Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Что касается "Man Engine", гигантской механической марионетки, изображающей корнуоллского шахтера, см. Уилла Коулмана (рассказчик) .

Работа двигателя двойного действия man

Человек двигатель представляет собой механизм возвратно - поступательное движение лестниц и стационарных платформ , установленных в шахтах , чтобы помочь путешествию шахтеров и от рабочих уровней. Он был изобретен в Германии в 19 веке и был характерной чертой оловянных и медных рудников в Корнуолле до начала двадцатого века.

Операция [ править ]

В примерах Корнуолла движущая сила обеспечивалась водяными колесами или одной из паровых машин шахты . [1] Паровой двигатель или водяное колесо будут связаны с серией балок, известных как «стержни», скрепленных вместе и достигающих дна шахты. Они были устроены так, чтобы обеспечивать возвратно-поступательное движение, как правило, от двенадцати до пятнадцати футов (от трех до пяти метров). Небольшие опорные площадки прикреплялись к стержням на том же расстоянии, что и ход двигателя, и неподвижные платформы («соллары» [2]).) были встроены в стены шахты, разнесенные таким образом, чтобы совпадать с верхним и нижним положениями каждой из движущихся платформ. Подвижные платформы часто были небольшими, обычно квадратными 12 дюймов (30 сантиметров), чтобы шахтер стоял близко к центральной линии штанги и, таким образом, сохранял безопасное расстояние от боковых сторон шахты. По той же причине поручни всегда располагались прямо над площадками для ног. [3]Чтобы подняться или спуститься, шахтер ступал на передвижную платформу и позволял перенести себя на следующую фиксированную платформу, где он выходил и ждал. В конце следующего удара следующая движущаяся платформа выстраивалась в линию, и он мог встать на нее и повторить процесс. Горняки могли подниматься и спускаться одновременно: пауза в точке переключения делалась достаточно длинной (обычно от двух до восьми секунд) [4], чтобы двое мужчин могли поменяться местами. Для облегчения этого некоторые установки (например, на шахте Девон Грейт Консолс , Тависток ) имели фиксированные платформы по обеим сторонам шахты: одна сторона для спускающихся шахтеров, а другая - для тех, кто поднимается. [5] Противовесы - большие ящики, заполненные камнями, прикрепленными через«Качели» горизонтальные балки - были установлены, чтобы избежать полного веса вала и людей, опирающихся на верхнюю навеску. В самых глубоких шахтах, которые могли опускаться на глубину более 350  саженей (640 метров), дополнительные противовесы устанавливались через равные промежутки времени в горизонтальных боковых галереях. [6]

В обычном варианте использовалась пара стержней, одна из которых поднималась вверх, а другая опускалась. Шахтер прыгал от одного к другому, вместо того, чтобы ждать в фиксированном состоянии покоя, когда они меняли направление. [1] [6]

Роторные паровые двигатели оказались более подходящими, чем двигатели с балкой, потому что постоянная скорость тяжелого маховика давала предсказуемую паузу между изменениями направления, тогда как поршни, действующие непосредственно на штоки, даже когда управляются регулятором катаракты , могли удивить пассажира. нерегулярные ожидания, более или менее длительные. [4] В Корнуолле только двигатель человека Уила Рита, Годольфин (где насосный двигатель был преобразован для этого нового использования), приводился в действие поршнем, действующим непосредственно на стержни. [3] Когда роторный двигатель не использовался для двигателя человека, преимуществом было то, что роторный двигатель можно было использовать и для прихоти .

История [ править ]

Человек на паровозике 1837 года на Самсонском карьере в Нижней Саксонии, Германия
Подземная часть паровоза на шахте Долкоат , Корнуолл.

Самые ранние известные примеры этого устройства относятся к первой половине девятнадцатого века в районе добычи серебра в горах Гарц , Германия, где они приводились в движение кривошипами, соединенными с водяными колесами , хотя ковшовые подъемники («Hakenkunst») использовали те же самые Метод работы использовался на шведских железных рудниках с 17 века. [1] [7] Похоже, они эволюционировали от неформальной модификации к балочным насосам , где шахтеры использовали шипы, вставленные в деревянные штоки насоса, чтобы подняться по валу. [1]Поскольку лучевые насосы были универсальны в глубоких шахтах, создание подходящих платформ для перевозки горняков было несложным делом. Первый формальный 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 опоры для рук к смежным поршневым штангам насоса, используя насос с водяным колесом, который был выведен из эксплуатации, когда на нижнем уровне сделана новая водоотводная штольня . [6] [8] Двигатель 1837 человек на карьере Самсон в Санкт-Андреасберге в том же регионе все еще используется, хотя в 1922 году он был преобразован с воды на электроэнергию. [9]

Устройство было представлено в Корнуолле в январе 1842 года после присуждения премии за лучший дизайн Королевским политехническим обществом Корнуолла . Победитель, Майкл Глина , построила один для собственников шахты Tresavean , в Ланнере около Redruth . [10] [11] Он использовал конструкцию с двумя стержнями, приводимую в движение водяным колесом. [1] В октябре того же года Лоам предложил заменить водяное колесо паровым двигателем. Был использован паровой двигатель двойного действия с диаметром цилиндра 36 дюймов, ходом 6 футов и прямым редуктором 5: 1. В то же время ход пучка человек-двигатель был увеличен с 6 футов до 12. [6]Расход угля составил 24  центнера (1200 кг) в сутки; двигатель работал всего шесть часов в день, но котел постоянно поддерживался при рабочей температуре . [12] Время в пути шахтеров (в любом направлении) сократилось с часа до двадцати четырех минут, а производительность за смену увеличилась на одну пятую. [13]

К концу века на рудниках Корнуолла было установлено более десятка таких образцов, но обычно они были одностержневыми, что считалось более безопасным в использовании. [1] Когда стало доступно намоточное устройство с тросовым приводом, человеческие двигатели продолжали использоваться, особенно в тех случаях, когда шахтный вал не был действительно вертикальным, а намоточные двигатели с подвесными клетками не могли использоваться; при наличии нескольких хорошо расположенных роликов и «отражателей», установленных на цапфах , стержни могли достигать нижней части вала даже при значительном отклонении от вертикали. Экономика также сыграла свою роль: штанги, необходимые для перекачивания, можно было использовать для этой дополнительной функции с небольшими повышенными затратами. Даже когда в таких валах использовались скипы или гранулы ,[14] (бег по «трамплинам») опрокидывающее движение сделало бы их непрактичными для переноски людей.

Безопасность [ править ]

Двухтержневой двигатель установлен на Kongens Gruve, Kongsberg , Норвегия

Шахтеры без промедления взяли эти устройства, так как их зарплата не рассчитывалась до тех пор, пока они не достигли своего подземного рабочего места. Современные исследования в области безопасности пришли к выводу, что, несмотря на свою внутреннюю опасность, использование двигателя человека на практике было безопаснее, чем подъем по длинным лестницам: было менее рискованно подниматься в конце тяжелой смены, чем подниматься по лестнице и рисковать падением из-за истощение. [15] [16] На некоторых шахтах, особенно в Германии, были установлены клинья или хомуты, расположенные чуть выше плотно прилегающих роликов или цепей, чтобы ограничить любое падение в случае поломки. [6]

Авария на шахте Левант [ править ]

Днем 20 октября 1919 года произошла авария с двигателем на шахте Левант , Сент-Джаст , Корнуолл. Более 100 горняков находились на двигателе, вытаскиваемом на поверхность, когда металлический кронштейн в верхней части стержня сломался. Тяжелые бревна обрушились на шахту, увлекая за собой боковые платформы, и 31 человек погиб. Самая верхняя предохранительная поперечина, прикрепленная к штанге, которая должна была зацепиться за фиксированный выступ («порог») в случае ее падения слишком далеко, вывалилась из-за поломки и не зацепилась. [17] Двигатель человека не был заменен, и самые нижние уровни шахты были заброшены. [18]

См. Также [ править ]

  • Система Flatrod

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е Buckley, J. Allen (1992). «Человек-двигатель». Горнодобывающая промышленность Корнуолла . Пенрин, Англия: Tor Mark Press. С. 27–29. ISBN 0-85025-334-9.
  2. ^ Оксфордский словарь английского языка .
  3. ^ a b Лосось, Генри (июнь 1862 г.). "Двигатель Корнуолла". Горно-металлургический журнал . 1 : 380.
  4. ^ a b Д'Алиньи, Генри; и другие. (1870). «Отчет по добыче и механической подготовке руд». Доклады Соединенных Штатов комиссаров к универсальной выставке в Париже, 1867 . 5 . Вашингтон, округ Колумбия: Государственная типография. С. 70–71. OCLC 26017122 . 
  5. ^ Рыцарь, Эдвард Генри (1877). Американский механический словарь Найта . 2 . Кембридж, Массачусетс: Hurd & Houghton . п. 1382.
  6. ^ a b c d e Хант, Роберт , изд. (1867 г.). «Человек-двигатель». Словарь Юре по искусству, производству и горному делу . III . Лондон: Longmans, Green and Co., стр. 28–34.
  7. ^ Джонсон, WA (транс) (1911). «3: Горный инженер Польхэм». Кристофер Польхем: отец шведских технологий . Стокгольм: Svenska teknologföreningen (Шведская технологическая ассоциация). п. 165. OCLC 219899888 . 
  8. ^ Крокер, Вернер (1995). Дэй, Лэнс; Макнил, Ян (ред.). Биографический словарь истории техники . Лондон: Рутледж. С.  10, 217 . ISBN 0-415-06042-7.
  9. ^ "Реверсивное водяное колесо шахты Самсона и двигатель человека" . Достопримечательности ASME . Американское общество инженеров-механиков . Архивировано из оригинального 21 октября 2015 года . Проверено 20 июля +2016 .
  10. ^ Основной владелец Tresavean шахты был Джон Роджерс .
  11. ↑ Корнуоллская горная промышленность, всемирное наследие, архивная копия от 5 марта 2007 г. в Wayback Machine
  12. ^ "Общество горняков". The Cornwall Royal Gazette, Falmouth Packet и Plymouth Journal . Труро: 4. 24 мая 1844 г.
  13. ↑ Manchester Guardian , 10 января 1844 г.
  14. ^ Глоссарий горных терминов. Транспорт . Британский институт стандартов. Сентябрь 1967 г. ISBN. 0 580 34515 7.
  15. ^ Митчелл, Джордж А; и другие. (1849 г.). Годовой отчет Королевского института Корнуолла за 1848 год . Труро: Херд и сыновья (цифровое издание из библиотеки Уитни, Гарвардский университет). п. 74.
  16. ^ "Двигатели человека в шахтах Корнуолла" . Cornwall-calling.co.uk . Проверено 3 декабря 2013 года .
  17. ^ Уинстэнли, Ян. «Авария на оловянном руднике Леванта в 1919 году» . Северное общество горных исследований . Проверено 24 августа 2020 .
  18. ^ «Хронология шахты Леванта» . Национальный фонд . Проверено 24 августа 2013 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Корнуолл - Условия работы на оловянных рудниках Корнуолла
  • Видео работы двигателя Grube Samson man
  • Происхождение и история двигателей человека (немецкий язык с резюме на английском языке)