Лампа Дэви - Davy lamp

Дальнейшая информация: Лампа безопасности

Схема лампы Дэви

В Лампа Дэви это лампа безопасности для использования в легковоспламеняющихся атмосферах, изобретен в 1815 году сэром Хэмфри Дэви.[1] Он состоит из фитиль лампа с пламенем, заключенным внутри сетчатого экрана. Он был создан для использования в угольные шахты, чтобы снизить опасность взрыва из-за наличия метан и другие горючие газы, называемые рудничный газ или же мина.

История

Смотрите также: Хронология разработки предохранительной лампы

Изобретению Дэви предшествовало изобретение Уильям Рид Клэнни, ирландский врач в Bishopwearmouth, который читал доклад Королевское общество в мае 1813 года. Более громоздкая предохранительная лампа Клэнни была успешно испытана на фабрике Херрингтон, и он выиграл медали Королевское общество искусств.[2]

Несмотря на отсутствие научных знаний, машинист Джордж Стивенсон изобрели лампу, в которую воздух входил через крошечные отверстия, через которые не могло пройти пламя лампы. За месяц до того, как Дэви представил свой дизайн Королевскому обществу, Стивенсон продемонстрировал свою лампу двум свидетелям, сняв ее. Киллингвортская угольная шахта и держа его перед трещиной, из которой рудничный газ выдавал.[3]

Первое испытание лампы Дэви с проволочным ситом было в Hebburn Шахта 9 января 1816 г.[4] Письмо Дэви (которое он намеревался сохранить в тайне) с описанием его находок и различных предложений по безопасности лампы было обнародовано на встрече в Ньюкасле 3 ноября 1815 года.[5] документ с описанием лампы был официально представлен на заседании Королевского общества в Лондоне 9 ноября.[6] За это Дэви был награжден медалью Рамфорда Общества. Лампа Дэви отличалась от лампы Стефенсона тем, что пламя было окружено сеткой из марли, тогда как у прототипа лампы Стефенсона была перфорированная пластина, заключенная в стеклянный цилиндр (конструкция, упомянутая в документе Королевского общества Дэви как альтернатива его предпочтительному решению).[6] За свое изобретение Дэви получил серебро на сумму 2000 фунтов стерлингов (деньги были собраны по публичной подписке), в то время как Стивенсона обвинили в краже идеи у Дэви, потому что полностью разработанная 'Джорди лампа 'не было продемонстрировано Стивенсоном до тех пор, пока Дэви не представил свою работу в Королевском обществе, и (как утверждается) предыдущие версии на самом деле не были безопасными.[5][7][а]

Местный комитет по расследованию, собравшийся в поддержку Стивенсона, оправдал его, показав, что он работал отдельно, чтобы создать лампу Джорди,[9] и собрал для него подписку в размере 1000 фунтов стерлингов.[10] Дэви и его сторонники отказались принять их выводы и не хотели видеть, как необразованный человек, такой как Стивенсон, мог придумать решение, которое у него было: сам Стивенсон открыто признал, что он пришел к практическому решению на основе ошибочной теории.[10] В 1833 г. палата общин Комитет установил, что Стивенсон имел равные права на изобретение лампы безопасности.[10] Дэви пошел в могилу, заявив, что Стивенсон украл его идею. Лампа Стефенсона использовалась почти исключительно в Северо-Восточная Англия, тогда как лампа Дэви использовалась везде. Этот опыт вызвал у Стивенсона пожизненное недоверие к лондонским теоретическим и научным экспертам.[11][b]

Дизайн и теория

Тип лампы Дэви с отверстиями для измерения высоты пламени.

Лампа состоит из фитиль лампа с пламенем, заключенным внутри сетчатого экрана. Экран действует как пламегаситель; воздух (и любой имеющийся рудничный газ) может проходить через сетку достаточно свободно, чтобы поддерживать горение, но отверстия слишком мелкие, чтобы позволить пламени распространяться через них и зажигать любой рудничный газ за пределами сетки. Первоначально он горел на тяжелом растительном масле.

Лампа также обеспечивала тест на наличие газов. Если присутствовали горючие газовые смеси, пламя лампы Дэви горело выше с синим оттенком. Лампы были оснащены металлическим измерителем высоты пламени. Шахтеры могут разместить контрольную лампу близко к земле для обнаружения газов, например углекислый газ, которые плотнее воздуха и могут скапливаться в углублениях шахты; если шахтный воздух был бедным кислородом (удушающий газ ), пламя лампы погаснет (черная сырость или же удушье). Пламя метан-воздух гаснет при содержании кислорода около 17% (что по-прежнему поддерживает жизнь), поэтому лампа давала раннее указание на нездоровую атмосферу, позволяя шахтерам выбраться, прежде чем они умрут от удушья.

Влияние

В 1816 г. Cumberland Pacquet сообщил о демонстрации лампы Дэви в Уильям Пит, Уайтхейвен. Помещенный в воздуходувку "... эффект был грандиозным, не поддающийся описанию. Сначала было видно, как голубое пламя перекрывает пламя лампы, затем сменилось ярким пламенем, играющим в цилиндре; а вскоре после этого, пламя лампы Запорный газ расширился, так что полностью заполнил проволочную сетку. Некоторое время пламя лампы было видно через пламя рудничного газа, которое в конечном итоге погасло без взрыва. Более удовлетворительных результатов нельзя было желать ... "[12] Другой корреспондент газеты прокомментировал: «Лампа обеспечивает шахтеру абсолютную безопасность ... Благодаря отличной вентиляции шахты. Угольные шахты Уайтхэвена и применение ценного инструмента сэра ХАМФРИ, несчастных случаев от взрыва «(карбюраторного)» водорода, которые произошли (хотя их относительно мало для таких обширных работ), с помощью этого удачного изобретения можно будет избежать ».[12]

Однако это предсказание не сбылось: в течение следующих тридцати лет в результате взрыва рудничного газа в шахтах Уайтхэвена погибло 137 человек.[13]:139 В более общем плане Специальный комитет по несчастным случаям на шахтах сообщил в 1835 году, что появление лампы Дэви привело к увеличению числа несчастных случаев на шахтах;[10]:130 лампа стимулировала работу шахт и частей шахт, которые ранее были закрыты по соображениям безопасности.[14] Например, в 1835 году 102 человека и мальчика были убиты в результате взрыва рудничного газа на шахте Уолсенд, работавшей на пласте Беншема, о чем в ходе последующего расследования сообщил Джон Баддл как «опасный шов, требующий максимальной осторожности в рабочем состоянии», с которым можно было работать только с лампой Дэви. Коронер отметил, что в результате предыдущего взрыва рудничного газа в 1821 году погибли 52 человека, но присяжных заявил, что любые выводы о целесообразности продолжения работы по шву находятся за пределами их провинции.[15]

Лампы должны были быть предоставлены самими горняками, а не владельцами, поскольку горняки традиционно покупали свои свечи в фирменном магазине. Шахтеры по-прежнему предпочитали лучшее освещение от открытого света, и правила шахт настаивали на использовании только предохранительных ламп.[13]:139 в принципе были драконовскими, но на практике не соблюдались и не соблюдались. После двух аварий за два года (1838–189 гг.) На карьерах Камберленд, оба из которых были вызваны проверками безопасности, проводившимися при свете открытого огня, Королевская комиссия по трудоустройству детей прокомментировал как неспособность извлечь уроки из первого происшествия, так и «дальнейшую абсурдность» «несения лампы Дэви в одной руке ради безопасности и незащищенной зажженной свечи в другой, как если бы ради опасности Помимо этого не может быть мыслимого легкомыслия и безрассудства; и когда такое управление разрешается в шахте двух самых богатых угледобытчиков в королевстве, мы перестаем удивляться всему, что может происходить в шахтах, работающих одинаково людьми без капитала и науки »[13]:140

Еще одной причиной увеличения аварийности стала ненадежность самих ламп. Чистую сетку легко повредить, и как только один-единственный провод порвется или заржавел, лампа стала небезопасной. Работа, проведенная научным свидетелем и представленная комитетом, показала, что лампа Дэви стала небезопасной при таких низких потоках воздуха, что лампа Дэви стала небезопасной. транспортировка в нормальном темпе против нормального воздушного потока на проходах была безопасна только при наличии ветрозащитной витрины[16]:13–17 (обычно не устанавливается), и комитет отметил, что несчастные случаи произошли, когда лампа использовалась «в общем и осторожно; никто не выжил, чтобы рассказать историю о том, как эти происшествия имели место; предположение наиболее неудовлетворительно восполнило недостаток положительных знаний; но регистрируются инциденты, которые доказывают, что должно последовать за необоснованным испытанием лампы; и ваш Комитет вынужден полагать, что незнание и ложное доверие к ее достоинствам в случаях, сопряженных с неоправданным риском, привели к катастрофическим последствиям "[10]:131 Комитет Южного щита - орган, созданный на открытом собрании.[17] (в ответ на взрыв в карьере Святой Хильды в 1839 г.)[18] Рассмотрение вопроса о предотвращении несчастных случаев на шахтах показало, что вентиляция шахт на северо-востоке в целом была недостаточной, а недостаточный приток свежего воздуха давал все возможности для скопления взрывоопасных смесей газа.[16]:28–36[c] Последующий избранный комитет в 1852 году согласился с этой точкой зрения; Лучше всего предотвратить взрывы рудничных газов путем улучшения вентиляции шахты (с помощью паровых эжекторов: комитет особо не рекомендовал вентиляции с помощью вентиляторов), которым пренебрегли из-за чрезмерной уверенности в безопасности лампы Дэви.[19]:viii

Однако практика использования лампы Дэви и свечи не была полностью абсурдной, если понимать лампу Дэви не только как безопасный источник света во взрывоопасной атмосфере, но и как измеритель уровня рудничного газа. Однако на практике предупреждение от лампы не всегда вовремя замечалось, особенно в рабочих условиях той эпохи.[20]

В Закон о регулировании и инспекции шахт 1860 г., следовательно, требовалось, чтобы угольные шахты имели достаточное количество вентиляции, постоянно производимой для разбавления и обезвреживания ядовитых газов, чтобы рабочие зоны - при обычных обстоятельствах - находились в пригодном для работы состоянии (районы, где обычно безопасная атмосфера не могла должны быть ограждены "насколько это возможно"): также требуется, чтобы предохранительные лампы были проверены и надежно заблокированы должным образом уполномоченным лицом перед использованием.[нужна цитата ]

Даже когда они были новыми и чистыми, освещение от аварийных ламп было очень плохим, и проблема не была полностью решена до тех пор, пока электрические лампы не стали широко доступны в конце 19 века.[нужна цитата ]

Преемники

Современный эквивалент лампы Дэви был использован в Олимпийский огонь реле горелки. Он использовался в реле для молодежи в Сиднее, Афинах, Турине, Пекине, Ванкувере и Сингапуре. Олимпийские игры. Он также использовался для Специальных Олимпийских игр в Шанхае, Панамериканских и центральноафриканских играх и для Летние Олимпийские игры 2012 в Лондоне реле.[21]

Лампы все еще производятся в Экклс, Большой Манчестер;[22] в Абердэр, Южный Уэльс;[23] И в Калькутта, Индия.[24]

Копия лампы Дэви находится перед кассой в Стадион Света (Sunderland AFC), который построен на бывшей угольной шахте.

В 2015 г. Bersham Coliery в Wrexham, Уэльс, который сейчас является музеем горного дела, пригласил посетителей принести в музей свои лампы Дэви и другие промышленные реликвии для идентификации.[25] В Национальный горный музей Шотландии в Newtongrange, Шотландия, также отметила 200-летие изобретения.[26] В 2016 г. Королевский институт Великобритании, где демонстрируется прототип лампы Дэви, решили отсканировать изобретение в 3D, реконструированный и представлен посетителям музея в более доступном цифровом формате через кабинет виртуальной реальности. На первый взгляд кажется, что это традиционный витринный шкаф, но с сенсорным экраном с различными опциями, позволяющими посетителям просматривать и ссылаться на виртуальные экспонаты внутри.[27]

Примечания

  1. ^ Средний максимальный диаметр закалки (максимальный диаметр отверстия, через которое не пройдет пламя (не взрыв)) для просверленных отверстий в латунной пластине толщиной 1/32 дюйма, как сообщалось в 1968 году, составлял 0,139 дюйма для смесей метан / воздух.[8] В письме Дэви, прочитанном на встрече 3 ноября в Ньюкасле, сообщалось, что его работа с образцами рудничного газа показала, что взрывы в легковоспламеняющихся смесях рудничного газа с воздухом не проходит через трубки диаметром менее 1/8 дюйма.[5]:84 Первая лампа Стефенсона имела воздухозаборник 1/2 дюйма, дросселируемый ползунком, а вторые три воздухозаборника имели внутренний диаметр 3/22 дюйма (0,136 дюйма), но деформировались из-за изгиба кончика, чтобы получить овальный длинный диаметр 1/5. ", короткий диаметр 1/14", в его третьей лампе попадание воздуха происходило через латунные пластины с отверстиями разного размера, самые большие диаметром около 1/12 дюйма.[9]
  2. ^ В своей книге «Джордж и Роберт Стивенсоны» автор L.T.C. Ролт сообщает, что мнения об эффективности двух ламп разошлись; что лампа Дэви давала больше света, но лампа Джорди считалась более безопасной в более газообразной атмосфере. Он вслед за Смайлсом (1857) ссылается на инцидент 1857 года на шахте Окс в Барнсли, где использовались обе лампы. После внезапного сильного притока газа верхние части всех ламп Дэви раскалились докрасна (что в прошлом вызывало взрыв, а при этом рисковал еще один), в то время как все лампы Джорди просто погасли.
  3. ^ Комитет Шилдса утверждал, что на местных рудниках было слишком мало стволов для размеров подземных выработок (мнение, подтвержденное, среди прочего, свидетельством Джорджа Стефенсона), и что специальный комитет Палаты общин 1835 г. был введен в заблуждение по этому поводу. завышенные оценки стоимости дополнительных валов, данные им Джон Баддл. Комитет Шилдса также выступил против практики (которую, как он считал, парламент должен законодательно запретить для всех новых выигрышей) топить одну шахту и разделять ее на перегородки («перегородки») для разделения входящего и выходящего вентиляционного воздуха - любого Взрыв, разрушающий перемычку, разрушит вентиляцию шахты и приведет к смерти от удушья тех, кто находится под землей. Этот сценарий привел к гибели некоторых людей в результате несчастного случая в Уолсенде в 1835 году: использование нескольких стволов стало требованием закона в 1863 году после гибели 204 шахтеров в шахте. Катастрофа на угольной шахте Хартли 1862 года, когда катастрофический отказ балки насоса одновременно разрушил вентиляцию и заблокировал единственный выход.

Рекомендации

  1. ^ Краткая история горняковой предохранительной лампы В архиве 26 августа 2003 г. Wayback Machine на minerslamps.net. Доступ 7 июля 20121
  2. ^ Найт, Дэвид (1992) Хамфри Дэви: Наука и власть. Кембридж, Издательство Кембриджского университета, (Глава 8: Лампа безопасности), ISBN  0-631-16816-8
  3. ^ Брандлинг, К. Дж. (Председатель) (1817 г.), Отчет о претензиях мистера Джорджа Стивенсона относительно изобретения его предохранительной лампы комитетом, назначенным на собрании в Ньюкасле 1 ноября 1817 г., Ньюкасл: Эмерсон Чарнли, стр. 17
  4. ^ Томпсон, Рой (2004). Громовое подземелье: катастрофы на шахтах Нортумберленда, 1815–1865 гг.. Ориентир. п. 121. ISBN  978-1-84306-169-4. Получено 8 января 2013.
  5. ^ а б c Пэрис, Джон Айртон (1831). Жизнь сэра Хэмфри Дэви, покойного президента Королевского общества, иностранного сотрудника Королевского института Франции ...: В 2-х томах. Vol. II. Колберн и Бентли.
  6. ^ а б Дэви, Хамфри (1816). «О огнестойкости угольных шахт и методах освещения шахт для предотвращения их взрыва». Философские труды Лондонского королевского общества. 106: 1. Дои:10.1098 / рстл.1816.0001.
  7. ^ Стивенсон, Джордж (1817). Описание предохранительной лампы, изобретенной Джорджем Стивенсоном, которая сейчас используется на шахте Киллингворта. (Второе изд.). Лондон.
  8. ^ Гроув, Дж. Р. (1968). «Измерение диаметров закалки и их связь с взрывобезопасным группированием газов и паров» (PDF). Третий симпозиум по опасностям, связанным с химическими процессами, с особым упором на проектирование установок LChem.E Серия симпозиумов. Лондон: Институт инженеров-химиков. 25: 53. Архивировано с оригинал (PDF) 11 октября 2017 г.. Получено 30 апреля 2017.
  9. ^ а б Анон (1817 г.). Отчет о претензиях мистера Джорджа Стефенсона относительно изобретения его предохранительной лампы. Ньюкасл: С. Ходжсон.
  10. ^ а б c d е Улыбается, Самуэль (1857). "Глава X .: Изобретает предохранительную лампу" Георди ". Жизнь Джорджа Стивенсона, инженера железнодорожного транспорта. Лондон: Джон Мюррей. стр.95 –132.
  11. ^ Дэвис, Хантер (1975). Джордж Стивенсон: замечательная жизнь основателя железных дорог. Вайденфельд и Николсон. ISBN  0-297-76934-0.
  12. ^ а б «абзацы без названия». Камберленд Пакке и рекламодатель Ware's Whitehaven. 9 апреля 1816 г. с. 3.
  13. ^ а б c Камберлендское и Вестморлендское антикварное и археологическое общество: Дополнительная серия XXIV: Вуд, Оливер (1988). Уголь Западного Камберленда: 1600–1982 / 3. Кендал: Титус Уилсон. ISBN  095007795X.
  14. ^ Кристофер Лоуренс, Сила и слава: Хэмфри Дэви и романтизм, ссылка в Эндрю Каннингем и Николас Джардин, Романтизм и науки Кембридж: University Press, 1990, стр. 224
  15. ^ Сайкс, Джон (1835). Отчет об ужасном взрыве в шахте Уолсенд 18 июня 1835 года, к которому добавлен список взрывов, наводнений и т. Д. которые произошли в угольных шахтах Нортумберленда и Дарема ... Ньюкасл: Джон Сайкс. (Сайкс был издателем Ньюкасл Курант )
  16. ^ а б Отчет комитета Саут-Шилдс, назначенного для расследования причин аварий на угольных шахтах. Лондон: Лонгман, Браун, Грин и Лонгманс. 1843 г.
  17. ^ начало рекламы «На общественном собрании жителей ...». Рекламодатель округа Дарем. 5 июля 1839 г. с. 3.
  18. ^ «Ужасная гибель людей в Саут-Шилдсе». Ньюкасл Курант. 5 июля 1839 г. с. 2.
  19. ^ Отчет Специального комитета по угольным шахтам вместе с протоколом работы комитета, протоколом доказательств, приложением и указателем. Лондон: по приказу Палаты общин. 1852 г.
  20. ^ См. Примечание в разделе «Преемники» этой статьи WP о современном использовании ламп.
  21. ^ Пек, Том Пусть начнется пламя: Бекхэм заставляет гореть домашний костер Независимый, 19 мая 2012 г. По состоянию на 12 июля 2012 г.
  22. ^ Компания Protector Safety Lamp, Eccles в фотоархиве «Наследие». Доступ 7 июля 2012 г.
  23. ^ Абердэр - Кембрийский ламповый завод - Э. Томас и Уильямс в библиотечной службе Ронда Кинон Таф. Доступ 7 июля 2012 г.
  24. ^ Дж. К. Дей и сыновья Официальный веб-сайт. Доступ 7 июля 2012 г.
  25. ^ Прайор, Нил (26 сентября 2015 г.). «Горный музей отмечает 200-летие компании Davy Lamps». Новости BBC. В архиве из оригинала на 8 января 2019 г.. Получено 17 февраля 2016.
  26. ^ «Празднование 200-летия лампы безопасности Flame». Национальный горный музей. Получено 17 февраля 2016.
  27. ^ "3D-сканирование оригинальной лампы Дэви". Физический цифровой. 2 мая 2016. В архиве из оригинала 5 июня 2016 г.. Получено 9 мая 2016.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка