Регулятор дайвинга - Diving regulator

Регулятор дайвинга

Регулятор для дайвинга: первая и вторая ступени, шланг инфлятора низкого давления и погружной манометр
Другие имена	Клапан спроса
Использует	Уменьшает сжатый дыхательный газ до давления окружающей среды и доставляет его дайверу.
Изобретатель	Мануэль Теодор Гийоме (1838), Бенуа Рукейрол (1860), Жак-Ив Кусто и Эмиль Ганьян (1942), Тед Элдред (1950)
Похожие материалы	Легкий шлем спроса Полнолицевая маска Баллон для дайвинга Компенсатор плавучести

А регулятор для дайвинга это регулятор давления который контролирует давление дыхательного газа для дайвинга. Чаще всего используется для снижения давления сжатого дыхательного газа до давления окружающей среды и подачи его водолазу, но существуют и другие типы регуляторов давления газа, используемые для дайвинга. Газ может быть воздухом или одним из множества специально смешанных дыхательные газы. Газ может подаваться от баллон с аквалангом переносится дайвером или через шланг от компрессор или баллонов высокого давления на поверхности в подводное плавание. Регулятор давления газа имеет один или несколько последовательно соединенных клапанов, которые снижают давление от источника и используют давление на выходе в качестве обратной связи для управления подаваемым давлением или давление на входе в качестве обратной связи для предотвращения чрезмерных расходов, снижая давление на каждой ступени.^[1]

Термины «регулятор» и «регулирующий клапан» часто используются взаимозаменяемо, но требующий клапан - это конечный регулятор понижения давления, который подает газ только во время вдоха дайвера и снижает давление газа примерно до атмосферного. В регуляторах с одним шлангом регулирующий клапан либо удерживается во рту дайвера мундштуком, либо прикрепляется к полнолицевой маске или каске. В двухшланговых регуляторах регулирующий клапан включен в корпус регулятора, который обычно присоединяется непосредственно к клапану баллона или выпускному отверстию коллектора, с удаленным мундштуком, подаваемым при атмосферном давлении.

Регулятор понижения давления используется для управления давлением подачи газа, подаваемого в защитный шлем или полнолицевую маску, в которых поток является непрерывным, для поддержания давления на выходе, которое обеспечивается за счет давления окружающей среды выхлопных газов. и гидравлическое сопротивление системы доставки (в основном шлангокабель и выпускной клапан) и не сильно зависит от дыхания дайвера. Ребризер для дайвинга системы могут также использовать регуляторы для управления потоком свежего газа и клапаны по запросу, известные как автоматические клапаны дилуента, чтобы поддерживать объем дыхательного контура во время спуска. Системы регенерации газа и встроенные дыхательные системы (BIBS) используют другой тип регулятора для управления потоком выдыхаемого газа в обратный шланг и через верхнюю систему регенерации, они относятся к регулятор обратного давления учебный класс.

Производительность регулятора измеряется давление открытия и добавил механический работа дыхания, а также способность подавать дыхательный газ при пиковая скорость вдоха при высоких давлениях окружающей среды без чрезмерного падения давления и без чрезмерного мертвый космос. Для некоторых приложений для дайвинга в холодной воде способность обеспечивать высокий расход при низких температурах окружающей среды без заклинивания из-за регулятор замораживания это важно.

Цель

Регулятор для дайвинга - это механизм, который снижает давление подачи дыхательного газа и подает его водолазу приблизительно при атмосферном давлении. Газ может подаваться по запросу, когда дайвер вдыхает, или в виде постоянного потока мимо дайвера внутри шлема или маски, из которых дайвер использует то, что необходимо, а остаток тратится впустую.^[2]:49

Газ может подаваться непосредственно к водолазу или в контур ребризера, чтобы компенсировать использованный газ и изменения объема из-за изменений глубины. Подача газа может осуществляться из баллона с аквалангом высокого давления, который несет водолаз, или из поверхностного источника через шланг, соединенный с компрессором или системой хранения высокого давления.

Типы

Регулирующий клапан разомкнутой цепи

Клапан по запросу определяет, когда дайвер начинает вдыхать, и подает водолазу вдох газа при атмосферном давлении. Когда дайвер прекращает вдыхать, регулирующий клапан закрывается, чтобы остановить поток. Регулирующий клапан имеет камеру, которая при нормальном использовании содержит газ для дыхания при атмосферном давлении, которая соединена с мундштуком с прикусной рукояткой, полнолицевая маска, или водолазный шлем, либо напрямую соединены, либо соединены гибким шлангом низкого давления. С одной стороны камеры находится гибкий диафрагма для определения разности давлений между газом в камере с одной стороны и окружающей водой с другой стороны, а также для управления работой клапана, который подает сжатый газ в камеру.^[3]

Это осуществляется механической системой, соединяющей диафрагму с клапаном, который открывается до степени, пропорциональной смещению диафрагмы из закрытого положения. Разница давлений между внутренней частью мундштука и давлением окружающей среды за пределами диафрагмы, необходимое для открытия клапана, называется давлением открытия. Эта разница давлений открытия обычно отрицательна по сравнению с окружающей средой, но может быть немного положительной на регуляторе положительного давления (регулятор, который поддерживает давление внутри мундштука, маски или шлема, которое немного превышает давление окружающей среды). После открытия клапана поток газа должен продолжаться при минимально возможной стабильной разнице давлений, пока дайвер делает вдох, и должен остановиться, как только поток газа прекратится. Для обеспечения этой функции было разработано несколько механизмов, некоторые из них чрезвычайно простые и надежные, а другие несколько более сложные, но более чувствительные к небольшим изменениям давления.^[3]:33 Диафрагма защищена крышкой с отверстиями или прорезями, через которые наружная вода может свободно проникать.

Когда дайвер начинает вдыхать, удаление газа из кожуха снижает давление внутри камеры, и внешнее давление воды перемещает диафрагму внутрь, приводя в действие рычаг, который поднимает клапан с его седла, выпуская газ в камеру. Межступенчатый газ под давлением примерно на 8-10 бар (от 120 до 150 фунтов на квадратный дюйм) превышает давление окружающей среды, расширяется через отверстие клапана, когда его давление снижается до окружающего, и снабжает дайвера большим количеством газа для дыхания. Когда дайвер прекращает вдыхать, камера заполняется до тех пор, пока внешнее давление не уравновесится, диафрагма возвращается в исходное положение, и рычаг отпускает клапан, который закрывается пружиной клапана, и поток газа прекращается.^[3]:

Когда дайвер выдыхает, односторонние клапаны, сделанные из гибкого воздухонепроницаемого материала, изгибаются наружу под давлением выдоха, позволяя газу выходить из камеры. Они закрываются, образуя уплотнение, когда выдох прекращается и давление внутри камеры снижается до давления окружающей среды.^[3]:108

Подавляющее большинство требуемых клапанов используется в дыхательных аппаратах с открытым контуром, что означает, что выдыхаемый газ выбрасывается в окружающую среду и теряется. Клапаны для утилизации могут быть установлены на шлемах, чтобы позволить возвращать отработанный газ на поверхность для повторного использования после удаления диоксида углерода и восполнения кислорода. Этот процесс, называемый «пуш-пул», технологически сложен и дорог и используется только для глубоких коммерческих погружений на гелиоксных смесях, где экономия на гелии компенсирует затраты и сложности системы, а также для погружений в загрязненной воде. , где газ не утилизируется, но система снижает риск попадания загрязненной воды в шлем через выпускной клапан.^[4]

Регулятор протока открытого цикла

Обычно они используются при подводном плавании с подводным плаванием в защитных масках и шлемах. Обычно они представляют собой большой промышленный газовый регулятор с высокой пропускной способностью, который регулируется вручную на газовой панели на поверхности до давления, необходимого для обеспечения желаемой скорости потока для дайвера. Свободный поток обычно не используется на снаряжении для подводного плавания, поскольку высокие скорости потока газа неэффективны и расточительны.

В регуляторах постоянного расхода регулятор давления обеспечивает постоянное пониженное давление, которое обеспечивает поток газа к водолазу, который в некоторой степени может контролироваться регулируемым отверстием, управляемым дайвером. Это самый ранний тип управления потоком дыхательного набора. Дайвер должен физически открыть и закрыть регулируемый клапан подачи, чтобы регулировать поток. Клапаны постоянного потока в дыхательном комплекте с открытым контуром потребляют газ менее экономично, чем регуляторы с регулируемым клапаном, потому что газ течет даже тогда, когда он не нужен, и должен течь со скоростью, необходимой для пикового вдоха. До 1939 г. автономные водолазные и промышленные дыхательные комплекты открытого цикла с регуляторами постоянного расхода были разработаны компанией Le Prieur, но не получил широкого распространения из-за очень короткой продолжительности погружения. Сложности конструкции возникли из-за необходимости разместить клапан регулирования потока второй ступени там, где им мог бы легко управлять дайвер.^[5]

Регуляторы регенерации

Стоимость дыхательного газа, содержащего высокую долю гелий составляет значительную часть стоимости глубоководные операции, и его можно уменьшить за счет рекуперации дыхательного газа для повторного использования.^[6] Восстановительный шлем снабжен линией возврата в водолазный шланг, а выдыхаемый газ выпускается в этот шланг через регулятор регенерации, который гарантирует, что давление газа в шлеме не может упасть ниже давления окружающей среды.^{[7]:150–151} Газ обрабатывается на поверхности в система регенерации гелия путем фильтрации, чистка и повышение в баллоны для хранения пока не понадобится. При необходимости содержание кислорода можно отрегулировать.^{[7]:151–155[4]:109} Тот же принцип используется в встроенные дыхательные системы используется для вентиляции газы, обогащенные кислородом из барокамера, хотя эти газы обычно не утилизируются. Предусмотрен переключающий клапан, позволяющий дайверу вручную переключиться на размыкание цепи в случае неисправности клапана возврата, а клапан сброса пониженного давления позволяет воде проникать в шлем, чтобы избежать сдавливания в случае внезапного отказа клапана возврата, что дает дайверу время для переключения на обрыв цепи без травм.^{[7]:151–155} Клапаны рекуперации для глубокого погружения могут использовать две ступени для обеспечения более плавного потока и более низкого работа дыхания. Регулятор регенерации работает по тому же принципу, что и регулятор потребления, в том смысле, что он разрешает поток только тогда, когда перепад давления между внутренней частью шлема и окружающей водой открывает клапан, но использует избыточное давление на входе для активации клапана, где регулирующий клапан использует пониженное давление ниже по потоку.

Регуляторы регенерации также иногда используются для хазмат дайвинг для снижения риска обратного потока загрязненной воды через выпускные клапаны в шлем. В этом приложении не было бы перепускного клапана пониженного давления, но перепад давления и риск сдавливания относительно низкие.^[8][4]:109 В качестве дыхательного газа в этом случае обычно используется воздух, который на самом деле не используется.

Встроенные дыхательные системы

Маска BIBS, поддерживаемая ремнями, вид сбоку

Регуляторы BIBS для барокамер имеют двухступенчатую систему на водолазе, аналогичную регенерированным каскам, хотя для этого применения выходной регулятор сбрасывает выдыхаемый газ через выпускной шланг в атмосферу за пределами камеры.

Это системы, используемые для подачи дыхательного газа по запросу в камеру, которая находится под давлением, превышающим давление окружающей среды за пределами камеры.^[9] Разница давлений между камерой и внешним давлением окружающей среды позволяет выпускать выдыхаемый газ во внешнюю среду, но поток должен контролироваться таким образом, чтобы через систему выходил только выдыхаемый газ, а не сливать содержимое камеры в улица. Это достигается за счет использования управляемого выпускного клапана, который открывается, когда небольшое избыточное давление относительно давления в камере на выпускной диафрагме перемещает клапанный механизм против пружины. Когда это избыточное давление рассеивается газом, выходящим через выхлопной шланг, пружина возвращает этот клапан в закрытое положение, перекрывая дальнейший поток и сохраняя атмосферу в камере. Отрицательный или нулевой перепад давления на выпускной диафрагме будет держать ее закрытой. Выхлопная диафрагма подвергается давлению камеры с одной стороны и давлению выдыхаемого газа в носовой маске с другой стороны. Подача газа для ингаляции осуществляется через клапан по запросу, который работает по тем же принципам, что и второй этап обычного клапана по запросу для дайвинга. Как и любой другой дыхательный аппарат, мертвое пространство должно быть ограничено, чтобы свести к минимуму накопление углекислого газа в маске.

В некоторых случаях необходимо ограничить всасывание на выходе и регулятор обратного давления может потребоваться. Обычно это используется в системе насыщения. Использование для кислородной терапии и поверхностной декомпрессии кислородом обычно не требует регулятора противодавления.^[10] Когда BIBS с наружной вентиляцией используется при низком давлении в камере, может потребоваться вакуумная поддержка для снижения противодавления на выдохе для обеспечения приемлемого работа дыхания.^[9]

Основное применение этого типа BIBS - это подача дыхательного газа с другим составом в атмосферу камеры для людей, находящихся в барокамере, где атмосфера в камере контролируется, и загрязнение газом BIBS будет проблемой.^[9] Это обычное явление при терапевтической декомпрессии и гипербарической оксигенотерапии, когда более высокое парциальное давление кислорода в камере представляет собой неприемлемую опасность возгорания и требует частой вентиляции камеры для поддержания парциального давления в допустимых пределах. дорого, но может использоваться в экстренных случаях.^[11]

Регуляторы ребризера

Системы ребризера, используемые для дайвинга, рециркулируют большую часть дыхательного газа, но не основаны на системе клапанов по запросу для их основной функции. Вместо этого водолаз несет дыхательный контур, и во время использования он остается под атмосферным давлением. Регуляторы, используемые в ребризерах с аквалангом, описаны ниже.

В автоматический клапан дилуента (ADV) используется в ребризере для добавления газа в контур для автоматической компенсации уменьшения объема из-за увеличения давления с большей глубиной или для восполнения потери газа из системы дайвером, выдыхающим через нос во время очистки маски, или в качестве способ промывки петли. Часто они снабжены кнопкой продувки, позволяющей промывать контур вручную. ADV практически идентичен по конструкции и функциям регулирующему клапану открытого контура, но не имеет выпускного клапана. Некоторые пассивные ребризеры с полузамкнутым контуром используют ADV для добавления газа в контур, чтобы компенсировать часть газа, автоматически выпускаемую во время дыхательного цикла, как способ поддержания подходящей концентрации кислорода.

В аварийный клапан (BOV) - это требуемый клапан открытого контура, встроенный в мундштук ребризера или другую часть дыхательного контура. Его можно изолировать, когда дайвер использует ребризер для рециркуляции дыхательного газа, и открыть его, в то же время изолировав дыхательный контур, когда проблема заставляет дайвера выскочить на открытый контур. Основная отличительная особенность BOV заключается в том, что для открытого и закрытого цикла используется один и тот же мундштук, и дайверу не нужно закрывать клапан погружения / поверхности (DSV), вынимать его изо рта, а также находить и вставлять аварийный выход. требуемый клапан, чтобы выскочить на обрыв цепи. Несмотря на то, что это дорогое, это сокращение числа критических шагов делает интегрированный BOV значительным преимуществом в безопасности, особенно при высоком парциальном давлении углекислого газа в петле, поскольку гиперкапния может затруднить или сделать невозможным задержку дыхания дайвера даже во время погружения. короткое время требуется для замены мундштуков.^[12]

Добавление постоянного массового расхода клапаны используются для подачи постоянный массовый расход свежего газа в полузамкнутый ребризер активного типа для пополнения газа, используемого дайвером, и для поддержания приблизительно постоянного состава петлевой смеси. Используются два основных типа: фиксированное отверстие и регулируемое отверстие (обычно игольчатый клапан). Клапан постоянного массового расхода обычно основан на газовом регуляторе, который изолирован от давления окружающей среды, так что он обеспечивает выход с регулируемым абсолютным давлением (без компенсации давления окружающей среды). Это ограничивает диапазон глубин, в котором возможен постоянный массовый расход через отверстие, но обеспечивает относительно предсказуемую газовую смесь в дыхательном контуре. Клапан сброса избыточного давления на первой ступени используется для защиты выходного шланга. В отличие от большинства других регуляторов для дайвинга, они не регулируют давление на выходе, но регулируют скорость потока.

Дополнительные клапаны с ручным и электронным управлением используются в ребризерах с замкнутым контуром с ручным и электронным управлением (mCCR, eCCR) для добавления кислорода в контур для поддержания заданного значения. Клапан с ручным или электронным управлением используется для выпуска кислорода из выхода первой ступени стандартного регулятора акваланга в дыхательный контур. Клапан сброса избыточного давления на первой ступени необходим для защиты шланга. Строго говоря, это не регуляторы давления, это клапаны-регуляторы расхода.

История

Первый зарегистрированный клапан спроса был изобретен в 1838 г. в Франция и забудется в ближайшие несколько лет; еще один работоспособный клапан спроса не был изобретен до 1860 года. 14 ноября 1838 года доктор Мануэль Теодор Гийоме из Аржантана, Нормандия, Франция, подал патент на регулятор давления с двумя шлангами; водолаз подавался воздухом по трубам с поверхности на установленный на спине регулирующий клапан, а оттуда - в мундштук. Выдыхаемый газ сбрасывался в сторону головы через второй шланг. Аппарат был продемонстрирован и исследован комитетом Французской академии наук:^[13][14]

19 июня 1838 года в Лондоне Уильям Эдвард Ньютон подал патент (№ 7695: «Водолазный аппарат») на двухшланговый регулируемый клапан с диафрагмой для дайверов.^[15] Однако считается, что мистер Ньютон просто подавал патент от имени доктора Гийоме.^[16]

В 1860 г. горный инженер из Espalion (Франция), Бенуа Рукейрол, изобрел регулирующий клапан с железным резервуаром для воздуха, позволяющий шахтерам дышать в затопленных шахтах. Он назвал свое изобретение регулятор («регулятор»). В 1864 году Рукайоль встретил Французский Императорский флот офицер Огюст Денайруз и они вместе работали над адаптацией регулятора Rouquayrol к дайвингу. Аппарат Rouquayrol-Denayrouze производился серийно с некоторыми перерывами с 1864 по 1965 год.^[17] С 1865 года он был приобретен в качестве стандарта Императорским флотом Франции.^[18] но никогда не был полностью принят французскими водолазами из-за отсутствия безопасности и автономии.

В 1926 г. Морис Фернез и Ив Ле Приер запатентовал регулятор постоянного расхода с ручным управлением (не регулируемый клапан), в котором использовался полнолицевая маска (воздух, выходящий из маски в постоянный поток ).^[5][19]

В 1937 и 1942 годах французский изобретатель, Жорж Коммейнес из Эльзас, запатентовала водолазный клапан, снабжаемый воздухом из двух газовых баллонов через полнолицевая маска. Коммейн умер в 1944 г. освобождение Страсбурга и его изобретение вскоре было забыто. Клапан спроса Commeinhes был адаптацией механизма Rouquayoul-Denayrouze, не такой компактной, как аппарат Кусто-Ганьяна.^[20]

Лишь в декабре 1942 года клапан спроса был разработан до формы, которая получила широкое признание. Это произошло после того, как французский морской офицер Жак-Ив Кусто и инженер Эмиль Ганьян встретились впервые в Париж. Гагнан, работавший в Air Liquide, уменьшили и адаптировали регулятор Rouquayrol-Denayrouze, используемый для газовые генераторы после жестких ограничений на топливо из-за Немецкая оккупация Франции; Кусто предложил приспособить его для дайвинга, что в 1864 году было его первоначальной целью.^[21]

Одношланговый регулятор с регулируемым клапаном с горловиной, в который подается газ низкого давления из клапана баллона, установленного на первой ступени, был изобретен австралийской компанией. Тед Элдред в начале 1950-х в ответ на патентные ограничения и нехватку запасов аппарата Кусто-Гагнана в Австралии. В 1951 году Э. Р. Кросс изобрел «Sport Diver» - один из первых одинарных шланговых регуляторов американского производства. Версия Cross основана на кислородной системе, используемой пилотами. Среди других ранних регуляторов с одним шлангом, разработанных в 1950-х годах, - «Little Rose Pro» от Rose Aviation, «Nemrod Snark» (из Испании) и «Waterlung» Sportsways, разработанный пионером дайвинга Сэмом ЛеКоком в 1958 г. Во Франции, в 1955 г. , компания Bronnec & Gauthier получила патент на регулятор с одним шлангом, который позже стал производиться под названием Cristal Explorer.^[22] «Waterlung» в конечном итоге стал первым регулятором для одного шланга, который получил широкое распространение среди дайверов. Со временем удобство и производительность улучшенных регуляторов с одним шлангом сделают их отраслевым стандартом.^[3]:7 Производительность все еще продолжает улучшаться небольшими приращениями, и были внесены изменения в технологию ребризера.

Регулятор с одним шлангом позже был адаптирован для подводного плавания с поверхности в легких шлемах и полнолицевых масках в традициях оборудования Rouquayrol-Denayrouze для экономии расхода газа. К 1969 году Кирби-Морган разработал полнолицевую маску KMB-8 Bandmask с использованием одного шлангового регулятора. К 1976 году он был разработан в Kirby-Morgan SuperLite-17B.^[23]

К первой ступени были добавлены вторичные (осьминоги) клапаны, погружные манометры и шланги инфлятора низкого давления.^{[когда? ]}

В 1994 году в рамках совместного проекта Kirby-Morgan и Divex была разработана система регенерации по извлечению дорогостоящих смесей гелия во время глубоких операций.^[23]

Механизм и функция

Как регуляторы свободного потока, так и регуляторы потребления используют механическую обратную связь по давлению на выходе для управления открытием клапана, который регулирует поток газа со стороны входа, стороны высокого давления, на сторону выхода, сторону низкого давления каждой ступени.^[24] Пропускная способность должна быть достаточной, чтобы поддерживать давление на выходе при максимальном потреблении, а чувствительность должна быть соответствующей, чтобы обеспечивать максимальный требуемый расход при небольшом изменении давления на выходе и при большом изменении давления подачи. Регуляторы подводного плавания с открытым контуром также должны работать против переменного давления окружающей среды. Они должны быть прочными и надежными, поскольку представляют собой оборудование для жизнеобеспечения, которое должно работать в относительно агрессивной среде с морской водой.

В водолазных регуляторах используются клапаны с механическим управлением.^[24] В большинстве случаев существует обратная связь по давлению окружающей среды как на первую, так и на вторую ступень, за исключением случаев, когда этого избегают, чтобы обеспечить постоянный массовый поток через отверстие в ребризере, что требует постоянного давления на входе.

Части регулятора описываются здесь как основные функциональные группы в порядке следования за потоком газа от баллона до его конечного использования. Первая ступень регулятора акваланга обычно подключается к клапану баллона одним из двух стандартных виды фурнитуры. Разъем CGA 850, также известный как международный разъем, в котором используется хомут-хомут или DIN винтовой штуцер, чтобы подключить его к клапан из баллон для дайвинга. Также существуют европейские стандарты для регулятора акваланга. соединители для газов кроме воздуха, и адаптеры чтобы разрешить использование регуляторов с клапанами баллона другого типа подключения.

Разъемы CGA 850 Yoke (иногда называемые А-образными зажимами из-за их формы) являются наиболее популярными соединителями для регуляторов в Северной Америке и некоторых других странах. Они прижимают впускное отверстие высокого давления регулятора к выпускному отверстию клапана баллона и уплотняются уплотнительным кольцом в канавке на контактной поверхности клапана баллона. Пользователь вручную прикручивает зажим на месте, чтобы удерживать металлические поверхности клапана цилиндра и первой ступени регулятора в контакте, сжимая уплотнительное кольцо между радиальными поверхностями клапана и регулятора. Когда клапан открыт, давление газа давит на Уплотнительное кольцо напротив внешней цилиндрической поверхности канавки, завершая уплотнение. Дайвер должен следить за тем, чтобы вилка не была закручена слишком сильно, иначе ее невозможно будет снять без инструментов. И наоборот, недостаточная затяжка может привести к экструзии уплотнительного кольца под давлением и значительной потере дыхательного газа. Это может стать серьезной проблемой, если дайвер находится на глубине. Фитинги траверсы рассчитаны на максимальное рабочее давление 240 бар.

Фитинг DIN - это тип резьбового соединения с вентилем баллона. Система DIN менее распространена во всем мире, но имеет то преимущество, что выдерживает более высокое давление, до 300 бар, что позволяет использовать стальные баллоны высокого давления. Они менее подвержены продуванию уплотнительного кольца при ударе о что-либо во время использования. Фитинги DIN являются стандартом для большей части Европы и доступны в большинстве стран. Фитинг DIN считается более надежным и, следовательно, более безопасным. технические водолазы.^[3]:117

Регуляторы потребления с одним шлангом

Большинство современных регуляторов для дайвинга представляют собой двухступенчатые регуляторы нагрузки с одним шлангом. Они состоят из регулятора первой ступени и регулирующего клапана второй ступени, соединенных шлангом низкого давления для передачи дыхательного газа, и допускают относительное перемещение в пределах длины и гибкости шланга.

Первая ступень крепится к клапану баллона или коллектору через один из стандартных разъемов (вилка или DIN) и снижает давление в баллоне до промежуточного давления, обычно на 8–11 бар (от 120 до 160 фунтов на кв. Дюйм) выше, чем давление окружающей среды. также называется межступенчатым давлением, средним давлением или низким давлением.^[24]:17–20

Первая ступень сбалансированного регулятора автоматически поддерживает постоянную разницу давлений между межкаскадным давлением и давлением окружающей среды, даже если давление в резервуаре падает с потреблением. Сбалансированная конструкция регулятора позволяет увеличивать отверстие первой ступени до необходимого размера без снижения производительности в результате изменения давления в резервуаре.^[24]:17–20

Корпус регулятора первой ступени обычно имеет несколько выходов (портов) низкого давления для регуляторов второй ступени и насосов BCD и надувных костюмов с сухим костюмом, а также один или несколько выходов высокого давления, которые позволяют использовать погружной манометр (SPG), интегрированный с газом погружения. компьютер или дистанционный датчик давления для считывания давления в баллоне. Один порт низкого давления с большим отверстием может быть назначен для первичной второй ступени, поскольку он будет обеспечивать более высокий поток при максимальной потребности для более низкой работы дыхания.^[2]:50

Механизм внутри первой ступени может быть диафрагменного или поршневого типа и может быть сбалансированным или неуравновешенным. Несбалансированные регуляторы создают межкаскадное давление, которое незначительно изменяется при изменении давления в цилиндре, и для ограничения этого изменения размер отверстия высокого давления является небольшим, что снижает максимальную производительность регулятора. Сбалансированный регулятор поддерживает постоянный перепад межступенчатого давления для всех давлений в цилиндре.^[24]:17–20

Вторая ступень, или клапан по запросу, снижает давление подачи воздуха между ступенями до давления окружающей среды по запросу дайвера. Работа клапана запускается падением давления ниже по потоку, когда дайвер вдыхает. В клапане выше по потоку клапан удерживается закрытым за счет межступенчатого давления и открывается при перемещении в поток газа. Их часто делают в виде откидных клапанов, которые механически чрезвычайно просты и надежны, но не поддаются точной настройке.^[3]:14

В большинстве современных регулирующих клапанов используется механизм клапана, расположенный ниже по потоку, в котором тарелка клапана движется в том же направлении, что и поток газа, который открывается, и удерживается в закрытом состоянии с помощью пружины. Тарельчатый клапан поднимается от заводной головки с помощью рычага, приводимого в действие диафрагмой.^[3]:13–15 Обычно используются два шаблона. Один из них - классическая двухтактная конструкция, при которой рабочий рычаг входит в конец вала клапана и удерживается гайкой. Любое отклонение рычага преобразуется в осевое усилие на валу клапана, при котором седло поднимается с короны и позволяет воздуху течь.^[3]:13 Другой вариант - это устройство тарельчатого клапана цилиндра, в котором тарельчатый клапан заключен в трубку, которая пересекает корпус регулятора, а рычаг действует через прорези по бокам трубки. Дальний конец трубы доступен со стороны кожуха, и может быть установлен винт регулировки натяжения пружины для ограниченного управления водолазом давлением открытия. Такое расположение также позволяет относительно просто уравновесить давление второй ступени.^[3]:14,18

Клапан, расположенный ниже по потоку, будет функционировать как клапан избыточного давления, когда межступенчатое давление повышается достаточно, чтобы преодолеть предварительную нагрузку пружины. Если первая ступень протекает и межступенчатое давление создает избыточное давление, клапан второй ступени, расположенный ниже по потоку, открывается автоматически. Если утечка серьезная, это может привести к "свободное течение ", но медленная утечка обычно вызывает периодические" хлопки "КЛА, поскольку давление сбрасывается и снова медленно увеличивается.^[3]:

Если первая ступень протекает и межступенчатое давление повышается, верхний клапан второй ступени не будет сбрасывать избыточное давление. Это может затруднить подачу дыхательного газа и, возможно, привести к разрыву шланга или выходу из строя другого клапана второй ступени. например, тот, который надувает плавучее устройство. Когда используется клапан второй ступени, расположенный выше по потоку, производитель включает предохранительный клапан в регулятор первой ступени для защиты шланга.^[3]:9

Если между первой и второй ступенями установлен запорный клапан, как в системах аварийного спасения акваланга, используемых для коммерческого дайвинга, и в некоторых конфигурациях технического дайвинга, клапан по запросу обычно будет изолирован и не сможет работать в качестве предохранительного клапана. В этом случае на первой ступени должен быть установлен предохранительный клапан. Они доступны в качестве дополнительных принадлежностей, которые на первом этапе могут быть ввинчены в любой доступный порт низкого давления.^[25]

В некоторых регулирующих клапанах используется небольшой чувствительный пилотный клапан для управления открытием основного клапана. Посейдон Jetstream и Xstream и океанический Омега вторые этапы являются примерами этой технологии. Они могут обеспечивать очень высокие скорости потока при небольшом перепаде давления, особенно при относительно небольшом давлении открытия. Как правило, они более сложные и дорогие в обслуживании.^[3]:16

Выдыхаемый газ выходит из корпуса клапана подачи через одно или два выпускных отверстия. Выхлопные клапаны необходимы для предотвращения вдыхания водолазом воды и для создания разрежения на диафрагме для срабатывания регулирующего клапана. Выпускные клапаны должны работать при очень малой разнице положительного давления и вызывать минимально возможное сопротивление потоку, не будучи громоздкими и громоздкими. Грибовидные клапаны из эластомера служат этой цели.^[3]:108 Там, где важно избежать утечек обратно в регулятор, например, при погружении в загрязненную воду, система из двух последовательно соединенных клапанов может снизить риск загрязнения. Более сложный вариант, который можно использовать для шлемов с наземным питанием, - это использование системы рекуперации выхлопных газов, в которой используется отдельный регулятор потока для управления выхлопом, который возвращается на поверхность в специальном шланге в шлангокабеле.^[4]:109 Выпускной коллектор (выпускной тройник, выпускная крышка, усы) - это воздуховод, который защищает выпускной клапан (-ы) и отводит выдыхаемый воздух в стороны, чтобы он не пузырился на лице дайвера и не закрывал обзор.^[3]:33

Кнопка продувки (вверху в центре) удерживается пружиной от диафрагмы. Клапан закрыт.

Кнопка продувки (вверху в центре) нажата. Клапан частично открыт.

Стандартный штуцер на вторых ступенях с одним шлангом, как для рта, так и встраиваемый в полнолицевую маску или шлем, представляет собой кнопку продувки, которая позволяет дайверу вручную отклонять диафрагму, чтобы открыть клапан и вызвать поток воздуха. в корпус. Обычно это используется для очистки корпуса или полнолицевой маски от воды, если она затоплена. Это часто случается, если вторую ступень уронить или вынуть изо рта под водой.^[3]:108 Это либо отдельная деталь, устанавливаемая в передней крышке, либо сама крышка может быть выполнена гибкой и служить кнопкой продувки. Нажатие на кнопку продувки давит на диапрагму непосредственно над рычагом регулирующего клапана, и это движение рычага открывает клапан для выпуска воздуха через регулятор.^[26] Язычок можно использовать для блокировки мундштука во время продувки, чтобы предотвратить попадание воды или других веществ из регулятора в дыхательные пути дайвера воздушной струей. Это особенно важно при продувке после рвоты через регулятор. Кнопка продувки также используется дайверами-любителями для надувания буй для обозначения поверхности с задержкой или же подъемная сумка. Каждый раз, когда нажимают кнопку продувки, дайвер должен осознавать возможность свободное течение и будьте готовы с этим справиться.^[27]

Для дайвера может быть желательно иметь какое-то ручное управление характеристиками потока клапана. Обычно регулируемыми параметрами являются давление открытия и обратная связь от расхода к внутреннему давлению корпуса второй ступени. Межступенчатое давление дыхательного аппарата с поверхностным питанием регулируется вручную на панели управления и не регулируется автоматически в соответствии с давлением окружающей среды, как это делают большинство первых ступеней подводного плавания, поскольку эта функция управляется обратной связью с первой ступенью от давление внешней среды. Это приводит к тому, что давление срабатывания регулирующего клапана с поверхностной подачей будет незначительно изменяться с глубиной, поэтому некоторые производители предоставляют ручку ручной регулировки на стороне корпуса регулирующего клапана для регулировки давления пружины на нижний по потоку клапан, который регулирует давление срабатывания. . Ручка известна коммерческим дайверам как «набирает дыхание». Аналогичная регулировка предусмотрена на некоторых высококачественных клапанах для подводного плавания, чтобы позволить пользователю вручную регулировать усилие дыхания на глубине.^[3]:17

Клапаны подводного плавания, которые настроены на легкое дыхание (низкое давление открытия и низкая работа дыхания), могут иметь тенденцию к свободному течению относительно легко, особенно если поток газа в корпусе спроектирован так, чтобы помогать удерживать клапан открытым за счет уменьшения внутреннее давление. Давление открытия чувствительного регулирующего клапана часто меньше разницы гидростатического давления между внутренней частью заполненного воздухом корпуса и водой под диафрагмой, когда мундштук направлен вверх. Чтобы избежать чрезмерной потери газа из-за непреднамеренного срабатывания клапана, когда КЛА находится внео рта дайвера, некоторые вторые ступени имеют механизм снижения чувствительности, который вызывает некоторое противодавление в корпусе, препятствуя потоку или направляя его внутрь. диафрагмы.^[3]:21

Регуляторы расхода с двумя шлангами

Двухступенчатый двухшланговый регулятор Dräger

Одноступенчатый двухшланговый регулятор Beuchat "Souplair"

Конфигурация «сдвоенного», «двойного» или «двухшлангового» клапана для подводного плавания была первой в общем использовании.^[28] Этот тип регулятора имеет два гофрированных отверстия большого диаметра. дыхательные трубки. Одна трубка предназначена для подачи воздуха от регулятора к мундштуку, а вторая трубка подает выдыхаемый газ в точку рядом с потребляемой диафрагмой, где окружающее давление такое же, и где он выпускается через резиновый утиный клюв в одном направлении. клапан, чтобы выйти из отверстий в крышке. Преимущества этого типа регулятора заключаются в том, что пузырьки покидают регулятор за головой дайвера, улучшая видимость, уменьшая шум и создавая меньшую нагрузку на рот дайвера. Они остаются популярными среди некоторых подводные фотографы и Aqualung выпустили обновленную версию Mistral в 2005 году.^[29][30]

Механизм двухшлангового регулятора заключен в обычно круглый металлический корпус, установленный на клапане баллона за шеей дайвера. Таким образом, компонент регулирующего клапана двухступенчатого двухшлангового регулятора устанавливается в том же корпусе, что и регулятор первой ступени, и для предотвращения свободного потока выпускной клапан должен располагаться на той же глубине, что и диафрагма, а Единственное надежное место для этого - тот же корпус. Воздух проходит через пару гофрированных резиновых шлангов к мундштуку и от него. Подающий шланг подсоединен к одной стороне корпуса регулятора и подает воздух в мундштук через обратный клапан, а выдыхаемый воздух возвращается в корпус регулятора на внешней стороне диафрагмы, также через обратный клапан на с другой стороны мундштука и обычно через другой обратный выпускной клапан в корпусе регулятора - часто типа «утконос».^[31]

Обратный клапан обычно устанавливается на дыхательные шланги, где они соединяются с мундштуком. Это предотвращает попадание воды, попавшей в мундштук, в шланг для ингаляции и гарантирует, что после попадания в шланг для выдоха она не сможет стекать обратно. Это немного увеличивает сопротивление воздуха потоку, но облегчает очистку регулятора.^[31]:341

В идеале подаваемое давление равно давлению покоя в легких дайвера, так как это то, для чего легкие человека приспособлены дышать. С двойным шланговым регулятором позади дайвера на уровне плеч подаваемое давление меняется в зависимости от ориентации дайвера. если ныряльщик перекатывается на спине, давление выпущенного воздуха выше, чем в легких. Дайверы научились ограничивать поток, закрывая мундштук языком. Когда давление в баллоне снижалось, а потребность в воздухе возрастала, перекат вправо облегчал дыхание. Мундштук можно прочистить, подняв его над регулятором (более мелким), что вызовет свободный поток.^[31]:341 Регуляторы с двумя шлангами были почти полностью заменены регуляторами с одним шлангом и стали устаревшими для большинства дайверов с 1980-х годов.^[32] Поднятие мундштука над регулятором увеличивает подаваемое давление газа, а опускание мундштука снижает подаваемое давление и увеличивает сопротивление дыханию. В результате многие аквалангисты, когда они были снорклинг на поверхности, чтобы сэкономить воздух при достижении места погружения, поместите петлю шлангов под руку, чтобы избежать всплытия мундштука, вызывающего свободный поток.

Первоначальные двухшланговые регуляторы обычно не имели портов для принадлежностей, хотя некоторые имели порт высокого давления для погружного манометра. Некоторые более поздние модели имеют один или несколько портов низкого давления между ступенями, которые могут использоваться для подачи прямой подачи для накачивания костюма или BC и / или вторичного клапана с одним шлангом, а также порт высокого давления для погружного манометра.^[31] Новый Mistral является исключением, поскольку основан на первой ступени Aqualung Titan. который имеет обычный набор портов.^[29]

Некоторые ранние двухшланговые регуляторы были одноступенчатыми. Первая ступень функционирует аналогично второй ступени двухступенчатых клапанов по запросу, но будет подключаться непосредственно к клапану баллона и сокращать воздух под высоким давлением из баллона напрямую до давления окружающей среды по запросу. Это можно было сделать, используя более длинный рычаг и диафрагму большего диаметра для управления движением клапана, но была тенденция к давлению срабатывания и, следовательно, работе дыхания, изменяться по мере падения давления в цилиндре.^[31]

Двухшланговая конструкция с мундштук или полнолицевая маска распространена в ребризеры, но как часть дыхательного контура, а не как часть регулятора. Соответствующий регулирующий клапан, содержащий предохранительный клапан, представляет собой одинарный шланговый регулятор.

Спектакль

Характеристики дыхания регуляторов - это мера способности регулятора дыхательного газа удовлетворять предъявляемые к нему требования при различных давлениях окружающей среды и при переменных нагрузках при дыхании для ряда газов для дыхания, которые он может подавать. Характеристики - важный фактор при разработке и выборе регуляторов дыхания для любого применения, но особенно для подводное плавание, так как диапазон рабочего давления окружающей среды и количество дыхательных газов шире в этом приложении. Желательно, чтобы дыхание от регулятора требовало небольших усилий даже при подаче большого количества дыхательный газ так как это обычно является ограничивающим фактором для подводных нагрузок и может иметь решающее значение во время чрезвычайных ситуаций при дайвинге. Также предпочтительно, чтобы газ подавался плавно, без резких изменений сопротивления при вдохе или выдохе. Хотя об этих факторах можно судить субъективно, удобно иметь стандарт с помощью которых можно сравнивать регуляторы различных типов и производителей.

Оригинальные двухшланговые регуляторы для дайвинга Cousteau могли обеспечить около 140 литры воздуха в минуту при непрерывном потоке, и это официально считалось достаточным, но дайверам иногда требовалась более высокая мгновенная скорость, и им приходилось учиться не «бить легкие», то есть дышать быстрее, чем может обеспечить регулятор. Между 1948 и 1952 гг. Тед Элдред разработал его Морская свинья одинарный шланговый регулятор для подачи до 300 литров в минуту.^[33]

Различные дыхательные аппараты были разработаны и используются для оценки работы дыхательных аппаратов.^[34] ООО «АНСТИ Тестовые Системы» (Великобритания) разработала испытательную машину, которая измеряет усилие на вдохе и выдохе с помощью регулятора при всех реальных температурах воды. Публикация результатов работы регуляторов на испытательной машине ANSTI привела к значительному повышению производительности.^[35][36]

Эргономика

Несколько факторов влияют на комфорт и эффективность регуляторов для дайвинга. Была упомянута работа дыхания, которая может иметь решающее значение для работы дайвера при высокой нагрузке и при использовании плотного газа на глубине.^[37]

Запорные клапаны, удерживаемые ртом, могут оказывать давление на зубы и челюсти пользователя, что может приводить к усталости и боли, иногда к повторяющимся стрессовым травмам, а ранние резиновые мундштуки часто вызывали аллергическую реакцию контактных поверхностей во рту, которая в значительной степени устранена. за счет использования гипоаллергенного силиконового каучука. Для решения этой проблемы были разработаны различные конструкции мундштука. Ощупывание некоторых мундштуков на небе у некоторых дайверов может вызвать рвотный рефлекс, а у других не вызывает дискомфорта. Стиль прикусных поверхностей может влиять на комфорт, и в качестве дополнительных принадлежностей доступны различные стили. Персональное тестирование - это обычный способ определить, что лучше всего подходит для человека, и в некоторых моделях поверхности рукоятки могут быть отформованы так, чтобы лучше соответствовать прикусу дайвера. Кабель шланга низкого давления может также вызывать нагрузки на рот, когда шланг имеет неподходящую длину или изгибается по изгибам с малым радиусом, чтобы достичь горловины. Обычно этого можно избежать, тщательно отрегулировав длину кабеля шланга, а иногда и другую длину.

Регуляторы, поддерживаемые шлемами и полнолицевыми масками, устраняют нагрузку на губы, зубы и челюсти, но добавляют механическое мертвое пространство, которое можно уменьшить с помощью внутренняя маска для носа чтобы отделить дыхательный контур от остальной части внутреннего воздушного пространства. Это также может помочь уменьшить запотевание области просмотра, которое может серьезно ограничить обзор. Некоторое запотевание все равно будет происходить, и для этого необходимы средства.^[37] Внутренний объем шлема или полнолицевой маски может оказывать несбалансированное выталкивающее усилие на шею дайвера или, если это компенсируется балластом, весовые нагрузки при выходе из воды. Материал некоторых уплотнителей носовой маски и юбок полнолицевой маски может вызывать аллергические реакции, но в более новых моделях, как правило, используются гипоаллегенные материалы, и это редко является проблемой.

Неисправности и режимы отказов

Большинство неисправностей регулятора связаны с неправильной подачей дыхательного газа или попаданием воды в газопровод. Существует два основных режима отказа подачи газа, когда регулятор отключает подачу, что бывает крайне редко, и безнапорный, когда подача не прекращается и может быстро исчерпать запас акваланга.^[2]

Засорение входного фильтра

Вход клапана цилиндра может быть защищен спеченным фильтром, а вход первой ступени обычно защищен фильтром, как для предотвращения попадания продуктов коррозии или других загрязняющих веществ в цилиндре в зазоры с мелкими допусками в движущихся частях. первой и второй ступени и заклинив их, открытые или закрытые. Если в эти фильтры попадет достаточно грязи, они сами могут быть заблокированы в достаточной степени для снижения производительности, но вряд ли приведут к полному или внезапному катастрофическому отказу. Фильтры из спеченной бронзы также могут постепенно забиваться продуктами коррозии при намокании. Засорение входного фильтра станет более заметным при падении давления в баллоне.^[38]

Свободное течение

Любая из ступеней может застрять в открытом положении, вызывая непрерывный поток газа из регулятора, известный как свободный поток. Это может быть вызвано целым рядом причин, некоторые из которых легко устранить, а другие нет. Возможные причины включают неправильную настройку межступенчатого давления, неправильное натяжение пружины клапана второй ступени, повреждение или заедание тарелки клапана, поврежденное седло клапана, замерзание клапана, неправильную настройку чувствительности на поверхности и на вторых ступенях с сервоприводом Poseidon, низкое межкаскадное давление.^[38]

Заедание клапанов

Движущиеся части первой и второй ступеней имеют небольшие допуски, а некоторые конструкции более восприимчивы к загрязнениям, вызывающим трение между движущимися частями. это может увеличить давление открытия, снизить скорость потока, увеличить работу дыхания или вызвать свободный поток, в зависимости от того, какая часть затронута.

Замораживание

Дальнейшая информация: Подледное плавание § Заморозка регулятора

В холодных условиях охлаждающий эффект газа, расширяющегося через отверстие клапана, может охладить первую или вторую ступень в достаточной степени, чтобы вызвать образование льда. Внешнее обледенение может заблокировать пружину и открытые движущиеся части первой или второй ступени, а замерзание влаги в воздухе может вызвать обледенение внутренних поверхностей. Любой из них может привести к заклиниванию или закрытию движущихся частей пораженного предметного столика. Если клапан замерзает в закрытом состоянии, он обычно довольно быстро размораживается и снова начинает работать, а вскоре после этого может замерзнуть. Замерзание в открытом состоянии представляет собой большую проблему, поскольку клапан затем будет свободно течь и охладиться дальше в контуре положительной обратной связи, который обычно можно остановить, только закрыв клапан баллона и дождавшись, пока лед растает. Если не остановить, цилиндр будет быстро опорожняться.^[39]

Ползучесть при промежуточном давлении

Это медленная утечка клапана первой ступени. Эффект заключается в том, что межступенчатое давление увеличивается до тех пор, пока не будет сделан следующий вдох, или давление оказывает на клапан второй ступени больше силы, чем может выдержать пружина, и клапан открывается на короткое время, часто с хлопающим звуком, для облегчения давление. Частота сброса давления лопания зависит от потока на второй ступени, противодавления, натяжения пружины второй ступени и величины утечки. Он может варьироваться от случайных громких хлопков до постоянного шипения. Под водой вторая ступень может быть заглушена водой, и громкие хлопки могут превратиться в прерывистый или постоянный поток пузырьков. Обычно это не режим катастрофического отказа, но его следует исправить, поскольку он будет ухудшаться, и это приводит к потере газа.^[38]

Утечки газа

Утечки воздуха могут быть вызваны разрывом или негерметичностью шлангов, дефектными уплотнительными кольцами, поврежденными уплотнительными кольцами, особенно в соединителях вилки, ослабленными соединениями и некоторыми из ранее перечисленных неисправностей. Шланги низкого давления для накачивания могут не подключаться должным образом или обратный клапан может протекать. Разрыв шланга низкого давления обычно теряет газ быстрее, чем разрыв шланга высокого давления, так как шланги высокого давления обычно имеют отверстие ограничения потока в фитинге, которое ввинчивается в порт.^[3]:185 поскольку для погружного манометра не требуется высокий поток, а более медленное повышение давления в шланге манометра менее вероятно приведет к перегрузке манометра, тогда как шланг второй ступени должен обеспечивать высокую пиковую скорость потока, чтобы минимизировать работу дыхания.^[38] Относительно частое повреждение уплотнительного кольца происходит, когда уплотнение зажима бугеля выдавливается из-за недостаточного усилия зажима или упругой деформации зажима при ударе о окружающую среду.

Влажное дыхание

Мокрое дыхание вызвано попаданием воды в регулятор, что снижает комфорт и безопасность дыхания. Вода может просочиться в корпус второй ступени через поврежденные мягкие детали, такие как разорванные мундштуки, поврежденные выпускные клапаны и перфорированные диафрагмы, через треснувшие корпуса или через плохо уплотненные или загрязненные выпускные клапаны.^[38]

Чрезмерная работа дыхания

Высоко работа дыхания может быть вызвано высоким сопротивлением вдоху, высоким сопротивлением выдоху или и тем и другим. Высокое сопротивление вдоху может быть вызвано высоким давлением открытия, низким межступенчатым давлением, трением в движущихся частях клапана второй ступени, чрезмерной нагрузкой пружины или неоптимальной конструкцией клапана. Обычно его можно улучшить с помощью обслуживания и настройки, но некоторые регуляторы не могут обеспечить высокий расход на больших глубинах без интенсивной работы по дыханию. Высокое сопротивление выдоху обычно происходит из-за проблемы с выпускными клапанами, которые могут заклинивать, становиться жесткими из-за износа материалов или иметь недостаточную площадь прохода потока для работы.^[38] Работа дыхания увеличивается с увеличением плотности газа, а значит, и глубины. Общая работа дыхания для дайвера - это сочетание физиологической работы дыхания и механической работы дыхания. Эта комбинация может превышать возможности дайвера, который может задохнуться из-за токсичность углекислого газа.

Дрожание, дрожь и стоны

Это вызвано нерегулярным и нестабильным потоком со второй ступени. Это может быть вызвано небольшим положительным Обратная связь между расходом в корпусе второй ступени и отклонением диафрагмы при открытии клапана, которого недостаточно, чтобы вызвать свободный поток, но достаточно, чтобы заставить систему охота. Это чаще встречается в высокопроизводительных регуляторах, которые настроены на максимальный поток и минимальную работу по дыханию, особенно из воды, и часто уменьшает или разрешает, когда регулятор погружен в воду, а окружающая вода гасит движение диафрагмы и другие движущиеся части. части. Снижение чувствительности второй ступени за счет закрытия трубки Вентури или увеличения давления пружины клапана часто решает эту проблему. Дрожание также может быть вызвано чрезмерным, но нерегулярным трением движущихся частей клапана.^[38]

Физическое повреждение корпуса или компонентов

Такие повреждения, как треснувшие корпуса, порванные или смещенные мундштуки, поврежденные обтекатели выхлопных газов, могут вызвать проблемы с потоком газа или утечки, или могут сделать регулятор неудобным в использовании или затруднить дыхание.

Аксессуары и особенности

Модификация антизамерзание

Вторая ступень Apeks TX100 с ребрами теплообмена на хромированной латуни на седле клапана.

Первая ступень Apeks с защитной диафрагмой

Когда газ выходит из баллона, давление в нем падает на первой стадии, становясь очень холодным из-за адиабатическое расширение. Если температура окружающей воды ниже 5 ° C, любая вода, контактирующая с регулятором, может замерзнуть. Если этот лед заклинивает диафрагму или пружину поршня, препятствуя закрытию клапана, может возникнуть свободный поток, который может опорожнить полный цилиндр в течение минуты или двух, а свободный поток вызывает дальнейшее охлаждение в контуре положительной обратной связи.^[39] Обычно замерзающая вода находится в камере окружающего давления вокруг пружины, которая удерживает клапан в открытом состоянии, а не влага в дыхательном газе из баллона, но это также возможно, если воздух не фильтруется должным образом. Современная тенденция использования пластмассы для замены металлических компонентов в регуляторах способствует замерзанию, поскольку он изолирует внутреннюю часть регулятора холода от более теплой окружающей воды. Некоторые регуляторы снабжены ребрами теплообмена в областях, где охлаждение из-за расширения воздуха является проблемой, например, вокруг седла клапана второй ступени на некоторых регуляторах.^[36]

Наборы для холодной воды можно использовать для снижения риска замерзания внутри регулятора. Некоторые регуляторы поставляются с ним в стандартной комплектации, а некоторые другие могут быть модернизированы. Герметизация камеры основной пружины мембраны с помощью мягкой вторичной мембраны и гидростатического преобразователя.^[3]:195 или смесь силикона, спирта или гликоля / воды антифриз жидкость в герметичном пружинном отсеке может использоваться для диафрагменного регулятора.^[3] Силиконовая смазка в пружинной камере может использоваться поршень первой ступени.^[3] Первая ступень Poseidon Xstream изолирует внешнюю пружину и корпус пружины от остальной части регулятора, так что он меньше охлаждается расширяющимся воздухом, и обеспечивает большие прорези в корпусе, чтобы пружина могла нагреваться водой, что позволяет избежать проблема замерзания внешней пружины.^[40]

Клапан сброса давления

Спускной клапан ниже по потоку служит отказоустойчивый для избыточного давления: если первая ступень с запорным клапаном выходит из строя и заклинивает в открытом положении, запорный клапан будет находиться под избыточным давлением и будет «свободный поток». Хотя он представляет для дайвера неминуемую кризисную ситуацию «нехватки воздуха», этот режим отказа позволяет газу улетучиваться прямо в воду без надувания устройств плавучести. Последствия непреднамеренного надувания могут заключаться в быстром вытаскивании дайвера на поверхность, вызывая различные травмы, которые могут возникнуть в результате слишком быстрого подъема. Бывают обстоятельства, когда регуляторы подключены к надувному оборудованию, такому как ребризер дыхательный мешок, компенсатор плавучести, или сухой костюм, но без потребности в клапанах спроса. Примеры этого: аргон комплекты для надувания костюмов и дополнительные баллоны дилуента для замкнутого цикла ребризеры. Если к регулятору не подключен клапан по запросу, он должен быть оборудован предохранительным клапаном, если только он не имеет встроенного клапана избыточного давления, чтобы избыточное давление не привело к надуванию каких-либо устройств плавучести, подключенных к регулятору, и не разрушению клапана низкого давления. напорный шланг.

Контроль давления

Погружной манометр

Водолазный регулятор имеет один или два порта высокого давления 7/16 дюйма UNF перед всеми редукционными клапанами для контроля давления газа, остающегося в баллон для дайвинга, при условии, что клапан открыт.^[1] Есть несколько типов измерителей содержимого.

Стандартный погружной манометр

В стандартной комплектации есть шланг высокого давления, ведущий к погружному манометру (SPG) (также называемому манометром).^[3] Это аналог механический манометр, обычно с Трубка Бурдона механизм. Он отображается с указателем, перемещающимся по циферблату,^[1] обычно около 50 миллиметров (2,0 дюйма) в диаметре. Иногда они монтируются в консоли, которая является пластик или же резинка футляр, в котором находится манометр и другие инструменты, такие как глубиномер, подводный компьютер и / или компас. Порт высокого давления обычно имеет внутреннюю резьбу 7/16 "-20 т / дюйм UNF с уплотнительным кольцом.^[41] Это делает невозможным подсоединение шланга низкого давления к порту высокого давления. В ранних регуляторах иногда использовались резьбы других размеров, в том числе 3/8 дюйма UNF и 1/8 дюйма BSP (Poseidon Cyklon 200), и некоторые из них позволяли подсоединять шланг низкого давления к порту высокого давления, что опасно для второго клапана ниже по потоку ступени, компенсатора плавучести или шланга для накачки сухого костюма, так как шланг может лопнуть под давлением.

Рукав высокого давления

Шланг высокого давления представляет собой гибкий шланг с маленьким отверстием и постоянно обжатыми концевыми фитингами, который соединяет погружной манометр с портом высокого давления первой ступени регулятора. Конец шланга высокого давления, который подходит к порту высокого давления, обычно имеет отверстие очень маленького диаметра для ограничения потока. Это снижает ударные нагрузки на манометр при открытии клапана баллона и снижает потери газа через шланг в случае его разрыва или утечки по любой причине. Это крошечное отверстие уязвимо для блокировки продуктами коррозии, если регулятор затоплен.^[3]:185 На другом конце шланга штуцер для подключения к SPG обычно имеет вертлюг, позволяющий поворачивать манометр на шланге под давлением. В уплотнении между шлангом и манометром используется небольшой компонент, обычно называемый катушкой, который уплотняется уплотнительным кольцом на каждом конце, которое входит в конец шланга, и манометр с цилиндрическим уплотнением. Этот вертлюг может протечь, если уплотнительные кольца изнашиваются, что довольно часто, особенно при использовании богатого кислородом дыхательного газа. Отказ редко бывает катастрофическим, но утечка со временем усугубится.^[3]:185 Длина шланга высокого давления варьируется от примерно 150 миллиметров (6 дюймов) для строп и баллонов с боковым креплением до примерно 750 миллиметров (30 дюймов) для акваланга с задней установкой. Другая длина может быть доступна на складе или сделана на заказ для специальных применений, таких как ребризеры или задняя установка с клапаном вниз.

Манометры кнопок

Датчик кнопки

Это аналоговые манометры размером с монету, монтируемые непосредственно на порт высокого давления на первой ступени. Они компактны, не имеют болтающихся шлангов и имеют несколько точек выхода из строя. Как правило, они не используются на баллонах, установленных на спине, потому что дайвер не видит их там, когда находится под водой. Иногда они используются на сбоку ступенчатые цилиндры. Из-за их небольшого размера может быть трудно считывать показания манометра при разрешении менее 20 бар (300 фунтов на кв. Дюйм). Поскольку они жестко прикреплены к первой ступени, соединение не имеет гибкости, и они могут быть уязвимы для ударных повреждений.

Интегрированные компьютеры Air

Погружной беспроводной датчик давления для удаленного дисплея подводного компьютера

Немного подводные компьютеры предназначены для измерения, отображения и контроля давления в баллон для дайвинга. Это может быть очень полезно для дайвера, но если подводный компьютер не удается, дайвер больше не может контролировать свои запасы газа. Большинство дайверов, использующих интегрированный с газом компьютер, также будут иметь стандартный воздушный манометр. Компьютер либо соединен с первой ступенью шлангом высокого давления, либо состоит из двух частей - датчика давления на первой ступени и дисплея на запястье или консоли, которые обмениваются данными по беспроводной линии передачи данных; сигналы кодируются, чтобы исключить риск того, что компьютер одного дайвера уловит сигнал от датчика другого дайвера или радиопомех от других источников.^[42] Некоторые подводные компьютеры могут получать сигнал от более чем одного удаленного датчика давления.^[43] Ratio iX3M Tech и другие могут обрабатывать и отображать давления до 10 датчиков.^[44]

Клапан вторичного потребления (Octopus)

Комбинированный регулирующий клапан для дайвинга и клапан наддува компенсатора плавучести

Первичные и вторичные (желтые) регулирующие клапаны.

Как почти универсальная стандартная практика в современном любительском дайвинге, типичный регулятор с одним шлангом имеет запасной регулирующий клапан, установленный для аварийного использования дайвером. приятель, обычно называемый осьминогом из-за дополнительного шланга или вторичного клапана. Осьминога изобрел Дэйв Вудворд^[45] в UNEXSO около 1965-1965 гг. для поддержки бесплатное погружение попытки Жак Майоль. Вудворд считал, что наличие у водолазов-спасателей двух вторых ступеней будет более безопасным и практичным подходом, чем дыхание напарника в случае чрезвычайной ситуации.^[45] Шланг низкого давления на осьминоге обычно длиннее, чем шланг низкого давления на первичном регулирующем клапане, который использует дайвер, а регулирующий клапан и / или шланг могут быть окрашены в желтый цвет, чтобы помочь в поиске в аварийной ситуации. Вторичный регулятор должен быть прикреплен к ремню водолаза так, чтобы он был легко виден и доступен как дайверу, так и потенциальному распределителю воздуха. Более длинный шланг используется для удобства при совместном использовании воздуха, чтобы дайверы не были вынуждены оставаться в неудобном положении по отношению друг к другу. Технические дайверы часто расширяют эту функцию и используют 5-футовый или 7-футовый шланг, который позволяет дайверам плавать одной группой, разделяя воздух, что может быть необходимо в ограниченных пространствах внутри затонувших кораблей или пещер.

Вторичный регулирующий клапан может быть гибридом регулирующего клапана и компенсатор плавучести клапан накачки. Оба типа иногда называют альтернативными источниками воздуха. Когда вторичный регулирующий клапан интегрирован с клапаном накачки компенсатора плавучести, поскольку шланг клапана надувания короткий (обычно достаточно длинный, чтобы доходить до середины груди), в случае, если у дайвера заканчивается воздух, дайвер с оставшимся воздухом будет отдать его или ее первичную вторую ступень дайверу, у которого нет воздуха, и переключиться на его собственный клапан наддува.

Регулирующий клапан на регуляторе, подключенный к отдельной независимой баллон для дайвинга также будет называться альтернативным источником воздуха, а также резервным источником воздуха, поскольку он полностью независим от основного источника воздуха.

Мундштук

Немрод двухшланговый регулятор погружения 1980-х годов. Мундштук снабжен шейным ремешком.

Мундштук - это часть, которую пользователь захватывает во рту, чтобы обеспечить водонепроницаемое уплотнение. Это короткая приплюснутая овальная трубка, проходящая между губы, с изогнутым фланцем, который подходит между губами и зубами и десны, и уплотняет внутреннюю поверхность губ. На внутренних концах фланца есть два выступа с увеличенными концами, которые зажимаются между зубьями. Эти выступы также удерживают зубы в достаточной степени, чтобы обеспечить комфортное дыхание через щель. Наиболее любительский дайвинг регуляторы снабжены мундштуком. В двухшланговых регуляторах и ребризерах «мундштук» может относиться ко всему узлу между двумя гибкими трубками. Мундштук препятствует четкой речи, поэтому полнолицевая маска предпочтительна там, где требуется голосовая связь.

В некоторых моделях регуляторов акваланга мундштук также имеет внешний резиновый фланец, который выходит за пределы губ и переходит в два ремня, которые крепятся вместе за шеей.^[31]:184 Это помогает удерживать мундштук на месте, если челюсти пользователя расслабляются из-за потери сознания или отвлечения внимания. Фланец безопасности мундштука также может быть отдельным компонентом.^[31]:154 Присоединенный шейный ремешок также позволяет дайверу держать регулятор в подвешенном состоянии под подбородком, где он защищен и готов к использованию. Современные мундштуки обычно не имеют внешнего фланца, но практика использования шейного ремешка была возрождена техническими дайверами, которые используют эластичное или хирургическое резиновое «ожерелье», которое может оторваться от мундштука без повреждений, если его сильно потянуть.^[46]

Оригинальные мундштуки обычно изготавливались из натурального каучука и у некоторых дайверов могли вызвать аллергическую реакцию. Этого удалось избежать за счет использования гипоаллергенных синтетических эластомеров, таких как силиконовые каучуки.^[47]

Поворотные переходники для шлангов

Адаптер шланга для обеспечения регулируемого резкого изгиба при подключении к регулирующему клапану

Первая ступень водолазного регулятора с А-образным зажимом и поворотом на 90 градусов на одном шланге.

Доступны переходники для модификации провода шланга низкого давления, где он присоединяется к регулирующему клапану. Существуют адаптеры, обеспечивающие фиксированный угол, и адаптеры, которые можно изменять во время использования. Как и все дополнительные движущиеся части, они являются дополнительной возможной точкой отказа, поэтому их следует использовать только там, где есть достаточное преимущество для компенсации этого риска. В основном они используются для улучшения прокладки шланга на регуляторах, используемых с сайдмаунт и строп цилиндры.

Другие поворотные переходники предназначены для установки между шлангом низкого давления и портом низкого давления на первой ступени, чтобы обеспечить подводы шлангов, которые иначе были бы невозможны для конкретного регулятора.

Полнолицевая маска или шлем

Это немного расширяет концепцию аксессуара, так как в равной степени можно было бы назвать регулятор аксессуаром полнолицевой маски или шлема, но эти два элемента тесно связаны и обычно используются вместе.

Большинство полнолицевых масок и, вероятно, большинство используемых в настоящее время водолазных шлемов представляют собой системы по запросу с открытым контуром, в которых используется клапан по запросу (в некоторых случаях более одного) и подается от регулятора акваланга или шлангокабеля для подачи на поверхность с панели наземного питания с использованием поверхностного источника регулятор для регулирования давления первичного и резервного воздуха или другого дыхательного газа.

Легкие водолазные шлемы почти всегда поставляются с поверхности, но полнолицевые маски одинаково целесообразно использовать с открытым контуром для подводного плавания, с закрытым контуром для подводного плавания (ребризеры) и с открытым контуром с подводным питанием.

Регулирующий клапан обычно прочно прикреплен к каске или маске, но есть несколько моделей полнолицевой маски, которые имеют съемные регулирующие клапаны с быстрыми соединениями, позволяющими их заменять под водой. К ним относятся Dräger Panorama и Kirby-Morgan 48 Supermask.

Шланги компенсатора плавучести и надувания сухого костюма

Быстроразъемный концевой фитинг Seatec, обычно используемый для надувания сухого костюма и компенсатора плавучести

Низкое давление шланг для накачивания с разъемом CEJN 221 (справа), используемый для некоторых сухих костюмов

Шланги могут быть прикреплены к портам низкого давления первой ступени регулятора для подачи газа для надувания компенсаторов плавучести и / или сухих костюмов. Эти шланги обычно имеют быстроразъемный конец с автоматически закрывающимся клапаном, который блокирует поток, если шланг отсоединяется от компенсатора плавучести или костюма.^[2]:50 Есть два основных типа соединителей, которые не совместимы друг с другом. Фитинг CEJN 221 с высоким расходом имеет увеличенное отверстие и позволяет газу течь с достаточно высокой скоростью для использования в качестве соединителя с регулирующим клапаном. Иногда это наблюдается в комбинации механизма нагнетания / дефлятора BC со встроенным вторичным DV (осьминог), например, в блоке AIR II от Scubapro. Соединитель Seatec с низким расходом является более распространенным и является отраслевым стандартом для соединителей инфлятора BC, а также популярен в сухих костюмах, поскольку ограниченный расход снижает риск взрыва, если клапан заедает в открытом положении. Соединитель с высокой пропускной способностью используется некоторыми производителями на сухих костюмах.^[48]

Для этих шланговых соединителей доступны различные вспомогательные аксессуары. К ним относятся манометры межкаскадного давления, которые используются для устранения неисправностей и настройки регулятора (не для использования под водой), шумоглушители, используемые для привлечения внимания под водой и на поверхности, а также клапаны для накачивания шин и надувных лодок, поплавки, создающие воздух в акваланге. баллон доступен для других целей.

Инструментальные консоли

Консоль с манометром и аналоговым глубиномером

Также называемые комбинированными консолями, они обычно представляют собой твердые резиновые или жесткие пластмассовые детали, которые закрывают погружной манометр и имеют монтажные гнезда для других инструментов дайвера, таких как декомпрессионные компьютеры, подводный компас, таймер и / или глубиномер, а иногда и небольшой пластиковый планшет на какие записи можно писать до или во время погружения. В противном случае эти инструменты можно было бы носить где-нибудь еще, например, привязать к запястью или предплечью или в кармане, и они являются только аксессуарами регулятора для удобства транспортировки и доступа, а также с большим риском повреждения во время обращения.^[49]

Устройство автоматического закрытия

Устройство автоматического закрытия (ACD) - это механизм для закрытия входного отверстия первой ступени регулятора, когда он отсоединен от баллона. Подпружиненный плунжер на впуске механически вдавливается в контакт с клапаном баллона, когда регулятор установлен на баллоне, что открывает канал, через который воздух поступает в регулятор. В нормально закрытом состоянии, когда он не установлен, этот клапан предотвращает попадание воды и других загрязнений во внутреннюю часть первой ступени, которое могло быть вызвано небрежным обращением с оборудованием или случайным образом. Производитель заявляет, что это продлевает срок службы регулятора и снижает риск выхода из строя из-за внутреннего загрязнения.^[50] Однако неправильно установленная ACD может перекрыть подачу газа из баллона, все еще содержащего газ, во время погружения.^[51][52]

Совместимость с газом

Рекреационный дайвинг найтрокс сервис

Стандартные регуляторы воздуха считаются подходящими для смесей найтрокса, содержащих 40% или менее кислорода по объему, как NOAA, которое провело обширные испытания для проверки этого, так и большинством агентств по любительскому дайвингу.^[3]:25

Сервис найтрокс, поставляемый с поверхности

При использовании оборудования с наземным питанием у дайвера нет возможности просто вынуть DV и переключиться на независимую систему, а переключение газа может быть выполнено во время погружения, включая использование чистого кислорода для ускоренной декомпрессии. Чтобы снизить риск путаницы или загрязнения системы, от систем с наземным питанием может потребоваться очистка от кислорода для всех видов обслуживания, кроме погружений с прямым воздухом.^{[нужна цитата ]}

Кислородный сервис

В регуляторах, которые будут использоваться с чистым кислородом и смесями найтрокса, содержащими более 40% кислорода по объему, должны использоваться кислородосовместимые компоненты и смазочные материалы, и их следует очищать для работы с кислородом.^[53]

Гелиевый сервис

Гелий - исключительно инертный газ, и для дыхательных газов, содержащих гелий, не требуется специальной очистки или смазки. Однако, поскольку гелий обычно используется для глубоких погружений, он обычно будет использоваться с высокопроизводительными регуляторами с низкой работой дыхания при высоком давлении окружающей среды.

Производители и их бренды

• Air Liquide: La Spirotechnique, Апекс и Aqua Lung
• Компания American Underwater Products (ROMI Enterprises, Сан-Леандро, Калифорния): Aeris,^[54] Hollis Gear^[55][56] и Океанический
• Атомный водный спорт
• Beuchat
• Cressi-Sub
• Глубокий6
• Dive Rite^[57]
• Dräger
• Система дайвинга Halcyon
• HTM Sports: Дакор и Mares
• Poseidon Diving Systems AB^[58]
• ScubaPro
• Seac Sub
• Туса^[59]
• Tecline
• Зигл^[60]

Смотрите также

• Дыхательная способность регуляторов - Измерение и требования к работе регуляторов дыхания
• Встроенная дыхательная система - Система подачи дыхательного газа по запросу в замкнутом пространстве
• Водолазный шлем - Жесткий кожух для головы с подачей дыхательного газа для подводного плавания.
• Полнолицевая маска для дайвинга - Маска для дайвинга, закрывающая рот, а также глаза и нос
• Человеческий фактор в конструкции водолазного снаряжения - Влияние взаимодействия пользователя и оборудования на дизайн
• Механизм водолазных регуляторов - Как работают механизмы дайв-регуляторов

Рекомендации

внешняя ссылка

• Редкие винтажные двухшланговые регуляторы: изображения