Человек-двигатель
Человеческий двигатель — это механизм возвратно-поступательных лестниц и стационарных платформ, устанавливаемый в шахтах для облегчения передвижения горняков на рабочие уровни и обратно. был характерной особенностью оловянных и медных рудников Корнуолла Он был изобретен в Германии в 19 веке и до начала двадцатого века .
Операция
[ редактировать ]шахты В примерах Корнуолла движущая сила обеспечивалась водяными колесами или одной из паровых машин . [1] Паровой двигатель или водяное колесо будут связаны с серией балок, известных как «стержни», скрепленных вместе и доходящих до дна шахты. Они были устроены так, чтобы обеспечивать возвратно-поступательное движение обычно на расстояние от двенадцати до пятнадцати футов (от трех до пяти метров). К стержням на одинаковом расстоянии друг от друга прикреплялись небольшие платформы для ног, а также неподвижные платформы («солнечные солярии»). [2] ) были построены на стенах шахты и располагались так, чтобы совпадать с верхним и нижним положениями каждой из движущихся платформ. Движущиеся платформы часто были небольшими, обычно площадью 12 дюймов (30 сантиметров), чтобы горняк стоял близко к центральной линии стержня и, таким образом, сохранял безопасное расстояние от сторон шахты. По той же причине поручни всегда располагались непосредственно над платформами для ног. [3]
Чтобы подняться или спуститься, шахтер вставал на передвижную платформу и позволял перенести себя на следующую фиксированную платформу, где он сходил и ждал. В конце следующего гребка выстроилась следующая движущаяся платформа, и он мог встать на нее и повторить процесс. Шахтеры могли одновременно подниматься и спускаться: пауза в точке переключения делалась достаточно продолжительной (обычно от двух до восьми секунд). [4] чтобы двое мужчин поменялись местами. Чтобы облегчить это, некоторые установки (например, на шахте Девон-Грейт-Консолс , Тависток ) имели фиксированную платформу с обеих сторон шахты: одну сторону для спуска горняков, а другую для тех, кто поднимается. [5] Противовесы - большие ящики, наполненные камнями, прикрепленные к «качающимся» горизонтальным балкам, - были установлены, чтобы избежать полной нагрузки вала и людей на верхнюю навеску. В самых глубоких шахтах, которые могли опускаться на глубину более 350 саженей (640 метров), через равные промежутки времени в горизонтальных боковых галереях предусматривались дополнительные противовесы. [6]
В обычном варианте использовалась пара стержней, одна из которых поднималась вверх, а другая опускалась. Шахтер перешагивал от одного к другому, вместо того, чтобы стоять в неподвижном состоянии, пока они меняли направление. [1] [6]
Роторные паровые двигатели оказались более подходящими, чем лучевые , потому что постоянная скорость тяжелого маховика давала предсказуемую паузу между изменениями направления, тогда как поршни, действующие непосредственно на штоки, даже когда они управлялись катарактальным регулятором , могли удивить пассажира, нерегулярное ожидание, более или менее продолжительное. [4] В Корнуолле только человеческий двигатель Уила Рита, Godolphin (где насосный двигатель был переоборудован для этого нового использования) приводился в движение поршнем, воздействующим непосредственно на штоки. [3] Преимуществом роторного двигателя, когда он не использовался для человеческого двигателя, также можно было использовать для приведения в действие прихоти .
История
[ редактировать ]
Самые ранние известные примеры этого устройства относятся к первой половине девятнадцатого века в районе добычи серебра в горах Гарц в Германии, где они приводились в движение кривошипами, соединенными с водяными колесами , хотя ковшовые подъемники («Hakenkunst») использовали тот же самый механизм. метод работы использовался на шведских железных рудниках с 17 века. [1] [7] Судя по всему, они произошли от неофициальной модификации балочных насосов , в которых шахтеры использовали шипы, втыкаемые в деревянные насосные штанги, чтобы подниматься вверх по шахте. [1] Поскольку лучевые насосы были универсальными в глубоких шахтах, в то время было несложно создать подходящие платформы для перевозки горняков. Первый официальный двигатель был установлен в 1833 году на шахте в Клаустале , Нижняя Саксония, где инспектор Вильгельм Альберт и менеджер Георг Дёрелл прикрепили платформы для ног и поручни к соседним поршневым штангам насоса, используя насос с приводом от водяного колеса, вышедший из строя, когда новая дренажная штольня . на нижнем уровне сделана [6] [8] Двигатель 1837 года на карьере Самсон в Санкт-Андреасберге в том же регионе все еще используется, хотя в 1922 году он был переведен с воды на электроэнергию. [9]
Устройство было представлено Корнуоллу в январе 1842 года после присуждения премии за лучший дизайн Королевским политехническим обществом Корнуолла . Победитель, Майкл Лоам , построил один для владельцев шахты Тресавин в Ланнере недалеко от Редрута . [10] [11] Он использовал конструкцию с двойным стержнем, приводимую в движение водяным колесом. [1] В октябре того же года Лоам предложил заменить водяное колесо паровым двигателем. Использовалась паровая машина двойного действия с диаметром цилиндра 36 дюймов и ходом поршня 6 футов с передаточным отношением 5:1. При этом ход человеко-машинных балок был увеличен с 6 футов до 12. [6] Расход угля составлял 24 центнера (1200 кг) в сутки; двигатель работал всего шесть часов в день, но котел постоянно поддерживал рабочую температуру . [12] Время в пути шахтеров (в любом направлении) сократилось примерно с часа до двадцати четырех минут, а производительность за смену увеличилась на одну пятую. [13]
К концу века в шахтах Корнуолла было установлено более дюжины экземпляров, но обычно они были одностержневыми, которые считались более безопасными в использовании. [1] Когда стали доступны подъемные механизмы с тросовым приводом, человеческие двигатели продолжали использоваться, особенно в тех случаях, когда шахтный вал не был по-настоящему вертикальным и нельзя было использовать подъемные двигатели, тянущие подвесные клети; при наличии нескольких удачно расположенных роликов и «отбойников», установленных на цапфах , стержни могли достигать дна вала даже при значительном отклонении от вертикали. Экономика также сыграла свою роль: стержни, необходимые для откачки, можно было использовать для этой дополнительной функции с небольшим увеличением затрат. Даже когда скипы или корма , в таких шахтах использовались [14] (бегут по «трапам»), опрокидывание сделало бы их непрактичными для перевозки людей.
Безопасность
[ редактировать ]
Шахтеры без колебаний воспользовались этими устройствами, поскольку их зарплата не рассчитывалась до тех пор, пока они не доберутся до своего подземного рабочего места. Современные исследования безопасности пришли к выводу, что, хотя использование двигателя с человеком по своей сути опасно, на практике оно безопаснее, чем подъем по длинным лестницам: менее рискованно оказаться поднятым наверх в конце тяжелой смены, чем подняться по лестнице и рискнуть упасть из-за истощение. [15] [16] На некоторых шахтах, особенно в Германии, клинья или манжеты, расположенные непосредственно над плотно прилегающими роликами или цепями, устанавливались для предотвращения падения в случае поломки. [6]
Авария на шахте в Леванте
[ редактировать ]Днем 20 октября 1919 года на шахте Левант в Сент-Джасте , Корнуолл, произошла авария с двигателем. Более 100 горняков находились на вытаскиваемом на поверхность двигателе, когда сломался металлический кронштейн наверху стержня. Тяжелые бревна рухнули в шахту, унося с собой боковые платформы, в результате чего погиб 31 человек. Самая верхняя предохранительная поперечина, прикрепленная к стержню, которая должна была зацепиться за неподвижный выступ («порог») в случае его слишком сильного падения, из-за поломки выпала из соосности и не зацепилась. [17] Человеческий двигатель не был заменен, а нижние уровни шахты были заброшены. [18]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж Бакли, Дж. Аллен (1992). «Человек-двигатель». Горнодобывающая промышленность Корнуолла . Пенрин, Англия: Tor Mark Press. стр. 27–29. ISBN 0-85025-334-9 .
- ^ Оксфордский словарь английского языка .
- ^ Jump up to: а б Салмон, Генри (июнь 1862 г.). «Корнуоллский паровоз». Журнал «Горное и металлургическое дело» . 1 :380.
- ^ Jump up to: а б Д'Алиньи, Генри; и др. (1870). «Отчет по добыче и механической подготовке руд». Отчеты комиссаров США на Всемирной выставке в Париже, 1867 год . Том. 5. Вашингтон, округ Колумбия: Правительственная типография. стр. 70–71. ОСЛК 26017122 .
- ^ Найт, Эдвард Генри (1877). Американский механический словарь Найта . Том. 2. Кембридж, Массачусетс: Херд и Хоутон . п. 1382.
- ^ Jump up to: а б с д и Хант, Роберт , изд. (1867). «Человек-двигатель». Словарь искусств, производства и горнодобывающей промышленности Юра . Том. III. Лондон: Longmans, Green and Co., стр. 28–34.
- ^ Джонсон, Вашингтон (транс) (1911). «3: Горный инженер Полхем». Кристофер Полхем: отец шведских технологий . Стокгольм: Svenska teknologföreningen (Шведская технологическая ассоциация). п. 165. OCLC 219899888 .
- ^ Крокер, Вернер (1995). Дэй, Лэнс; Макнил, Ян (ред.). Биографический словарь истории техники . Лондон: Рутледж. стр. 10, 217 . ISBN 0-415-06042-7 .
- ^ «Реверсивное водяное колесо и ручной двигатель Samson Mine» . Достопримечательности ASME . Американское общество инженеров-механиков . Архивировано из оригинала 21 октября 2015 года . Проверено 20 июля 2016 г.
- ^ Главным владельцем Tresavean Mine был Джон Роджерс .
- ↑ Всемирное наследие горнодобывающей промышленности Корнуолла. Архивировано 5 марта 2007 г. в Wayback Machine.
- ^ «Общество горняков». The Cornwall Royal Gazette, Falmouth Packet и Plymouth Journal . Труро: 4. 24 мая 1844 г.
- ↑ Manchester Guardian , 10 января 1844 г.
- ^ Словарь горных терминов. Транспорт . Британский институт стандартов. Сентябрь 1967 г. ISBN. 0-580-34515-7 .
- ^ Митчелл, Джордж А; и др. (1849). Годовой отчет Королевского института Корнуолла за 1848 год . Труро: Херд и сыновья (цифровое издание из библиотеки Уитни Гарвардского университета). п. 74.
- ^ «Человеческие двигатели в шахтах Корнуолла» . Cornwall-calling.co.uk . Проверено 3 декабря 2013 г.
- ^ Уинстенли, Ян. «Авария на оловянном руднике Левант, 1919 год» . Северное горноисследовательское общество . Проверено 24 августа 2020 г.
- ^ «Хронология Левантийской шахты» . Национальный фонд . Проверено 24 августа 2013 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Корнуолл – Условия труда на оловянных рудниках Корнуолла
- Видео работы человеческого двигателя Grube Samson
- Происхождение и история человеческих двигателей (немецкий язык с кратким изложением на английском языке)
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
