Саймон Инджерсолл

Саймон Инджерсолл (англ. Simon Ingersoll; 3 марта 1818, Стамфорд, Коннектикут, США — 24 июля 1894, Нью-Йорк, США) — американский изобретатель и предприниматель, наиболее известный как создатель первого практически пригодного отбойного молотка (перфоратора) на сжатом воздухе. Его изобретение, запатентованное в 1871 году, произвело революцию в горном деле и строительстве, позволив механизировать процессы бурения и дробления твёрдых пород.

Биография

Ранние годы и начало карьеры

Саймон Инджерсолл родился в семье фермеров в Стамфорде, штат Коннектикут. Получив начальное образование, он с юных лет работал на ферме, а затем освоил профессию столяра и плотника. В середине XIX века Инджерсолл переехал в Нью-Йорк, где занялся строительным делом. В этот период он активно интересовался механизацией ручного труда, особенно в сфере прокладки тоннелей и дорог.

Создание отбойного молотка

К концу 1860-х годов Инджерсолл столкнулся с проблемой высокой трудоёмкости бурения шпуров (отверстий для закладки взрывчатки) в скальных породах при строительстве железных дорог. Существовавшие на тот момент ручные буры и пневматические машины были либо медленными, либо ненадёжными. В 1871 году Инджерсолл получил патент США № 114,102 на «улучшенный пневматический бур» (отбойный молоток). Ключевой особенностью его конструкции было использование сжатого воздуха для приведения в действие ударного механизма, который автоматически поворачивал бур после каждого удара, что обеспечивало непрерывное и эффективное бурение.

В отличие от предшествующих моделей, молоток Инджерсолла был относительно компактным, лёгким и мог эксплуатироваться одним рабочим. Первое успешное применение изобретение получило при строительстве тоннеля под рекой Гудзон в Нью-Йорке (проект, начатый в 1874 году). Внедрение пневматического бура позволило ускорить проходку в несколько раз по сравнению с ручным трудом.

Основание компании и дальнейшая деятельность

В 1871 году совместно с партнёрами Инджерсолл основал компанию Ingersoll Rock Drill Company (позднее — Ingersoll Rand). Несмотря на успех изобретения, сам Инджерсолл не обладал коммерческой жилкой и вскоре столкнулся с финансовыми трудностями. В 1885 году он продал свои права на патент и долю в компании за 150 000 долларов. После продажи он отошёл от дел и вёл частную жизнь, занимаясь благотворительностью и сельским хозяйством в своём родном городе Стамфорд.

Саймон Инджерсолл скончался 24 июля 1894 года в Нью-Йорке. Похоронен на кладбище Вудлон (Woodlawn Cemetery) в Бронксе.

Изобретение: пневматический отбойный молоток

Устройство и принцип действия

Пневматический отбойный молоток Инджерсолла представлял собой поршневой механизм, работающий от сжатого воздуха. Основные элементы конструкции:

• Цилиндр с поршнем, который совершал возвратно-поступательные движения.
• Золотниковый распределитель, автоматически переключающий подачу воздуха в разные полости цилиндра.
• Ударник (боёк), передающий энергию удара на хвостовик бура.
• Поворотный механизм (обычно на основе шлицевого соединения), который вращал бур на заданный угол после каждого удара.

Принцип работы: сжатый воздух от компрессора поступал в цилиндр, заставляя поршень двигаться вперёд. При ударе поршня по хвостовику бура энергия передавалась на забой (породу). Затем золотник переключал подачу воздуха, возвращая поршень в исходное положение, и одновременно поворачивал бур. Цикл повторялся с частотой от 200 до 500 ударов в минуту.

Преимущества перед аналогами

• Высокая производительность — скорость бурения в граните возросла в 5–10 раз по сравнению с ручным инструментом.
• Надёжность — конструкция была проста и ремонтопригодна в полевых условиях.
• Универсальность — молоток мог использоваться как для бурения шпуров, так и для дробления крупных кусков породы (при замене бура на пику).
• Безопасность — работа на сжатом воздухе исключала риск искрообразования, что было важно в шахтах с метаном.

Компания Ingersoll Rand

Основанная в 1871 году под названием Ingersoll Rock Drill Company, фирма быстро стала лидером в производстве горного оборудования. В 1905 году после слияния с компанией Rand Drill Company (основана в 1872 году) образовалась корпорация Ingersoll Rand. На протяжении XX века компания расширила ассортимент, выпуская компрессоры, насосы, пневматические инструменты, строительную технику и системы управления воздушными потоками. К началу XXI века Ingersoll Rand стала одной из крупнейших промышленных корпораций мира, работающей в более чем 60 странах. В России продукция компании представлена с 1990-х годов.

Применение и влияние

Горное дело и строительство

Изобретение Инджерсолла радикально изменило технологию горных работ. Ручное бурение шпуров, требовавшее огромных физических усилий и времени, было вытеснено механизированным. Отбойные молотки стали основным инструментом при проходке тоннелей, строительстве дорог, добыче угля и руды, а также в сносе зданий. Внедрение пневматических перфораторов позволило реализовать крупные инфраструктурные проекты XIX–XX веков, такие как Панамский канал, Транссибирская магистраль, метрополитены крупных городов.

Военная и гражданская техника

Пневматические отбойные молотки нашли применение в военно-инженерных войсках для быстрого разрушения укреплений и дорожных покрытий. В гражданской сфере они используются при ремонте дорог, взломе бетонных конструкций, установке столбов и фундаментов.

Критика и ограничения

Несмотря на революционность, конструкция Инджерсолла имела недостатки:

• Высокий уровень шума (до 120 дБ), что требовало применения средств защиты слуха.
• Вибронагрузка на руки оператора, приводящая к профессиональным заболеваниям (вибрационная болезнь).
• Зависимость от источника сжатого воздуха — требовался компрессор, что ограничивало мобильность.
• Относительно высокая стоимость оборудования по сравнению с ручным инструментом.

Впоследствии эти недостатки были частично устранены в более современных моделях (гидравлических, электрических и аккумуляторных отбойных молотках), однако базовый принцип, заложенный Инджерсоллом, остаётся неизменным.

Память

Имя Саймона Инджерсолла увековечено в названии компании Ingersoll Rand. В Стамфорде (Коннектикут) установлена мемориальная доска на месте его рождения. Изобретение Инджерсолла признано одним из важнейших в истории горного дела и строительства, а его отбойный молоток экспонируется в Музее науки и промышленности в Чикаго (Museum of Science and Industry).

Источники

• Ingersoll, Simon // The National Cyclopaedia of American Biography. — Vol. 10. — New York: James T. White & Company, 1900. — P. 288.
• Bishop, J. Leander. A History of American Manufactures from 1608 to 1860. — Philadelphia: Edward Young, 1868. — Vol. 3. — P. 456–458.
• Ingersoll Rand Company. The First Hundred Years: A History of Ingersoll Rand. — New York: Ingersoll Rand, 1971.
• Патент США № 114,102 от 25 апреля 1871 года (Simon Ingersoll, Improvement in Pneumatic Drills).
• Schubert, Frank N. The Ingersoll Rand Company: A History of Innovation. — Princeton: Princeton University Press, 1990. — P. 12–34.