Пневматическая почта в домашних условиях (видео). Пневмопочта – как работает пневмопочта. Разновидности систем пневмопочты. Предназначение капсул для пневмопочты в общей рабочей структуре. Воздуходувки для пневмопочты и их роль в этом процессе Пневмопочта

История

Пневматическая почта — любопытнейший вид системы перемещения как почты, так и небольших грузов под действием сжатого или разреженного воздуха. По особым трубопроводам, расположенным под землей, специальные пассивные контейнеры (капсулы) на приличной скорости переносятся из одной точки в другую. Название почты прозрачно: оно происходит от греческого слова «пневматикос» — «воздушный».

Кстати говоря, греческие «корни» пневмопочты самые настоящие. Ведь первыми использовать сжатый воздух научились древние греки. Так, древнегреческий физик-изобретатель Ктесибий Александрийский (приблизительно 285-222 гг. до н.э.) сконструировал гидравлис (гидравлический орган), вакуумный насос и катапульту, метавшую копья с применением сжатого воздуха. Свои мысли Ктесибий изложил в ряде научных работ, включая труд «О пневматике», который, правда, до наших дней не дошел.

Большое влияние на развитие пневмотранcпорта оказал древнегреческий инженер Герон Александрийский, живший в I веке до н.э. Основы пневматики были описаны им в знаменитом трактате «Пневматика».

Дени Папен

С падением античной культуры и распространением христианства в Европе наступили так называемые «темные времена», потому о пневматической почте как о средстве обмена почтовыми сообщениями заговорили лишь в XVII веке. Говоря более конкретно, французский физик Дени Папен (Denis Papin) в 1667 году предложил данный вид связи. Используя небольшую разницу давлений в трубе, Папен выяснил: на объект, помещенный в трубу, воздействует сила, способная придать объекту некоторую скорость. Таким образом, теоретически возможность транспортировки небольших предметов под воздействием сжатого воздуха была убедительна обоснована.

Однако до создания пневмопочты было еще далеко. Только в 1792 году сжатый воздух впервые применили для транспортировки письменных сообщений по трубе. Данная система располагалась в пятидесятиметровой колокольне Венского собора Святого Стефана. Она была соединена со сторожкой, куда по трубопроводу в специальном металлическом патроне посылали письменное сообщение о замеченном с колокольни пожаре в городе. В таком виде конструкция функционировала до 1855 года и представляла собой первый тип пневмопочты («внутренний»), когда система располагается в одном здании. Другой тип («внешний») — пневматическая почта, связывающая различные районы или здания города, — был реализован позднее: в 1854 году в Лондоне.

Иосия Латимер Кларк

Заслуга создания первой городской пневмопочты принадлежит Иосии Латимеру Кларку (Josiah Latimer Clark), запатентовавшему способ «для передачи писем или посылок между местами посредством давления воздуха и вакуума». Система Кларка состояла из труб диаметром 1,5 дюйма, проложенных между Лондонской фондовой биржей и Центральным телеграфом (около 200 м). По ним со скоростью порядка 6 метров в секунду перемещались цилиндры с письмами, бандеролями и небольшими посылками.

Справедливости ради стоит упомянуть и создателя почтовой марки Роуленда Хилла (Roulend Hill), смоделировавшего систему подземных пневматических труб для ускорения пересылки писем.

Летом 1861-го лондонская компания Pneumatic Despatch Company, основанная двумя годами ранее, провела демонстрацию пневматической транспортной дороги в Баттерси. По трубам 30-дюймового диаметра были успешно перевезены груз весом до трех тонн и даже несколько пассажиров, помещенных в лежачем состоянии в четырехколесную вагонетку.

Испытания пневматической транспортной дороги в Баттерси

Постоянная линия с упомянутыми «тележками» стала действовать между железнодорожной станцией Эустон и почтовым офисом северо-западного района на улице Эверсхолт с зимы 1863 года. В одном транспортном средстве умещалось до 35 мешков с почтой. Время перемещения между терминалами составляло около минуты. Первое прибытие «тележки» с почтой стало событием национального масштаба и было освещено в газете London News 18 февраля 1863-го.

Почтовая пневматическая система Pneumatic Despatch Company была во многом уникальной и кроме еще пары мест нигде более не строилась. В 1874 году она перестала эксплуатироваться. Не помогло даже личное перемещение главы компании в «тележке» — наглядная демонстрация безопасности данного метода перевозки. Два транспортных средства были отреставрированы в 1930-м, сейчас они хранятся в музеях Лондона и Йорка.

«Пневматическая машина» на заслуженном отдыхе

Зато эффективность лондонской пневматической почты в ее «классическом» виде, взявшей на себя часть трафика телеграфных линий, была по достоинству оценена во всем мире — аналогичные системы создавались в Берлине (1865 год), Париже (1866-й), Вене (1878-й), Праге (1887-й), Филадельфии (1892-й), Нью-Йорке (1897-й), Рио-де-Жанейро...

Если в Лондоне транспортные трубы располагались звездообразно, отчего различные приемные станции сообщались непосредственно лишь с центральной, то в ряде европейских городов (например, в Париже, Берлине и Вене) расположение труб было кругообразное, потому отдельно взятые станции могли «контактировать» друг с другом.

Кстати говоря, в Берлине в 1884 году почтовая пневматическая сеть кругообразного типа была преобразована в звездообразную. Бурное развитие германской пневмопочты (по-немецки — «Rohrpost») во второй половине XIX века связано с деятельностью генерал-почтмейстера Германской империи Генриха фон Стефана (Heinrich von Stephan) — основателя Всемирного почтового союза.

К 1900 году в Берлине, а также в предместьях Шёнеберг, Риксдорф и Шарлоттенбург, общая протяженность труб почтовой пневматической сети составила почти 120 км. Сеть объединяла 53 станции. Трубы использовались чугунные, они имели внутренний диаметр 6,5 см и были закопаны на глубине 1,25 м. Длина пересылаемых алюминиевых капсул составляла 15 см.

Схема берлинской почтовой пневматической сети (1928 год)

В 1913 году с помощью германской пневмопочты было доставлено более 12 миллионов почтовых отправлений.

В 1916 году журнал Union Postale опубликовал статистические данные о пневматической почте всего мира. Оказывалось, что протяженность труб составляла примерно 1000 км, из которых более 400 км «принадлежало» французской пневмопочте. Данные 1934 года подтвердили первенство галлов — наиболее протяженной в мире была парижская сеть пневмопочты длиной 437 км.

Российская империя также не осталась в стороне от прогресса — на отдельных почтамтах Санкт-Петербурга и Москвы была установлена пневмопочта для ускорения перемещения корреспонденции. В дореволюционной Российской Империи для обозначения пневматической почты употреблялся термин «воздушная почта», в настоящее время имеющий иной смысл.

Трехместный самолет ДБ-2Б "Родина" был оснащен пневмопочтой

Имелась пневмопочта и в крупных городах Советского Союза. Более того, устанавливалась она даже в самолетах, например в АНТ-20 «Максим Горький» и ДБ-2Б, "Родина" (на последнем 24-25 сентября 1938 года был установлен женский мировой рекорд дальности беспосадочного полета по прямой).

Большое значение в СССР пневмопочта приобрела на железных дорогах. Одной из первых подобная система была пущена в эксплуатацию в 1959 году на станции Ленинград-Сортировочный-Московский.

Популярность пневмопочты была столь велика, что для оплаты ее услуг в разных странах мира выпускались почтовые марки. Также широко печатались специальные конверты и почтовые карточки. Кроме того, отметки ставились особыми штемпелями и ярлыками .

Итальянская марка для пневмопочты

⇡ Настоящее и будущее пневомпочты

С течением времени пневматическая почта стала сдавать свои позиции, как, впрочем, и обычная почта. Связано это было со стремительным развитием телефонной, факсимильной связи и (начиная с середины 90-х годов прошлого века) электронных способов обмена информацией. Люди постепенно стали все меньше писать «бумажных» писем и отправлять открыток и все больше — общаться посредством телефона, а затем и Интернета.

С обычной же почтой пневматическая не конкурировала. Технологически она имела ограничение на дальность, но зато обладала рядом преимуществ. Таким образом, пневмопочта удачно дополняла почтовую сеть, позволяя разгружать потоки писем, бандеролей и посылок в больших городах.

Что касается упомянутых преимуществ пневмопочты, то среди них можно назвать подземное расположение, высокую скорость передачи, а также возможность транспортировки небольших предметов. Это последнее свойство позволило пневматической почте выжить и в эпоху «тотального» электронного обмена информацией.

Пнвмопочта может доставлять не только письма...

В самом деле, ведь c помощью так любимой нами электронной почты не перешлешь денежную купюру, мелкую деталь, инструмент или кусок горной породы. А скорый обмен этими и многими другими предметами жизненно необходим в самых разных учреждениях, включая банки, гипермаркеты, больницы, научные институты, промышленные предприятия и т.д.

Вот почему и в наши дни пневмопочта в отдельно взятых учреждениях исправно функционирует. Естественно, чугунные трубы ушли в прошлое, уступив место полимерным. Да и остальное оборудование тоже современное: программируемые микрочипы, операционные системы, компрессоры, стабилизированные источники питания, блоки управления компрессором, оптические датчики, рабочие станции с пультами управления и т.п.

Например, берлинский клинический комплекс «Шарите» (фр. Charité) построил себе пневматическую сеть длиной в 25 км. Ежедневно по ее трубам лаборатории и отделения обмениваются сотнями и даже тысячами рентгеновских снимков, готовых анализов, проб крови…

А в Российской государственной библиотеке (бывшая Библиотека им. В.И. Ленина) до сих пор функционирует «внутренняя» пневматическая система, установленная в 70-х годах прошлого века. По трубам этой пневмопочты посылают листки требования читателей.

И подобных примеров функционирования пневматической почты в наши дни можно приводить много…

Современная система пневмопочты в Праге

Что касается «классических» почтовых пневматических сетей, то и они использовались достаточно долго. В ХХ веке городские системы существовали в Париже (до 1984 года), Лондоне и Гамбурге. Быть может, самая последняя пневматическая почта функционировала в Праге. Появилась она в пятой по счету в мире и до марта 1899-го использовалась для деловых пересылок, после чего отправка писем и телеграмм стала доступна и для обычных горожан. К сожалению, крупное наводнение 2002 года вывело из строя пять из одиннадцати машинных отделений пневмосети. Чешская телекоммуникационная компания Telefónica O2 занялась ее восстановлением, и сегодня более половины работ уже выполнено.

⇡ Как работает пневмопочта

Основные элементы установок пневматической почты: приемное и отправительное устройства, трубопроводы, транспортные контейнеры (капсулы), воздуходувки.

Общий принцип работы пневматической почты следующий. Капсулы по трубопроводу движутся благодаря действию сжатого или разреженного воздуха. На начальном этапе существования пневмопочты насосы, нагнетавшие либо разрежавшие воздух в специальных железных резервуарах, приводились в действие паровыми машинами. От упомянутых резервуаров отходили трубы. Чтобы отправить в путь капсулу, вложенную в трубу, нужно было повернуть кран. Поскольку диаметр капсулы был меньше внутреннего диаметра трубы, ее концы (два, реже — один) «одевали» в кожу или фетр, тем самым создавая уплотнительные головки для герметизации.

Капсулы французской пневмопочты (слева — более современный тип, используемый с 30-х годов ХХ в.)

Чтобы предохранить капсулу от удара по приходе к пункту назначения, ей навстречу пускался поток воздуха, который и гасил скорость. Само прибытие капсулы сопровождалось звуковым сигналом.

Материал труб с течением времени менялся. От чугуна создатели пневматических почтовых сетей перешли на латунь, сталь, дюралюминий; во второй половине ХХ века стали чаще использовать полихлорвинил.

Современные системы пневматической почты состоят из таких основных элементов, как компрессор, центральный контроллер, стабилизированный источник питания, блок управления компрессором, магистральный трубопровод, маршрутные стрелки, рабочие станции с пультом управления.

С центрального контроллера на компрессор может поступать команда на давление или на разрежение в системе, чем определяется направление движения капсулы. За плавное торможение отвечает байпас с системой клапанов.

Отдельные участки трубопровода соединяют автоматические маршрутные стрелки, определяющие путь движения капсулы.

Чтобы отправить капсулу, пользователю необходимо набрать на клавиатуре адрес станции-получателя, затем вставить капсулу в приёмное отверстие. Далее за дело принимается центральный контроллер, определяющий путь от станции-отправителя до станции-получателя, а также устанавливающий маршрутные стрелки в необходимое положение.

Схема аптечной пневмосвязи, предлагаемой немецкой фирмой Sumetzberger

Прохождение капсулы контролируется с помощью специальных датчиков.

Если за определенное время капсула не приходит к получателю, система блокируется и автоматически переводится в режим диагностирования. Производится «всасывание» с каждой рабочей станции имеющихся в системе капсул до байпаса и отправление обнаруженных капсул на станцию «сброса».

⇡ Заключение

За более чем двухсотлетнюю историю пневматическая почта пережила подъемы и спады. Несмотря на научно-технический прогресс, она сумела выжить и в условиях электронного обмена информацией, благодаря своей способности быстро и надежно доставлять грузы небольшого размера. Практически утратив к концу ХХ века свою значимость системы, пересылающей корреспонденцию (письма, открытки), пневмопочта как бы вернулась к истокам, став важным (а порой и незаменимым) элементом коммуникации внутри здания.

Современные госпитали, банки, научно-промышленные комплексы, библиотеки и тому подобные организации активно пользуются пневматической почтой, оснащенной оборудованием по последнему слову техники. А это значит, что пневмопочта «внутреннего» типа будет существовать до тех пор, пока ученые не реализуют на практике телепортацию материи, то есть еще очень и очень долго...

Идея перемещать небольшие грузы внутри полых трубок посредством сжатого воздуха родилась в умах людей очень давно. Еще древнегреческий мыслитель и инженер Герон Александрийский описал этот способ доставки корреспонденции в своем трактате «Механика». Система пневмопочты, придуманная древним греком, была весьма оригинальной для своего времени идеей, но технический уровень античности не позволил реализовать ее на практике.

Навигация:

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.

«Глазами» центрального компьютера являются многочисленные датчики, отслеживающие посылку во время ее перемещения по пневматическим трубам и посылающие тревожный сигнал в случае возникновения внештатной ситуации. Они же помогают отследить посылку в случае ошибки, допущенной отправителем при указании станции получателя пневматической капсулы.

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.

Системы пневматической почты предназначены для пересылки физических объектов, заключённых в специальных контейнерах- капсулах между двумя и более приёмо-передающими станциями как в пределах одного, так и между зданиями по системе трубопровода со скоростью 5-8 м/с.

Они позволяет отправлять всё, что можно поместить в капсулу - оригинальные документы, банкноты, небольшие предметы, лабораторные анализы, медицинские препараты, образцы, горячие и холодные пробы стали.

Как работает пневмопочта

Пневматическая система является дополнением к электронным средствам передачи информации. Приемо-передающие устройства (станции) устанавливаются в самых важных точках здания или комплекса и связываются между собой пластиковыми трубами (диаметр от 63 до 200 мм). Для безопасной пересылки документы или деньги вкладываются в капсулу и отправляются в любое необходимое место организации или банка по трубам за счет изменения давления воздуха, создаваемого компрессором. Трубы можно располагать под землей, за подвесным потолком, под фальшполом и вдоль стен. По аналогии с железной дорогой, для выбора пути следования капсулы применяются маршрутные стрелки. В соответствии с заданной программой стрелки соединяют между собой несколько трубопроводов в определенной последовательности. Маршруты движения капсул контролируются микропроцессором, который обеспечивает множество других функций, таких как: приоритетная доставка, регистрация пересылок, разграничение доступа, накопление статистических данных о транспорте документов, дистанционное управление, тестирование и др.

Функциональная структура

Рабочие станции

Рабочие станции используются для установки капсул в трубопровод, отправки их, приема и извлечения капсул из трубопровода.

Условно рабочие станции можно разделить на три группы:

• неавтоматические станции;
• автоматические станции;
• станции, встроенные в стол.

Маршрутные стрелки

В зависимости от положения внутреннего механизма маршрутная стрелка соединяет участок трубопровода (вход) с одним из трех других участков трубопровода (выходы). Таким образом, образуется непрерывная линия трубопровода, по которой движется капсула от одной станции до другой.

К стрелке могут подключатся как конечные приемо-передающие станции, так и другие стрелки. С помощью стрелок создаются "древовидные" системы пневмопочты практически любой сложности.

Маршрутные стрелки могут устанавливаться в помещении в любом месте, в любом положении. Как правило, стрелки размещаются за подвесным потолком. В этом случае необходимо предусмотреть возможность их дальнейшего обслуживания.

Центральный контроллер

Центральный контроллер (ЦК) управляет всеми установленными в системе устройствами. ЦК следит за работой системы и отображает на дисплее ее текущий статус, отправляющую и принимающую в данный момент станции.

ЦК программируется специфическая для каждой системы информация. Встроенная программа запуска полностью автоматически инициализирует систему после сбоев электропитания или ошибках в работе, извлекая из системы оставшиеся в ней капсулы.

Встроенная тестовая программа позволяет вручную управлять и тестировать каждый компонент системы.

ЦК позволяет подключить компьютер с установленным на нем специализированным программным обеспечением. Программное обеспечение ведет оперативный учет и контроль за состоянием системы. Компьютер может быть размещен в любом помещении на расстоянии до 100 м от центрального контроллера

ЦК позволяет подсоединить напрямую к нему принтер, который в реальном времени будет распечатывать всю необходимую регистрационную информацию о всех пересылках и возможных сбоях системы. При этом указывается точное время и дата происходящих событий.
Центральный компьютер смонтирован в оцинкованном металлическом корпусе, что является необходимой защитой от действия статического электричества, в избытке образующегося при работе пневмопочты.

Центральный контроллер может быть смонтирован в любом удобном месте. Необходимо обеспечить доступ к контроллеру обслуживающего персонала.

ЦК можно подключить к телефонной линии через модем и специальное устройство – преобразователь интерфейсов. В этом случае возможно дистанционное программирование, настройка и диагностика системы из офиса нашей компании. Доступ к центральному контроллеру по телефонной линии позволяет оперативно настраивать и устранять возможные неисправности системы в любой точке России без дорогостоящего выезда специалиста.

Компрессорные установки

Работа пневматической почты основана на создании давления воздуха и разряжения в магистральном трубопроводе. Для этих целей применяют компрессорные установки двух типов:

• однофазные ~220В
• трехфазные ~380В

Оба типа компрессорных установок позволяют создавать и давлении и разряжение.

Магистральный трубопровод

Магистральный трубопровод соединяет рабочие станции между собой. Магистральный трубопровод состоит из следующих основных частей:

• трубы;
• закругления" трубопровода;
• соединительные муфты.

Для правильной работы пневмопочты необходимо обеспечить точное соответствие диаметров трубопровода типу выбираемых капсул. Чем длиннее капсула, тем тоньше она должна быть. Наиболее распространенной в России и наиболее дешевой является система пневмопочты с диаметром трубопровода 110 мм. Возможно изготовление оборудования специальных размеров под заказ. Следует иметь ввиду, что нестандартные размеры трубопровода приводят к значительному удорожанию системы и увеличению сроков поставки.

Капсулы

Для пересылки по системе пневмопочты используются капсулы, в которые вкладывается груз.

Капсулы изготавливаются из ударопрочного пластика и имеют различную конструкцию в зависимости от груза, который предполагается в них передавать. Капсула имеет вид полого цилиндра с меньшим диаметром, чем трубопровод. К цилиндру прикрепляются уплотнительные манжеты, диаметр которых равен внутреннему диаметру трубопровода. Такая конструкция позволяет капсуле проводить через повороты трубопровода без застревания.

Размеры капсулы зависят от диаметра трубопровода и радиуса его поворота. Наиболее распространенными являются капсулы для трубопровода диаметром 110 мм типа NW 110.

Применение

Высокая скорость, надёжность и безопасность, а также простота в эксплуатации дают возможность наиболее эффективно использовать системы пневмопочты в:

• супермаркетах
• промышленности
• банках
• административных зданиях
• медицинских учреждениях

В пределах ближайшего будущего, системы пневматической почты будут незаменимым способом транспортировки.

Пнематические системы для супермаркетов

В супермаркетах, предприятиях сферы обслуживания, пунктах оплаты услуг, кинотеатрах, развлекательных центрах, на заправочных станциях, одним словом, везде, где используются наличные деньги, находят применение системы пневмопочты. Для бизнеса такого рода пневмопочта давно доказала свою эффективность и фактически стала стандартным оборудованием обеспечения безопасности.

Площадь, на которой размещается касса, когда-то была названа самым уязвимым квадратным метром в этом бизнесе. Объясняется это близостью выхода и большим скоплением людей, что служит идеальной почвой для попытки ограбления.

Предотвратить ограбление, избежать телесных повреждений и последующих простоев в работе- это отличные аргументы в пользу пневмопочты.

Еще один аргумент состоит в том, что повышается общая эффективность работы кассиров, так сдавать наличность можно равномерно в течение рабочего дня, не дожидаясь закрытия. Таким образом, удается избежать пиковых нагрузок на главную кассу и сверхурочной работы. Кроме того, теперь Вы можете отказаться от фиксированных по времени передач денег инкассаторам и проводить их в удобное для Вас время.

Доставка наличности может осуществляться различными способами:

• В специальных мешках - для депозитов, направляемых в сейф или хранилище. Пачка денег кладется в мешок.
• В твердых капсулах, вмещающих больший объем наличности, капсулы могут закрываться на ключ.
• В одном направлении.
• В двух направлениях - в том случае, когда необходимо вернуть сдачу.
• Индивидуально, с регистрацией каждой операции.
• В индивидуальное место хранения - в случае, когда кассир несет ответственность за свои операции до конца смены.
• Через одностороннюю линию пересылки для заправочной станции.

Пневмопочта на промышленных предприятиях

Промышленные предприятия являются чрезвычайно сложными системами с многочисленными подразделениями и большим количеством разнообразных производственных участков. К производственному предприятию, как и к любому другому виду деятельности, предъявляются требования: снижение производственных расходов, максимальная производительность при одновременном поддержании стандартов качества. Для выполнения данных критериев промышленная пневмопочта представляет собой

чрезвычайно быстрое, надежное и недорогое транспортирующее средство.

Применение пневмопочты на производстве значительно сокращает временные затраты, повышает надежность и оперативность системы контроля качества в соответствии с международным стандартом системы менеджмента качества ISO 9001:2005, а также повышает эффективность производства.

Специальные станции позволяют полностью или частично автоматизировать процесс передачи проб в лабораторию. Капсулы автоматически загружаются, отправляются, принимаются и разгружаются, а пустые капсулы отправляются обратно в автоматическом режиме. Для передачи холодных и горячих стальных проб, а также агрессивных сред применяется оборудование, изготовленное из высокопрочных компонентов.

Промышленные системы пневматической почты могут передавать практически все, что можно поместить в специальные капсулы: горячие или холодные стальные пробы, жидкости, порошки, гранулированные материалы, узлы и механизмы, микросхемы, инструменты и т. д.

Пневмопочта на промышленном предприятии может оптимизировать документооборот между функциональными подразделениями, такими как заводоуправление, бухгалтерия, склады, участки комплектации, лаборатория и т. д.

Пневматическая система в банках

Еще недавно нам приходилось общаться с банковским служащим через неудобное окошко. Сегодня банки предпочитают работать с клиентами индивидуально, окошки и очереди исчезли.

Для банков разработана система безопасности, позволяющая сделать стойку операциониста "открытой" для клиентов. Доставка денег из хранилища в установленную в стойке станцию происходит быстро и бесшумно.

Все системы спроектированы таким образом, чтобы сократить число необходимых движений и

Освободить руки операциониста. Капсулы имеют различные цвета, могут захлопываться или закрываться ключом. Любая часть системы легко впишется в интерьер Вашего банка. Возможностей слишком много, чтобы перечислять их полностью.

Предлагаются такие способы организации пересылок:

• Система с двойными линиями предназначена для интенсивной пересылки.
• Система с одной линией как вариант системы с двойными линиями.
• Система с выдачей квитанций в хранилище или операционисту.
• Депозитная линия в сейф.
• Система с разделением линий для двух и более стоек операционистов.
• Автоматическая система операций с наличностью позволяет возвращать капсулы с деньгами обратно операционисту, а также оснащена бесшумным сигналом тревоги.
• Соединение с отдельными помещениями для разовых доставок и депозитов.
• Депозитные линии, проложенные от торговых центров и супермаркетов под землей.

Пневмопочта в медицинских учреждениях

В современных условиях пневмопочта стала неотъемлемой частью крупных медицинских центров и больниц во всем мире. Благодаря пневмопочте медицинский персонал может больше времени уделять пациентам, выполнять свои прямые обязанности, не тратя время на лифты и коридоры.

Сеть труб делает доступной любую точку внутри здания и за его пределами. Пневмопочта работает быстро, бесшумно и стоит дешевле обычных видов транспорта. Капсула движется по трубам со скоростью 4-7 м/с.

На практике такие системы используются для доставки:

• больничных карт пациентов из регистратуры
• анализов из отделений и операционных в лабораторию
• результатов лабораторных анализов
• рентгеновских снимков
• пакетов с донорской кровью и трансплантатов
• медикаментов в палату
• внутренней почты а также различных документов и небольших предметов.

Для медицинских учреждений были разработаны специальные станции, небольшие по размеру, легко моющиеся и оснащенные дисплеем с удобной индикацией всех операций. Пересылаемые пневмопочтой предметы защищены от ударов и перегрузок.

Особое внимание уделялось выбору материалов и разработке системы контроля. Исключены любые утечки воздуха в местах, где они недопустимы, например, в операционных. Материалы имеют закрытую ячеистую структуру, легко моются и обладают химической стойкостью.

Специально разработанные программы и аппаратура обеспечивают приоритетную отправку, регистрацию и полный мониторинг процесса доставки. Здания госпиталей имеют различную планировку, поэтому пневмопочта имеет гибкую структуру и создаются специально для Вашего здания или нескольких зданий. Расстояние препятствием не является - линии могут быть проложены снаружи здания и под землей.

В зависимости от требований доставка может осуществляться на низкой или нормальной скорости. На низкой скорости содержимое капсулы в процессе доставки пневмопочтой испытывает минимальные нагрузки, что важно для адекватного химического анализа (например крови).

Преимущества использования систем

• эффективный документооборот (надёжная и безопасная пересылка платёжных документов, в том числе и денег)
• безопасность рабочего места кассира (система позволяет не накапливать большие суммы денег в кассе и сдавать деньги, в рабочие часы, не закрывая кассу)
• быстрота принятия решений на технологическом уровне, постоянный контроль качества (проведение экспресс-анализа)
• улучшение условий работы персонала, повышение производительности труда
• обеспечение современного уровня обслуживания клиентов

Современные супермаркеты, банки, промышленные предприятия, офисы, больницы, аптеки все стараются обзавестись пневмопочтой - неотъемлемой частью автоматизации рабочего места сотрудника, которая обеспечивает безопасность, высокий имидж и экономию рабочего времени.

Современный кинематограф нельзя представить без использования специальных эффектов, особенно при создании эпичных сцен грандиозного масштаба. Компания Industrial Light & Magic (ILM), специализирующаяся на создании визуальных эффектов продемонстрировала работу над созданием глобальных сражений в последнем фильме эпопеи «Звездные Во... Читать дальше

Россияне начали протестовать против введения уличной системы распознавания по лицу. В ходе акции против нарушения прав на конфиденциальность в Москве, неподалеку от администрации президента было задержано четверо граждан, предпринявших попытку обмануть систему видеонаблюдения при помощи грима наложенного на лицо. Читать дальше

Высокие технологии, наконец, добрались до бюрократических нормативов и вскоре смогут предоставить российским гражданам дополнительную степень свободы. В очередной раз получило подтверждение намерение властей перевести систему идентификации граждан на смартфоны, создав виртуальные аналоги удостоверениям личности, а в некоторых случаях и... Читать дальше

Развитие проекта Илона Маска по колонизации Марса требует огромной концентрации финансовых, инженерных и материальных ресурсов. Тем не менее амбициозная задача по переселению на Марс к 2050 году одного миллиона землян уже поставлена Маском. Создание надежных космических кораблей, способных доставить на красную планету сотни тысяч колон... Читать дальше

Подразделение концерна Volkswagen AG чешский автопроизводитель Skoda планирует выйти на рынок крупных легковых электрических автомобилей. Первый кроссовер на электрической тяге от Skoda получит название ENYAQ. Это название связывают с ирландским именем Enya, в переводе обозначающим «источник жизни» и которе произошло от eithne, обозн... Читать дальше

В системах административного управления информация пере­дается как путем транспортировки документов курьером или с по­мощью пневматической почты, так и с использованием систем автоматизированной передачи информации по каналам связи.

Пневмопочта - это простой и эффективный способ ускорить передачу оригиналов документов и одновременно освободить пер­сонал от ненужного, а иногда и нежелательного хождения. Таким образом, пневмопочта является дополнением к электронным сред­ствам передачи информации, а применение специальных развет-вителей - стрелок - позволяет создавать систему любой конфи­гурации и формы. Изобретенная в 1835 г. в Австрии и первоначаль­но построенная в Англии (1853 г.) и Германии (1865 г.) пневмопочта достаточно широко применяется в офисной, архивной деятельнос­ти, в библиотеках и прочем.

Ручная и механизированная транспортировки документов яв­ляются весьма распространенными способами передачи информа­ции в офисах. Однако скорость передачи и объем доставляемой ин­формации не всегда могут удовлетворить пользователя. Поэтому для оперативной передачи электронных документов используют средства и системы автоматизированной передачи информации по техническим каналам связи.

Системы пневматической почты предназначены для «живой» пересылки различных предметов и ценностей (оригиналов доку­ментов, наличных денег, ценностей и прочего) как внутри здания, так и между зданиями, для чего прокладка трубопровода может вестись под землей или снаружи на специальной подвеске. Внутри здания трубопровод прокладывается над подвесными потолками. Транспортировка между передающими и приемными устройства­ми (станциями) происходит по трубопроводу в герметичных капсу­лах со скоростью 5-8 м/с.

Несмотря на широкое применение средств электронной переда­чи информации, оборот оригинальных документов сохраняется. Не каждая организация имеет возможность полностью перейти на электронный документооборот. Это связано с проблемами как тех­нического, юридического, так и психологического характера.

Основные технические характеристики системы пневматиче­ской почты:

Система вакуумно-нагнетательного типа (компрессор);

Диаметр трубы: от 60 до 200 мм (стандартный - 110 мм);

Материал транспортирующей трубы - поливинилхлорид (ПВХ);

Длина транспортирующей капсулы (патрона) от 22 до 34 см;

Вес транспортируемого груза до 10 кг;

Практически бесшумная работа системы;

Скорость движения капсулы до 45 м/с;

Возможность дополнительного оснащения средствами безо­пасности («электронные ключи», регистрация и т. д.);

Возможность расширения уже имеющейся системы;

Возможность подключения принтера или ПК для полного контроля за передачей информации;

Простота обслуживания.

Когда капсула оказывается в трубе, необходимо, чтобы она дос­тигла нужного пункта назначения.

Наиболее простая конфигурация пневмопроводной сети линей­ная - терминалы приема и отправки соединены напрямую. Для автоматического возврата капсулы можно проложить вторую ли­нию трубопровода, что не вполне целесообразно.

Радиальная схема транспортировки. Ее, как правило, использу­ют при пересылке отправлений из нескольких исходящих терми­налов на одну приемную станцию.

Более сложный способ организации линии - кольцевой, когда вдоль трубопровода, замкнутого в кольцо, расположено несколько приемо-передающих терминалов. Здесь необходима система Адре­сации.

Если станций немного, информацию об адресе может нести сам патрон. При большом числе станций для адресации на станциях отправки ставят пульты с кнопочными номеронабирателями. Каж­дая станция имеет свой код, и в момент отправки патрона станция приема уже готова к его приходу.

Наиболее сложно организованы системы пневмопочты с ответв­лениями. Патроны движутся, как поезда, изменяя маршрут на стрелках. В современных системах пневмопочты роль диспетчеров выполняют микропроцессоры. Они следят за тем, чтобы коррес­понденция попала по нужному адресу, управляют работой стрелок и выбирают оптимальный маршрут следования. Существуют как трех-, так и шестипозиционные стрелки, которые позволяют суще­ственно упростить монтаж и обслуживание. Специальная програм­ма следит за абсолютно мягким приходом капсулы, адаптируясь к весу пересылаемых в них предметов.

С помощью компактного специализированного контроллера и принтера можно вести контроль за пересылкой капсул с указанием времени пересылки, имен пользователей, адресов пересылки в ре­жиме реального времени. Более сложный контроллер позволяет управлять пятью независимыми линиями пневмопочты, работаю­щими одновременно для увеличения общей производительности си­стемы.

Применение специальных материалов на основе тефлона позво­ляет обходиться без смазки, замены деталей на протяжении многих лет. Специальное программное обеспечение точно определит место в системе, в котором необходимо произвести техническое обслужи­вание.

СРЕДСТВА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

5.1. Общая характеристика средств вычислительной техники

Средства вычислительной техники возникли и развивались в ответ на потребности человеческого общества в счете сначала в торговле, а затем в религиозной и научной деятельности. Они прошли свой собственный путь развития от простейших счетных приспособлений (кучек однотипных предметов) до сложнейших компьютерных комплексов нашего времени. При этом основным побудительным фактором их прогресса являлись все возрастав­шие потребности выполнения вычислительных работ, обработки числовой информации. Лишь в исторически недалеком прошлом (30-40 лет назад) вычислительная техника стала использоваться для решения задач обработки текстовой информации, а впослед­ствии - информации других форм ее представления (видео и аудио). Это привело к широкому использованию средств компью­терной техники в самых разнообразных сферах человеческой дея­тельности.

Существуют различные классификации компьютерной техники:

По этапам развития (по поколениям);

Условиям эксплуатации;

Производительности;

Потребительским свойствам.

Классификация по этапам развития (по поколениям) отражает эволюцию вычислительной техники с точки зрения используемой элементной базы и архитектуры ЭВМ:

первое поколение (1950-е гг.) - ЭВМ на электронных вакуум­ных лампах;

второе поколение (1960-е гг.) - ЭВМ на дискретных полупро­водниковых приборах (транзисторах);

третье поколение (1970-е гг.) - ЭВМ на полупроводниковых ин­тегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (от со­тен до тысяч транзисторов в одном конструктиве);

четвертое поколение (1980-е гг.) - ЭВМ на больших и сверх­больших интегральных схемах (от десятков тысяч до миллионов транзисторов в одном конструктиве);

пятое поколение (1990-е гг.) - ЭВМ со многими десятками па­раллельно работающих микропроцессоров или на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновре­менно выполняющих десятки последовательных команд;

шестое и последующие поколения - оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой (распреде­ленной сетью большого числа несложных микропроцессоров, мо­делирующей архитектуру нейронных биологических систем).

По условиям эксплуатации компьютеры делятся на два типа:

Универсальные;

Специальные.

Универсальные предназначены для решения широкого класса задач при нормальных условиях эксплуатации.

Специальные компьютеры служат для решения более узкого класса задач или даже одной задачи, требующей многократного решения, и функционируют в особых условиях эксплуатации. Ма­шинные ресурсы специальных компьютеров часто ограничены. Однако их узкая ориентация позволяет реализовать заданный класс задач наиболее эффективно. Специальные компьютеры управляют технологическими установками, работают в операционных или ма­шинах скорой помощи, на ракетах, самолетах и вертолетах, вблизи высоковольтных линий передач или в зоне действия радаров, ра­диопередатчиков, в неотапливаемых помещениях, под водой на глубине, в условиях пыли, грязи, вибраций, взрывоопасных газов и т. п.

По производительности и характеру использования компью­теры можно условно подразделить:

На микрокомпьютеры;

Мини-компьютеры;

Мэйнфреймы (универсальные компьютеры);

Суперкомпьютеры.

В классе микрокомпьютеров выделяют микроконтроллеры и персональные компьютеры.

Микроконтроллер - это основанное на микропроцессоре спе­циализированное устройство, встраиваемое в систему управления или технологическую линию.

Персональные компьютеры представляют собой вычислитель­ные системы, все ресурсы которых полностью направлены на обес­печение деятельности одного рабочего места. Это наиболее много­численный класс средств вычислительной техники, в составе которого можно выделить персональные компьютеры IBM PC и совмес­тимые с ними, а также персональные компьютеры Macintosh фир­мы Apple. Интенсивное развитие современных информационных технологий связано именно с широким распространением с начала 1980-х гг. персональных компьютеров, сочетающих относительную дешевизну с достаточно широкими для непрофессионального поль­зователя возможностями.

Мини-компьютерами и супермини-компьютерами называют­ся машины, конструктивно выполненные в одной стойке, т. е. зани­мающие объем порядка половины кубометра. Данные ЭВМ истори­чески предшествовали микрокомпьютерам, по своим техническим и эксплуатационным характеристикам уступают современным микрокомпьютерам и в настоящее время не производятся.

Мэйнфреймы (main frame), иногда называемые корпоративны­ми компьютерами, представляют собой вычислительные системы, обеспечивающие совместную деятельность многих работников в рам­ках одной организации, одного проекта, одной сферы информаци­онной деятельности при использовании одних и тех же информа­ционно-вычислительных ресурсов. Это многопользовательские вычислительные системы, имеющие центральный блок с большой вычислительной мощностью и значительными информационными ресурсами, к которому подсоединяется большое количество рабо­чих мест с минимальной оснащенностью (видеотерминал, клавиа­тура, устройство позиционирования типа «мышь» и, возможно, устройство печати).

В принципе, в качестве рабочих мест, подсоединенных к цент­ральному блоку корпоративного компьютера, могут быть исполь­зованы и персональные компьютеры. Область использования корпоративных компьютеров - реализация информационных технологий обеспечения управленческой деятельности в крупных финансовых и производственных организациях, организация раз­личных информационных систем, обслуживающих большое коли­чество пользователей в рамках одной функции (биржевые и бан­ковские системы, бронирование и продажа билетов для оказания транспортных услуг населению и т. п.).

Суперкомпьютеры представляют собой вычислительные систе­мы с предельными характеристиками вычислительной мощности и информационных ресурсов. Основная характеристика здесь была и есть производительность, которая всегда неограниченно требуется в особо мощных и ответственных приложениях. Это очень мощные компьютеры с производительностью свыше 100 MFLOPS (милли­онов операций над числами с плавающей точкой в секунду).

Борьба между производителями суперкомпьютеров идет за пер­вую позицию в рейтинге Тор 500 (упорядоченный список 500 наиболее производительных ЭВМ, составляемый два раза в год), т. е. за абсолютный рекорд производительности. Достигнутая производи­тельность уже давно перешагнула за миллиард операций в секун­ду - гигафлопные компьютеры. Разрабатываются и создаются компьютеры, выполняющие уже триллионы (!) операций в секун­ду, - терафлопные компьютеры.

Область применения суперкомпьютеров - задачи метеороло­гии, физики элементарных частиц, моделирования ядерных взры­вов (в условиях запрета натурных испытаний), сбора и обработки данных, поступающих с места ведения военных действий. Пред­стоящая задача - фолдинг белков. Это расчет наиболее вероятных конфигураций молекул белков. Например, молекула гемоглобина, состоящая из четырех единиц по 150 аминокислот, может иметь минимум 10 150 состояний. Понятно, что масштабы офисной дея­тельности не предполагают использование ЭВМ этого класса.