1815 ж. Джордж Стивенсонның шахтерлер лампасы: газ қаупін азайту, жарылыстарды болдырмау үшін ойлап табылды. Қолданбалы құрылымы мен тарихы туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
1815 жылы Джордж Стивенсон тапқан шахтерлердің шамы.
A miners' lamp invented by George Stephenson in 1815
«Георди» шамы – 1815 жылы Джордж Стивенсон көмір шахталарындағы газдың жануынан болатын жарылыстарды болдырмау үшін шахтерлерге арналған қауіпсіздік шамы ретінде ойлап тапқан, тұтанғыш атмосферада қолданылатын шам.
The Geordie lamp was a safety lamp for use in flammable atmospheres, invented by George Stephenson in 1815 as a miner's lamp to prevent explosions due to firedamp in coal mines.
Шығу тегі
1815 жылы Стивенсон Нортумберлендтегі Киллингворт кенішінде мотор жасаушы болып жұмыс істеді және бірнеше жыл бойы шахтадағы оттық газдар шығатын жерлерге жақын шамдармен тәжірибелер жасады. Тамыз айында ол мұнай лампасын тапсырыс етті, ол 21 қазанда жеткізіліп, жарылғыш газдар бар шахтада сынақтан өтті. Ол бірнеше апта бойы лампаны жетілдіріп, оның түбіне көбірек жарық беретін капиллярлық түтікшелер қосты. Бұл 1815 жылғы 5 желтоқсанда Ньюкасл-апон-Тайнның Әдеби және философиялық қоғамына (Лит & Фил) ұсынылды. Стивенсонның дизайны мен Дейви лампасы (сол жылы Хамфри Дейви ойлап тапқан) арасында пікір қақтығысы туғанымен, Стивенсонның бастапқы дизайны Дейвидің соңғы дизайнынан едәуір өзгеше принциптер бойынша жұмыс істеді. Егер лампаға ауа кіруі шектелсе (және тиісті өлшемдегі түтікше болса), кіретін ауадағы қауіпті мөлшердегі оттық газдың болуы (оның жануы арқылы) лампаның ішіндегі оттегінің концентрациясын қатты төмендетіп, жалынды сөндіретін еді. Стивенсон бұл тәсілдің дұрыстығына шамды жанып тұрған желдеткіштердің жанында жасаған тәжірибелерімен көз жеткізді: шамды желдеткіштің жел бағытына қарсы қойғанда, желдеткіштің жалымы әлсіреп, жеткілікті шамдар қойылғанда, желдеткіштің жалымы өшіп жанатын. Келіп жатқан газдар арқылы жалынның кері оралу мүмкіндігінен (жарылыс қаупі бар кері жарылыс) сақтану үшін ауа кіруі бірнеше кішкентай тесіктер арқылы жүзеге асырылды, олар арқылы кіретін ауа оттық газ (көбінесе метан) және ауа қоспасымен жанатын жалынның жылдамдығынан жоғары жылдамдықпен ағып жатты. Бұл тесіктер түтін шығаратын түтікшеден физикалық жағынан бөлек болды. Лампаның корпусы жалынға күштірек конвекциялық тартымдылық беру үшін ұзартылды, осылайша кіретін ауа ағынының қарсылығын арттырып, лампаны ауа ағындарына азырақ сезімтал етуге болады. Лампаның өзі шынымен қоршалған, ал оның сыртында қосымша қорғаныш үшін тесілген металл түтікше орнатылған. Дейви бастапқыда осыған ұқсас принциптер бойынша қауіпсіз лампа жасауға тырысқан, бірақ соңында жалынды мыс тор цилиндрінің ішіне орналастыруды жөн көрді; ол Стивенсоннан бұрын кішкентай тесіктер арқылы шектеулі ауа ағынын жіберудің маңыздылығын анықтаған және ол мен оның жақтастары Стивенсон бұл жаңалықты тәуелсіз түрде жасамағанына сенімді болды. Кейін Стивенсон лампаны қоршау үшін Дейвидің торына көшті (тесілген металл түтікшесінің орнына), ал ауа кіретін түтікшелер лампаның түбіндегі тесіктерге немесе галереяға ауыстырылды. Осы қайта қарастырылған дизайн 19 ғасырдың көп бөлігінде «Георди лампасы» ретінде қолданылды. Стивенсонның бастапқы дизайнының Дейви дизайнынан бір артықшылығы – егер оттық газдың мөлшері тым жоғары болса, оның лампасы сөніп қалатын, ал Дейви лампасы қауіпті түрде қызып кетуі мүмкін еді. Бұл 1857 жылғы 20 тамызда Барнслидегі Окс кенішінде көрсетілді, онда екі лампаның да түрі қолданылды. Стивенсонның дизайны жарық шығаруды жақсартты, өйткені ол жалынды қоршаған шыныны пайдаланды, бұл Дейви лампасындағы торға қарағанда жарықты аз бөліп тастады. Бірақ бұл тау-кен жұмысының қатал жағдайында сындыру қаупін де тудырды, бұл мәселе қауіпсіздік шынысын ойлап тапқанға дейін шешілмеді. «Георди лампалары» Англияның солтүстік-шығысында 19 ғасырдың көп бөлігінде, электр жарығы енгізілгенге дейін қолданыла берді.
In 1815, Stephenson was the engine wright at the Killingworth Colliery in Northumberland and had been experimenting for several years with candles close to firedamp emissions in the mine. In August, he ordered an oil lamp, which was delivered on 21 October and tested by him in the mine in the presence of explosive gases. He improved this over several weeks with the addition of capillary tubes at the base so that it gave more light, and tried new versions on 4 and 30 November. This was presented to the Literary and Philosophical Society of Newcastle upon Tyne (Lit & Phil) on 5 December 1815. Although controversy arose between Stephenson's design and the Davy lamp (invented by Humphry Davy in the same year), Stephenson's original design worked on significantly different principles from Davy's final design. If the lamp were sealed except for a restricted air ingress (and a suitably sized chimney) then the presence of dangerous amounts of firedamp in the incoming air would (by its combustion) reduce the oxygen concentration inside the lamp so much that the flame would be extinguished. Stephenson had convinced himself of the validity of this approach by his experiments with candles near lit blowers: as lit candles were placed upwind of the blower, the blower flame grew duller; with enough upwind candles, the blower flame went out. To guard against the possibility of a flame travelling back through the incoming gases (an explosive backblast), air ingress was by a number of small bore tubes through which the ingress air flowed at a higher velocity than the velocity of a flame fueled by a mixture of firedamp (mostly methane) and air. These ingress tubes were physically separate from the exhaust chimney. The body of the lamp was lengthened to give the flame a greater convective draw, and thus allow a greater inlet flow restriction and make the lamp less sensitive to air currents. The lamp itself was surrounded by glass, which had an additional perforated metal tube surrounding it for protection. Davy had originally attempted a safety lamp on similar principles, before preferring to enclose the flame inside a brass gauze cylinder; he had publicly identified the importance of allowing the restricted airflow in through small orifices (in which the flame velocity is lower) before Stephenson had, and he and his adherents remained convinced that Stephenson had not made this discovery independently. Later on, Stephenson adopted Davy's gauze to surround the lamp (instead of the perforated metal tube) and the intake tubes were changed to holes or a gallery at the base of the lamp. It was this revised design that was used for most of the 19th century as the Geordie lamp. One advantage of Stephenson's initial design over Davy's was that if the proportion of firedamp became too high, his lamp would be extinguished, whereas Davy's lamp could become dangerously hot. This was illustrated in the Oaks colliery at Barnsley on 20 August 1857 where both types of lamp were in use. Stephenson's design also allowed better light output as it used glass to surround the flame, which cut out less of the light than Davy's, where the gauze surrounded it. But this also posed the danger of breakage in the harsh conditions of mineworking, a problem which was not resolved until the invention of safety glass. The Geordie lamp continued to be used in the north east of England through most of the 19th century, until the introduction of electric lighting.