Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Лампа безопасности для использования во взрывоопасных средах
Safety lamp used in flammable atmospheres
Лампа Дэви – это лампа безопасности, используемая во взрывоопасных средах, изобретенная в 1815 году сэром Хамфри Дэви. Она состоит из фитильной лампы, пламя которой заключено в сетчатый экран. Она была создана для использования в угольных шахтах с целью снижения опасности взрывов, вызванных наличием метана и других горючих газов, известных как горный газ или рудничный газ.
The Davy lamp is a safety lamp used in flammable atmospheres, invented in 1815 by Sir Humphry Davy. It consists of a wick lamp with the flame enclosed inside a mesh screen. It was created for use in coal mines, to reduce the danger of explosions due to the presence of methane and other flammable gases, called firedamp or minedamp.
История
Немецкий ученый-энциклопедист Александр фон Гумбольдт, работавший в немецком Горном бюро, проявлял заботу о здоровье и благополучии шахтеров и изобрел своего рода респиратор и "четыре лампы различной конструкции, подходящие для использования в разных условиях. Респиратор предназначался для предотвращения вдыхания вредных газов и обеспечения шахтера чистым воздухом; лампы были сконструированы так, чтобы гореть в наиболее легковоспламеняющейся огневой пыли, не воспламеняя газ. Они стали предшественниками более позднего изобретения Дэви и часто использовались шахтерами". Изобретению Дэви предшествовало изобретение Уильяма Рида Кланни, ирландского врача из Бишопвермута, который представил доклад в Королевском обществе в мае 1813 года. Более громоздкая лампа безопасности Кланни была успешно испытана на мельнице Херрингтон, и он получил медали от Королевского общества искусств. Первое испытание лампы Дэви с проволочным ситом состоялось на шахте Хебберн 9 января 1816 года, а документ, описывающий лампу, был официально представлен на заседании Королевского общества в Лондоне 9 ноября. Средний максимальный диаметр гашения пламени (максимальный диаметр отверстия, через которое пламя (но не взрыв) не пройдет) для просверленных отверстий в латунной пластине толщиной 1/32 дюйма, по данным 1968 года, составил 0,139 дюйма для смеси метана и воздуха. В письме Дэви, зачитанном на заседании 3 ноября в Ньюкасле, сообщалось, что его исследования образцов огневой пыли показали, что взрывы в воспламеняющихся смесях огневой пыли с воздухом не проходят через трубы диаметром менее 1/8 дюйма, и была начата подписка на его поддержку в размере 1000 фунтов стерлингов. В 1833 году комитет Палаты общин установил, что Стивенсон имеет не меньшие права на изобретение лампы безопасности.
German polymath Alexander von Humboldt, working for the German Bureau of Mines, had concerns for the health and welfare of the miners and invented a kind of respirator and "four lamps of different construction suitable for employment in various circumstances. The respirator was to prevent the inhaling of injurious gases, and to supply the miner with good air; the lamps were constructed to burn in the most inflammable kind of fire damp without igniting the gas. They were the forerunners of Davy's later invention, and were frequently made use of by the miners." Davy's invention was preceded by that of William Reid Clanny, an Irish doctor at Bishopwearmouth, who had read a paper to the Royal Society in May 1813. The more cumbersome Clanny safety lamp was successfully tested at Herrington Mill, and he won medals, from the Royal Society of Arts. The first trial of a Davy lamp with a wire sieve was at Hebburn Colliery on 9 January 1816. and a paper describing the lamp was formally presented at a Royal Society meeting in London on 9 November. efn| The mean maximum quenching diameter (the maximum hole diameter through which a flame (not an explosion) will not pass) for drilled holes in 1/32" thick brass plate was reported in 1968 to be 0.139 inches for methane/air mixtures. Davy's letter read at the 3 November meeting in Newcastle reported that his work on samples of firedamp had shown that explosions in flammable mixtures of firedamp with air would not pass through tubes of diameter less than 1/8". and raised a subscription for him of £1,000. In 1833, a House of Commons committee found that Stephenson had equal claim to having invented the safety lamp.
Конструкция и теория
Лампа состоит из фитильной лампы с пламенем, заключенным внутри сетчатого экрана. Экран действует как пламегаситель; воздух (и любой присутствующий огневой газ) может свободно проходить через сетку, чтобы поддерживать горение, но отверстия слишком мелкие, чтобы позволить пламени распространиться сквозь них и воспламенить огневой газ за пределами сетки. Лампа Дэви работала на масле или нефти (зажигательной жидкости). Лампа также служила для определения наличия газов. Если присутствовали горючие газовые смеси, пламя лампы Дэви горело выше с голубоватым оттенком. Лампы оснащались металлическим измерителем для определения высоты пламени. Шахтеры могли помещать безопасную лампу близко к земле для обнаружения газов, таких как углекислый газ, которые тяжелее воздуха и поэтому могут скапливаться в углублениях шахты; если воздух в шахте был обеднен кислородом (удушающий газ), пламя лампы гасло (чёрная влага или удушье). Пламя, состоящее из метана и воздуха, гаснет при содержании кислорода около 17% (что все еще поддерживает жизнь), поэтому лампа служила ранним индикатором неблагоприятной атмосферы, позволяя шахтерам покинуть шахту до наступления удушья.
The lamp consists of a wick lamp with the flame enclosed inside a mesh screen. The screen acts as a flame arrestor; air (and any firedamp present) can pass through the mesh freely enough to support combustion, but the holes are too fine to allow a flame to propagate through them and ignite any firedamp outside the mesh. The Davy lamp was fuelled by oil or naptha (lighter fluid). The lamp also provided a test for the presence of gases. If flammable gas mixtures were present, the flame of the Davy lamp burned higher with a blue tinge. Lamps were equipped with a metal gauge to measure the height of the flame. Miners could place the safety lamp close to the ground to detect gases, such as carbon dioxide, that are denser than air and so could collect in depressions in the mine; if the mine air was oxygen poor (asphyxiant gas), the lamp flame would be extinguished (black damp or chokedamp). A methane air flame is extinguished at about 17% oxygen content (which will still support life), so the lamp gave an early indication of an unhealthy atmosphere, allowing the miners to get out before they died of asphyxiation.
Влияние
В 1816 году газета Cumberland Pacquet сообщила о демонстрации лампы Дэви в Уильям Пит, Уайтхейвен. Размещенная в воздуховоде, она произвела эффект, превосходящий всякое описание. Сначала над пламенем лампы появилось синее пламя, затем – мерцающее, играющее в цилиндре; вскоре после этого пламя грису расширилось, полностью заполнив проволочную сетку. В течение некоторого времени пламя лампы было видно сквозь пламя грису, которое в конечном итоге погасло без взрыва. «Лампа обеспечивает абсолютную безопасность шахтера. Благодаря отличной вентиляции угольных шахт Уайтхейвена и применению ценного инструмента сэра Хамфри, аварии от взрыва (карбурированного) водорода, которые происходили (хотя и относительно редко для таких масштабных работ), будут предотвращены этим счастливым изобретением». В более общем плане, специальный комитет по расследованию аварий на шахтах в 1835 году сообщил, что внедрение лампы Дэви привело к увеличению числа аварий на шахтах.
In 1816, the Cumberland Pacquet reported a demonstration of the Davy lamp at William Pit, Whitehaven. Placed in a blower " the effect was grand beyond description. At first a blue flame was seen to cap the flame of the lamp, – then succeeded a lambent flame, playing in the cylinder; and shortly after, the flame of the firedamp expanded, so as to completely fill the wire gauze. For some time, the flame of the lamp was seen through that of the firedamp, which became ultimately extinguished without explosion. Results more satisfactory were not to be wished " Another correspondent to the paper commented "The Lamp offers absolute security to the miner With the excellent ventilation of the Whitehaven Collieries and the application of Sir HUMPHRY's valuable instrument, the accidents from the explosion of' (carburetted) 'hydrogene which have occurred (although comparatively few for such extensive works) will by this happy invention be avoided". More generally, the Select Committee on Accidents in Mines reported in 1835 that the introduction of the Davy lamp had led to an increase in mine accidents;
Лампы должны были предоставляться самими шахтерами, а не владельцами, поскольку традиционно шахтеры покупали собственные свечи в шахтерском магазине. Шахтеры по-прежнему предпочитали более яркое освещение от открытого огня, а правила шахт, предписывающие использование только безопасных ламп (в ответ на взрыв на шахте Сент-Хилда в 1839 году) для предотвращения аварий, показали, что вентиляция шахт на северо-востоке в целом была недостаточной, а недостаточный приток свежего воздуха создавал все условия для накопления взрывоопасных смесей газа. Последующий специальный комитет 1852 года согласился с этим мнением; взрывы грису лучше всего предотвратить путем улучшения вентиляции шахт (с использованием паровых эжекторов: комитет специально не рекомендовал вентиляцию вентиляторами), которая была заброшена из-за чрезмерной уверенности в безопасности лампы Дэви. Однако использование лампы Дэви вместе со свечой не было полностью бессмысленным, если понимать, что лампа Дэви – это не только безопасный источник света во взрывоопасной атмосфере, но и индикатор уровня грису. На практике, однако, предупреждение лампы не всегда замечали вовремя, особенно в рабочих условиях того времени. Закон о регулировании и инспекции шахт 1860 года, следовательно, требовал, чтобы угольные шахты имели достаточную вентиляцию, постоянно поддерживаемую для разбавления и нейтрализации вредных газов, чтобы рабочие зоны – при нормальных обстоятельствах – были пригодны для работы (зоны, где нельзя было обеспечить нормальную безопасную атмосферу, должны были быть ограждены «насколько это возможно»): он также требовал, чтобы перед использованием безопасные лампы проверялись и надежно запирались уполномоченным лицом. Даже новые и чистые безопасные лампы давали очень слабое освещение, и проблема была окончательно решена только в конце XIX века, когда электрические лампы стали широко доступны.
The lamps had to be provided by the miners themselves, not the owners, as traditionally the miners had bought their own candles from the company store. Miners still preferred the better illumination from a naked light, and mine regulations insisting that only safety lamps be used (in response to an explosion at the St Hilda pit in 1839) to consider the prevention of accidents in mines had shown that mine ventilation in the North East was generally deficient, with an insufficient supply of fresh air giving every opportunity for explosive mixtures of gas to accumulate. A subsequent select committee in 1852 concurred with this view; firedamp explosions could best be prevented by improving mine ventilation (by the use of steam ejectors: the committee specifically advised against fan ventilation), which had been neglected because of over reliance on the safety of the Davy lamp. The practice of using a Davy lamp and a candle together was not entirely absurd, however, if the Davy lamp is understood to be not only a safe light in an explosive atmosphere, but also a gauge of firedamp levels. In practice, however, the warning from the lamp was not always noticed in time, especially in the working conditions of the era. The Regulation and Inspection of Mines Act of 1860 therefore required coal mines to have an adequate amount of ventilation, constantly produced, to dilute and render harmless noxious gases so that work areas were – under ordinary circumstances – in a fit state to be worked (areas where a normally safe atmosphere could not be ensured were to be fenced off "as far as possible"): it also required safety lamps to be examined and securely locked by a duly authorised person before use. Even when new and clean, illumination from the safety lamps was very poor, and the problem was not fully resolved until electric lamps became widely available in the late 19th century.
Преемники
Современный аналог лампы Дэви использовался в эстафетах олимпийского огня. Он применялся в эстафетах Олимпийских игр в Сиднее, Афинах, Турине, Пекине, Ванкувере и на Юношеских Олимпийских играх в Сингапуре. Также он использовался на Специальных Олимпийских играх в Шанхае, Панамериканских и Центральноафриканских играх, а также в эстафете летних Олимпийских игр 2012 года в Лондоне. Национальный горнодобывающий музей Шотландии в Ньютонграйндже (Шотландия) также отметил 200-летие изобретения. В 2016 году Королевский институт Великобритании, где хранится прототип лампы Дэви, принял решение провести 3D-сканирование изобретения, выполнить обратную разработку и представить его посетителям музея в более доступном цифровом формате с помощью виртуального шкафа. С первого взгляда он кажется обычной витриной, но оснащен сенсорным экраном с различными опциями для просмотра и изучения виртуальных экспонатов внутри.
A modern day equivalent of the Davy lamp has been used in the Olympic flame torch relays. It was used in the relays for the Sydney, Athens, Turin, Beijing, Vancouver and Singapore Youth Olympic Games. It was also used for the Special Olympics Shanghai, Pan American and Central African games and for the London 2012 Summer Olympics relay. The National Mining Museum Scotland at Newtongrange, Scotland, also celebrated the 200th anniversary of the invention. In 2016, the Royal Institution of Great Britain, where the Davy lamp prototype is displayed, decided to have the invention 3D scanned, reverse engineered and presented to the museum visitors in a more accessible digital format via a virtual reality cabinet. At first sight it appears to be a traditional display cabinet but has a touch screen with various options for visitors to view and reference the virtual exhibits inside.