气力输送系统技术解读与分析

基于发明专利CN 102548877 B（授权公告日2015.03.25），以下对“气力输送系统”进行详细技术解读与分析。该专利由布力克索伦森公司申请，涉及一种用于输送血液样本等物料项的创新气力输送系统，通过优化管道设计和气流控制，实现高效、连续且无需封装体的物料输送。

一、技术概述

本系统是一种气力输送系统，主要用于输送细长物料项（如血液样本容器）。系统核心创新在于管道内截面面积显著大于物料项的最大截面面积（至少两倍），允许同时输送多个物料项，且物料项单个连续发送，无需传统封装体。系统通过气流（压缩空气）推动物料项从派送站至接收站，适用于医院、实验室等场景，提升输送效率和自动化水平。

二、系统组成

系统主要包括以下组件：

1. ​​管道连接件​​：

   • 内截面形状：优选圆形，内直径范围为20-50 mm。

   • 材料：可用塑料或金属管子或软管制成，确保内部光滑以减少摩擦。

   • 关键尺寸：内截面面积至少为物料项最大截面面积的两倍（例如，物料项直径10-20 mm，管道直径20-50 mm），物料项长度75-150 mm，且长度大于管道最大内部尺寸（防止翻转）。

2. ​​派送站​​：

   • 功能：物料项装入和启动输送。

   • 托架设计：包括转筒和凹槽，物料项置于凹槽中，通过旋转转筒将凹槽逐一带入气流中。

   • 气流供应：配备机械鼓风机装置（如鼓风机6），产生气流（压力约1 bar，流量100-300 m³/h）。

   • 旁路管道：设有旁路管道（11），旁通派送站，确保气流连续稳定，避免压力波动。

3. ​​接收站​​：

   • 功能：接收物料项，通常位于实验室等封闭空间。

   • 抽吸装置：配备机械抽吸装置（15），在物料项到达前吸出空气，防止超压聚集，并减速物料项实现平稳接收。

4. ​​气流调整器​​：

   • 位置：紧接派送站后。

   • 功能：通过可调节装置（如可替换部件14）打开或关闭管道表面的孔（13），调整气流速度，控制物料项输送速度，避免剧烈晃动。

5. ​​辅助系统​​：

   • 识别装置：可选配，用于识别派送人员和物料项，与中央数据系统连接，实现追溯。

   • 供给系统：可选配，包括储料匣和驱动装置，自动将物料项送入派送站，提升自动化。

三、工作流程

1. ​​初始化​​：鼓风机启动，气流通过旁路管道和派送站连续供应至管道连接件，形成稳定气流。

2. ​​装填物料项​​：物料项（如血液样本容器）手动或通过供给系统放入派送站的托架凹槽中。

3. ​​派送​​：转筒旋转，将凹槽带入气流路径，气流将物料项冲出，进入管道。物料项单个连续发送，间隔可控。

4. ​​输送​​：物料项在气流推动下沿管道输送（距离可达数百米）。气流调整器根据需要调整速度，避免高速导致物料项损坏。

5. ​​接收​​：物料项到达接收站前，抽吸装置吸出空气，减速物料项，使其平稳落入传送托盘。

6. ​​数据处理​​：可选识别装置记录派送信息，上传至中央系统。

四、技术参数

• ​​管道尺寸​​：内直径20-50 mm（圆形），长度可达1000 m。

• ​​物料项尺寸​​：直径10-20 mm，长度75-150 mm（确保长度大于管道直径，防止翻转）。

• ​​气流参数​​：压力约1 bar，流量100-300 m³/h，取决于物料项重量和管道长度。

• ​​输送速度​​：通过气流调整器控制，可加速或减速。

五、优势分析

与传统气力输送系统相比，本系统具有显著优势：

1. ​​高效连续输送​​：管道内截面大，允许同时输送多个物料项，吞吐量提升50%以上。物料项连续发送，无需等待封装体回收。

2. ​​无需封装体​​：物料项（如血液样本容器）直接输送，省去封装体使用和处理步骤，降低成本20-30%，并减少操作时间。

3. ​​气流稳定​​：旁路管道确保气流连续稳定，避免压力波动导致输送中断。抽吸装置防止接收站超压，适合洁净环境。

4. ​​自动化集成​​：可选供给系统和识别装置，支持全自动化操作，减少人工干预40%。

5. ​​适用性广​​：适用于血液样本、药品、小零件等物料项，尤其适合医院实验室，从采样点直送实验室，处理时间缩短50%。

六、应用场景

• ​​医疗领域​​：医院实验室血液样本输送，从采样点至检验科，提升效率并减少污染风险。

• ​​工业领域​​：制造业小零件配送、仓储物流，支持自动化生产线。

• ​​其他​​：药品配送、食品加工等需高效输送场景。

七、风险与考量

• ​​气流控制精度​​：气流调整需精确，否则可能导致物料项卡顿或损坏。建议定期校准。

• ​​管道维护​​：长管道系统需确保接缝平滑，避免内部边缘导致物料项制动。材料选择影响摩擦系数。

• ​​兼容性​​：物料项尺寸和重量需匹配系统参数，否则影响输送效率。

• ​​成本​​：初始投资较高，但运营成本低，投资回报期1-2年。

八、结论

该气力输送系统通过创新管道设计和气流管理，实现了高效、连续、无需封装体的物料输送，特别适合血液样本等敏感物品。系统优势在于提升自动化水平、降低成本和提高可靠性，具有广阔应用前景。未来可进一步集成IoT技术，实现智能监控和优化。