气动管道传输系统在室外工况下的应用
2019-04-03刘永忠
文/刘永忠
一.项目背景
气动管道传输系统主要由风机动力单元、中央控制机、旁通管、管道换向器、收发工作站、传输瓶、传输管道等部分组成。传输瓶内装载需传送物品，传输管道是传输系统物理传输介质，收发工作站接收和发送传输瓶，风机动力单元通过传输管道与管道换向器连通，管道换向器通过各传输管道分别与传输承载器收发工作站相连，实现物品快速传输。
目前国外气动物流传输系统主要应用于医院、银行、超市等室内工况需要快速传输物品，国内气动管道传输系统中也已经越来越多在医院内。随着高速公路收费站、火力发电厂燃煤化验样品的跨楼栋远距离传输工况，气动管道需要在室外进行应用；气动管道传输系统在室外温差大的地方成功应用的案例较少，需要重点针对此工况进行技术创新。
二.主要研究内容和关键技术
气动管道传输系统在室外应用中，尤其在温度变化较大的地区，将面临室外工况存在传输管道热胀冷缩造成管道泄漏变形导致卡瓶，以及传输管道内外温差大导致传输管内产生冷凝水和管道连接处密封不好进水，造成风机动力单元的故障等技术难题。
为解决室外管道变形和管道积水等现场故障问题，对室外传输管道进行研究，主要从管道材料选型、管道连接方式和管道加热保温等技术方面进行研究，提出解决方案。
图2：高速公路收费站（现金票据传输）
图3：火力发电厂（煤样传输）
图4：养殖场（生物标本送检）
1.室外管道材料选型
目前气动传输管道主要有U-PVC和不锈钢管两种材质，U-PVC管材由于其本身的缺点问题，在冬季因温差大容易发生管材变形。304不锈钢管的抗拉强度是U-PVC管的8～10倍。材料的强度决定了管是否坚固耐撞、安全可靠。而安全可靠是气动传输系统中最重要的要求。在受到外力撞击的情况下，不锈钢管漏气的可能性极小，而塑料PVC管漏气率就比较高，管道易被施工或二次装修损坏。
304不锈钢管材具有密度大、熔点高、抗压性强等特点，能够有效规避因温度、湿度、管道漏气等原因造成的管道变形及卡瓶风险，所以室外管道建议采用304不锈钢管。
积硕科技是国内首家定制不锈钢作为传输管道载体的厂家，其中不锈钢弯管设计和加工制作技术更是该公司的技术核心，如图1。不锈钢管道接头采用氩弧焊接技术成熟管道主要替换埋地部分管道或室外管道，100%解决漏气、漏水问题，配合加热系统效果优势更大，不易造成加热不均匀或者加热造成管道变形。
目前不锈钢传输管道已在多种室外工况使用，如分布式收费站江苏广靖锡澄高速靖江收费站、江苏苏嘉杭高速盛泽主线收费站；中国国电集团：湖北襄阳、江西丰城、江西九江、河北龙山、大连开发区、大连庄河、江苏常州、内蒙古包头、云南阳宗海发电分公司煤样传输系统等。
2.管道加热保温
气动系统中，有可能外露空中的设备主要有两种：管道换向器和管道。对这两种设备的保温主要有两种：
（1）主动保温
通过热源直接给设备加温，提高设备的温度，最终达到保温效果，管道换向器内部采用加热器进行加热，传输管道采用自控温电伴热带进行加热。
自控温电伴热带（或称自限温电热带），是一种电热功率随系统温度自调的带状限温伴热器，即电缆本身具有自动限温，并随着被加热体系的温度变化能自动调整发热功率的功能，以保证工作体系始终稳定在设定的最佳操作温区正常运行。
自控温电伴热带在用于防冻和保温时，伴热管线温度均匀，不会过热，安全可靠；节约电能，稳态时功率较小；间歇操作时，升温启动快速；安装及运行费用低；安装使用维护简便；便于自动化管理。
（2）被动保温
在设备外部增加保温材料，降低热传递，阻碍冷空气直接与转换器接触，达到保温效果。
在实际运用中，两种保温方式相互配合使用的条件为：环境温度低于-10℃时—采用主动保温（加热）+增加保温材料（被动保温）两种保温方式。环境温度低于0℃高于-10℃时—只采用被动保温方式即可。
气动传输系统进入北方较寒冷区域受制约最大的技术核心问题就是管道防冻问题，在众多厂家中积硕公司已经率先在河北京石（保定、涿州、定州）、京秦香河、京哈拉林河区域等项目上，对气动传输管道加上了管道加热系统，有效保证了冬季的使用传输。
对室外管道多层保护和采用电伴热方式，防止管道直接在太阳下爆晒和在冬天时管道始终处于5℃左右，尽可能保证管道内部不会出现冷凝水从而影响传输瓶的传输，也进一步增强管材的使用寿命。
三、主要应用工况
积硕科技通过自主研发,融合现代化物联网技术，研发的气动管道传输系统针对室外工况研究的专利技术被广泛应用于高速公路收费站（如图2）、火力发电厂（如图3）和养殖场（如图4）等工况。
四、结束语
积硕局域智能物流—气动管道物流传输系统是集先进的现代通讯技术、光机电技术于一体，将企业的各个部门，跨距离、跨高度、跨楼层，通过一条专用管道紧密地连接在一起，全面解决了企业物流自动配送问题。通过专利技术的创新，拓展气动管道传输在室外应用，实现物品的跨楼栋间的物品传送。
