气压管的工作原理

由金属和玻璃组成的复杂气动管道系统似乎是维多利亚时代技术的完美例子，那种精心制作的年代小玩意，你可能会在最近的一部福尔摩斯电影中看到小罗伯特·唐尼(Robert Downey Jr.)在摆弄。但实际上，气动(即利用加压气体产生机械运动)的概念可以追溯到亚历山大的希罗(Hero of Alexandria)，他是古希腊托勒密王朝的数学家、发明家和作家，生活在公元一世纪。梅里亚姆-韦伯斯特，大英百科全书]．

希罗显然是个观察力很强的人。他注意到，尽管风没有可见的物质，但它可以对物体产生很大的推动作用。这使他推断空气实际上是由微小的、看不见的、移动的“粒子”组成的，也就是我们今天所说的分子。他接着发现，如果你把这些移动的分子挤进一个狭小的空间或通道，它们就会试图逃跑，在这个过程中，会推到它们前面的一个固体。他还推断，如果你能创造一个真空——基本上是一个空的空间——空气分子就会试图冲进去。他写道，通过这些原理，“可以发现许多奇怪而惊人的运动”[来源:Woodcroft]．

希罗利用他对加压气体行为的理解，创造了类似于原始装置的小装置蒸汽机还有一只会唱歌的玩具鸟，但直到1810年，英国工程师乔治·梅德赫斯特才公布了一项气动管道运输系统的计划[来源:Woodcroft]．

Medhurst指出,如果空气受到了40磅每平方英寸的压力——只有大约两倍半的氛围对我们施加在海平面,空气分子会推动以每秒1500英尺(457米),或约1000英里(1609公里)每小时。当推动一个圆筒时，速度只有大约100英里(160公里)每小时，但这对1810年来说是非常快的[来源:Medhurst]．

不幸的是，梅德赫斯特并不像他擅长设计机器那样擅长制造机器，他在1827年去世，那时他还没能真正建造出他的愿景[来源:斯蒂芬和李]．

图片摘自《伦敦新闻画报》，显示在英国邮政总局的中央电报中心，人们正在使用气动管道。

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在19世纪50年代，英国邮政总局委托研究梅德赫斯特的概念，并在19世纪60年代，授予T.W. Rammel工程师一份合同，建造一个气动管道系统，在伦敦运送邮件[来源:图书馆-加州大学伯克利分校，格蕾丝的指南到1886年，伦敦的地铁系统在城市地下延伸了34英里(54.7公里)，每天传送32000条信息。信件以每小时51英里(82公里)的速度飞驰而过——没有梅德赫斯特承诺的那么快，但仍然比马拉的邮车快[来源:美国国会]．

到了20世纪之交，纽约已经有了一种气压管道系统，可以以每小时30英里(48公里)的速度在曼哈顿地下绕圈发送信件和包裹。波士顿、芝加哥、费城和圣路易斯也有类似的系统[来源:图书馆-加州大学伯克利分校]．

气动运输似乎是如此巧妙，以至于有些人建议将它用于除邮件以外的其他用途。1867年，一位名叫阿尔弗雷德·比奇(Alfred Beach)的发明家建造了一根300英尺(91米)长的气动管，并对其进行了短暂的操作地铁在曼哈顿百老汇的一段下面，希望空气动力火车能流行起来。[来源:麻省理工学院]．1913年，著名杂志《科学美国人》(Scientific American)的主编沃尔德马尔·坎普费特(Waldemar Kaempffert)提出了在中央厨房做饭，然后通过气动管道将食物运送到人们家中的想法。他认为:“如果一封信可以通过气压管从纽约射到布鲁克林，为什么一顿五道菜的晚餐不能呢?”

正当爱德华七世时代的人们开始为这种新奇的气动技术疯狂时，第一次世界大战迅速冷却了他们的热情。美国邮政总局表示，由于空气压缩机的燃料消耗过多，因此停止了使用气压邮递。战后，这项服务最终恢复了，但只在纽约和波士顿。

由于国会的种种规定，原本打算建造新系统的私人公司停止了投标，渐渐地，日益增长的邮件量超过了现有系统的容量。相反，邮局把钱投在邮车上，邮车还有一个额外的好处，就是可以把邮件运送到比气动管道系统更远的地方，也可以运送更大的包裹。1953年，美国邮政局长亚瑟·萨莫菲尔德永久性地取消了气动管式邮件，并下令拆除该系统[来源:科恩]．

气动管道运输从未完全消失。只要人们使用纸质文件和照片，在大型建筑内传递信息仍然是一种实用的方法。的美国中央情报局例如，上世纪50年代，美国中央情报局(CIA)就在位于弗吉尼亚州兰利(Langley)的总部内建造了一个庞大的气动管道系统，每天在大楼的七层楼内传送7500份文件。直到1989年，它才被关闭，那时CIA雇员已经非常依赖电子邮件，不再需要电子邮件管了。

在20世纪70年代，公司也开始使用更重、更强大的气动管道系统来运输机器部件甚至是工厂内的砾石等材料[来源:《新科学家》]．它们仍然被广泛应用于工业领域。空气链接国际]．银行的“免下车”窗口仍然装有气压管道系统，客户可以舒舒服服地坐在汽车里进行现金存款或取款。法伯]．

最近，气动管道系统在医院里变得很流行，因为它们可以用来冲组织和血从远处的实验室采集标本，比人类步行的速度快得多。例如，斯坦福大学的医院已经安装了一个4英里(6.4公里)长的管道系统，每天用它运送7000个标本。他们甚至将19世纪的奇迹与21世纪的技术结合起来，为这些试管配备了数字监控系统，使医院工作人员可以在电脑屏幕上看到他们的试管到达目的地的过程[来源:·怀克]．