Введение
Система транспортировки сжатым воздухом или вакуумом
Пневматические трубы (или капсульные трубопроводы, также известные как пневматический трубопроводный транспорт или PTT) – это системы, которые перемещают цилиндрические контейнеры по сети труб с помощью сжатого воздуха или частичного вакуума. Они используются для транспортировки твердых предметов, в отличие от обычных трубопроводов, предназначенных для транспортировки жидкостей. В конце XIX и начале XX веков сети пневматических труб получили распространение в офисах, где требовалось оперативно доставлять небольшие посылки, такие как почта, документы или денежные средства, на относительно небольшие расстояния – внутри здания или, в максимальном случае, в пределах города. Некоторые установки были весьма сложными, но в основном устарели. Однако в XXI веке они получили дальнейшее развитие, например, в больницах, для отправки образцов крови и других материалов в клинические лаборатории для анализа. Несколько пневматических транспортных систем были построены для перевозки более крупных грузов, чтобы конкурировать с железнодорожным и метрополитеном, но широкого распространения они не получили.
Историческое использование
Пневматический транспорт был изобретен Уильямом Мердоком примерно в 1799 году. Капсульные трубопроводы впервые использовались в викторианскую эпоху для передачи телеграмм от телеграфных станций в близлежащие здания. Система известна как пневматическая почта. Компания Electric Telegraph Company использовала эту систему для получения котировок акций и другой финансовой информации, чтобы передавать её подписчикам по телеграфным проводам. Преимущество пневматической системы заключалось в том, что без неё компании пришлось бы нанимать гонцов для доставки сообщений между зданиями или обученных телеграфистов непосредственно на фондовой бирже. В середине 1860-х годов компания установила аналогичные системы на местных фондовых биржах в Ливерпуле, Бирмингеме и Манчестере. После национализации телеграфа в Великобритании пневматическая система продолжала расширяться в рамках Post Office Telegraphs. Это расширение было обусловлено улучшениями, внесёнными Джозефом Уильямом Уилмотом (ранее работавшим в Electric & International Telegraph Company) в изобретение Латимера Кларка: в 1870 году он создал "двойной пневматический клапан", а в 1880 году – "промежуточный сигнализатор/быстродействующий размыкатель для пневматических труб", что значительно ускорило процесс и позволило одновременно отправлять по трубе несколько сообщений. К 1880 году общая протяжённость труб в Лондоне превысила 34 километра. Труба была проложена между офисом рыбного рынка Абердина и главным почтовым отделением для ускорения продажи скоропортящейся рыбы. Хотя сегодня они чаще всего используются для доставки небольших посылок и документов, включая перевозку наличных денег в банках и супермаркетах, в начале XIX века рассматривалась возможность их использования для транспортировки тяжелых грузов. В какой-то момент предполагалось создание сетей массивных труб для перевозки людей.
Современное использование
Технология до сих пор используется в меньших масштабах. Хотя её применение для передачи информации было вытеснено электроникой, пневматические трубки широко используются для транспортировки небольших объектов, где важны удобство и скорость в локальной среде. Они применяются в казино для быстрой и безопасной доставки денег, фишек и карт. В японских "любовных отелях" их используют, чтобы клиенты могли оплачивать счета анонимно (без личного контакта). В первоначальном Центре управления полётами НАСА пневматические трубки соединяли консоли управления с помещениями поддержки персонала. Контрольный зал №2 последний раз использовался в исходной конфигурации в 1992 году, после чего был переоборудован для других миссий. Поскольку в 1985 году помещение было признано Национальным историческим памятником, в 2017 году было принято решение восстановить его в состоянии 1960-х годов. Пневматические трубы были демонтированы и отправлены в Космосферу в Канзасе для реставрации. Системы пневматических труб используются в ядерной химии для транспортировки образцов во время нейтронно-активационного анализа. Образцы необходимо перемещать из активной зоны ядерного реактора, где они подвергаются облучению нейтронами, к прибору, измеряющему полученное излучение. Поскольку период полураспада некоторых радиоактивных изотопов в образце может быть очень коротким, скорость имеет решающее значение. Эти системы могут быть автоматизированы и оснащены магазином образцов, которые поочередно перемещаются в активную зону реактора на заданное время, а затем – на измерительную станцию и, наконец, в контейнер для хранения и утилизации. До закрытия в начале 2011 года McDonald’s в Эдине, штат Миннесота, заявлял, что является "Единственным в мире пневматическим автосервисом", доставляя еду из своего торгового центра к пункту выдачи в центре парковки. Технологический редактор Квентин Харди отметил, что с 2015 года наблюдается возобновлённый интерес к передаче данных по пневматическим трубам, сопровождаемый обсуждениями безопасности цифровых сетей, и он ссылался на исследования забытой пневматической сети Лондона. К смежным областям применения относятся пушки для рыбы, использующие механизмы, очень похожие на системы пневматических труб.
Магазины универмагов
Чтобы управлять своим бизнесом по почтовым заказам, универмаг Sears построил "огромные склады, такие как его центральный комплекс в Чикаго, где сообщения в различные отделы и сборщикам отправлялись по пневматическим трубам". Многие другие универмаги в XX веке также использовали системы пневматических труб, например, Jacksons of Reading и Myer в Мельбурне, Австралия. В здании Национальной библиотеки Австралии (открытом в 1968 году) установлена система пневматических труб для отправки запросов на книги из читальных залов в книгохранилище. Система больше не эксплуатируется, но частично сохранена в рабочем состоянии и демонстрируется во время экскурсий по внутренним помещениям.
Удаление отходов
Использование пневматических труб в системах удаления отходов включает в себя мечеть Масджид аль-Харам в Мекке, GlashusEtt в районе Хаммарбю-Шёстад в Стокгольме (Швеция), Старый Монреаль (Канада), Disney World (Флорида), а также острова Рузвельта и Хадсон-Ярдс в Нью-Йорке (США).
В производстве
Пневматические трубные системы используются на производственных предприятиях. Области применения включают транспортировку запасных частей, измерительных приборов, инструментов или заготовок вместе с конвейерными лентами или непосредственно в производственном процессе. В промышленных лабораториях образцы доставляются по пневматическим трубным системам. Они могут транспортироваться в любом физическом состоянии (твердом, жидком, газообразном) и при любой температуре. Например, промышленная компания ThyssenKrupp отправляет образцы стали температурой 900 °C (1652 °F) по пневматическим трубам со скоростью в секунду от печи в лабораторию.
Технические характеристики
Современные системы (для труб меньшего, то есть "нормального" диаметра, используемых для транспортировки небольших капсул) достигают скорости около [значение] метров в секунду, хотя некоторые исторические системы уже достигали скорости в [значение] метров в секунду. Одновременно, регулирование давления воздуха позволяет капсулам плавно тормозить, устраняя резкие остановки, характерные для более ранних систем, и делающие их непригодными для хрупких грузов. Системы собирают и сохраняют эти данные, чтобы помочь пользователям оптимизировать внутренние процессы и время оборота. Установки могут быть интегрированы с программным обеспечением компании, например, с лабораторными информационными системами, для полной интеграции в логистику и производственные цепочки предприятия.