Механизм водолазных регуляторов

Общее описание см. в разделе Регулятор для дайвинга .

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

Механизм водолазных регуляторов представляет собой расположение узлов и назначение регуляторов давления газа, применяемых в системах подачи дыхательных газов для подводного плавания . Регуляторы как свободного потока, так и регуляторы по требованию используют механическую обратную связь по давлению на выходе для управления открытием клапана, который контролирует поток газа со стороны входа, высокого давления, на сторону ниже по потоку, низкого давления каждой ступени. Пропускная способность должна быть достаточной, чтобы давление на выходе поддерживалось на уровне максимальной потребности, а чувствительность должна быть соответствующей для обеспечения максимально необходимого расхода при небольшом изменении давления на выходе и при большом изменении давления на подаче без нестабильности потока. Регуляторы для подводного плавания с открытым контуром также должны работать при переменном давлении окружающей среды. Они должны быть прочными и надежными, поскольку представляют собой оборудование жизнеобеспечения, которое должно функционировать в относительно агрессивной среде морской воды, а взаимодействие с человеком должно быть комфортным в течение нескольких часов.

В регуляторах для дайвинга используются клапаны с механическим управлением. В большинстве случаев существует обратная связь по давлению окружающей среды как на первую, так и на вторую ступень, за исключением случаев, когда этого следует избегать, чтобы обеспечить постоянный массовый поток через отверстие в ребризере , что требует постоянного абсолютного давления на входе . Регуляторы противодавления используются в системах регенерации газа для экономии дорогих дыхательных газов на основе гелия при подводном плавании с поверхности , а также для управления безопасным выпуском выдыхаемого газа из встроенных дыхательных систем в гипербарических камерах .

Части регулятора описаны здесь как основные функциональные группы в порядке следования за потоком газа от баллона до его конечного использования. Детали могут значительно различаться в зависимости от производителя и модели.

Виды регуляторов дайвинга

Регуляторы давления газа используются в ряде случаев при подаче и обращении с дыхательными газами при дайвинге . Регуляторы снижения давления используются для снижения давления газа для подачи дайверу в дыхательные аппараты с открытым контуром и со свободным потоком, в ребризерном оборудовании и в процедурах смешивания газов . Регуляторы противодавления применяются в вытяжных системах встроенных дыхательных систем водолазных камер , а также при утилизации отработанного дыхательного газа на основе гелия для переработки. Некоторые из этих регуляторов должны работать под водой, другие – в более щадящих условиях надводной зоны поддержки. Все они должны работать последовательно и надежно, но некоторые из них являются частями критически важных систем жизнеобеспечения , где единая точка отказа не должна подвергать опасности жизни людей.

Регуляторы для подводного плавания открытого типа

Подключение к источнику высокого давления

См. Также: Клапан баллона для подводного плавания и Баллон для дайвинга § Клапан баллона.

Клапан баллона для подводного плавания с запасом 1964 года, широко известный как клапан типа J. Входное отверстие имеет резьбу 3/4"-14 NPSM, а выходное отверстие представляет собой стандартную вилку CGA 850.

Первая ступень регулятора подводного плавания может быть соединена с клапаном баллона одним из двух стандартных типов фитингов. Разъем CGA хомут или резьбовой фитинг DIN 850, также известный как международный разъем, в котором для соединения с клапаном используется водолазного баллона . Существуют также европейские стандарты для разъемов регулятора подводного плавания для газов, отличных от воздуха.

Соединение CGA 850

Соединители CGA 850 Yoke (иногда называемые А-образными зажимами из-за их формы) являются наиболее популярными соединениями регуляторов в Северной Америке и ряде других стран. Они прижимают впускное отверстие регулятора высокого давления к выпускному отверстию клапана баллона и герметизируются уплотнительным кольцом в канавке на контактной поверхности клапана баллона. Пользователь затягивает зажим вручную, 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 прижимает уплотнительное кольцо к внешней цилиндрической поверхности канавки, завершая уплотнение. Дайвер должен следить за тем, чтобы не затянуть хомут слишком туго, иначе его невозможно будет снять без инструментов. И наоборот, неспособность затянуть в достаточной степени может привести к экструзии уплотнительного кольца под давлением и значительной потере дыхательного газа. Это может стать серьезной проблемой, если это произойдет, когда дайвер находится на глубине. Фитинги бугеля рассчитаны на максимальное рабочее давление 240 бар (3500 фунтов на квадратный дюйм).

Выход клапана CGA 850 расположен на плоской поверхности корпуса клапана, внутри концентрической канавки для уплотнительного кольца торцевого уплотнения, с коническим углублением на противоположной поверхности корпуса клапана, соосным канавке для уплотнительного кольца. . Хомут вилки надевается на корпус клапана, а уплотняющая поверхность впускного отверстия регулятора садится на канавку уплотнительного кольца. Винт с коническим наконечником располагается в углублении и при затягивании прижимается к корпусу клапана и притягивает уплотняющую поверхность впускного отверстия регулятора к уплотнительному кольцу. Этот винт должен быть затянут достаточно, чтобы поддерживать контакт металл-металл между входным отверстием регулятора и корпусом клапана, когда клапан открыт при полном давлении в цилиндре и при нормальных рабочих нагрузках, включая незначительные удары и использование регулятора в качестве ручки для подъема клапана. комплект, чтобы предотвратить разрушение уплотнения из-за выдавливания уплотнительного кольца и, как следствие, потерю дыхательного газа. Винт также нельзя затягивать слишком сильно, так как после использования его необходимо снять вручную. Жесткость хомута варьируется в зависимости от конструкции, затяжка осуществляется вручную и остается на усмотрение пользователя. К счастью, механизм достаточно терпим к изменению контактной силы. При открытии клапана давление газа на уплотнительное кольцо прижимает его к внешней цилиндрической поверхности канавки и грани входного отверстия регулятора, прижимая уплотнительное кольцо к контактным поверхностям этих деталей. Давление оказывает силу, отталкивающую регулятор от корпуса клапана, и если предварительная нагрузка винта недостаточна, эластичность зажима позволит образовать зазор между клапаном и регулятором, через который может быть выдавлено уплотнительное кольцо. В этом случае происходит быстрая потеря газа, поэтому клапан необходимо закрыть, ослабить хомут, проверить и, возможно, заменить уплотнительное кольцо. Восстановление экструдированного уплотнительного кольца под водой часто невозможно, поэтому необходимо использовать независимый источник газа или экстренный подъем . может потребоваться

DIN-соединение

Левый боковой клапан баллона для коллектора с уплотнением цилиндра с заглушкой и соединением DIN

Фитинг DIN представляет собой тип резьбового соединения с клапаном баллона. Система DIN менее распространена во всем мире, но имеет то преимущество, что выдерживает большее давление, до 300 бар, что позволяет использовать стальные баллоны высокого давления. Они менее подвержены взрыву уплотнительного кольца при ударе обо что-либо во время использования. Фитинги DIN являются стандартом во многих странах Европы и доступны в большинстве стран. считают фитинг DIN более надежным и, следовательно, более безопасным Многие технические дайверы .

Клапаны DIN производятся с номинальным давлением 232 бар и 300 бар. Количество резьб и детальная конфигурация соединений предназначены для предотвращения несовместимых комбинаций крепления наполнителя или крепления регулятора с клапаном баллона.

• 232 бар DIN (5-резьбовый, G5/8), выход/разъем № 13 в соответствии с DIN 477, часть 1.
• 300 бар DIN (7-резьбовый, G5/8) Выход/разъем № 56 по DIN 477, часть 5 — они аналогичны 5-резьбовому фитингу DIN, но рассчитаны на рабочее давление 300 бар. Давление в 300 бар является обычным явлением для дайвинга в Европе и в пещерном дайвинге в США.

Канавка для уплотнительного кольца для герметизации выпускного разъема DIN на 232 и 300 бар к клапану согласно стандарту ISO 12209 имеет внутренний диаметр 12 мм и внешний диаметр 17 мм, первоначально глубина канавки 1,9 мм была увеличена до 2,0. мм в 2003 году. Технические характеристики уплотнительного кольца: внутренний диаметр 11,2 мм, диаметр сечения 2,65 мм. Это очень близко к уплотнительному кольцу имперского стандарта размера 112. с номинальными размерами 12,37 мм (0,487 дюйма) x 2,62 мм (0,103 дюйма), и это уплотнительное кольцо используется в большинстве регуляторов. Некоторые производители, такие как Apeks, Atomic и ScubaPro, используют канавку немного меньшего размера, которая лучше подходит для уплотнительного кольца размера 111 с номинальными размерами 10,77 мм (0,424 дюйма) x 2,62 мм (0,103 дюйма). Канавки Cressi и Poseidon ближе к исходному стандарту, и лучше всего подходит уплотнительное кольцо метрического размера BS ISO 3601 с номинальными размерами 11,3 x 2,4 мм, для которого не существует стандартного британского эквивалента.

Адаптеры

Адаптер блока ввинчивается в вентиль баллона по стандарту DIN для подключения хомута-регулятора.

Переходник штекера DIN для совместимых клапанов баллонов

Переходник хомут (А-образный хомут) на DIN позволяет подсоединить регулятор DIN к клапану баллона с хомутом.

Клапан DIN с установленным переходником для вилки

Доступны адаптеры, позволяющие прикрепить первую ступень стандарта DIN к баллону с клапаном с хомутом (переходник бугеля или переходник с А-образным зажимом), а также прикрепить первую ступень траверсы к клапану баллона по стандарту DIN (адаптер пробки и переходник блока). ).

Комплекты для переоборудования

Детали и инструменты для переоборудования регулятора для дайвинга первой ступени Apeks с соединителя DIN на соединитель Yoke

Некоторые производители продают идентичную первую ступень, отличающуюся только выбором соединения клапана баллона. В этих случаях можно купить оригинальные компоненты для перевода ярма на DIN и наоборот. Сложность преобразования может различаться, и детали обычно не являются взаимозаменяемыми между производителями. Переоборудование регуляторов Apeks особенно просто и требует только шестигранного ключа и накидного ключа .

Другие типы подключения

Существуют также клапаны баллонов, предназначенные для баллонов с аквалангом, содержащих другие газы, кроме воздуха:

• Европейский стандарт EN 144-3:2003 представил новый тип клапана, аналогичный существующим клапанам DIN на 232 бар или 300 бар, но с метрической резьбой M26×2. Они предназначены для использования для дыхания газом с содержанием кислорода выше, чем обычно содержится в естественном воздухе атмосферы Земли (т.е. 22–100%). С августа 2008 года они требовались в Европейском Союзе для всего водолазного снаряжения, используемого с найтроксом или чистым кислородом. Идея этого нового стандарта заключается в том, чтобы заставить баллоны и регуляторы использовать найтрокс, чтобы предотвратить заполнение богатой смесью баллонов, не являющихся кислородочистыми . Однако даже при использовании новой системы ничего не остается, кроме процедурной заботы человека, чтобы баллон с новым клапаном оставался кислородно-чистым. - именно так работала предыдущая система. Уплотнительное кольцо, используемое для герметизации разъема M26x2, имеет номинальные размеры 13,9 мм (0,55 дюйма) x 2,6 мм (0,10 дюйма), что близко соответствует уплотнительному кольцу британского стандарта размера 113. Эту связь редко можно увидеть за пределами ЕС.
• Клапан баллона с наружной резьбой M24x2 поставлялся с некоторыми рекреационными ребризерами Dräger с полузамкнутым контуром (Dräger Ray) для использования со смесями найтрокса. Регулятор, поставляемый в комплекте с ребризером, имел совместимое соединение.

Типы клапанов цилиндров

Большинство клапанов баллонов для подводного плавания в настоящее время относятся к типу К-клапана, который представляет собой простой завинчивающийся двухпозиционный клапан с ручным управлением. В середине 1960-х годов широкое распространение получили J-образные клапаны. J-образные клапаны содержат подпружиненный клапан, который ограничивает или перекрывает поток, когда давление в баллоне падает до 300–500 фунтов на квадратный дюйм, вызывая сопротивление дыханию и предупреждая дайвера об опасно низком уровне дыхательного газа. Резервный газ выпускается путем нажатия на резервный рычаг на клапане. J-клапаны вышли из моды с появлением манометров, которые позволяют дайверам отслеживать уровень газа под водой, особенно потому, что клапанный тип уязвим для случайного выпуска резервного воздуха и увеличивает стоимость и обслуживание клапана. J-образные клапаны иногда все еще используются, когда работа выполняется в условиях настолько плохой видимости, что манометр не видно даже при свете фонаря. Большинство клапанов с боковым шпинделем являются правосторонними, что означает, что ручка находится с правой стороны дайвера, но левосторонние клапаны также производятся для коллекторных агрегатов и других применений, где это более удобно. Также доступны клапаны с осевым шпинделем, в которых шпиндель лежит на оси резьбы, соединяющей клапан с цилиндром, с ручкой сверху, а также различные конфигурации с двойными выпускными отверстиями или соединениями для подводных коллекторов .

Одношланговые регуляторы мощности

Одношланговый регулятор, установленный на водолазном баллоне, со второй ступенью (клапаном спроса) на левом шланге.

Большинство современных регуляторов для дайвинга представляют собой одношланговые двухступенчатые регуляторы мощности. Они состоят из регулятора первой ступени и регулирующего клапана второй ступени. Шланг низкого давления соединяет эти компоненты для передачи дыхательного газа и обеспечивает относительное перемещение в пределах длины и гибкости шланга. Другие шланги низкого давления служат для подачи дополнительных компонентов.

Первый этап

Первая ступень в разобранном виде

Первая ступень регулятора крепится к вентилю баллона или коллектору через один из стандартных разъемов (хомуте или DIN). Он снижает давление в цилиндре до промежуточного давления , обычно примерно на 8–11 бар (от 120 до 160 фунтов на квадратный дюйм) выше давления окружающей среды, также называемого межступенчатым давлением , средним давлением или низким давлением . Затем дыхательный газ подается на вторую ступень через шланг.

Сбалансированный регулятор первой ступени автоматически поддерживает постоянную разницу давлений между межступенчатым давлением и давлением окружающей среды, даже если давление в баке падает по мере потребления. Сбалансированная конструкция регулятора позволяет использовать отверстие первой ступени настолько большого размера, насколько это необходимо, без ухудшения производительности в результате изменения давления в резервуаре.

Корпус регулятора первой ступени обычно имеет несколько выходов (портов) низкого давления для регуляторов второй ступени, насосов BCD и другого оборудования; и один или несколько выпусков высокого давления, которые позволяют погружному манометру (SPG), подводному компьютеру с газовым интегрированием или удаленному беспроводному датчику давления измерять давление в баллоне. Клапан может быть сконструирован таким образом, чтобы один порт низкого давления имел обозначение «Reg» для первичного регулятора второй ступени, поскольку этот порт обеспечивает более высокую скорость потока, что обеспечивает меньшие дыхательные усилия при максимальной нагрузке. Небольшое количество производителей выпустило регуляторы с диаметром шланга и порта для этого основного выпускного отверстия, превышающим стандартный.

Механизм внутри первой ступени может быть диафрагменного или поршневого типа. Оба типа могут быть сбалансированными или несбалансированными. В несбалансированных регуляторах давление в цилиндре толкает верхний клапан первой ступени к закрытию, чему противодействуют давление промежуточной ступени и пружина. Когда давление в цилиндре падает, сила закрытия уменьшается, поэтому регулируемое давление увеличивается при более низком давлении в резервуаре. Чтобы поддерживать рост давления в допустимых пределах, размер отверстия высокого давления ограничен, но это снижает общую пропускную способность регулятора. Сбалансированный регулятор сохраняет примерно одинаковую легкость дыхания на любой глубине и при любом давлении, используя давление в цилиндре, чтобы также косвенно противодействовать открытию клапана первой ступени.

Первая ступень поршневого типа

Схема внутренних узлов сбалансированной первой ступени поршневого типа.

Некоторые узлы первых ступеней поршневого типа проще в изготовлении и имеют более простую конструкцию, чем диафрагменные. Им может потребоваться более тщательное обслуживание, поскольку некоторые внутренние движущиеся части могут подвергаться воздействию воды и любых загрязнений в воде, поэтому они могут быть более склонны к коррозии и накоплению грязи.

Поршень первой ступени жесткий и воздействует непосредственно на седло клапана. Давление в камере промежуточного давления падает, когда дайвер вдыхает из автомата, это заставляет поршень отрываться от неподвижного седла клапана, когда поршень скользит в камеру промежуточного давления. Теперь открытый клапан позволяет газу под высоким давлением течь в камеру низкого давления до тех пор, пока давление в камере не поднимется настолько, чтобы вернуть поршень в исходное положение к седлу и, таким образом, закрыть клапан.

Первая ступень мембранного типа

Схема внутренних компонентов первой ступени диафрагменного типа.

Схема внутренних компонентов неуравновешенной диафрагмы первой ступени

Схема внутренних компонентов сбалансированной диафрагмы первой ступени

Анимация внутренних компонентов первой ступени диафрагменного типа во время дыхательного цикла.

Первые ступени мембранного типа более сложны и содержат больше компонентов, чем поршневые. Их конструкция делает их особенно подходящими для погружений в холодной воде, а также для работы в соленой воде и воде, содержащей большое количество взвешенных частиц, ила или других загрязняющих материалов, поскольку единственными движущимися частями, подвергающимися воздействию воды, являются пружина открытия клапана и диафрагма. все остальные части изолированы от окружающей среды. В некоторых случаях диафрагма и пружина также изолированы от окружающей среды.

Диафрагма . представляет собой гибкую крышку межкаскадной (промежуточной) напорной камеры Когда дайвер потребляет газ из второй ступени, давление в камере низкого давления падает, и диафрагма деформируется внутрь, толкая толкатель клапана. При этом открывается клапан высокого давления, позволяя газу проходить мимо седла клапана в камеру низкого давления. Когда дайвер прекращает вдыхать, давление в камерах низкого давления повышается, диафрагма возвращается в нейтральное плоское положение и больше не давит на подъемник клапана, перекрывая поток до следующего вдоха.

Балансировка

Если ступень регулятора имеет конструкцию, которая компенсирует изменение давления на входе в движущиеся части клапана так, что изменение давления питания не влияет на силу, необходимую для открытия клапана, ступень описывается как сбалансированная. Клапаны выше и ниже по потоку, первая и вторая ступени, а также работа диафрагмы и поршня могут быть сбалансированными или несбалансированными, а в полном описании ступени будет указано, какой из всех этих вариантов применим. Например, регулятор может иметь сбалансированную поршневую первую ступень и сбалансированную вторую ступень после нее. Как сбалансированные, так и несбалансированные поршневые первые ступени довольно распространены, но большинство диафрагменных первых ступеней являются сбалансированными. Балансировка первой ступени оказывает большее общее влияние на работу регулятора, поскольку изменение давления подачи в цилиндре намного больше, чем изменение межступенчатого давления, даже при несбалансированной первой ступени. Однако вторая ступень работает при очень небольшом перепаде давления и более чувствительна к изменениям давления подачи. Большинство регуляторов высшего класса имеют по крайней мере одну балансную ступень, но неясно, оказывает ли балансировка обеих ступеней заметное влияние на производительность.

Межступенчатый шланг

Шланг среднего, среднего или низкого давления используется для подачи дыхательного газа (обычно при давлении от 8 до 10 бар выше температуры окружающей среды) от регулятора первой ступени ко второй ступени или автомату по требованию, который удерживается во рту. дайвером или прикреплен к полнолицевой маске или водолазному шлему. Стандартный межступенчатый шланг имеет длину 30 дюймов (76 см), но шланги длиной 40 дюймов (100 см) являются стандартными для регуляторов Octopus, а шланги длиной 7 футов (2,1 м) популярны для технического дайвинга, особенно для в пещеры и проникновения затонувшие корабли , где могут быть ограничены места. заставить плыть гуськом, разделяя газ. Также доступны другие длины. Большинство портов низкого давления имеют резьбу 3/8 дюйма UNF, но некоторые регуляторы продаются с одним портом 1/2 дюйма UNF, предназначенным для основного клапана регулирования спроса. Порты высокого давления почти всегда имеют размер 7/16 дюйма UNF. Нет возможности подсоединить шланг к неправильному порту давления.

Второй этап

Мембрана второй ступени для автомата Apeks

Вторая ступень, или регулирующий клапан, снижает давление межступенчатой ​​подачи воздуха до давления окружающей среды по требованию дайвера. Работа клапана инициируется падением давления на выходе из него во время вдоха дайвера. Разница давлений на диафрагме, необходимая для инициирования открытия клапана, известна как давление открытия .

Клапаны выше по потоку

В клапане, расположенном выше по потоку, подвижная часть работает против давления и открывается в направлении, противоположном потоку газа. Их часто выполняют в виде поворотных клапанов, которые механически чрезвычайно просты и надежны, но не поддаются точной настройке.

Если в первой ступени есть утечка и в промежуточной ступени создается избыточное давление, выходной клапан второй ступени автоматически открывается, что приводит к « свободному потоку ». При использовании клапана, расположенного выше по потоку, результатом избыточного давления может стать блокировка клапана. Это прекратит подачу дыхательного газа и, возможно, приведет к разрыву шланга или выходу из строя другого клапана второй ступени, например, того, который надувает плавучее устройство. При использовании наклонного клапана второй ступени на входе производитель должен предусмотреть предохранительный клапан на регуляторе первой ступени для защиты промежуточного шланга.

Если между первой и второй ступенями установлен запорный клапан, как это происходит в системах аварийного подводного плавания, используемых для коммерческого дайвинга, а также в некоторых конфигурациях технического дайвинга, клапан по требованию обычно будет изолирован и не сможет функционировать в качестве предохранительного клапана. В этом случае на первой ступени должен быть установлен клапан избыточного давления, если он еще не установлен. Поскольку очень немногие современные (2016 г.) первые ступени регулятора подводного плавания оснащены на заводе предохранительными клапанами избыточного давления, они доступны в качестве аксессуаров на вторичном рынке, которые можно ввинтить в любой порт низкого давления, доступный на первой ступени.

Выходные клапаны

В большинстве современных регулирующих клапанов используется механизм клапана ниже по потоку, а не выше по потоку. В заднем клапане подвижная часть клапана открывается в том же направлении, что и поток газа, и удерживается закрытой пружиной. Обычная форма выходного клапана представляет собой подпружиненную тарелку с седлом из твердого эластомера, уплотняющим регулируемую металлическую «коронку» вокруг впускного отверстия. Тарелка поднимается от заводной головки с помощью рычага, управляемого диафрагмой. Обычно используются два шаблона. Одним из них является классическая двухтактная схема, в которой приводной рычаг переходит на конец вала клапана и удерживается гайкой. Любое отклонение рычага преобразуется в осевое натяжение вала клапана, приподнимая седло от головки и позволяя воздуху течь. Другой вариант — цилиндрическая тарелка, в которой тарелка заключена в трубку, пересекающую корпус регулятора, а рычаг действует через прорези по бокам трубки. Дальний конец трубки доступен со стороны корпуса, и может быть установлен винт регулировки натяжения пружины для ограниченного контроля дайвером давления открытия. Такое расположение также обеспечивает относительно простую балансировку давления второй ступени.

Выходной клапан будет функционировать как клапан избыточного давления, когда межступенчатое давление повысится достаточно, чтобы преодолеть предварительную нагрузку пружины. Если в первой ступени есть утечка и в промежуточной ступени создается избыточное давление, выходной клапан второй ступени открывается автоматически. если утечка сильная, это может привести к « свободному потоку », но медленная утечка обычно вызывает периодические «хлопки» ДВ, поскольку давление сбрасывается и снова медленно нарастает.

Клапаны с сервоуправлением

В некоторых регулирующих клапанах используется небольшой чувствительный пилотный клапан для управления открытием основного клапана. Poseidon Jetstream , Xstream и Oceanic Omega Примерами этой технологии являются вторые ступени . Они могут обеспечивать очень высокие скорости потока при небольшом перепаде давления, особенно при относительно небольшом давлении открытия или небольшой площади исполнительной диафрагмы. Они, как правило, более сложны и дороги в обслуживании.

Выпускные клапаны

Поток воздуха через выпускной клапан

Грибовидный выпускной клапан из синтетического эластомера по требованию.

Выпускные клапаны необходимы для предотвращения вдыхания дайвером воды и для создания отрицательной разницы давления на диафрагме для управления регулируемым клапаном. Выпускные клапаны должны работать при очень небольшой разнице давлений и создавать как можно меньшее сопротивление потоку, не будучи при этом громоздкими и громоздкими. Эластомерные грибовидные клапаны вполне справляются со своей задачей. хотя клапаны «утконос» также были распространены в двухшланговых регуляторах. Там, где важно избежать протечек обратно в регулятор, например, при погружении в загрязненную воду, система из двух последовательно соединенных комплектов клапанов может снизить риск загрязнения. Более сложный вариант, который можно использовать для шлемов с наземным питанием, заключается в использовании системы возврата выхлопных газов, в которой используется отдельный регулятор потока для управления выхлопными газами, которые возвращаются на поверхность по специальному шлангу в шлангокабеле.

Выпускной коллектор

Выпускной трубопровод на автомате для подводного плавания

Выпускной коллектор (выпускной тройник, выпускная крышка, бакенбарды) — это воздуховод, который защищает выпускной клапан(ы) и отводит выдыхаемый воздух в стороны, чтобы он не пузырился на лице дайвера и не закрывал обзор. В этом нет необходимости для двухшланговых регуляторов, поскольку они выбрасывают воздух за плечами.

Кнопка очистки

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

Стандартным приспособлением для вторых ступеней с одним шлангом, как удерживаемых во рту, так и встроенных в полнолицевую маску или шлем, является кнопка продувки, которая позволяет дайверу вручную отклонять диафрагму, чтобы открыть клапан и вызвать поток воздуха. в корпус. Обычно это используется для продувки корпуса или полнолицевой маски от воды, если она залита. Это часто случается, если вторую ступень уронить или вынуть изо рта, находясь под водой. Это либо отдельная деталь, монтируемая в переднюю крышку, либо крышка может быть выполнена гибкой и выполнять функцию кнопки продувки. Нажатие кнопки продувки прижимается к диафрагме непосредственно над рычагом регулируемого клапана, и это движение рычага открывает клапан для выпуска воздуха через регулятор. Язычок можно использовать для блокировки мундштука во время продувки, чтобы предотвратить попадание воды или других веществ из регулятора в дыхательные пути дайвера струей воздуха. Это особенно важно при опорожнении после рвоты через регулятор.

Кнопка продувки также используется дайверами-любителями для надувания с задержкой на поверхности маркерного буя или подъемной сумки . Каждый раз, когда нажимается кнопка продувки, дайвер должен осознавать возможность свободного потока и быть готовым справиться с ним.

Регулируемые пользователем модификаторы потока

Анимация работы автомата во время дыхательного цикла. С левой стороны клапанного механизма можно увидеть ручку регулировки давления открытия. Ввинчивание увеличивает предварительную нагрузку на пружину клапана и увеличивает разницу давлений, необходимую для втягивания диафрагмы настолько, чтобы открыть клапан.

Ручка регулировки давления открытия и рычаг отклонения потока на автомате Apeks TX100

Дайверу может быть желательно иметь некоторый контроль над характеристиками потока регулируемого клапана. Обычными регулируемыми аспектами являются давление открытия и обратная связь между расходом и внутренним давлением корпуса второй ступени. Межступенчатое давление в дыхательных аппаратах с надводным питанием контролируется вручную с панели управления и не регулируется автоматически в соответствии с давлением окружающей среды, как это происходит в большинстве первых ступеней подводного плавания, поскольку эта функция контролируется обратной связью с первой ступенью от давление окружающей среды. Это приводит к тому, что давление открытия легочного автомата с наземным питанием будет незначительно меняться в зависимости от глубины, поэтому некоторые производители предусматривают ручку ручной регулировки на боковой стороне корпуса автомата для регулировки давления пружины на нижнем клапане, который контролирует давление открытия. . Ручка известна коммерческим дайверам как «наберите дыхание». Подобная регулировка предусмотрена на некоторых высококлассных автоматах для подводного плавания, чтобы позволить пользователю вручную регулировать усилие дыхания на глубине.

Клапаны для подводного плавания, которые настроены на легкое дыхание (низкое давление открытия и низкая работа дыхания), могут иметь тенденцию к относительно легкому выходу в свободный поток, особенно если поток газа в корпусе спроектирован таким образом, чтобы способствовать удержанию клапана открытым за счет уменьшения внутреннее давление. Давление срабатывания чувствительного автомата по требованию часто меньше, чем разница гидростатического давления между внутренней частью наполненного воздухом корпуса и водой под диафрагмой, когда мундштук направлен вверх. Чтобы избежать чрезмерной потери газа из-за непреднамеренной активации клапана, когда ДВ выходит изо рта дайвера, некоторые вторые ступени имеют механизм снижения чувствительности, который вызывает некоторое противодавление в корпусе, препятствуя потоку или направляя его внутрь. диафрагмы.

• 
  Поток вдоха при активированной системе Вентури
• 
  Поток вдоха с отключенной системой помощи Вентури

Двухшланговые регуляторы спроса

Двухступенчатый двухшланговый регулятор Dräger.

Одноступенчатый двухшланговый регулятор Beuchat "Souplair"

Двойные 7-литровые баллоны с подвеской Draeger, клапанами, коллектором и регулятором от c. 1965 год

Выпускной клапан «утконос» для двухшлангового регулятора Draeger

Конфигурация автомата для подводного плавания с двумя, двумя или двумя шлангами была первой, широко использовавшейся. Регулятор этого типа имеет две гофрированные дыхательные трубки большого диаметра . Одна трубка предназначена для подачи воздуха от регулятора к мундштуку, а вторая трубка доставляет выдыхаемый газ в точку, где давление окружающей среды идентично требуемой диафрагме, где он выпускается через резиновый односторонний клапан типа «утконос», и выходит из отверстий в крышке. Преимущества регулятора этого типа заключаются в том, что пузырьки покидают регулятор за головой дайвера, увеличивая видимость, снижая шум и создавая меньшую нагрузку на рот дайвера. Они по-прежнему популярны среди некоторых подводных фотографов , и компания Aqualung выпустила обновленную версию Mistral в 2005.

В Кусто оригинальном прототипе Aqua-Lung отсутствовал вытяжной шланг, и выдыхаемый воздух выходил через односторонний клапан в мундштуке . Он работал без воды, но когда он испытывал акваланг в реке Марне, воздух свободно выходил из регулятора, прежде чем им можно было дышать, когда мундштук находился над регулятором. После этого ему установили вторую дыхательную трубку . Даже если установлены обе трубки, поднятие мундштука над регулятором увеличивает подаваемое давление газа, а опускание мундштука снижает подаваемое давление и увеличивает сопротивление дыханию. В результате многие аквалангисты, когда они ныряли на поверхности, чтобы сэкономить воздух на пути к месту погружения, подкладывали петлю шлангов под руку, чтобы мундштук не всплывал и не вызывал свободный поток.

В идеале создаваемое давление равно давлению покоя в легких дайвера, поскольку именно к нему приспособлены легкие человека. Благодаря двухшланговому регулятору позади дайвера на уровне плеч подаваемое давление меняется в зависимости от ориентации дайвера. если дайвер перекатывается на спину, давление высвобождаемого воздуха выше, чем в легких. Дайверы научились ограничивать поток, закрывая мундштук языком. Когда давление в баллоне падало, а потребность в воздухе возрастала, поворот на 90° в сторону помещал легкие и диафрагму регулятора на одинаковую глубину и облегчал дыхание. Мундштук можно продуть, подняв его над регулятором (более мелким), что приведет к свободному потоку.

Регуляторы с двумя шлангами были почти полностью заменены регуляторами с одним шлангом и стали устаревшими для большинства дайвингов с 1980-х годов.

Оригинальные двухшланговые регуляторы обычно не имели отверстий для аксессуаров, хотя некоторые имели порт высокого давления для погружного манометра. Некоторые более поздние модели имеют один или несколько портов низкого давления между ступенями, которые можно использовать для подачи прямой подачи для накачивания костюма или компенсатора плавучести и/или вторичного автомата с одним шлангом, а также порт высокого давления для погружного манометра. Новый «Мистраль» является исключением, поскольку он создан на базе первой ступени «Аквалунг Титан». который имеет обычный набор портов.

Двухшланговая конструкция с мундштуком или полнолицевой маской распространена в ребризерах , но как часть дыхательного контура, а не как часть регулятора. Соответствующий автомат по требованию, включающий аварийный клапан, представляет собой регулятор с одним шлангом.

Механизм двухшлангового регулятора заключен в обычно круглый металлический корпус, установленный на клапане баллона за шеей дайвера. Таким образом, компонент автомата двухступенчатого двухшлангового регулятора установлен в том же корпусе, что и регулятор первой ступени, и для предотвращения свободного потока выпускной клапан должен быть расположен на той же глубине, что и диафрагма, а Единственное надежное место для этого – в том же жилье. Воздух проходит через пару гофрированных резиновых шлангов к мундштуку и обратно. Подающий шланг подсоединяется к одной стороне корпуса регулятора и подает воздух в мундштук через обратный клапан, а выдыхаемый воздух возвращается в корпус регулятора с внешней стороны диафрагмы, также через обратный клапан на другую сторону мундштука и обычно через еще один обратный выпускной клапан в корпусе регулятора - часто типа «утконос».

На дыхательных шлангах в месте их подсоединения к мундштуку обычно устанавливается обратный клапан. Это предотвращает попадание воды, попавшей в мундштук, в шланг для вдоха и гарантирует, что после вдувания в шланг для выдоха она не сможет течь обратно. Это немного увеличивает сопротивление потоку воздуха, но облегчает очистку регулятора.

Некоторые ранние двухшланговые регуляторы имели одноступенчатую конструкцию. Первая ступень функционирует аналогично второй ступени двухступенчатых автоматов, но будет подсоединена непосредственно к клапану баллона и по требованию снижает давление воздуха из баллона непосредственно до давления окружающей среды. Это можно было сделать, используя более длинный рычаг и диафрагму большего диаметра для управления движением клапана, но существовала тенденция к изменению давления открытия и, следовательно, работы дыхания по мере падения давления в цилиндре.

Регуляторы постоянного массового расхода

См. Также: Дайвинг с ребризером § SCR с постоянным массовым расходом.

Ребризеры для дайвинга с полузамкнутым контуром с постоянным массовым расходом нуждаются в источнике газа, который имеет постоянное давление для подачи в звуковое отверстие . Обычно это слегка модифицированные первые ступени подводного плавания с открытым контуром и отключенным входным сигналом давления окружающей среды. Подключение к баллону высокого давления такое же, как и для подводного плавания с открытым контуром, поскольку баллоны и клапаны также предназначены для работы под водой.

Зауженный поток – это эффект сжимаемого потока, связанный с эффектом Вентури . Когда текущий газ при заданном давлении и температуре проходит через сужение в среду с более низким давлением, скорость жидкости увеличивается. В первоначально дозвуковых условиях вверх по потоку принцип сохранения массы жидкости требует, чтобы скорость увеличивалась по мере ее прохождения через меньшую площадь поперечного сечения сужения. В то же время эффект Вентури приводит к уменьшению статического давления и, следовательно, плотности при сужении. Закупоренный поток представляет собой предельное состояние, при котором массовый расход не будет увеличиваться при дальнейшем уменьшении давления среды за трубопроводом при фиксированных давлении и температуре на входе. Для однородных жидкостей физическая точка, в которой происходит удушение в адиабатических условиях, - это когда скорость плоскости выхода соответствует звуковым условиям; т. е. при числе Маха, равном 1. При дросселированном потоке массовый расход можно увеличить только за счет увеличения плотности на входе и в точке дросселирования.

Дроссельный поток газов полезен для подачи газа в ребризер полузамкнутого контура, поскольку массовый расход не зависит от давления на выходе и зависит только от температуры и давления и, следовательно, плотности газа на стороне входа сужения. и геометрия ограничения. В условиях дросселирования можно использовать клапаны и калиброванные диафрагмы для достижения желаемого массового расхода.

Регуляторы поверхностного питания

Водолазный шлем с регулятором давления, на котором изображена ручка регулировки давления срабатывания (металлический цилиндр с накаткой в ​​правом нижнем углу фотографии)

Регуляторы, используемые для подачи подаваемых с поверхности дыхательных газов из систем хранения высокого давления на газовую панель для дайвинга, представляют собой обычные промышленные регуляторы снижения давления, способные обеспечить необходимый расход. Подключение к баллонам высокого давления соответствует национальной практике промышленных газовых систем высокого давления для соответствующих газов.

Дыхательный газ, подаваемый с поверхности, может подаваться в шлем со свободным потоком или в шлем, подаваемый по требованию, и газ может быть либо сброшен в окружающую среду при атмосферном давлении, либо возвращен на поверхность для переработки, если это экономически желательно. Системы со свободным потоком требуют относительно высокой скорости потока, поскольку газ непрерывно подается в шлем, и дайвер дышит через него, проходя через него. Скорость потока должна быть достаточной для предотвращения повторного вдыхания выдыхаемого газа из мертвого пространства шлема и обеспечивать максимальную скорость вдыхаемого потока на глубине. Скорость потока шлема по требованию также должна обеспечивать максимальную скорость потока на вдохе, но это происходит только периодически во время дыхательного цикла, и средний поток намного меньше. Регулятор должен обеспечивать такую ​​же максимальную скорость потока, но при обслуживании по требованию охлаждающий эффект гораздо меньше.

Регулирующие клапаны, используемые в водолазных шлемах и полнолицевых масках с надводным питанием, работают точно по тем же принципам, что и регулирующие клапаны второй ступени аквалангов с одним шлангом, и в некоторых случаях могут представлять собой один и тот же блок с другим корпусом, совместимым с конкретной конструкцией. маска или шлем. Регулирующие клапаны, используемые с газом, подаваемым с поверхности, обычно не имеют подачи, давление которой постоянно превышает давление окружающей среды, поэтому обычно они имеют ручку регулировки давления открытия, известную в отрасли как «набор вдоха». Дыхательный газ подается с поверхности или газовой панели колокола через шланг подачи дыхательного газа в шлангокабеле дайвера , для которого обычно используется фитинг JIC-6 или 9/16 UNF на конце шланга дайвера, который обычно имеет размер 3/8. "скучно.

Очень похожее применение - регулирование давления газа из бортовых аварийных баллонов высокого давления газа открытого или закрытого водолазного колокола. Регулятор в этих случаях должен быть доступен посыльному, поэтому его обычно монтируют на газовой панели звонка. В этом случае регулятор подвергается тому же давлению окружающей среды, что и водолазы в колоколе. Давление бортового газа обычно поддерживается чуть ниже давления подачи на поверхности, так что оно автоматически включится, если давление подачи на поверхности пропадет.

Регуляторы возврата

См. Также: Водолазный шлем § Шлемы для рекуперации и Система утилизации газа.

В шлемах для рекуперации используется система поверхностной подачи для подачи дыхательного газа дайверу так же, как и в шлемах с открытым контуром, но также имеется система возврата для возврата и переработки выдыхаемого газа для экономии дорогостоящего гелиевого разбавителя, который в противном случае был бы выброшен. в окружающую воду и теряется в системе с открытым контуром. Восстановленный газ возвращается на поверхность через шланг в шлангокабеле, предназначенном для этой цели, проходит через скруббер для удаления углекислого газа, а затем может быть повторно повышен под давлением и смешан с кислородом до необходимой смеси перед хранением для дальнейшего использования.

Чтобы обеспечить безопасный выпуск выхлопных газов из шлема в возвратный шланг с давлением ниже, чем окружающее, они должны проходить через регулятор выхлопа, известный как регулятор возврата, который работает по принципу регулятора противодавления активируемого . разницей давления между внутренней частью шлема и давлением окружающей среды. Регулятор возврата может представлять собой двухступенчатый клапан для более низкого сопротивления и обычно имеет ручной перепускной клапан, который обеспечивает выпуск воздуха в окружающую воду в случае неисправности регулятора. Шлем будет иметь аварийный перепускной клапан, чтобы предотвратить возможный отказ регулятора выхлопа, вызывающий сдавливание шлема или баротравму легких, прежде чем дайвер сможет обойти его вручную, хотя легочный клапан обычно в достаточной степени компенсирует это. Заливной клапан позволяет воде течь в шлем, если внутреннее давление падает ниже перепада давления открытия. Риск утопления в случае затопления шлема ниже, чем риск серьезной травмы, вызванной сдавливанием шлема или баротравмой легких, если рециркуляционный клапан застревает в открытом положении и поток входящего газа недостаточен, чтобы справиться с всасыванием выхлопных газов. После обхода регулятора возврата дайвер выпустит воду из шлема с помощью продувочного клапана или клапана свободного потока, а затем использует шлем в разомкнутом контуре.

Поток регенерированного газа в верхнюю систему обработки обычно проходит через регулятор противодавления в колоколе, а другой — на входе в систему обработки. Это гарантирует, что давление в линии рециркуляционного шланга будет примерно на 1 бар ниже температуры окружающей среды у дайвера и на 2 бара ниже окружающей среды дайвера в раструбном шлангокабеле.

Встроенные регуляторы дыхательной системы

См. Также: Встроенная дыхательная система.

Водолазы ВМФ тестируют встроенные дыхательные маски в рекомпрессионной камере

Вид сбоку на маску BIBS, поддерживаемую ремнями.

Встроенная дыхательная система — это источник дыхательного газа, установленный в замкнутом пространстве, где может потребоваться альтернатива окружающему газу для лечения, экстренного использования или для минимизации опасности. Их можно найти в водолазных камерах , гипербарической терапии , камерах и подводные лодки .

Использование в камерах гипербарической обработки обычно заключается в подаче богатого кислородом обрабатывающего газа, который, если его использовать в качестве атмосферы камеры, представляет собой неприемлемую опасность пожара . В этом случае выхлопной газ выводится за пределы камеры. В камерах насыщения и камере поверхностной декомпрессии их применение аналогично, но дополнительной функцией является подача пригодного для дыхания газа в случае токсического загрязнения атмосферы камеры. Эта функция не требует внешней вентиляции, но то же самое оборудование обычно используется для подачи газов, обогащенных кислородом, поэтому они обычно выводятся наружу.

Это системы, используемые для подачи дыхательного газа по требованию в камеру, давление которой превышает давление окружающей среды снаружи камеры. Разница давлений между камерой и внешним давлением окружающей среды позволяет выводить выдыхаемый газ во внешнюю среду, но поток необходимо контролировать так, чтобы через систему выходил только выдыхаемый газ, а не дренировал содержимое камеры в снаружи. Это достигается за счет использования управляемого выпускного клапана, который открывается, когда небольшое избыточное давление по отношению к давлению в камере на выпускной диафрагме приводит в движение механизм клапана против пружины. Когда это избыточное давление рассеивается за счет газа, вытекающего через выпускной шланг, пружина возвращает этот клапан в закрытое положение, перекрывая дальнейший поток и сохраняя атмосферу в камере. Отрицательная или нулевая разница давления на выпускной диафрагме будет удерживать ее закрытой. Вытяжная диафрагма подвергается воздействию давления в камере с одной стороны и давлению выдыхаемого газа в оро-назальной маске с другой стороны. Это разновидность регулятора противодавления. Подача газа для ингаляции осуществляется через автомат по требованию, который работает по тем же принципам, что и второй этап обычного клапана по требованию для дайвинга. Как и в любом другом дыхательном аппарате, мертвое пространство должно быть ограничено, чтобы свести к минимуму накопление углекислого газа в маске.

Регуляторы BIBS для гипербарических камер имеют двухступенчатую систему у дайвера, аналогичную шлемам для рекуперации, хотя для этого применения выпускной регулятор сбрасывает выдыхаемый газ через выпускной шланг в атмосферу за пределами камеры. В некоторых случаях необходимо ограничить всасывание на выходе и может потребоваться дополнительный регулятор противодавления — устройство, которое поддерживает заданное давление перед собой. Обычно это имеет место при использовании в системе насыщения. Использование для кислородной терапии и поверхностной декомпрессии кислорода обычно не требует регулятора противодавления, поскольку давление в камере относительно низкое. Когда BIBS с внешней вентиляцией используется при низком давлении в камере, может потребоваться вакуумный усилитель, чтобы поддерживать низкое противодавление выдоха и обеспечивать приемлемую работу дыхания .

Основным применением этого типа BIBS является подача дыхательного газа с составом, отличным от атмосферы камеры, для обитателей барокамеры, где атмосфера в камере контролируется, и загрязнение газом BIBS может быть проблемой. Это часто встречается при терапевтической декомпрессии и гипербарической оксигенотерапии, когда более высокое парциальное давление кислорода в камере представляет собой неприемлемую опасность пожара и требует частой вентиляции камеры для поддержания парциального давления в допустимых пределах. Частая вентиляция является шумной и Дорого, но можно использовать в экстренных случаях.

Неисправности и виды отказов

Есть несколько причин, по которым регулятор дайвинга может выйти из строя. В этом разделе обычно рассматриваются неисправности регуляторов в подводной среде, однако газовые регуляторы с надводной подачей также могут работать со сбоями. Большинство неисправностей регулятора связаны с неправильной подачей дыхательного газа или утечкой воды в систему подачи газа. Существует два основных режима сбоя подачи газа, когда регулятор перекрывает подачу, что случается крайне редко, и режим свободного потока, когда подача не прекращается и может быстро исчерпать запас подводного газа.

Засорение впускного фильтра

Вход клапана цилиндра может быть защищен спеченным фильтром, а вход первой ступени обычно защищен фильтром, чтобы предотвратить попадание продуктов коррозии или других загрязнений в цилиндре в зазоры с точными допусками в движущихся частях. первой и второй ступени и их глушение, как открытое, так и закрытое. Если в эти фильтры попадет достаточно грязи, они сами могут быть заблокированы настолько, что снизят производительность, но маловероятно, что это приведет к полному или внезапному катастрофическому выходу из строя. Фильтры из спеченной бронзы также могут постепенно засоряться продуктами коррозии, если намокнуть морской водой. Засорение впускного фильтра станет более заметным по мере падения давления в цилиндре. Эти фильтры заменяются техническим специалистом по техническому обслуживанию, и их часто заменяют во время ежегодного обслуживания.

Залипание клапанов

Движущиеся части первой и второй ступеней местами имеют жесткие допуски, а некоторые конструкции более восприимчивы к загрязнениям, вызывающим трение между движущимися частями. Это может увеличить давление открытия, уменьшить скорость потока, увеличить работу дыхания или вызвать свободный поток, в зависимости от того, какие части затронуты. Эти проблемы обычно требуют разборки и очистки регулятора, обычно с использованием нагретого травильного раствора в ультразвуковой ванне , промывки, сушки, смазки, повторной сборки и повторной калибровки.

Свободный поток

Любая из ступеней может застрять в открытом положении, что приведет к непрерывному потоку газа из регулятора, известному как свободный поток. Это может быть вызвано целым рядом причин, некоторые из которых можно легко устранить, а другие нет. Возможные причины: падение в воду или изо рта с поднятым мундштуком при настройке на максимальную чувствительность, неправильная настройка межступенчатого давления, неправильное натяжение пружины клапана второй ступени, повреждение или заедание тарелки клапана, повреждение седла клапана, замерзание клапана, неправильная настройка чувствительности. на поверхности и в сервоуправляемых вторых ступенях «Посейдона» низкое межступенчатое давление. Корректирующее действие может заключаться в простом понижении чувствительности, когда он фактически не дышит, в противном случае оно обычно включает в себя проверку межступенчатого давления, настройку его в соответствии со спецификациями и регулировку давления открытия до указанного значения. Если это не помогает, обычно необходимо разобрать и отремонтировать регулятор, а также заменить все изношенные или поврежденные детали.

Сползание среднего давления

Это медленная течь клапана первой ступени. В результате межступенчатое давление возрастает до тех пор, пока либо не будет сделан следующий вдох, либо давление не окажет на клапан второй ступени большую силу, чем может противостоять пружина, и клапан ненадолго откроется, часто с хлопком, чтобы облегчить давление. Частота сброса давления срабатывания зависит от расхода во второй ступени, противодавления, напряжения пружины второй ступени и величины утечки. Звук может варьироваться от периодических громких хлопков до постоянного шипения. Под водой вторая ступень может заглушиться водой, и громкие хлопки могут превратиться в прерывистый или постоянный поток пузырьков. Обычно это не катастрофический режим отказа, но его следует исправить, поскольку ситуация будет ухудшаться и тратить газ. В регуляторах клапана, расположенных выше по потоку, или регуляторах с запорным клапаном на второй ступени, таких как аварийный клапан на наземном шлеме или полнолицевой маске, эта функция предохранительного клапана второй ступени может быть недоступна, и клапан сброса давления на первый этап необходим для того, чтобы не допустить повышения давления в шланге до момента его разрыва. Причинами такой утечки являются плохое уплотнение уплотнительного кольца между седлом клапана и корпусом регулятора или между штоком клапана и корпусом регулятора, что легко исправить заменой уплотнительного кольца, грязь на уплотнительной поверхности между головкой клапана и седлом. , повреждение или чрезмерный износ уплотнительной поверхности седла, а также трещины в корпусе седла. Седло обычно изготовлено из твердого пластика и обычно является сменным. Коронка клапана может быть неотъемлемой частью корпуса клапана или заменяемой частью, обычно металлической.

Регулятор замораживания

Замерзание регулятора — это неисправность водолазного регулятора , при которой образование льда на одной или обеих стадиях приводит к неправильной работе регулятора. Возможны несколько типов неисправности, в том числе заклинивание клапанов первой или второй ступени в любом положении от закрытого, до, чаще, полностью открытого, что может привести к образованию свободного потока, способного опорожнить водолазный цилиндр за считанные минуты, образование льда в выхлопе. открытие клапана вызывает утечку воды в мундштук и попадание осколков льда в воздух для вдыхания, которые могут вдыхаться дайвером, что может вызвать ларингоспазм .

Когда воздух расширяется во время снижения давления в регуляторе, температура падает и тепло поглощается из окружающей среды. Хорошо известно, что в водах с температурой ниже 10 °C (50 °F) использование регулятора для надувания подъемного мешка или продувки регулятора под водой всего на несколько секунд приведет к тому, что многие регуляторы начнут свободно течь, а они не будут остановитесь до тех пор, пока не прекратится подача воздуха в регулятор. Некоторые дайверы, работающие в холодной воде, устанавливают запорные клапаны челночного (задвижного) типа на каждом регуляторе второй ступени, поэтому, если вторая ступень замерзнет, ​​подачу воздуха низкого давления можно будет перекрыть для замерзшей второй ступени, что позволит им переключиться на альтернативную вторую ступень. и прервать погружение.

Самый известный эффект замерзания регулятора заключается в том, что регулирующий клапан второй ступени начинает свободно течь из-за образования льда вокруг механизма впускного клапана, который предотвращает закрытие клапана после вдоха. Помимо проблемы свободного потока из-за обледенения второй ступени, менее известной проблемой является образование свободного льда, когда лед образуется и накапливается внутри второй ступени, но не приводит к свободному потоку регулятора, и дайвер может не знать, что лед есть. Это скопление свободного льда внутри второй ступени может оторваться в виде осколка или куска и создать значительную опасность удушья, поскольку лед можно вдохнуть. Это может быть особенной проблемой для регуляторов, имеющих внутренние поверхности, отбрасывающие лед, с тефлоновым покрытием, которое позволяет льду отрываться от внутренних поверхностей и помогает предотвратить свободное течение регулятора путем очистки от льда. Это может быть полезно для обеспечения свободы движения механизма регулирующего клапана, но лед все равно образуется в регуляторе и должен куда-то деваться, когда он отрывается. При вдыхании кусок льда может вызвать ларингоспазм или приступ серьезного кашля.

В большинстве регуляторов подводного плавания второй ступени лед образуется и накапливается на внутренних компонентах, таких как приводной рычаг клапана, трубка корпуса клапана и тарелка впускного клапана, зазор между рычагом и точкой опоры уменьшается и в конечном итоге заполняется наростами. образующегося льда, препятствующего полному закрытию впускного отверстия во время выдоха. Как только клапан начинает протекать, компоненты второй ступени становятся еще холоднее из-за охлаждающего эффекта непрерывного потока, создавая больше льда и еще больший свободный поток. У некоторых регуляторов охлаждающий эффект настолько велик, что вода вокруг выпускного клапана замерзает, уменьшая поток выхлопных газов, увеличивая усилие выдоха и создавая положительное давление в корпусе клапана, что затрудняет выдох через регулятор. Это может привести к тому, что дайвер ослабит захват мундштука и выдохнет через мундштук.

В некоторых регуляторах, как только регулятор начинает свободно течь, поток возрастает до полного свободного потока и подает дайверу воздух при температуре, достаточно низкой, чтобы за короткое время заморозить ткани рта. Эффект усиливается с глубиной, и чем глубже находится дайвер, тем быстрее будет теряться дыхательный газ. В некоторых случаях со смертельным исходом в холодной воде к моменту извлечения тела дайвера в баллоне уже не осталось газа, а регулятор нагрелся и растопил лед, уничтожив улики, что привело к констатации смерти в результате утопления из-за истощения. газа, но без первоначальной причины неисправности регулятора.

Механизм обледенения

Когда газ под высоким давлением проходит через первую ступень регулятора, падение давления от давления в цилиндре до межступенчатого давления вызывает падение температуры по мере расширения газа . Чем выше давление в цилиндре, тем больше падение давления и тем холоднее газ попадает в шланг низкого давления на вторую ступень. Увеличение потока увеличит количество потерь тепла, и газ станет холоднее, поскольку передача тепла от окружающей воды ограничена. Если частота дыхания низкая или умеренная (от 15 до 30 л/мин), риск образования льда меньше.

Факторами, влияющими на образование льда, являются:

• Давление в цилиндре: - Падение температуры пропорционально падению давления. См. общее уравнение газа . Риск выше для заполненных баллонов высокого давления.
• Дыхание или объемный расход: - Потери тепла пропорциональны массовому расходу газа, который зависит от давления и объемного расхода.
• Глубина: - Массовый расход пропорционален давлению на выходе для данного объемного расхода.
• Температура воды: - Догревание расширенного газа и механизма регулятора зависит от температуры воды и разницы температур между газом и водой.
• Продолжительность потока:- При высоких скоростях потока потеря тепла происходит быстрее, чем повторное нагревание, и температура газа падает.
• Конструкция и материалы регулятора: - Материалы, расположение деталей и поток газа в регуляторе влияют на повторный нагрев и отложение льда. Теплопроводность компонентов регулятора будет влиять на скорость теплопередачи.
• Состав дыхательного газа: - Количество тепла, необходимое для повышения температуры, зависит от удельной теплоемкости газа.

Если давление в цилиндре составляет 2500 фунтов на квадратный дюйм (170 бар) или более, а расход достаточно велик (от 50 до 62,5 л/мин), внутри большинства регуляторов потребления второй ступени часто образуется лед, даже при температуре воды от 7,2 до 10°. C (45,0–50,0 °F) Как только температура воды падает ниже 4,4 °C (39,9 °F), возможность образования льда на втором этапе становится значительным риском, и ее следует учитывать перед началом тяжелых упражнений, заполнением компенсатора плавучести или любая другая деятельность, требующая значительного потока воздуха. В воде с температурой от 7,2 до 10 °C (от 45,0 до 50,0 °F) большинство регуляторов замерзнут, если дайвер будет агрессивно продувать регулятор потребности всего в течение 5–10 секунд, чтобы заполнить небольшую подъемную сумку. По этой причине важное правило дайвинга в холодной воде — никогда намеренно не выпускать регулятор из строя.

Как только температура воды падает ниже 3,3 ° C (37,9 ° F), в воде становится недостаточно тепла для повторного нагрева компонентов второй ступени, охлаждаемых холодным газом из первой ступени, и на большинстве вторых ступеней начинает образовываться лед.

Холодный межступенчатый воздух поступает во вторую ступень и снижается до давления окружающей среды, что дополнительно охлаждает его, поэтому он охлаждает компоненты впускного клапана второй ступени до температуры значительно ниже точки замерзания, а когда дайвер выдыхает, влага из выдыхаемого воздуха конденсируется на холодные компоненты и замерзают. Тепло окружающей воды может поддерживать температуру компонентов регулятора второй ступени достаточной для предотвращения образования льда. Выдох дайвера при температуре от 29 до 32 ° C (от 84 до 90 ° F) не имеет достаточно тепла, чтобы компенсировать охлаждающий эффект расширяющегося входящего воздуха, когда температура воды значительно ниже 4 ° C (39 ° F). и как только температура воды падает ниже 4 ° C (39 ° F), в воде не хватает тепла, чтобы достаточно быстро нагреть компоненты регулятора, чтобы предотвратить замерзание влаги в выдыхаемом дайвером дыхании, если дайвер тяжело дышит. Вот почему предел холодной воды CE составляет 4 ° C (39 ° F), и это точка, при которой многие регуляторы подводного плавания начинают удерживать свободный лед.

Чем дольше газ расширяется с высокой скоростью, тем больше холодного газа образуется, а при заданной скорости повторного нагрева тем холоднее становятся компоненты регулятора. Поддержание высоких скоростей потока в течение как можно более короткого времени сведет к минимуму образование льда.

Первая стадия заморозки

Воздух из водолазного баллона подвергается резкому снижению давления - до 220 бар (3200 фунтов на квадратный дюйм) по сравнению с полным баллоном на 230 бар (3300 фунтов на квадратный дюйм) и до 290 бар (4200 фунтов на квадратный дюйм) от полного баллона на 300 бар (4400 фунтов на квадратный дюйм). на поверхности - при прохождении через регулятор первой ступени. При этом температура воздуха снижается, а тепло поглощается от компонентов регулятора. Поскольку эти компоненты в основном состоят из металла и, следовательно, хорошо проводят тепловую энергию, корпус регулятора быстро охлаждается до температуры ниже температуры окружающей среды. Газ, выходящий из первой ступени, всегда будет холоднее воды, как только газ в баллоне достигнет температуры воды, поэтому при погружении в воду во время погружения вода, окружающая регулятор, охлаждается и, если эта вода уже очень холодно, может замерзнуть.

Две вещи могут вызвать зависание первой ступени. Реже встречается внутреннее замерзание из-за избыточной влаги в газе. Большинство систем фильтров компрессоров воздуха для дыхания высокого давления обеспечивают воздух с точкой росы ниже -40 ° C (-40 ° F). Внутреннее замерзание первой ступени может произойти, если содержание влаги превышает точку росы, поскольку сепараторы наполняющего компрессора и фильтрующий материал не обслуживаются должным образом.

Более распространенной причиной замерзания первой ступени является внешнее замерзание окружающей воды вокруг первой ступени. Это может произойти в воде с температурой ниже 4,4 °C (39,9 °F), если скорость потока и давление подачи в цилиндр высокие. Более холодная вода и высокие скорости потока увеличат риск обледенения первой ступени. Наиболее эффективные конструкции первой ступени для холодной воды имеют большую площадь поверхности и хорошую теплопроводность, что обеспечивает более быструю передачу тепла от окружающей воды. Поскольку лед образуется и утолщается на внешней стороне первой ступени, это еще больше снижает теплопередачу, поскольку лед является плохим проводником тепла, а в воде с температурой 1,6 ° C (34,9 ° F) или ниже тепла может не хватить для таяния. лед на первой ступени быстрее, чем он образуется при расходе 40 л/мин и более. Толстому слою льда потребуется некоторое время, чтобы растаять даже после прекращения потока газа, даже если первую ступень оставить в воде. Замерзание на первой стадии может стать более серьезной проблемой в пресной воде, поскольку лед пресной воды труднее растопить, чем лед морской воды.

Если вода, находящаяся в непосредственном контакте с механизмом передачи давления (мембрана или поршень и пружина, уравновешивающая внутреннее давление) или над чувствительными портами поршня первой ступени регулятора, замерзает, обратная связь по давлению окружающей среды теряется и механизм выходит из строя. заблокирован в положении, в котором происходит замерзание, которое может быть где угодно между закрытым и полностью открытым, поскольку лед будет препятствовать движению, необходимому для контроля давления на выходе. Поскольку охлаждение происходит во время потока через регулятор, обычно замерзание происходит, когда клапан первой ступени открыт, и это заморозит клапан в открытом состоянии, обеспечивая непрерывный поток через первую ступень. Это приведет к росту межступенчатого давления до тех пор, пока вторая ступень не откроется, чтобы сбросить избыточное давление, и регулятор не начнет свободно течь с довольно постоянной скоростью, которая может быть большой или недостаточной для подачи дыхательного газа в соответствии с давлением. требовать. Если вторая ступень отключена, предохранительный клапан на первой ступени откроется, или шланг или фитинг низкого давления лопнет. Все эти эффекты позволят продолжить поток через первую ступень, поэтому охлаждение будет продолжаться, и это сохранит лед, вызывающий проблему, замороженным. Чтобы разорвать цикл, необходимо остановить подачу газа на входе или подвергнуть лед воздействию источника тепла, способного его растопить. Находясь под водой, маловероятно найти источник тепла, способный растопить лед, и единственным выходом является остановка течения. Очевидно, что поток прекратится, когда давление в баллоне упадет до окружающего, но это нежелательно, поскольку означает полную потерю дыхательного газа. Другой вариант — закрыть клапан баллона, перекрывая давление в источнике. Как только это будет сделано, лед обычно тает, поскольку тепло окружающей воды поглощается немного более холодным льдом, и как только лед растает, регулятор снова заработает.

Этого замерзания можно избежать, предотвращая прямой контакт воды с охлаждаемыми движущимися частями механизма регулятора. или за счет увеличения теплового потока из окружающей среды, чтобы не произошло замерзания. Обе стратегии используются при разработке регулятора.

Регуляторы для подводного плавания со слоями пластика снаружи не подходят для использования в холодной воде. Изоляция первой или второй ступени препятствует отогреву от окружающей воды и ускоряет замерзание.

Комплекты экологической изоляции на большинстве первых этапов могут в некоторой степени помочь, по крайней мере, на время текущих испытаний симулятора дыхания CE. Замораживание первой ступени обычно занимает больше времени, чем заморозка второй ступени. Большинство первых ступеней могут подавать 62,5 л/мин в течение по крайней мере пяти минут при температуре 1,6 °C (34,9 °F) на глубине до 57 мс (190 фсв) без замерзания, но если вторая ступень начнет работать с высокой скоростью свободного потока, первая ступень обычно быстро обледеневает и теряет обратную связь по давлению окружающей среды.

Регуляторы первой ступени, погруженные в воду той же температуры, с одинаковым давлением подачи, межступенчатым давлением и скоростью потока, будут обеспечивать одинаковую температуру нагнетаемого газа в пределах 1 или 2 градусов, в зависимости от проводимости корпуса клапана.

Межступенчатая температура газа

При каждом вдохе происходит внезапное падение давления от давления в баллоне, обычно составляющего от 230 до 50 бар, до межступенчатого давления, обычно примерно на 8 бар выше давления окружающей среды. Если температура воды составляет от 0 до 2 °C (от 32 до 36 °F), а частота дыхания высокая — 62,5 л/мин, межступенчатая температура будет примерно от –27 до –28 °C (от –17 до –18 °F). ), значительно ниже точки замерзания воды. К тому времени, когда воздух пройдет через стандартный шланг длиной от 700 до 800 миллиметров (от 28 до 31 дюйма) на вторую ступень, воздух нагреется только примерно до -11 ° C (12 ° F), что все еще ниже. замораживание. Дальнейшее охлаждение во время расширения на второй ступени будет меньшим.

Воздух и охлажденные компоненты второй ступени будут достаточно холодными, чтобы заморозить влагу в выдыхаемом воздухе, что может привести к образованию слоя льда внутри второй ступени. Более высокое давление в цилиндре приведет к образованию более холодного воздуха во время расширения первой ступени. Продувка в течение трех-пяти секунд из баллона с давлением 200 бар в воде с температурой от 0 до 2 °C (от 32 до 36 °F) может вызвать температуру ниже -31 °C (-24 °F) на первой ступени и -20 °C. C (-4 °F) на входе во вторую ступень.

В воде с температурой 10 °C (50 °F) или ниже, давлением в баллоне 170 бар (2500 фунтов на квадратный дюйм) и скоростью дыхания 50 л/мин или выше температура воздуха, поступающего на вторую ступень, может быть значительно ниже нуля. , и чем выше давление в цилиндре, тем холоднее станет воздух. В воде с температурой ниже 4,4 °C (39,9 °F) вероятность образования и нарастания льда на второй стадии значительно возрастает, особенно если частота дыхания превышает 50 л/мин. Свободный поток, вызванный замерзанием, часто будет увеличиваться по интенсивности до тех пор, пока регулятор не выпустит большое количество воздуха, увеличивая усилие на выдохе и делая дыхание очень трудным. Поток воздушных масс увеличивается с глубиной и нагрузкой, и температура соответственно снижается. Более длинный межступенчатый шланг позволит немного больше нагревать межступенчатый газ до того, как он достигнет клапана второй ступени, хотя повторный нагрев не совсем пропорционален длине шланга, а материал шланга не является особенно хорошим проводником тепла.

Температура воздуха над льдом может быть значительно холоднее, чем вода подо льдом, а удельная теплоемкость воздуха значительно меньше, чем у воды. Как следствие, корпус регулятора и межкаскадный газ меньше нагреваются при выходе из воды и возможно дальнейшее охлаждение. Это увеличивает риск обледенения второй ступени, и газ в цилиндре может быть достаточно охлажден для конденсации остаточной влаги во время расширения первой ступени, поскольку расширяющийся газ может остыть ниже температуры росы -50 ° C (-58 ° F). точка, указанная для дыхательного газа высокого давления, который может вызвать внутреннее обледенение первой ступени. Избежать этого можно, ограничив дыхание от пребывания на холодном воздухе до минимума.

Вторая стадия заморозки

Аналогичный эффект происходит и на втором этапе. Воздух, который уже расширился и охладился на первой ступени, снова расширяется и охлаждается дальше на регулируемом клапане второй ступени. При этом компоненты второй ступени охлаждаются, и вода, контактирующая с ними, может замерзнуть. Металлические компоненты вокруг движущихся частей клапанного механизма обеспечивают передачу тепла от окружающей немного более теплой воды и от выдыхаемого дайвером воздуха, который значительно теплее окружающей среды.

Замерзание второй стадии может быстро развиться из-за влаги в выдыхаемом воздухе, поэтому регуляторы, которые предотвращают или уменьшают контакт выдыхаемого дайвера с более холодными компонентами и областью, куда попадает холодный газ, обычно образуют меньше льда на критических компонентах. Теплопередающие свойства материалов также могут существенно влиять на образование льда и риск замерзания. Регуляторы с плохо герметичными выпускными клапанами быстро образуют лед, поскольку вода из окружающей среды попадает в корпус. На всех вторых ступенях может образоваться лед, когда средняя температура газа на входе ниже -4 ° C (25 ° F), и это может произойти при температуре воды до 10 ° C (50 ° F). Образующийся лед может вызывать или не вызывать свободный поток, но любой лед внутри корпуса регулятора может представлять опасность для органов дыхания.

Замерзание второй ступени также может произойти при открытом клапане, вызывая свободный поток, который может спровоцировать замерзание первой ступени, если его не остановить немедленно. Если поток через замороженную вторую ступень можно остановить до замерзания первой ступени, процесс можно остановить. Это возможно, если вторая ступень оснащена запорным клапаном, но если это сделано, первая ступень должна быть оснащена клапаном избыточного давления, поскольку закрытие подачи второй ступени отключает ее второстепенную функцию по предотвращению избыточного давления. клапан давления.

Металлические и пластиковые вторые ступени одинаково охлаждаются, но различаются скоростью остывания. Металлические корпуса проводят тепло быстрее, поэтому быстрее остывают, но также и нагреваются быстрее, чем пластиковые детали, а пластиковые компоненты могут изолировать металлические компоненты внутри, снижая скорость повторного нагрева водой. Металлические компоненты могут представлять большую проблему вне воды при очень холодном воздухе, поскольку они отводят тепло от любой части тела, с которой соприкасаются, быстрее, чем пластик или резина.

Дыхательное оборудование с наземной подачей

В большинстве случаев шлемы и полнолицевые маски с наземным питанием не охлаждаются настолько, чтобы образовался лед, поскольку шлангокабель работает как теплообменник и нагревает воздух до температуры воды. Если дайвер с надводным питанием выпрыгивает для аварийной подачи газа с аквалангом, то проблемы идентичны проблемам с аквалангом, хотя металлический газовый блок и изогнутые трубчатые газовые каналы перед второй ступенью обеспечат некоторый нагрев межкаскадного газа сверх того, что может обеспечить аквалангист. набор обычно предоставляет.

При подводном плавании в воде с температурой от 7 до 10 °C (от 45 до 50 °F) воздух, поступающий на вторую ступень, может легко находиться в диапазоне от –20 до –10 °C (от –4 до 14 °F), тогда как температура поверхности подаваемый воздух будет иметь почти ту же температуру, что и вода, которая в худшем случае будет чуть ниже точки замерзания, но все же достаточно теплой, чтобы выдыхаемый дайвером воздух мог предотвратить образование льда. Если температура приземного воздуха значительно ниже точки замерзания (ниже -4 °C (25 °F)) избыточная влага из объемного резервуара может замерзнуть в ледяные гранулы, которые затем могут пройти вниз по шлангокабелю и попасть в воздухозаборник шлема, блокируя подачи воздуха в регулирующий клапан либо в результате уменьшения потока, либо в случае полной блокировки, если гранулы накапливаются и образуют пробку. Образование льда в системе поверхностного водоснабжения можно предотвратить, используя эффективную систему отделения влаги и регулярный слив конденсата. Также можно использовать осушающие фильтры. Использование газа ВД для наземной подачи обычно не является проблемой, поскольку в компрессорах ВД используется система фильтров, которая достаточно сушит воздух, чтобы поддерживать точку росы ниже -40 °C (-40 °F). Также будет полезно, если поверхность шлангокабеля будет подвергаться воздействию холодного воздуха как можно короче. Часть воды обычно недостаточно холодная, чтобы создавать проблемы.

Факторы, повышающие риск заморозки регулятора

• Неподходящая конструкция и конструкция регулятора. Любая конструктивная особенность, снижающая теплопередачу между регулятором и окружающей водой, например пластиковая накладка, может увеличить риск замерзания. Регуляторы, которые подходят и были протестированы для использования в холодной воде, будут упомянуты в технических характеристиках.
• Высокие скорости потока через регулятор. Это может быть вызвано:
  • Случайный свободный поток при падении второй ступени. Это наиболее вероятно, когда мундштук обращен вверх, и может вызвать замерзание в относительно теплой воде, особенно на поверхности, если первая ступень находится вне воды.
  • Продувка может привести к чрезвычайно высокой скорости потока.
  • Дыхание приятеля обеспечивает газом двух дайверов на одной и той же первой и второй стадиях.
  • Окто-дыхание обеспечивает газом двух дайверов через одну и ту же первую ступень и с большей вероятностью приведет к замерзанию первой ступени.
  • Заполнение подъемного мешка или ДСМБ из регулятора дыхания.
  • длительные периоды надувания сухого костюма или надувания компенсатора плавучести при дыхании от одного и того же регулятора.
  • Высокая частота дыхания из-за нагрузки.
• Низкая температура воды: вода непосредственно подо льдом, вероятно, холоднее, чем более глубокая пресная вода.
• Дыхание через регулятор надо льдом при минусовой температуре, когда нет догрева газа в межкаскадном шланге относительно теплой окружающей водой.

Меры предосторожности для снижения риска замерзания регулятора

• Сохранение внутренней части второй ступени полностью сухой перед входом в воду.

• Не дышать из регулятора, пока не окажусь под водой. При проверке регулятора перед погружением делайте только вдох, избегайте выдыхания через регулятор, так как влага, содержащаяся в выдыхаемом воздухе, замерзнет в автоматическом клапане.

• Предотвращение попадания воды в камеру второй ступени во время или между погружениями.
• Нажимать кнопку продувки не более чем на 5 секунд до или во время погружения и по возможности избегать даже этого.
• Избегайте тяжелых рабочих нагрузок, которые могут значительно увеличить частоту дыхания и объем воздуха, проходящего через клапан при каждом дыхательном цикле.
• Обеспечение отсутствия влаги в воздухе для подводного плавания.
• По возможности перед погружением держите регулятор в теплом месте.

смягчение последствий

Компания Kirby Morgan разработала трубчатый теплообменник из нержавеющей стали («Термообменник») для подогрева газа из регулятора первой ступени, чтобы снизить риск замерзания регулятора подводного плавания второй ступени при погружении в чрезвычайно холодную воду при температуре до -2,2 ° C ( 28,0 °Ф). Длина и относительно хорошая теплопроводность трубок, а также тепловая масса блока позволяют получить достаточно тепла от воды, чтобы нагреть воздух с точностью до одного-двух градусов относительно окружающей воды.

Процедуры управления замораживанием деятельности регулятора

• Дайвер закроет клапан баллона, питающего замороженный регулятор, и перейдет на дыхание от резервного регулятора. Это экономит газ и дает время замерзшему регулятору разморозиться.
• Если дайвер привязан, он может подать сигнал линейному тендеру заранее согласованным аварийным сигналом (обычно пять или более рывков за веревку), дыша из свободноточного регулятора (менее желательный вариант, используемый, если нет альтернативного источника газа). Пять рывков обычно означают, что надводный тендер должен вытащить дайвера на поверхность или, в данном случае, на лунку во льду.
• При погружении без привязи дайверу следует следовать указаниям обратно к лунке и избегать выхода за линию, если он не может использовать трос для прыжка или не видит прорубь.
• Аварийное восхождение, если непосредственно под прорубью и в пределах видимости. (наименее желательный вариант, если не считать утопления)

Протокол остановки регулятора часто включает в себя прекращение погружения.

Утечки газа

Утечки газа могут быть вызваны разрывом или негерметичностью шлангов, дефектными уплотнительными кольцами, перегоранием уплотнительных колец, особенно в соединительных хомутах, ослаблением соединений и некоторыми ранее перечисленными неисправностями. Шланги низкого давления могут не подсоединяться должным образом или может возникнуть течь обратного клапана. Из лопнувшего шланга низкого давления газ обычно теряется быстрее, чем из лопнувшего шланга высокого давления, поскольку шланги высокого давления обычно имеют отверстие для ограничения потока в фитинге, который ввинчивается в порт. поскольку погружной манометр не требует большого потока, а более медленное увеличение давления в шланге манометра с меньшей вероятностью приведет к перегрузке манометра, в то время как шланг второй ступени должен обеспечивать высокую пиковую скорость потока, чтобы минимизировать работу дыхания. Относительно распространенный выход из строя уплотнительного кольца происходит, когда уплотнение хомута вилки выдавливается из-за недостаточного усилия зажима или упругой деформации хомута под воздействием окружающей среды. Это может вызвать что угодно, от легкой до катастрофической утечки, и со временем ситуация может ухудшиться.

Влажное дыхание

Влажное дыхание вызвано попаданием воды в регулятор и ставит под угрозу комфорт и безопасность дыхания. Вода может просачиваться в корпус второй ступени через поврежденные мягкие части, такие как порванные мундштуки, поврежденные выпускные клапаны и перфорированные диафрагмы, через трещины в корпусе или через плохо герметичные или загрязненные выпускные клапаны. Большинство причин влажного дыхания можно устранить путем замены или правильного крепления соответствующих компонентов или путем удаления мусора и очистки выпускного клапана и порта.

Чрезмерная работа дыхания

См. также: Работа дыхания и Дыхательная производительность регуляторов.

Высокая работа дыхания может быть вызвана высоким сопротивлением вдоху, высоким сопротивлением выдоху или тем и другим. Высокое сопротивление вдыханию может быть вызвано высоким давлением открытия, низким межступенчатым давлением, трением в движущихся частях клапана второй ступени, чрезмерной нагрузкой на пружину или неоптимальной конструкцией клапана. Обычно его можно улучшить путем обслуживания и настройки, но некоторые регуляторы не могут обеспечить высокий поток на большой глубине без большой работы дыхания. Высокое сопротивление выдоху обычно возникает из-за проблем с выпускными клапанами, которые могут заедать, затвердевать из-за износа материалов или иметь недостаточную для эксплуатации площадь проходного сечения. Работа дыхания увеличивается с увеличением плотности газа, а значит, и с глубиной. Общая работа дыхания дайвера представляет собой сочетание физиологической работы дыхания и механической работы дыхания. Эта комбинация может превысить возможности дайвера, который затем может задохнуться из-за токсичности углекислого газа .

Сотрясение, содрогание и стоны

Это вызвано нерегулярным и нестабильным потоком из второй ступени. Это может быть вызвано нестабильной обратной связью между расходом в корпусе второй ступени и отклонением диафрагмы, открывающим клапан, которого недостаточно для создания свободного потока, но достаточно, чтобы вызвать система охоты . Это чаще встречается в высокопроизводительных регуляторах, которые настроены на максимальный поток и минимальную работу дыхания, особенно вне воды, и часто уменьшается или исчезает, когда регулятор погружен в воду, а окружающая вода демпфирует движение диафрагмы и других движущихся элементов. части. Снижение чувствительности второй ступени путем закрытия вспомогательных устройств Вентури или увеличения давления пружины клапана часто решает эту проблему. Дребезжания также могут быть вызваны чрезмерным, но неравномерным трением движущихся частей клапана.

Физическое повреждение корпуса или компонентов

Повреждения, такие как трещины в корпусе, порванные или смещенные мундштуки, поврежденные обтекатели выхлопных газов, могут вызвать проблемы с потоком газа или утечки, а также могут сделать регулятор неудобным в использовании или из-за затруднения дыхания.

Использование загрязненного или несовместимого регулятора с газом с высоким содержанием кислорода под высоким давлением может привести к внутреннему возгоранию, которое может просто разрушить уплотнение или другой второстепенный компонент или сжечь значительную часть оборудования и окружающей среды.

Сервис и ремонт

Большинство регуляторов представляют собой достаточно простые и надежные механизмы, и многие из них не требуют специальных инструментов для обслуживания, но для подачи дыхательного газа они являются оборудованием жизнеобеспечения, и обычно работа над функциональными компонентами для клиента влечет за собой юридические последствия. В большинстве случаев допустимо обслуживать собственное оборудование жизнеобеспечения, обычно ожидается, что техник по обслуживанию будет сертифицирован как компетентный для работы с регулятором для клиента.

См. также

• Ребризер для дайвинга # Режимы отказа