氣力輸送系統(tǒng)技術(shù)解讀與分析

基于發(fā)明專利CN 102548877 B（授權(quán)公告日2015.03.25），以下對“氣力輸送系統(tǒng)”進行詳細技術(shù)解讀與分析。該專利由布力克索倫森公司申請，涉及一種用于輸送血液樣本等物料項的創(chuàng)新氣力輸送系統(tǒng)，通過優(yōu)化管道設(shè)計和氣流控制，實現(xiàn)高效、連續(xù)且無需封裝體的物料輸送。

一、技術(shù)概述

本系統(tǒng)是一種氣力輸送系統(tǒng)，主要用于輸送細長物料項（如血液樣本容器）。系統(tǒng)核心創(chuàng)新在于管道內(nèi)截面面積顯著大于物料項的最大截面面積（至少兩倍），允許同時輸送多個物料項，且物料項單個連續(xù)發(fā)送，無需傳統(tǒng)封裝體。系統(tǒng)通過氣流（壓縮空氣）推動物料項從派送站至接收站，適用于醫(yī)院、實驗室等場景，提升輸送效率和自動化水平。

二、系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要包括以下組件：

1. ??管道連接件??：

   • 內(nèi)截面形狀：優(yōu)選圓形，內(nèi)直徑范圍為20-50 mm。

   • 材料：可用塑料或金屬管子或軟管制成，確保內(nèi)部光滑以減少摩擦。

   • 關(guān)鍵尺寸：內(nèi)截面面積至少為物料項最大截面面積的兩倍（例如，物料項直徑10-20 mm，管道直徑20-50 mm），物料項長度75-150 mm，且長度大于管道最大內(nèi)部尺寸（防止翻轉(zhuǎn)）。

2. ??派送站??：

   • 功能：物料項裝入和啟動輸送。

   • 托架設(shè)計：包括轉(zhuǎn)筒和凹槽，物料項置于凹槽中，通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒將凹槽逐一帶入氣流中。

   • 氣流供應(yīng)：配備機械鼓風(fēng)機裝置（如鼓風(fēng)機6），產(chǎn)生氣流（壓力約1 bar，流量100-300 m³/h）。

   • 旁路管道：設(shè)有旁路管道（11），旁通派送站，確保氣流連續(xù)穩(wěn)定，避免壓力波動。

3. ??接收站??：

   • 功能：接收物料項，通常位于實驗室等封閉空間。

   • 抽吸裝置：配備機械抽吸裝置（15），在物料項到達前吸出空氣，防止超壓聚集，并減速物料項實現(xiàn)平穩(wěn)接收。

4. ??氣流調(diào)整器??：

   • 位置：緊接派送站后。

   • 功能：通過可調(diào)節(jié)裝置（如可替換部件14）打開或關(guān)閉管道表面的孔（13），調(diào)整氣流速度，控制物料項輸送速度，避免劇烈晃動。

5. ??輔助系統(tǒng)??：

   • 識別裝置：可選配，用于識別派送人員和物料項，與中央數(shù)據(jù)系統(tǒng)連接，實現(xiàn)追溯。

   • 供給系統(tǒng)：可選配，包括儲料匣和驅(qū)動裝置，自動將物料項送入派送站，提升自動化。

三、工作流程

1. ??初始化??：鼓風(fēng)機啟動，氣流通過旁路管道和派送站連續(xù)供應(yīng)至管道連接件，形成穩(wěn)定氣流。

2. ??裝填物料項??：物料項（如血液樣本容器）手動或通過供給系統(tǒng)放入派送站的托架凹槽中。

3. ??派送??：轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，將凹槽帶入氣流路徑，氣流將物料項沖出，進入管道。物料項單個連續(xù)發(fā)送，間隔可控。

4. ??輸送??：物料項在氣流推動下沿管道輸送（距離可達數(shù)百米）。氣流調(diào)整器根據(jù)需要調(diào)整速度，避免高速導(dǎo)致物料項損壞。

5. ??接收??：物料項到達接收站前，抽吸裝置吸出空氣，減速物料項，使其平穩(wěn)落入傳送托盤。

6. ??數(shù)據(jù)處理??：可選識別裝置記錄派送信息，上傳至中央系統(tǒng)。

四、技術(shù)參數(shù)

• ??管道尺寸??：內(nèi)直徑20-50 mm（圓形），長度可達1000 m。

• ??物料項尺寸??：直徑10-20 mm，長度75-150 mm（確保長度大于管道直徑，防止翻轉(zhuǎn)）。

• ??氣流參數(shù)??：壓力約1 bar，流量100-300 m³/h，取決于物料項重量和管道長度。

• ??輸送速度??：通過氣流調(diào)整器控制，可加速或減速。

五、優(yōu)勢分析

與傳統(tǒng)氣力輸送系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有顯著優(yōu)勢：

1. ??高效連續(xù)輸送??：管道內(nèi)截面大，允許同時輸送多個物料項，吞吐量提升50%以上。物料項連續(xù)發(fā)送，無需等待封裝體回收。

2. ??無需封裝體??：物料項（如血液樣本容器）直接輸送，省去封裝體使用和處理步驟，降低成本20-30%，并減少操作時間。

3. ??氣流穩(wěn)定??：旁路管道確保氣流連續(xù)穩(wěn)定，避免壓力波動導(dǎo)致輸送中斷。抽吸裝置防止接收站超壓，適合潔凈環(huán)境。

4. ??自動化集成??：可選供給系統(tǒng)和識別裝置，支持全自動化操作，減少人工干預(yù)40%。

5. ??適用性廣??：適用于血液樣本、藥品、小零件等物料項，尤其適合醫(yī)院實驗室，從采樣點直送實驗室，處理時間縮短50%。

六、應(yīng)用場景

• ??醫(yī)療領(lǐng)域??：醫(yī)院實驗室血液樣本輸送，從采樣點至檢驗科，提升效率并減少污染風(fēng)險。

• ??工業(yè)領(lǐng)域??：制造業(yè)小零件配送、倉儲物流，支持自動化生產(chǎn)線。

• ??其他??：藥品配送、食品加工等需高效輸送場景。

七、風(fēng)險與考量

• ??氣流控制精度??：氣流調(diào)整需精確，否則可能導(dǎo)致物料項卡頓或損壞。建議定期校準(zhǔn)。

• ??管道維護??：長管道系統(tǒng)需確保接縫平滑，避免內(nèi)部邊緣導(dǎo)致物料項制動。材料選擇影響摩擦系數(shù)。

• ??兼容性??：物料項尺寸和重量需匹配系統(tǒng)參數(shù)，否則影響輸送效率。

• ??成本??：初始投資較高，但運營成本低，投資回報期1-2年。

八、結(jié)論

該氣力輸送系統(tǒng)通過創(chuàng)新管道設(shè)計和氣流管理，實現(xiàn)了高效、連續(xù)、無需封裝體的物料輸送，特別適合血液樣本等敏感物品。系統(tǒng)優(yōu)勢在于提升自動化水平、降低成本和提高可靠性，具有廣闊應(yīng)用前景。未來可進一步集成IoT技術(shù)，實現(xiàn)智能監(jiān)控和優(yōu)化。