Акваланг - Scuba manifold

Акваланг
	Два баллона с аквалангом на 300 бар, соединенные изолирующим коллектором
Использует	Соединение двух баллонов с аквалангом для подачи газа

Комплект стальных стальных баллонов объемом 12 л с торцевым уплотнением

А акваланг используется для соединения двух баллоны для дайвинга содержащий дыхательный газ, обеспечивая большее количество газа для более длительных или более глубоких погружений. Изолирующий коллектор позволяет закрыть соединение между цилиндрами в случае утечки из одного из цилиндров, его клапана или регулятора, сохраняя газ в другом цилиндре. Погружение с двумя или более баллонами часто ассоциируется с технический дайвинг.

Используются несколько конфигураций, каждая со своим диапазоном применения, преимуществами и недостатками.

Функция

Принципиальная схема систем коллектора акваланга

Для более длительных и глубоких погружений требуется большее количество дыхательного газа, что, в свою очередь, требует более высокого давления наполнения, большего баллона или нескольких баллонов. Цилиндр большого диаметра имеет тенденцию перемещать центр массы дальше от осевой линии, что делает их неуравновешенными в воде, и цилиндр с более высоким давлением имеет аналогичный эффект, также снижая плавучесть дайвера из-за более толстого металла, необходимого для прочности.^[1] Длина баллона также ограничена эргономическими соображениями пропорционально росту дайвера. Один цилиндр также представляет собой критически важный единая точка отказа для подачи дыхательного газа. Конфигурации с несколькими резервуарами включают двойные коллекторы, расположенные ниже по потоку, с одним регулятором, независимый или же отдельные двойники которые представляют собой два цилиндра, закрепленных на задней пластине, но без коллектора, цилиндров с боковым креплением или двойных коллекторов, расположенных выше по потоку, с двумя полными регулятор наборы, которые могут иметь запорный клапан.^[1]^[2]^[3]

Функция коллектора состоит в том, чтобы соединять источники газа двух цилиндров, установленных сзади (называемых удваивается или же двойняшки), позволяя дайверу дышать одновременно с обоих. Коллектор представляет собой металлическую трубку, которая соединяется с клапанами баллона или непосредственно с баллонами и может включать запорный клапан или выпускное отверстие для подключения регулятора акваланга.^[1]

На расположенном выше по потоку коллекторе клапаны левого и правого цилиндров позволяют отключить соответствующий регулятор первой ступени, оставляя всю подачу газа для использования через оставшийся регулятор. На изолирующем коллекторе центральный клапан, называемый запорный клапан, разделяет резервуары на две независимые системы, каждая со своими регуляторами первой и второй ступеней, что может предотвратить отказ одной из половин системы на входе и потерю всей подачи газа.^[1]

История

Двух- и трехцилиндровые агрегаты с коллекторным соединением используются со времен разработки Кусто и Ганьяном регулятора открытого цикла, как это видно на ранних фотографиях оборудования. Это были коллекторы, расположенные ниже по потоку, которые соединяли цилиндры вместе, соединяя выпускные отверстия клапанов цилиндров, и имели один выпуск для регулятора. Такое расположение позволило увеличить емкость хранилища газа с использованием ограниченного диапазона имеющихся баллонов. Независимое расположение клапанов в баллонах с коллектором также позволяло контролировать подачу газа в отсутствие погружных манометров, открывая и закрывая клапаны в определенном порядке по мере того, как газ был израсходован. Необходимость помнить историю работы клапана и отсутствие возможности для подключения резервного регулятора сделали использование независимых двойников обычной альтернативой. Это также имеет ограничения, даже если за содержимым можно внимательно следить с помощью погружных манометров. В 1970 году группа водолазов, в том числе Том Маунт, Айк Икехара и Джордж Бенджамин придумал концепцию и прототип первого зарегистрированного двойного выпускного клапана акваланга. Это позволяло подключать цилиндры вверх по потоку с регулятором на клапанном выходе каждого цилиндра.^[2]

Строительство

Коллектор обычно изготавливается из высококачественного латунного сплава,^[4] и хромированы для коррозионной стойкости и внешнего вида. Латунь используется потому, что она достаточно устойчива к коррозии, проста в обработке и подходит для работы с кислородом. Запорный клапан использует подобные материалы, когда они присутствуют. Доступны длины коллектора для соединения цилиндров разного диаметра, а расстояние по средней линии может регулироваться в небольшом диапазоне.

Коллекторы выше по потоку

Подводный коллектор с уплотнением ствола

Деталь коллектора акваланга с уплотнительными кольцами цилиндра и левой резьбой с контргайкой

Коллекторы, предназначенные для использования с наборами, в которых для каждого цилиндра предусмотрен регулятор, подсоединяются к клапанам цилиндра перед седлом клапана цилиндра, к соединительному отверстию, предусмотренному специально для этой цели. Для этой конструкции доступны два типа соединения - торцевое уплотнение и цилиндрическое уплотнение. Соединения с торцевым уплотнением аналогичны соединительному уплотнению регулятора DIN и состоят из уплотнительного кольца в канавке, выточенной в конце трубки коллектора, которая прижимается к поверхности порта клапана с помощью резьбового компонента. Торцевые уплотнения просты и надежны, но для надежного уплотнения полагаются на плотное соединение и не позволяют регулировать межосевое расстояние цилиндра. В цилиндрических уплотнениях используются одно или два уплотнительных кольца в канавках вокруг конца трубки коллектора, которые уплотняют отверстие порта клапана. Обычно они ввинчиваются в порт клапана с помощью ручной резьбы и фиксируются контргайкой. Как правило, они немного менее прочны, чем коллекторы с торцевым уплотнением, и более уязвимы для повреждения резьбы во время сборки, но допускают небольшую регулировку межосевого расстояния цилиндров и обеспечивают надежное уплотнение, даже если оно не полностью герметично. Коллекторы этого типа обычно поставляются в наборах, включающих коллектор и совместимые клапаны левого и правого цилиндров с выбором спецификации резьбы шейки. Рабочие компоненты для всех трех клапанов в комплекте обычно идентичны.

Коллекторы ниже по потоку

Коллектор для баллонов Dräger на 200 бар для баллонов диаметром 170 мм с клапанами DIN

Клапаны баллона Dräger с коллектором и резервным рычагом на сдвоенных 7-литровых баллонах

Раньше коллекторы использовались для соединения цилиндров вместе после клапана баллона с использованием фитингов DIN или вилки на стандартных клапанах баллона. Эти коллекторы обычно не включают запорный клапан, поскольку клапаны баллона могут использоваться для изоляции цилиндров. Однако они также не предусматривают более одного регулятора. Некоторые из этих более ранних коллекторов включали резервный клапан в точке подключения регулятора.

Прямые коллекторы

Третий тип коллектора ввинчивается непосредственно в резьбу горловины цилиндра и обеспечивает единственный клапан, который управляет потоком от обоих цилиндров к единственному соединителю для регулятора. Эти коллекторы также могут включать резервный клапан. С точки зрения управления газом они идентичны одному баллону с одинаковой емкостью.

Преимущества

Двойной комплект, соединенный изолирующим коллектором

По сравнению с одним цилиндром эквивалентной мощности:

Эргономичность - обеспечивает более удобную посадку баллонов с более низким профилем и центром масс, расположенным ближе к центральной линии дайвера, для лучшего баланса в воде.

По сравнению с независимыми близнецами:

Простота эксплуатации - возможность дышать в течение всего погружения с помощью одного регулятора без необходимости менять вторые ступени, за исключением аварийных ситуаций или смены газов для декомпрессии.
Если запорный клапан нормально открыт, необходим только один погружной манометр.

Изолирующий коллектор по сравнению с обычным коллектором:

Стандартное управление неисправностями - в случае неисправности регулятора или коллектора можно использовать стандартную процедуру для ограничения потерь газа. Дайвер может локализовать неисправность и изолировать ее от работающей системы, закрыв необходимые клапаны.^[1]

Недостатки

По сравнению с независимыми близнецами:

Многообразие - это единая точка отказа для подачи газа, особенно опасно в воздушной среде, такой как пещеры или же затонувшие корабли. Изолируя многообразие локализует единственную точку отказа в самом изолирующем клапан.
Комплект коллектора, расположенный выше по потоку, необходимо опорожнить, чтобы при необходимости разделить на отдельные.

По сравнению с одним большим цилиндром:

Коллектор, клапаны и второй цилиндр требуют дополнительных затрат как на капитальные затраты, так и на техническое обслуживание.
Двойной комплект обычно тяжелее, чем аналогичный одиночный.

По сравнению с боковым креплением:

Коллектор и клапаны уязвимы для повреждения при ударе о потолок и заедании.
Многим дайверам трудно добраться до клапанов, что снижает эффективность процедур изоляции.

Управление манифольдом при авариях с газоснабжением

Неисправность регулятора

Если регулятор выходит из строя на установке с коллектором выше по потоку, дайвер закрывает соответствующий клапан баллона и переключается на другой регулятор. Оставшийся запас газа доступен на оставшуюся часть погружения.^[1]

Утечка в соединении цилиндра

Неисправность соединения цилиндра с коллектором, хотя и бывает редко, может привести к очень сильной потере газа. На установке с изолирующим коллектором дайвер закрывает изолирующий клапан, чтобы сохранить газ в баллоне, который не протекает, затем использует протекающий баллон, пока газ остается, и переключается на неповрежденный боковой баллон, когда протекающий пуст. По крайней мере, половина оставшегося объема газа доступна на оставшуюся часть погружения. Если нет запорного клапана подача всего газа может быть потеряна.^[1]

Смотрите также

Баллон для дайвинга - Баллон со сжатым газом высокого давления, используемый для хранения и подачи дыхательного газа для дайвинга.
Doing It Right (подводное плавание с аквалангом) - Философия безопасности технического дайвинга
коллектор (гидромеханика) - Структура, которая разделяет или объединяет поток жидкости в каналы