Лампа Дэви — безопасная лампа , используемая в легковоспламеняющихся атмосферах, изобретенная в 1815 году сэром Гемфри Дэви . [1] Она состоит из фитильной лампы с пламенем, заключенным внутри сетчатого экрана. Она была создана для использования в угольных шахтах , чтобы уменьшить опасность взрывов из-за присутствия метана и других легковоспламеняющихся газов, называемых рудничным или шахтным газом .
Немецкий эрудит Александр фон Гумбольдт , работавший в Немецком горном бюро, беспокоился о здоровье и благополучии шахтеров и изобрел своего рода респиратор и «четыре лампы различной конструкции, пригодные для работы в различных обстоятельствах. Респиратор должен был предотвращать вдыхание вредных газов и снабжать шахтера хорошим воздухом; лампы были сконструированы так, чтобы гореть в наиболее воспламеняющемся виде рудничного газа, не воспламеняя газ. Они были предшественниками более позднего изобретения Дэви и часто использовались шахтерами». [2]
Изобретение Дэви предшествовало изобретению Уильяма Рида Клэнни , ирландского врача из Бишопвермута , который прочитал доклад Королевскому обществу в мае 1813 года. Более громоздкая безопасная лампа Клэнни была успешно испытана на мельнице Херрингтона, и он получил медали от Королевского общества искусств . [3]
Несмотря на отсутствие научных знаний, мастер по двигателям Джордж Стефенсон изобрел лампу, в которую воздух поступал через крошечные отверстия, через которые не могло пройти пламя лампы. За месяц до того, как Дэви представил свой проект Королевскому обществу, Стефенсон продемонстрировал свою лампу двум свидетелям, спустив ее вниз по шахте Киллингворт и держа перед трещиной, из которой выходил рудничный газ . [4]
Первое испытание лампы Дэви с проволочным ситом состоялось в угольной шахте Хебберн 9 января 1816 года. [5] Письмо Дэви (которое он намеревался сохранить в тайне), описывающее его выводы и различные предложения по безопасной лампе, было обнародовано на собрании в Ньюкасле 3 ноября 1815 года, [6] а документ с описанием лампы был официально представлен на собрании Королевского общества в Лондоне 9 ноября. [7] За него Дэви был награжден медалью Румфорда общества . Лампа Дэви отличалась от лампы Стефенсона тем, что пламя было окружено экраном из марли, тогда как прототип лампы Стефенсона имел перфорированную пластину, заключенную в стеклянный цилиндр (конструкция, упомянутая в документе Дэви для Королевского общества как альтернатива его предпочтительному решению). [7] За свое изобретение Дэви получил 2000 фунтов стерлингов серебром (деньги были собраны по общественной подписке), в то время как Стефенсон был обвинен в краже идеи у Дэви, поскольку полностью разработанная « лампа Джорди » была продемонстрирована Стивенсоном только после того, как Дэви представил свою работу в Королевском обществе, и (как считалось) предыдущие версии на самом деле не были безопасными. [6] [8] [a]
Местный комитет по расследованию, собравшийся в поддержку Стефенсона, оправдал его, показав, что он работал отдельно над созданием лампы Джорди, [10] и собрал для него подписку в размере 1000 фунтов стерлингов. [11] Дэви и его сторонники отказались принять их выводы и не хотели видеть, как такой необразованный человек, как Стефенсон, мог придумать решение, которое он имел: сам Стефенсон открыто признал, что он пришел к практическому решению на основе ошибочной теории. [11] В 1833 году комитет Палаты общин установил, что Стефенсон имеет равные права на изобретение безопасной лампы. [11] Дэви сошел в могилу, утверждая, что Стефенсон украл его идею. Лампа Стефенсона использовалась почти исключительно в северо-восточной Англии , тогда как лампа Дэви использовалась везде в других местах. Этот опыт на всю жизнь вызвал у Стефенсона недоверие к лондонским теоретическим научным экспертам. [12] [b]
Лампа состоит из фитильной лампы с пламенем, заключенным внутри сетчатого экрана. Экран действует как пламегаситель ; воздух (и любой присутствующий рудничный газ) может проходить через сетку достаточно свободно, чтобы поддерживать горение, но отверстия слишком мелкие, чтобы позволить пламени распространяться через них и воспламенять любой рудничный газ за пределами сетки. Лампа Дэви работала на масле или нафте (жидкости для зажигалок). [13]
Лампа также обеспечивала проверку на наличие газов. Если присутствовали горючие газовые смеси, пламя лампы Дэви горело выше с синим оттенком. Лампы были оснащены металлическим датчиком для измерения высоты пламени. Шахтеры могли разместить безопасную лампу близко к земле, чтобы обнаружить газы, такие как углекислый газ , которые плотнее воздуха и поэтому могут собираться в углублениях в шахте; если воздух в шахте был беден кислородом ( удушливый газ ), пламя лампы гасло ( черная сырость или удушливый уголь ). Пламя метано-воздушной смеси гаснет при содержании кислорода около 17% (что все еще поддерживает жизнь), поэтому лампа давала ранний признак нездоровой атмосферы, позволяя шахтерам выбраться, прежде чем они умрут от удушья. [ необходима цитата ]
В 1816 году Cumberland Pacquet сообщила о демонстрации лампы Дэви в Уильям-Пите, Уайтхейвен. Помещенная в воздуходувку «... эффект был грандиозным, не поддающимся описанию. Сначала было видно голубое пламя, покрывающее пламя лампы, – затем последовало мерцающее пламя, играющее в цилиндре; и вскоре после этого пламя рудничного газа расширилось, так что полностью заполнило проволочную сетку. Некоторое время пламя лампы было видно через пламя рудничного газа, которое в конечном итоге погасло без взрыва. Результаты более удовлетворительные и желать нельзя было...» [14] Другой корреспондент газеты прокомментировал: «Лампа обеспечивает абсолютную безопасность шахтеру... Благодаря превосходной вентиляции угольных шахт Уайтхейвена и применению ценного инструмента сэра ХАМФРИ несчастные случаи от взрыва (карбюраторного) водорода, которые произошли (хотя сравнительно немного для таких обширных работ), будут предотвращены этим счастливым изобретением». [14]
Однако это предсказание не сбылось: в течение следующих тридцати лет взрывы рудничного газа в шахтах Уайтхейвена унесли жизни 137 человек. [15] : 139 В более общем плане Специальный комитет по несчастным случаям на шахтах в 1835 году сообщил, что введение лампы Дэви привело к увеличению числа несчастных случаев на шахтах; [11] : 130 лампа способствовала возобновлению работы шахт и участков шахт, которые ранее были закрыты по соображениям безопасности. [16] Например, в 1835 году 102 мужчины и мальчика погибли в результате взрыва рудничного газа на шахте Уолсенд, работавшей на пласте Беншем, который на последующем расследовании Джон Баддл описал как «опасный пласт, требующий максимальной осторожности для поддержания его в рабочем состоянии», который можно было разрабатывать только с помощью лампы Дэви. Коронер отметил, что предыдущий взрыв рудничного газа в 1821 году унес жизни 52 человек, но дал указание присяжным, что любые выводы о целесообразности продолжения разработки пласта находятся за пределами их компетенции. [17]
Лампы должны были быть предоставлены самими шахтерами, а не владельцами, поскольку традиционно шахтеры покупали свои собственные свечи в магазине компании. Шахтеры по-прежнему предпочитали лучшее освещение от открытого света, и правила шахты, требующие использования только безопасных ламп [15] : 139, были драконовскими в принципе, но на практике не соблюдались и не применялись. После двух несчастных случаев за два года (1838–39) в шахтах Камберленда, оба из которых были вызваны проверками безопасности, проводимыми при свете открытого огня, Королевская комиссия по детскому труду прокомментировала как неспособность извлечь уроки из первого несчастного случая, так и «дальнейшую нелепость» «носить лампу Дэви в одной руке ради безопасности и голую зажженную свечу в другой, как будто ради опасности. За пределами этого не может быть мыслимого легкомыслия и глупости; и когда такое управление допускается в шахте двух самых богатых угольных собственников в королевстве, мы перестаем удивляться всему, что может иметь место в шахтах, где работают люди в равной степени без капитала и науки» [15] : 140
Другой причиной увеличения числа несчастных случаев была ненадежность самих ламп. Голая сетка легко повреждалась, и как только хотя бы один проводок обрывался или ржавел, лампа становилась небезопасной. Работа, проведенная научным свидетелем и представленная комитетом, показала, что лампа Дэви становилась небезопасной при столь слабых воздушных потоках, что лампа Дэви, переносимая с нормальной скоростью ходьбы против обычных воздушных потоков по дорожкам, была безопасной только в том случае, если была снабжена защитным экраном от сквозняков [18] : 13–17 (обычно не устанавливаемым), и комитет отметил, что несчастные случаи случались, когда лампа «использовалась повсеместно и осторожно; никто не выжил, чтобы рассказать о том, как эти происшествия происходили; догадки восполняли недостаток положительных знаний самым неудовлетворительным образом; но зарегистрированы инциденты, которые доказывают, что должно последовать за необоснованным испытанием лампы; и ваш комитет вынужден поверить, что невежество и ложная уверенность в ее достоинствах, в случаях, сопряженных с неоправданным риском, привели к катастрофическим последствиям» [11] : 131 «Комитет Саут-Шилдс», орган, созданный на общественном собрании там [19] (в ответ на взрыв на карьере Святой Хильды в 1839 году) [20] для рассмотрения вопроса о предотвращении несчастных случаев в шахтах показало, что вентиляция шахт на северо-востоке в целом была недостаточной, с недостаточным притоком свежего воздуха, что создавало все возможности для накопления взрывоопасных смесей газа. [18] : 28–36 [c] Последующий специальный комитет в 1852 году согласился с этой точкой зрения; взрывы рудничного газа можно было лучше всего предотвратить путем улучшения вентиляции шахт (использованием паровых эжекторов: комитет специально рекомендовал не использовать вентиляторную вентиляцию), которой пренебрегали из-за чрезмерной уверенности в безопасности лампы Дэви. [21] : viii
Однако практика использования лампы Дэви и свечи вместе не была полностью абсурдной, если понимать лампу Дэви не только как безопасный источник света во взрывоопасной атмосфере, но и как индикатор уровня рудничного газа. На практике, однако, предупреждение от лампы не всегда замечалось вовремя, особенно в рабочих условиях той эпохи. [22]
Поэтому Закон о регулировании и инспекции шахт 1860 года требовал, чтобы угольные шахты имели достаточный объем вентиляции, постоянно производимой для разбавления и обезвреживания вредных газов, чтобы рабочие зоны были — при обычных обстоятельствах — в пригодном для работы состоянии (зоны, где обычно безопасная атмосфера не могла быть обеспечена, должны были быть огорожены «насколько это возможно»): он также требовал, чтобы безопасные лампы проверялись и надежно запирались должным образом уполномоченным лицом перед использованием. [ необходима цитата ]
Даже когда они были новыми и чистыми, освещение от безопасных ламп было очень слабым, [23] и проблема не была полностью решена, пока электрические лампы не стали широко доступны в конце 19 века. [24]
Современный эквивалент лампы Дэви использовался в эстафетах Олимпийского огня . Он использовался в эстафетах на юношеских Олимпийских играх в Сиднее, Афинах, Турине, Пекине, Ванкувере и Сингапуре . Он также использовался на Специальных Олимпийских играх в Шанхае, Панамериканских и Центральноафриканских играх и на эстафете летних Олимпийских игр 2012 года в Лондоне . [25]
Лампы по-прежнему производятся в Эклсе, Большой Манчестер ; [26] в Абердэре , Южный Уэльс ; [27] и в Калькутте , Индия . [28]
Копия лампы Дэви находится перед билетной кассой на стадионе «Стэдиум оф Лайт» (ФК «Сандерленд»), построенном на месте бывшей угольной шахты.
В 2015 году, в двухсотлетие изобретения Дэви, бывшая шахта Бершам в Рексеме , Уэльс, ныне музей горного дела, организовала мероприятие для представителей общественности, чтобы принести свои лампы Дэви для идентификации. [29] Национальный музей горного дела Шотландии в Ньютонгрэндже , Шотландия, также отпраздновал 200-летие изобретения. [30] В 2016 году Королевский институт Великобритании , где выставлен прототип лампы Дэви, решил провести 3D-сканирование изобретения, провести его обратную разработку и представить посетителям музея в более доступном цифровом формате с помощью кабинета виртуальной реальности. На первый взгляд это кажется традиционным витринным шкафом, но на нем есть сенсорный экран с различными опциями для посетителей, чтобы просматривать и ссылаться на виртуальные экспонаты внутри. [31]
В эту статью включены материалы, находящиеся в общественном достоянии, с веб-сайтов или из документов Библиотеки Конгресса .не особенно заинтересованы в их оценке, большинство из них стоят всего около 50 или 60 фунтов стерлингов, но некоторые из самых редких и старых образцов могут продаваться более чем за 500 фунтов стерлингов.
