель и настройка проги. А если еще и стрелочные переводы (по ВКашному 3-х ходовые клапана), то "на новенького" полный атас.
Была на эксплуатации такая штуковина (не хилый банк) на 12 точек с тремя стрелками, пока за зебры подрядчика не взяли, были проблемы. Потом только воздушные фильтры на нагнетателе чистили.
ЗЫ. А дензнаки в колбах (капсулах, тубах) ни когда не пересылают, да и документы-то первичной отчетности (уровень операторской дамы).

T-rex

ЗЫ. А дензнаки в колбах (капсулах, тубах) ни когда не пересылают, да и документы-то первичной отчетности (уровень операторской дамы).

инж323

Много где видел её смонтированной,но вот не пользуема почти везде эта пневмопочта(и даже её вариант, как бельепровод в Онкоцентре на каширке). Только в центральном офисе Сбера( на Вавилова который, хоть и стоит по 60 лет Октября)работает- квиток до кассира бумажкой приходит по ней.

vadim999

Кое-то странное название БАНКА.

thinky

В современных огромных магазинах наличности в кассе может быть и поболее, чем в небольшом отделении банка. В посещаемых мной гипермаркетах тоже используется пневмочта для пересылки денег.

Пневмопочта – это вариация пневматического транспорта. Пневматическая почта используется для транспортировки штучных материалов в специальных капсулах.

Пневмопочта

Пневматическая почта работает от разряжения, создаваемого вакуумным оборудованием. Транспортировка осуществляется по специальным трубам. По сути, пневмопочта – это система трубопроводов, по которым посредством вакуума перемещают капсулы с различными материалами.

Область применения пневмопочты очень обширна, в основном это:

медицина (обеспечивает связь между различными медицинскими учреждениями, аптеками, лабораториями, пересылая документы, лабораторные образцы, медикаменты);
банковские учреждения (пересылка денег и важной документации);
библиотеки;
торговля (в супермаркетах деньги из касс отправляются в основной кассовый узел или пересылают разменные монеты);
исследовательские лаборатории (перемещение образцов и прочего);
железнодорожный транспорт (пересылаются документы между станциями);
металлургия (небольшие детали, пробы, жидкости, порошки, микросхемы и прочее).

Везде, где присутствуют многочисленные структуры или сложное производство, используется пневматическая почта.

Достоинства работы пневмопочты:

безопасность и надежность;
оптимизация рабочего процесса, оперативность;
автоматизация;
удобство рабочего процесса для персонала и клиентов.

Современные транспортировочные системы устанавливаются с автоматическим контролем пересылок, которые позволяют совершать многоадресные отправления. Примером такой системы служит пневмопочта Sumetzberger, имеющая до 500 станций с общей длинной около 15 км. Скорость движения контейнеров около 7 м/с при максимальном весе груза 5 кг.

Система пневмопочты бывает однолинейной и многолинейной. Ее название говорит само за себя: однолинейные переправляют груз из одной точки в другую и обратно, многолинейные позволяют отправлять несколько контейнеров в разные точки. Возможна пересылка из одной линии в другую через специальные межлинейные распределительные блоки.

Пункт приема и отправки контейнеров может быть автоматизирован или ручной. Еще пункты по способу подачи капсул классифицируются на станция-лифт, слайд-станция, конечная или проходная.

Пневмопочта: принцип работы

Основные конструктивные элементы пневмопочты:

Компрессор.
Трубопровод.
Контроллер.
Источник питания.
Маршрутные стрелки и распределительные блоки.
Станции и пульты управления к ним.
Система торможения капсул (байпас).

Давление в системе создается воздуходувкой или компрессором. На больших производственных предприятиях и на железной дороге применяются только компрессоры. Они имеют большую производительность и могут работать как на откачивание, так и на нагнетание. Важно правильно подобрать мощность вакуумного оборудования, учитывая конструкцию и длину пневмосистемы, так как от этого зависит скорость и качество ее работы.

Трубы для пневматической почты используются металлические или пластиковые. Их диаметр находится в пределах 63-300 мм, в зависимости от размеров груза. Монтируются трубы в основном по воздуху, но могут прокладываться при необходимости и под землей. Монтаж магистрали трубопроводов внутри зданий производиться за подвесными панелями.

Контроллер обязательно должен устанавливаться на видном месте, поскольку он управляет всей пневматической системой.

Система торможения позволяет плавно снизить скорость и остановить капсулу с грузом в определенной точке. Это выполняется посредством специальных клапанов, которые срабатывают после прохождения контейнером через датчик, находящийся на последней стрелке.

Принцип работы пневматической почты состоит в продвижении груза по трубной магистрали, используя давление разряжения или нагнетания, в зависимости от направления движения и места расположения вакуумного оборудования.

Этапы работы пневмопочты:

Загрузка контейнера.
Перемещение капсулы с грузом в сторону компрессора под действием вакуума.
Движение капсулы с грузом от компрессора к получателю под действием нагнетания.
Принятие груза получателем.

Пересылка контейнера начинается только после того, как контроллер переставит все стрелки и распределительные блоки в определённое положение, чтобы обеспечить свободное движение груза. По всему пути пневматической почты установлены датчики, регистрирующие прохождение капсулы. Это необходимо для предотвращения заторов. Если в определенный момент груз не был зафиксирован в каком-либо месте, контроллер останавливает всю систему, диагностирует ее и продувает для устранения неполадок. А точнее, компрессор по очереди откачивает воздух и груз со всех веток и направляет их на специальную станцию сброса. После этого установка снова готова к работе.

Первая реально работающая пневмопочта была сконструирована гораздо позже, в конце семнадцатого века, а в повсеместный обиход этот способ доставки корреспонденции вошел спустя еще сто пятьдесят лет. Первая действующая станция пневмопочты начала работать в тысяча восемьсот пятьдесят третьем году в Лондоне, а уже к концу девятнадцатого века подобные системы работали во многих европейских столицах – Вене, Париже, Берлине. Еще большее развитие системы пневматической почты получили в начале прошлого века, когда открылись станции в Глазго, Ливерпуле, Манчестере, Филадельфии и других крупных городах. В двадцатые годы появились подобные системы и в нашей стране. Первая в СССР пневмопочта заработала в Москве и Ленинграде.

Сжатым воздухом – пли, или как работает пневмопочта

Распространение получили два вида пневмопочты, работающие на различных принципах. В первом случае капсула пневмопочты, внутрь которой вложен необходимый документ, приводится в движение с помощью сжатого воздуха, нагнетаемого специальным компрессором в трубопровод. С тыльной стороны капсулы создается избыток давления, который толкает ее вперед. Во втором случае, наоборот, давление в трубе перед пневмопосылкой многократно снижается мощной помпой, выкачивающей воздух из системы. Использование первого алгоритма работы позволяет сообщать капсулам более высокую скорость движения, однако создание в трубе давления, многократно превышающего атмосферное, предъявляет повышенные требования к прочности трубы для пневмопочты. На сегодняшний день используются комбинированные системы, которые сначала создают разрежение, а потом – избыточное давление в трубах.

Пересылка отправления в системе пневматической почты включает в себя четыре фазы. Первая фаза – загрузка капсулы в станцию отправителя. Далее пневмокапсула начинает двигаться от станции отправления к компрессору благодаря создаваемому последним разряжению. От компрессора к станции получателя движение происходит под воздействием нагнетаемого компрессором высокого давления. Далее станция получателя принимает и выдает капсулу.

Перед прибытием пневмокапсулы в пункт назначения скорость ее движения замедляется выпуском противодействующего потока воздуха. Это позволяет достичь плавного торможения посылки и избежать ее повреждения в результате слишком сильного удара на финише.

Путь длиной в полтора века. Современные системы пневмопочты

Разумеется, развитие электронных систем хранения и передачи информации значительно сократило использование подобных систем. Далеко не в любом здании целесообразно и удобно производить монтаж пневмопочты, так что уже с семидесятых годов ХХ века значительная часть пользователей начала отдавать предпочтение цифровым сетям. Даже весьма медленные и несовершенные компьютерные сети второй половины прошлого века оказались во многом удобнее в использовании, да и регламентное обслуживание пневмопочты, выполнявшееся в те годы достаточно часто, мешало нормальному рабочему процессу.

Однако остались сферы деятельности человека, в которых электронная почта не смогла заменить пневматическую и по сей день. С помощью email не отправишь пробу новой плавки в лабораторию, не перешлешь деньги из банковского хранилища в кассу, ведущую обслуживание клиентов. Востребованапневмопочта +в медицине, особенно если нужно быстро транспортировать лабораторный материал, пакеты с донорской кровью или трансплантатами, либо медицинские препараты. Активно используется пневмопочта +в сбербанке, в современных супермаркетах, в крупных учреждениях, работающих с бумажными экземплярами документов.

Различаются современные системы пневмопочты не только по отрасли применения, но и по своим конструкционным особенностям. Производятся однолинейные и многолинейные системы, которые бывают однонаправленными и двунаправленными. Однолинейные двунаправленные пневмосистемы позволяют осуществить пересылку капсулы между двумя станциями в любом направлении. Однонаправленные системы обычно применяются в случае, когда нужно соединить несколько отправляющих станций с одной принимающей. Из-за их конструктивных особенностей обратная отправка пневмокапсулы невозможна. Многолинейные системы позволяют как принимать, так и отправлять пневмопосылки множеству получателей, и состоят из нескольких параллельных пневматических труб со всем необходимым оборудованием, управляемых общим процессором.

Современные системы пневматической почты достаточно компактны, имеют программное управление высокой степени автономности, не производят лишнего шума. Станции приема и отправки пневмокапсул обычно автоматизированы, а все процессы внутри системы отображаются на интерактивном мониторе управления. Управляет всем специальное программное обеспечение, оптимизированное под особенности конкретной пневмосистемы. Для облегчения пользования и унификации большинство программ управления работают под ОС Windows.

Аэродинамика конверта: Капсулы для пневмопочты

Для пересылки документов и небольших грузов по пневматическим системам используются специальные капсулы, которые сконструированы таким образом, чтобы исключить повреждение вложения. Обычно капсула изготавливается в виде цилиндра с полостью для грузов внутри. Современные пневмокапсулы производятся из ударопрочного пластика. Диаметр такой капсулы лишь немногим меньше диаметра пневматической трубы. Это позволяет затрачивать меньше энергии на транспортировку – уменьшается давление, необходимое для движения груза в системе. С другой стороны, зазоры между капсулой и стенками трубы достаточны, чтобы исключить застревание капсулы в процессе транспортировки. В зависимости от сферы использования, внутреннее пространство капсулы оснащается различными штативами и площадками для крепления вложения, а также специальными вставками, дополнительно оберегающими хрупкие грузы. Обычно их диаметр составляет 110 сантиметров, а масса заполненной грузом капсулы редко превышает один килограмм.

Наследники котлов Папена: современные воздуходувки для пневмопочты

Прогресс в проектировании и производстве пневмосистем не стоит на месте — современная пневмопочта, оборудование которой управляется сложными электронными микроконтроллерами, гораздо надежнее своих механических предшественников. Не менее надежными стали и нагнетающие давление в систему вихревые воздушные насосы, в обиходе именующиеся воздуходувками.

Современные воздуходувки проектируются и изготавливаются с учетом трех основных требований, предъявляемых заказчиками. Эти машины должны быть весьма экономичными при достаточно высокой производительности, иметь длительную межремонтную наработку, и занимать не слишком много места. В связи с этим передовые производители используют преимущественно вихревыми компрессорами. Именно такие воздуходувки использует пневмопочта hanter. В сравнении с устаревшими поршневыми системами, такие компрессоры потребляют содержать гораздо меньше движущихся частей, что позволяет не только снизить потребление электроэнергии, но и увеличить ресурс механизма. Благодаря этому работа пневмопочты становится более надежной и стабильной.

Читайте также: