Механизм водолазных регуляторов
-
Механизм регуляторов для подводного плавания
- Регуляторы давления газа используются в системах подачи дыхательных газов для подводного плавания.
- Механическая обратная связь по давлению управляет открытием клапана.
- Пропускная способность и чувствительность должны быть достаточными для поддержания давления и расхода.
-
Типы регуляторов для подводного плавания
- Регуляторы снижения давления используются в дыхательных аппаратах и ребризерах.
- Регуляторы обратного давления используются в системах рекуперации газа и барокамерах.
-
Подключение к источнику питания высокого давления
- Первая ступень регулятора может быть подсоединена к клапану баллона с помощью CGA 850 или DIN.
- CGA 850 использует хомут, который прижимает входное отверстие регулятора к клапану баллона.
- DIN использует резьбовое соединение, выдерживающее большее давление.
-
Соединение CGA 850
- Хомутовые соединители CGA 850 популярны в Северной Америке и других странах.
- Уплотнительное кольцо прижимается к канавке на клапане баллона.
- Винт должен быть затянут достаточно сильно, но не слишком туго.
-
Соединение по стандарту DIN
- Фитинги DIN менее распространены, но выдерживают большее давление.
- Клапаны DIN выпускаются с номинальным давлением 232 и 300 бар.
- Канавка для уплотнительного кольца имеет внутренний диаметр 12 мм и наружный диаметр 17 мм.
-
Адаптеры и комплекты для переоборудования
- Существуют адаптеры для перехода между CGA 850 и DIN.
- Некоторые производители выпускают комплекты для переоборудования регуляторов.
-
Другие типы соединений
- Клапаны для баллонов с газами, отличными от воздуха, имеют метрическую резьбу M26×2.
- Уплотнительное кольцо для M26x2 имеет размеры 13,9 мм x 2,6 мм.
-
Типы клапанов баллонов
- Большинство клапанов баллонов для подводного плавания относятся к типу K-valve.
- J-образные клапаны потеряли популярность из-за уязвимости к случайному выбросу воздуха и увеличения стоимости обслуживания.
- Клапаны с боковым шпинделем расположены справа, но левосторонние клапаны также производятся.
-
Регуляторы расхода с одним шлангом
- Современные регуляторы давления для дайвинга состоят из одноступенчатого двухступенчатого регулятора.
- Первая ступень снижает давление в баллоне до промежуточного значения, затем дыхательный газ подается на вторую ступень.
- Сбалансированный регулятор первой ступени поддерживает постоянную разницу давлений.
-
Первая ступень регулятора
- Первая ступень крепится к клапану баллона или коллектору.
- Механизм может быть мембранного или поршневого типа, оба могут быть сбалансированными или несбалансированными.
- Поршневые ступени проще в изготовлении, но могут быть подвержены коррозии.
- Мембранные ступени более сложны, но подходят для холодной воды и соленой воды.
-
Межступенчатый шланг
- Используется для подачи дыхательного газа от регулятора первой ступени ко второй ступени.
- Стандартный шланг имеет длину 30 дюймов, но доступны шланги разной длины.
- Отверстия низкого давления имеют резьбу 3/8″ UNF, отверстия высокого давления — 7/16 дюймов.
-
Вторая ступень регулятора
- Вторая ступень снижает давление подачи воздуха до атмосферного давления.
- Срабатывание клапана происходит из-за падения давления на выходе.
- Входные клапаны могут быть поворотными, но не поддаются точной настройке.
- При утечке на первой ступени клапан второй ступени автоматически открывается.
- При использовании восходящего наклонного клапана второй ступени должен быть установлен предохранительный клапан на первой ступени.
-
Современные регуляторы
- Современные регуляторы редко имеют заводские клапаны сброса давления.
- Клапаны доступны как аксессуары, которые можно вкрутить в любой порт низкого давления.
-
Дожимные клапаны
- Большинство современных регуляторов используют дожимные клапаны.
- Дожимные клапаны открываются в направлении потока газа и закрываются пружиной.
- Используются два типа дожимных клапанов: классический и с трубкой.
-
Сервоуправляемые клапаны
- Некоторые регуляторы используют чувствительные пилотные клапаны для управления основным клапаном.
- Эти клапаны обеспечивают высокую скорость потока при малом перепаде давления.
-
Вытяжные клапаны
- Вытяжные клапаны предотвращают попадание воды в регулятор и создают отрицательное давление для управления клапаном.
- Используются эластомерные клапаны или клапаны типа «утиный клюв».
-
Вытяжные коллекторы
- Вытяжные коллекторы защищают клапаны и направляют выдыхаемый воздух в стороны.
- В двойных шланговых регуляторах коллекторы не нужны.
-
Кнопка продувки
- Кнопка продувки позволяет вручную открыть клапан и выпустить воздух.
- Используется для очистки регулятора от воды и для надувания буев.
-
Регулируемые пользователем модификаторы потока
- Некоторые регуляторы позволяют регулировать давление и обратную связь.
- Это позволяет настраивать давление на глубине и избегать свободного потока.
-
Двойные шланговые регуляторы
- Двойные шланговые регуляторы имеют две трубки: одну для подачи воздуха, другую для выдыхаемого газа.
- Преимущества: пузырьки выходят за голову, что улучшает видимость и снижает шум.
- Недостатки: изменение давления в зависимости от ориентации и необходимость ограничения потока.
- Двойные шланговые регуляторы устарели и используются редко.
-
Регуляторы с одним шлангом
- Регулятор с одним шлангом имеет предохранительный клапан и установлен на клапане баллона.
- Механизм регулятора заключен в металлический корпус и предотвращает свободный поток.
- Воздух поступает в мундштук через гофрированные резиновые шланги.
-
Регуляторы с двумя шлангами
- Регуляторы с двумя шлангами имеют двухступенчатую конструкцию.
- Первая ступень снижает давление воздуха до давления окружающей среды.
- Вторая ступень регулирует давление в мундштуке.
-
Регуляторы постоянного массового расхода
- Используются в ребризерах полузамкнутого контура.
- Подключаются к баллону высокого давления.
- Эффект Вентури увеличивает скорость потока при сжатии.
-
Регуляторы поверхностной подачи
- Используются для подачи дыхательных газов с поверхности.
- Подключаются к баллонам высокого давления.
- Обеспечивают необходимый расход и могут быть возвращены на поверхность.
-
Регуляторы регенерации
- Используются в регенерационных шлемах.
- Возвращают выдыхаемый газ на поверхность для повторного использования.
- Оснащены регулятором возврата и перепускным клапаном.
-
Встроенные регуляторы дыхательной системы
- Используются в камерах для подводного плавания и барокамерах.
- Обеспечивают альтернативный дыхательный газ в экстренных ситуациях.
- Выхлопные газы выводятся за пределы камеры.
-
Системы подачи газа в гипербарических камерах
- Используются для подачи газа в камеры с давлением выше атмосферного.
- Контролируемый клапан exhaust valve регулирует поток газа.
- Клапан открывается при избыточном давлении, закрывается при его снижении.
-
Принцип работы BIBS
- Подача газа через клапан demand valve.
- Ограничение мертвого пространства для минимизации накопления углекислого газа.
- Двухступенчатая система для diver, аналогичная reclaim helmets.
-
Применение BIBS
- Подача газа с другим составом для контроля атмосферы в камере.
- Используется в терапевтической декомпрессии и гипербарической кислородной терапии.
-
Неисправности и причины
- Неправильное снабжение газом или утечка воды.
- Основные причины: засорение фильтров, залипание клапанов, свободный поток, промежуточное давление, замерзание регулятора.
-
Засорение фильтров
- Фильтры защищают от коррозии и загрязнений.
- Засорение фильтров снижает производительность, но не приводит к катастрофическим последствиям.
-
Залипание клапанов
- Загрязнения могут вызвать трение между движущимися частями.
- Требует разборки и очистки регулятора.
-
Свободный поток
- Застревание клапанов в открытом положении.
- Причины: падение в воду, неправильная настройка, повреждение клапанов.
-
Промежуточное давление
- Медленная утечка первого клапана.
- Давление повышается, клапан открывается для сброса давления.
- Причины: плохое уплотнение, грязь, износ, трещины.
-
Замерзание регулятора
- Образование льда на клапанах или в них.
- Возможные последствия: заклинивание клапанов, утечка воды, вдыхание льда.
- В холодных водах использование регулятора может вызвать замерзание.
-
Меры предосторожности
- Установка шаттл-клапанов для переключения на альтернативный второй этап.
- Использование регуляторов с тефлоновым покрытием для предотвращения образования льда.
-
Причины образования льда в регуляторах
- Лед образуется на внутренних компонентах регулятора, таких как рычаг клапана, трубка корпуса клапана и впускной клапан.
- Лед заполняет зазор между рычагом и точкой опоры, препятствуя полному закрытию клапана при выдохе.
- Лед может замерзнуть вокруг выпускного клапана, уменьшая поток и увеличивая усилие выдоха.
-
Влияние холода на дыхание
- Лед может вызвать потерю газа и смерть от удушья.
- Лед может образоваться при температуре воды ниже 4 °C.
- Лед может образоваться при высоком давлении в цилиндре и большом потоке.
-
Механизм образования льда
- Давление в цилиндре и поток влияют на температуру газа.
- Чем выше давление и поток, тем больше риск образования льда.
- Температура воды и продолжительность потока также важны.
-
Рекомендации по предотвращению образования льда
- Избегайте намеренного свободного потока регулятора.
- Не используйте регулятор при температуре воды ниже 4 °C.
- Поддерживайте высокую температуру воды, чтобы избежать образования льда.
-
Замерзание первой ступени
- Воздух из цилиндра охлаждается при прохождении через первую ступень регулятора.
- Лед может образоваться на внешней стороне первой ступени при низких температурах воды и высоких потоках.
- Лед может заблокировать механизм регулятора, что приведет к свободному потоку.
-
Методы предотвращения замерзания первой ступени
- Избегайте прямого контакта воды с охлажденными частями регулятора.
- Увеличьте теплопередачу от окружающей среды для предотвращения образования льда.
-
Регуляторы для подводного плавания и холодная вода
- Регуляторы с пластиковой оболочкой непригодны для холодной воды.
- Изоляция первой или второй ступени предотвращает нагревание и ускоряет замерзание.
- Комплекты для изоляции могут помочь на время испытаний.
-
Замораживание первой ступени
- Замораживание первой ступени занимает больше времени, чем второй.
- Большинство первых ступеней могут работать при температуре 1,6 °C до 57 м.с. без замерзания.
- При высокой скорости второй ступени первая быстро обледенеет.
-
Температура газа между ступенями
- При вдохе давление падает с 230 до 50 бар до 8 бар.
- Температура между ступенями при 0-2 °C и высокой частоте дыхания может быть ниже точки замерзания.
- Воздух на второй ступени нагревается до -11 °C, что ниже точки замерзания.
-
Вторая стадия замораживания
- Воздух на второй ступени охлаждается и может замерзнуть.
- Металлические компоненты передают тепло от воды и выдыхаемого воздуха.
- Лед может вызвать свободный поток и повредить регулятор.
-
Дыхательное оборудование с поверхности
- Защитные клапаны шлемов и масок не охлаждаются до точки замерзания.
- При погружении с аквалангом температура воздуха на второй ступени может быть ниже точки замерзания.
- Избыточная влага может замерзнуть в шлеме, перекрывая доступ воздуха.
-
Факторы риска замерзания
- Неподходящая конструкция регулятора.
- Случайный свободный поток при опускании второй ступени.
- Продувка может привести к высокому расходу.
- Парное дыхание и заполнение подъемного мешка.
- Высокая частота дыхания и низкая температура воды.
-
Меры предосторожности
- Поддержание второй ступени сухой перед погружением.
- Не дышите через регулятор до погружения.
- Избегайте попадания воды в камеру второй ступени.
- Нажимайте кнопку продувки не более 5 секунд до или во время погружения.
-
Избегать тяжелых нагрузок
- Избегать нагрузок, увеличивающих частоту дыхания и объем воздуха через клапан
- Держать регулятор в теплом месте перед погружением
-
Смягчение
- Трубчатый теплообменник из нержавеющей стали для подогрева газа
- Снижение риска замерзания регулятора второй ступени при температуре до -2,2 °C
-
Процедуры управления замораживанием
- Закрыть клапан баллона и переключиться на резервный регулятор
- Подать аварийный сигнал на буксирный трос при отсутствии альтернативной подачи газа
-
Утечка газа
- Разрыв или негерметичность шлангов, дефектные уплотнительные кольца
- Неправильное подсоединение надувных шлангов, утечка из обратного клапана
-
Влажное дыхание
- Попадание воды в регулятор через поврежденные детали
- Устранение причин влажного дыхания путем замены или очистки компонентов
-
Чрезмерная работа органов дыхания
- Высокое сопротивление вдоху и выдоху
- Техническое обслуживание и настройка для улучшения работы
-
Сотрясание, содрогание и постанывание
- Неравномерный поток из второй ступени
- Снижение чувствительности второй ступени и увеличение давления пружины клапана
-
Физическое повреждение корпуса или компонентов
- Трещины в корпусе, порванные мундштуки, поврежденные обтекатели
- Использование загрязненного регулятора с газом с высоким содержанием кислорода может привести к возгоранию
-
Техническое обслуживание и ремонт
- Большинство регуляторов просты в обслуживании
- Работа с функциональными компонентами требует сертификации специалиста