Dykregulator
 Dykregulator: Den mest välbekanta typen är enslang öppen krets scuba regulator, med första och andra steg, lågtryckspumpslang och dränkbar tryckmätare
| |
| Andra namn | Behovsventil |
|---|---|
| Används | Minskar trycksatt andningsgas till omgivningstryck och levererar den till dykaren |
| Uppfinnare | Manuel Théodore Guillaumet (1838), Benoît Rouquayrol (1860), Jacques-Yves Cousteau och Émile Gagnan (1942), Ted Eldred (1950) |
| Relaterade saker |
Lättviktshjälm Helmaske Dykcylinder Flytkraftskompensator |
En dykregulator är en tryckregulator som kontrollerar trycket på andningsgas för dykning. Den vanligaste applikationen är att reducera trycksatt andningsgas till omgivande tryck och leverera den till dykaren, men det finns även andra typer av gastrycksregulatorer som används för dykapplikationer. Gasen kan vara luft eller en av en mängd olika specialblandade andningsgaser . Gasen kan tillföras från en scubacylinder som bärs av dykaren eller via en slang från en kompressor eller högtryckslagringscylindrar vid ytan vid ytförsörjd dykning . En gastrycksregulator har en eller flera ventiler i serie som reducerar trycket från källan och använder nedströmstrycket som återkoppling för att kontrollera det levererade trycket, eller uppströmstrycket som återkoppling för att förhindra alltför höga flödeshastigheter, vilket sänker trycket i varje steg.
Termerna "regulator" och "behovsventil" används ofta omväxlande, men en behovsventil är slutstegets tryckreduceringsregulator som levererar gas endast medan dykaren andas in och minskar gastrycket till ungefär omgivande temperatur. I enslangs behovsregulatorer hålls behovsventilen antingen i dykarens mun av ett munstycke eller fäst vid helmasken eller hjälmen. I regulatorer med dubbla slangar är behovsventilen inkluderad i regulatorns kropp som vanligtvis är ansluten direkt till cylinderventilen eller grenrörsutloppet, med ett fjärrmunstycke som levereras med omgivande tryck.
En tryckreduktionsregulator används för att styra leveranstrycket för gasen som tillförs en friflödeshjälm eller helmask, i vilken flödet är kontinuerligt, för att upprätthålla det nedströmstryck som tillhandahålls av det omgivande trycket i avgaserna och flödesmotståndet hos leveranssystemet (främst navelsträngen och avgasventilen) och inte mycket påverkad av dykarens andning. Dykrebreather- system kan också använda regulatorer för att kontrollera flödet av färsk gas, och behovsventiler, så kallade automatiska utspädningsventiler , för att upprätthålla volymen i andningsslingan under nedstigning. Gasåtervinningssystem och inbyggda andningssystem (BIBS) använder en annan typ av regulator för att styra flödet av utandad gas till returslangen och genom återvinningssystemet på ovansidan, dessa är av mottrycksregulatorklassen .
En regulators prestanda mäts av spricktrycket och det extra mekaniska andningsarbetet och förmågan att leverera andningsgas vid maximal inandningsflöde vid höga omgivningstryck utan alltför stort tryckfall och utan alltför stort dödutrymme . För vissa dykningstillämpningar i kallt vatten är kapaciteten att leverera höga flödeshastigheter vid låga omgivningstemperaturer utan att blockera på grund av regulatorns frysning viktig.
Syfte
Dykregulatorn är en mekanism som minskar trycket från tillförseln av andningsgas och förser dykaren med den vid ungefär omgivande tryck. Gasen kan tillföras på begäran, när dykaren andas in, eller som ett konstant flöde förbi dykaren inuti hjälmen eller masken, från vilken dykaren använder det som behövs, medan resten går till spillo.
Gasen kan tillföras direkt till dykaren, eller till en rebreather-krets, för att kompensera för förbrukad gas och volymförändringar på grund av djupvariationer. Gasförsörjningen kan ske från en högtrycksdykarcylinder som bärs av dykaren, eller från en ytförsörjning genom en slang ansluten till en kompressor eller högtryckslagringssystem.
Typer
Öppen krets behovsventil
En behovsventil upptäcker tryckfallet när dykaren börjar andas in och förser dykaren med en gasfläkt vid omgivande tryck. När dykaren slutar andas in stängs behovsventilen för att stoppa flödet. Behovsventilen har en kammare, som vid normal användning innehåller andningsgas vid omgivande tryck, som är ansluten till ett bitgreppsmunstycke, en helmask eller en dykarhjälm , antingen direkt kopplad eller ansluten med ett flexibelt lågtryck slang. På ena sidan av kammaren finns ett flexibelt membran för att känna av tryckskillnaden mellan gasen i kammaren på ena sidan och det omgivande vattnet på den andra sidan, och styra funktionen av ventilen som tillför trycksatt gas in i kammaren.
Detta görs genom att ett mekaniskt system kopplar membranet till en ventil som öppnas i en utsträckning som är proportionell mot membranets förskjutning från stängt läge. Tryckskillnaden mellan munstyckets insida och det omgivande trycket utanför membranet som krävs för att öppna ventilen är känt som spricktrycket. Denna spricktrycksskillnad är vanligtvis negativ i förhållande till omgivningen, men kan vara något positiv på en övertrycksregulator (en regulator som upprätthåller ett tryck inuti munstycket, masken eller hjälmen, som är något högre än det omgivande trycket). När ventilen har öppnats ska gasflödet fortsätta med den minsta stabila tryckskillnad som rimligen är praktiskt möjligt medan dykaren andas in, och bör stoppa så snart gasflödet stannar. Flera mekanismer har utvecklats för att tillhandahålla denna funktion, några av dem extremt enkla och robusta, och andra något mer komplexa, men mer känsliga för små tryckförändringar. Membranet är skyddat av ett lock med hål eller slitsar genom vilka yttre vatten kan komma in fritt. Detta lock minskar membranets känslighet för vattenturbulens och dynamiskt tryck på grund av rörelse, vilket annars kan utlösa gasflöde när det inte behövs.
När dykaren börjar andas in, sänker avlägsnandet av gas från höljet trycket inuti kammaren, och det yttre vattentrycket flyttar membranet inåt med en spak som lyfter ventilen från sitt säte och släpper ut gas i kammaren. Mellanstegsgasen, vid cirka 8 till 10 bar (120 till 150 psi) över omgivningstrycket, expanderar genom ventilöppningen när dess tryck reduceras till rumstemperatur och förser dykaren med mer gas att andas. När dykaren slutar andas in fylls kammaren tills det yttre trycket är balanserat, membranet återgår till sitt viloläge och spaken släpper ventilen för att stängas av ventilfjädern och gasflödet stannar.
När dykaren andas ut, böjer envägsventiler gjorda av ett flexibelt lufttätt material utåt under trycket från utandningen och låter gas komma ut ur kammaren. De stängs, vilket gör en tätning, när utandningen stannar och trycket inuti kammaren minskar till omgivande tryck.
De allra flesta behovsventiler används på andningsapparater med öppen krets, vilket innebär att den utandade gasen släpps ut i den omgivande miljön och går förlorad. Återvinningsventiler kan monteras på hjälmarna så att den använda gasen kan återföras till ytan för återanvändning efter att koldioxiden tagits bort och syret har fyllts på. Denna process, som kallas "push-pull", är tekniskt komplex och dyr och används endast för djup kommersiell dykning på helioxblandningar, där besparingen på helium kompenserar för kostnader och komplikationer med systemet, och för dykning i förorenat vatten , där gasen inte återvinns, men systemet minskar risken för att förorenat vatten läcker in i hjälmen genom en avgasventil.
Friflödesregulator med öppen krets
Dessa används i allmänhet vid yttillförseldykning med friflödesmasker och hjälmar. De är vanligtvis en stor högflödesklassad industriell gasregulator som styrs manuellt vid gaspanelen på ytan till det tryck som krävs för att ge den önskade flödeshastigheten till dykaren. Fritt flöde används normalt inte på dykutrustning eftersom de höga gasflödena är ineffektiva och slösaktiga.
I konstantflödesregulatorer ger tryckregulatorn ett konstant reducerat tryck, vilket ger gasflöde till dykaren, vilket i viss mån kan styras av en justerbar öppning som styrs av dykaren. Dessa är den tidigaste typen av andningsinställningsflödeskontroll. Dykaren måste fysiskt öppna och stänga den justerbara tillförselventilen för att reglera flödet. Konstantflödesventiler i ett andningsset med öppen krets förbrukar gas mindre ekonomiskt än behovsventilregulatorer eftersom gasen strömmar även när den inte behövs och måste strömma med den hastighet som krävs för maximal inandning. Före 1939 designades självförsörjande dyk- och industriella andningsapparater med öppen krets med konstantflödesregulatorer av Le Prieur , men kom inte i allmän användning på grund av mycket kort dyktid. Konstruktionskomplikationer berodde på behovet av att placera andrastegets flödeskontrollventil där den lätt kunde manövreras av dykaren.
Återta regulatorer
Kostnaden för andningsgas som innehåller en hög fraktion helium är en betydande del av kostnaden för djupdykningsoperationer och kan minskas genom att återvinna andningsgasen för återvinning. En återvinningshjälm är försedd med en returledning i dykarens navelsträng och utandad gas släpps ut till denna slang genom en återvinningsregulator, som säkerställer att gastrycket i hjälmen inte kan falla under det omgivande trycket. Gasen bearbetas vid ytan i heliumåtervinningssystemet genom att filtrera, skrubba och boostas till lagringscylindrar tills den behövs. Syrehalten kan justeras när så är lämpligt. Samma princip används i inbyggda andningssystem som används för att ventilera ut syrerika behandlingsgaser från en hyperbarisk kammare , även om dessa gaser i allmänhet inte återvinns. En avledningsventil tillhandahålls för att tillåta dykaren att manuellt byta till öppen krets om återvinningsventilen inte fungerar, och en undertrycksventil tillåter vatten att komma in i hjälmen för att undvika en klämning om återvinningsventilen plötsligt misslyckas, vilket ger dykaren tid att byta till öppen krets utan skada. Återvinningsventiler för djupdykning kan använda två steg för att ge jämnare flöde och lägre andningsarbete . Återvinningsregulatorn fungerar på en liknande princip som behovsregulatorn, genom att den endast tillåter flöde när tryckskillnaden mellan det inre av hjälmen och det omgivande vattnet öppnar ventilen, men använder uppströms övertrycket för att aktivera ventilen, där behovsventilen använder nedströms undertryck.
Reclaim-regulatorer används också ibland för hazmat-dykning för att minska risken för återflöde av förorenat vatten genom avgasventilerna in i hjälmen. I denna applikation skulle det inte finnas någon undertrycksflödesventil, men tryckskillnaderna och klämrisken är relativt låg. Andningsgasen i denna applikation skulle vanligtvis vara luft och skulle faktiskt inte återvinnas.
Inbyggda andningssystem
BIBS-regulatorer för hyperbariska kammare har ett tvåstegssystem vid dykaren som liknar återvinningshjälmar, men för denna applikation dumpar utloppsregulatorn den utandade gasen genom en utloppsslang till atmosfären utanför kammaren.
Dessa är system som används för att tillföra andningsgas vid behov i en kammare som har ett tryck som är högre än det omgivande trycket utanför kammaren. Tryckskillnaden mellan kammaren och det yttre omgivningstrycket gör det möjligt att släppa ut den utandade gasen till den yttre miljön, men flödet måste kontrolleras så att endast utandad gas ventileras genom systemet och den inte dränerar innehållet i kammaren för att utsidan. Detta uppnås genom att använda en kontrollerad avgasventil som öppnar när ett lätt övertryck i förhållande till kammartrycket på avgasmembranet för ventilmekanismen mot en fjäder. När detta övertryck försvinner genom att gasen strömmar ut genom avgasslangen, återför fjädern denna ventil till stängt läge, vilket avbryter ytterligare flöde och bevarar kammaratmosfären. En negativ eller noll tryckskillnad över avgasmembranet kommer att hålla det stängt. Avgasmembranet utsätts för kammartrycket på ena sidan och utandningsgastrycket i munmasken på den andra sidan. Tillförseln av gas för inandning sker genom en behovsventil som fungerar enligt samma principer som en vanlig dykbehovsventil andra steg. Liksom alla andra andningsapparater måste det döda utrymmet begränsas för att minimera ansamling av koldioxid i masken.
I vissa fall måste utloppssuget begränsas och en mottrycksregulator kan behövas. Detta skulle vanligtvis vara fallet för användning i ett mättnadssystem. Användning för syrgasbehandling och ytdekompression på syrgas skulle i allmänhet inte behöva en mottrycksregulator. När en externt ventilerad BIBS används vid lågt kammartryck, kan en vakuumassistans vara nödvändig för att hålla utandningsmottrycket nere för att ge ett acceptabelt andningsarbete .
Den huvudsakliga applikationen för denna typ av BIBS är tillförsel av andningsgas med en annan sammansättning än kammaratmosfären till passagerare i en hyperbarisk kammare där kammaratmosfären kontrolleras, och kontaminering av BIBS-gasen skulle vara ett problem. Detta är vanligt vid terapeutisk dekompression och hyperbar syrgasbehandling, där ett högre partialtryck av syre i kammaren skulle utgöra en oacceptabel brandrisk och skulle kräva frekvent ventilation av kammaren för att hålla partialtrycket inom acceptabla gränser. Frekvent ventilation är bullrig och dyr, men kan användas i en nödsituation.
Rebreather regulatorer
Rebreather-system som används för dykning återvinner det mesta av andningsgasen, men är inte baserade på ett behovsventilsystem för sin primära funktion. Istället andningsslingan av dykaren och förblir vid omgivande tryck under användning. Regulatorer som används i scuba rebreathers beskrivs nedan.
Den automatiska utspädningsventilen (ADV) används i en rebreather för att tillföra gas till slingan för att automatiskt kompensera för volymminskning på grund av tryckökning med större djup eller för att kompensera för gas som förlorats från systemet genom att dykaren andas ut genom näsan samtidigt som mask eller som en metod för att spola slingan . De är ofta försedda med en tömningsknapp för att möjliggöra manuell spolning av slingan. ADV är praktiskt taget identisk i konstruktion och funktion med öppen krets behovsventil, men har ingen avgasventil. Vissa passiva halvslutna kretsrebreathers använder ADV för att tillföra gas till slingan för att kompensera för en del av gasen som släpps ut automatiskt under andningscykeln som ett sätt att upprätthålla en lämplig syrekoncentration.
Bailout -ventilen (BOV) är en öppen krets behovsventil inbyggd i ett rebreather-munstycke eller annan del av andningsslingan. Den kan isoleras medan dykaren använder rebreather för att återvinna andningsgas, och öppnas, samtidigt som andningsslingan isoleras, när ett problem gör att dykaren räddar sig ut på öppen krets. Den huvudsakliga utmärkande egenskapen hos BOV är att samma munstycke används för öppen och sluten krets, och dykaren behöver inte stänga dyk-/ytventilen (DSV), ta bort den från munnen och hitta och sätta in räddningsanordningen kravventil för att rädda ut på öppen krets. Även om det är kostsamt, gör denna minskning av kritiska steg den integrerade BOV till en betydande säkerhetsfördel, särskilt när det finns ett högt partialtryck av koldioxid i slingan, eftersom hyperkapni kan göra det svårt eller omöjligt för dykaren att hålla andan även för kort tid som krävs för att byta munstycke.
Tillsatsventiler för konstant massflöde används för att tillföra ett konstant massflöde av färsk gas till en aktiv typ av halvstängd rebreather för att fylla på den gas som används av dykaren och för att upprätthålla en ungefär konstant sammansättning av slingblandningen. Två huvudtyper används: den fasta öppningen och den justerbara öppningen (vanligtvis en nålventil). Den konstanta massflödesventilen matas vanligtvis av en gasregulator som är isolerad från det omgivande trycket så att den ger en absolut tryckreglerad uteffekt (ej kompenserad för omgivande tryck). Detta begränsar djupintervallet inom vilket konstant massflöde är möjligt genom öppningen, men ger en relativt förutsägbar gasblandning i andningsslingan. En övertrycksventil i det första steget används för att skydda utgångsslangen. Till skillnad från de flesta andra dykregulatorer styr konstant massflödesöppningar inte nedströmstrycket, men de reglerar flödet.
Manuella och elektroniskt styrda tillsatsventiler används på manuella och elektroniskt styrda slutna kretsrebreathers (mCCR, eCCR) för att tillföra syre till slingan för att bibehålla syrepartialtryckets börvärde. En manuellt eller elektroniskt styrd ventil används för att frigöra syre från utloppet av en standard dykregulator första steget in i andningsslingan. En övertrycksventil på det första steget är nödvändig för att skydda slangen. Strängt taget är dessa inte tryckregulatorer, de är flödeskontrollventiler.
Historia
Den första registrerade behovsventilen uppfanns 1838 i Frankrike och glömdes bort under de närmaste åren; en annan fungerande behovsventil uppfanns inte förrän 1860. Den 14 november 1838 lämnade Dr. Manuel Théodore Guillaumet från Argentan, Normandie, Frankrike, in ett patent på en efterfrågeregulator med dubbla slangar; dykaren tillfördes luft genom rör från ytan till en bakmonterad behovsventil och därifrån till ett munstycke. Den utandningsgas ventilerades till sidan av huvudet genom en andra slang. Apparaten demonstrerades för och undersöktes av en kommitté från den franska vetenskapsakademin:
Den 19 juni 1838, i London, lämnade William Edward Newton in ett patent (nr 7695: "Diving apparatus") för en membranaktiverad dubbelslangsventil för dykare. Det antas dock att Mr. Newton bara lämnade in ett patent på uppdrag av Dr. Guillaumet.
År 1860 uppfann en gruvingenjör från Espalion (Frankrike), Benoît Rouquayrol , en behovsventil med en luftreservoar av järn för att låta gruvarbetare andas i översvämmade gruvor. Han kallade sin uppfinning régulateur ('regulator'). 1864 träffade Rouquayol den franska kejserliga marinens officer Auguste Denayrouze och de arbetade tillsammans för att anpassa Rouquayrols regulator till dykning. Rouquayrol-Denayrouze-apparaten massproducerades med några avbrott från 1864 till 1965. Från och med 1865 förvärvades den som en standard av den franska kejserliga flottan, men accepterades aldrig helt av de franska dykarna på grund av bristande säkerhet och autonomi.
1926 patenterade Maurice Fernez och Yves Le Prieur en handkontrollerad konstantflödesregulator (inte en behovsventil), som använde en helmask (luften som strömmade ut från masken vid konstant flöde ).
1937 och 1942 patenterade den franske uppfinnaren, Georges Commeinhes från Alsace , en dykventil försedd med luft från två gasflaskor genom en helmask . Commeinhes dog 1944 under befrielsen av Strasbourg och hans uppfinning glömdes snart bort. Commeinhes behovsventil var en anpassning av Rouquayoul-Denayrouze-mekanismen, inte lika kompakt som Cousteau-Gagnan-apparaten.
Först i december 1942 utvecklades behovsventilen till den form som fick bred acceptans. Detta skedde efter att den franske sjöofficeren Jacques-Yves Cousteau och ingenjören Émile Gagnan träffades för första gången i Paris . Gagnan, anställd på Air Liquide , hade miniatyriserat och anpassat en Rouquayrol-Denayrouze-regulator som användes för gasgeneratorer efter stränga bränslerestriktioner på grund av den tyska ockupationen av Frankrike ; Cousteau föreslog att den skulle anpassas för dykning, vilket 1864 var dess ursprungliga syfte.
Den enkla slangregulatorn, med en munhållen behovsventil försedd med lågtrycksgas från cylinderventilen monterade första steget, uppfanns av australiensaren Ted Eldred i början av 1950-talet som svar på patentrestriktioner och lagerbrist på Cousteau-Gagnan-apparaten i Australien . 1951 uppfann ER Cross "Sport Diver", en av de första amerikansktillverkade enslangsregulatorerna. Cross version är baserad på det syresystem som används av piloter. Andra tidiga enslangsregulatorer som utvecklades under 1950-talet inkluderar Rose Aviations "Little Rose Pro", "Nemrod Snark" (från Spanien) och Sportsways "Waterlung", designad av dykpionjären Sam LeCocq 1958. I Frankrike 1955 , ett patent togs av Bronnec & Gauthier för en enda slangregulator, senare tillverkad som Cristal Explorer. "Waterlung" skulle så småningom bli den första enslangsregulatorn som blev allmänt antagen av dykarpubliken. Med tiden skulle bekvämligheten och prestandan hos förbättrade enslangsregulatorer göra dem till industristandard. Prestanda fortsätter att förbättras i små steg, och anpassningar har tillämpats på rebreather-tekniken.
Den enkla slangregulatorn anpassades senare för dykning med yttillförsel i lätta hjälmar och helmasker i traditionen med Rouquayrol-Denayrouze-utrustningen för att spara på gasanvändningen. År 1969 hade Kirby-Morgan utvecklat en helmask - KMB-8 Bandmask - med en enda slangregulator. Detta utvecklades till Kirby-Morgan SuperLite-17B 1976
Sekundära (bläckfisk) behovsventiler, dränkbara tryckmätare och lågtrycksuppblåsningsslangar lades till i det första steget. [ när? ]
1994 utvecklades ett återvinningssystem i ett gemensamt projekt av Kirby-Morgan och Divex för att återvinna dyra heliumblandningar under djupa operationer.
Mekanism och funktion
Både fritt flöde och behovsregulatorer använder mekanisk återkoppling av nedströmstrycket för att styra öppningen av en ventil som styr gasflödet från uppströms högtryckssidan till nedströms lågtryckssidan av varje steg. Flödeskapaciteten måste vara tillräcklig för att tillåta nedströmstrycket att upprätthållas vid maximal efterfrågan, och känsligheten måste vara lämplig för att leverera maximal erforderlig flödeshastighet med en liten variation i nedströmstrycket, och för en stor variation i matningstrycket. Scubaregulatorer med öppen krets måste också leverera mot ett variabelt omgivande tryck. De måste vara robusta och pålitliga, eftersom de är livsuppehållande utrustning som måste fungera i den relativt fientliga havsvattenmiljön.
Dykregulatorer använder mekaniskt manövrerade ventiler. I de flesta fall finns det omgivande tryckåterkoppling till både första och andra steget, förutom där detta undviks för att tillåta konstant massflöde genom en öppning i en rebreather, vilket kräver ett konstant uppströmstryck.
Delarna i en regulator beskrivs här som de huvudsakliga funktionsgrupperna i nedströmsordning som följer gasflödet från dykcylindern till dess slutliga användning.
Anslutning till dykcylindern
Det första steget av dykregulatorn kommer vanligtvis att anslutas till cylinderventilen med en av två standardtyper av kopplingar. CGA 850-kontakten, även känd som en internationell kontakt, som använder en okklämma eller en DIN- skruvkoppling. Det finns också europeiska standarder för scuba-regulatorkontakter för andra gaser än luft och adaptrar för att tillåta användning av regulatorer med cylinderventiler av en annan anslutningstyp.
CGA 850 Ok-anslutningar (ibland kallade A-klämmor från sin form) är den mest populära regulatoranslutningen i Nordamerika och flera andra länder. De klämmer regulatorns högtrycksinloppsöppning mot cylinderventilens utloppsöppning och tätas med en O-ring i ett spår i cylinderventilens kontaktyta. Användaren skruvar klämman på plats fingertätt för att hålla metallytorna på cylinderventilen och regulatorns första steg i kontakt, och komprimerar o-ringen mellan ventilens och regulatorns radiella ytor. När ventilen öppnas pressar gastrycket O-ringen mot den yttre cylindriska ytan av spåret, vilket gör tätningen färdig. Dykaren måste se till att inte skruva ner oket för hårt, annars kan det visa sig omöjligt att ta bort utan verktyg. Omvänt, om man inte drar åt tillräckligt kan det leda till O-ringextrudering under tryck och en stor förlust av andningsgas. Detta kan vara ett allvarligt problem om det händer när dykaren är på djupet. Okbeslag är klassade upp till max 240 bar arbetstryck.
DIN-kopplingen är en typ av inskruvningsanslutning till cylinderventilen. DIN-systemet är mindre vanligt över hela världen, men har fördelen att tåla större tryck, upp till 300 bar, vilket möjliggör användning av högtryckscylindrar av stål. De är mindre känsliga för att blåsa i O-ringstätningen om de slås mot något när de används. DIN-beslag är standard i stora delar av Europa och finns i de flesta länder. DIN-kopplingen anses vara säkrare och därför säkrare av många tekniska dykare . Den är mer kompakt än okbeslaget och mindre utsatt för stötar med en overhead.
Konverteringssatser
Flera tillverkare marknadsför ett i övrigt identiskt första steg som endast varierar i valet av cylinderventilanslutning. I dessa fall kan det vara möjligt att köpa originalkomponenter för att konvertera oket till DIN och vice versa. Konverteringens komplexitet kan variera och delar är vanligtvis inte utbytbara mellan tillverkare. Konverteringen av Apeks regulatorer är särskilt enkel och kräver bara en insexnyckel och en ringnyckel .
Adaptrar
Adaptrar finns tillgängliga för att möjliggöra anslutning av DIN-regulatorer till okcylinderventiler (A-klämma eller okadapter), och för att ansluta okregulatorer till DIN-cylinderventiler. Det finns två typer av adaptrar för DIN-ventiler: stickadaptrar och blockadaptrar. Stickadaptrar skruvas i ett 5-trådigt DIN-ventiluttag, är klassade för 232/240 bar och kan endast användas med ventiler som är konstruerade för att acceptera dem. Dessa kan kännas igen av en fördjupning mittemot utloppsöppningen, som används för att lokalisera skruven på en A-klämma. Blockadaptrar är i allmänhet klassade för 200 bar och kan användas med nästan alla 200 bars 5-gängade DIN-ventiler. A-klämma eller okadaptrar består av en okklämma med ett DIN-uttag i linje. De är något mer känsliga för extrudering av O-ringar än inbyggda okklämmor, på grund av större hävstång på förstastegsregulatorn.
Enslangs behovsregulatorer
De flesta moderna dykregulatorer är enslangs tvåstegs behovsregulatorer. De består av en första stegs regulator och en andra stegs behovsventil anslutna med en lågtrycksslang för att överföra andningsgas och tillåter relativ rörelse inom begränsningarna för slanglängd och flexibilitet.
Det första steget är monterat på cylinderventilen eller grenröret via en av standardanslutningarna (ok eller DIN), och reducerar cylindertrycket till ett mellantryck, vanligtvis cirka 8 till 11 bar (120 till 160 psi) högre än omgivningstrycket, även kallat mellantryck, mellantryck eller lågtryck.
En balanserad regulator i första steg håller automatiskt en konstant tryckskillnad mellan mellanstegstrycket och det omgivande trycket även när tanktrycket sjunker med förbrukningen. Den balanserade regulatorkonstruktionen gör att öppningen i första steget kan vara så stor som behövs utan att prestandaförsämringar orsakas av ändrat tanktryck.
Det första stegets regulatorkropp har i allmänhet flera lågtrycksuttag (portar) för andrastegsregulatorer och BCD- och torrdräktsuppblåsare, och ett eller flera högtrycksuttag, som tillåter en nedsänkbar tryckmätare (SPG), gasintegrerad dykning dator eller fjärrtryckomvandlare för att avläsa cylindertrycket. En lågtrycksport med större hål kan vara avsedd för det primära andra steget eftersom det ger ett högre flöde vid maximalt behov av lägre andningsarbete.
Mekanismen inuti det första steget kan vara av membran- eller kolvtyp och kan vara balanserad eller obalanserad. Obalanserade regulatorer producerar ett mellanstegstryck som varierar något när cylindertrycket ändras och för att begränsa denna variation är högtrycksöppningens storlek liten, vilket minskar regulatorns maximala kapacitet. En balanserad regulator upprätthåller en konstant tryckskillnad mellan stegen för alla cylindertryck.
Det andra steget, eller behovsventilen, minskar trycket från lufttillförseln mellan stegen till omgivningstrycket på efterfrågan från dykaren. Ventilens funktion utlöses av ett fall i nedströmstrycket när dykaren andas in. I en uppströmsventil hålls ventilen stängd av mellanstegstrycket och öppnas genom att röra sig in i gasflödet. De är ofta gjorda som tiltventiler, som är mekaniskt extremt enkla och pålitliga, men som inte går att finjustera.
De flesta moderna behovsventiler använder en nedströms ventilmekanism, där ventiltallriken rör sig i samma riktning som gasflödet för att öppna och hålls stängd av en fjäder. Tallriken lyfts bort från kronan med en spak som manövreras av membranet. Två mönster används vanligtvis. Det ena är det klassiska push-pull-arrangemanget, där manöverspaken går på änden av ventilaxeln och hålls fast av en mutter. Eventuell avböjning av spaken omvandlas till ett axiellt drag i ventilaxeln, vilket lyfter sätet från kronan och låter luft strömma. Den andra är cylindrarnas tallriksarrangemang, där tallriksventilen är innesluten i ett rör som korsar regulatorkroppen och spaken fungerar genom slitsar i sidorna av röret. Den bortre änden av röret är åtkomlig från sidan av höljet och en fjäderspänningsjusteringsskruv kan monteras för begränsad dykarkontroll av spricktrycket. Detta arrangemang tillåter också relativt enkel tryckbalansering av det andra steget.
En nedströmsventil kommer att fungera som en övertrycksventil när mellanstegstrycket höjs tillräckligt för att övervinna fjäderförspänningen. Om det första steget läcker och mellansteget övertrycker, öppnas det andra stegets nedströmsventil automatiskt. Om läckan är dålig kan detta resultera i ett " fritt flöde ", men en långsam läcka kommer i allmänhet att orsaka intermittent "popping" av DV:n, eftersom trycket släpps och långsamt byggs upp igen.
Om det första steget läcker och mellansteget övertrycker, kommer det andra stegets uppströmsventil inte att släppa övertrycket. Detta kan hindra tillförseln av andningsgas och eventuellt resultera i en sprucken slang eller att en annan andrastegsventil går sönder. till exempel en som blåser upp en flytanordning. När en andrastegs uppströmsventil används kommer en avlastningsventil att inkluderas av tillverkaren på förstastegsregulatorn för att skydda slangen.
Om en avstängningsventil monteras mellan det första och andra steget, vilket finns på räddningssystemet för dykning som används för kommersiell dykning och i vissa tekniska dykkonfigurationer, kommer behovsventilen normalt att vara isolerad och inte kunna fungera som en avlastningsventil. I detta fall måste en övertrycksventil monteras på det första steget. De finns som eftermarknadstillbehör som kan skruvas in i valfri lågtrycksport på första steget.
Vissa behovsventiler använder en liten, känslig pilotventil för att kontrollera öppningen av huvudventilen. Andra stegen Poseidon Jetstream och Xstream och Oceanic Omega är exempel på denna teknik. De kan producera mycket höga flödeshastigheter för en liten tryckskillnad, och speciellt för ett relativt litet spricktryck. De är i allmänhet mer komplicerade och dyra att serva.
Utandad gas lämnar behovsventilhuset genom en eller två avgasportar. Avgasventiler är nödvändiga för att förhindra att dykaren andas in vatten och för att tillåta en negativ tryckskillnad att induceras över membranet för att driva behovsventilen. Avgasventilerna ska arbeta med en mycket liten övertrycksskillnad och ge så lite motstånd mot flödet som rimligen är möjligt, utan att vara krångliga och skrymmande. Elastomersvampventiler tjänar ändamålet på ett adekvat sätt. Där det är viktigt att undvika läckor tillbaka in i regulatorn, till exempel vid dykning i förorenat vatten, kan ett system med två uppsättningar ventiler i serie minska risken för kontaminering. Ett mer komplext alternativ som kan användas för ytförsedda hjälmar är att använda ett återvinningssystem som använder en separat flödesregulator för att styra avgaserna som återförs till ytan i en dedikerad slang i navelsträngen. Avgasgrenröret (avgastee, avgaskåpa, morrhår) är kanalen som skyddar avgasventilen/ventilerna och leder utandningsluften åt sidorna så att den inte bubblar upp i dykarens ansikte och skymmer sikten.
En standardkoppling på enslangs andrasteg, både munhållen och inbyggd i en helmask eller hjälm, är rensningsknappen, som gör att dykaren manuellt kan avleda membranet för att öppna ventilen och få luft att flöda. in i höljet. Detta används vanligtvis för att tömma höljet eller helmasken från vatten om det har svämmat över. Detta händer ofta om det andra steget tappas eller tas bort från munnen under vattnet. Det är antingen en separat del monterad i frontluckan eller så kan själva locket göras flexibelt och fungerar som tömningsknapp. Genom att trycka på tömningsknappen trycker man mot membranet direkt över spaken på behovsventilen, och denna rörelse av spaken öppnar ventilen för att släppa ut luft genom regulatorn. Tungan kan användas för att blockera munstycket under spolning för att förhindra att vatten eller annat i regulatorn blåses in i dykarens luftväg av luftblåsningen. Detta är särskilt viktigt vid rensning efter kräkning genom regulatorn. Rensningsknappen används också av fritidsdykare för att blåsa upp en fördröjd markeringsboj eller lyftväska . Varje gång tömningsknappen används måste dykaren vara medveten om potentialen för ett fritt flöde och vara redo att hantera det.
Det kan vara önskvärt för dykaren att ha viss manuell kontroll över behovsventilens flödesegenskaper. De vanliga justerbara aspekterna är spricktryck och återkoppling från flödeshastighet till inre tryck i andrastegshöljet. Mellanstegstrycket för yttillförda andningsapparater styrs manuellt på kontrollpanelen och anpassar sig inte automatiskt till omgivningstrycket på det sätt som de flesta scuba första steg gör, eftersom denna funktion styrs av återkoppling till det första steget från omgivande tryck. Detta har effekten att spricktrycket för en ytförsörjd behovsventil kommer att variera något med djupet, så vissa tillverkare tillhandahåller en manuell justeringsknapp på sidan av behovsventilhuset för att justera fjädertrycket på nedströmsventilen, som styr spricktrycket . Knoppen är känd för kommersiella dykare som "dial-a-breath". En liknande justering tillhandahålls på vissa avancerade scuba demand-ventiler, för att tillåta användaren att manuellt ställa in andningsansträngningen på djupet
Scuba demand-ventiler som är inställda att andas lätt (lågt spricktryck och lågt andningsarbete) kan tendera att fritt strömma relativt lätt, särskilt om gasflödet i huset har utformats för att hjälpa till att hålla ventilen öppen genom att minska inre tryck. Spricktrycket för en känslig behovsventil är ofta mindre än den hydrostatiska tryckskillnaden mellan insidan av ett luftfyllt hus och vattnet under membranet när munstycket pekar uppåt. För att undvika överdriven förlust av gas på grund av oavsiktlig aktivering av ventilen när DV är ute ur dykarens mun, har vissa andra steg en desensibiliseringsmekanism som orsakar ett visst mottryck i huset, genom att hindra flödet eller rikta det mot insidan av diafragman.
Dubbla slangbehovsregulatorer
"Tvilling", "dubbel" eller "två" slangkonfigurationen av scuba demand-ventilen var den första som användes allmänt. Denna typ av regulator har två korrugerade andningsslangar med stort hål . Det ena röret ska tillföra luft från regulatorn till munstycket, och det andra röret levererar utandningsgasen till en punkt nära behovsmembranet där omgivningstrycket är detsamma och där det släpps ut genom en anknäbb av gummi i en riktning. ventil, för att komma ut ur hålen i locket. Fördelarna med denna typ av regulator är att bubblorna lämnar regulatorn bakom dykarens huvud, vilket ökar sikten, minskar brus och ger mindre belastning på dykarens mun. De är fortfarande populära bland vissa undervattensfotografer och Aqualung tog fram en uppdaterad version av Mistral i 2005.
Mekanismen för den dubbla slangregulatorn är förpackad i ett vanligtvis cirkulärt metallhus monterat på cylinderventilen bakom dykarens hals. Behovsventilkomponenten i en tvåstegs dubbelslangregulator är alltså monterad i samma hölje som förstastegsregulatorn, och för att förhindra fritt flöde måste avgasventilen vara placerad på samma djup som membranet, och enda pålitliga platsen att göra detta på är i samma hus. Luften strömmar genom ett par korrugerade gummislangar till och från munstycket. Försörjningsslangen är ansluten till ena sidan av regulatorkroppen och tillför luft till munstycket genom en backventil, och utandningsluften återförs till regulatorhuset på utsidan av membranet, även genom en backventil på andra sidan av munstycket och vanligtvis genom en annan backventil i regulatorhuset - ofta en "andnäbb" typ.
En backventil är vanligtvis monterad på andningsslangarna där de ansluts till munstycket. Detta förhindrar att allt vatten som kommer in i munstycket kommer in i inhalationsslangen och säkerställer att det inte kan rinna tillbaka när det väl blåses in i utandningsslangen. Detta ökar luftens flödesmotstånd något, men gör regulatorn lättare att rensa.
Helst är det levererade trycket lika med vilotrycket i dykarens lungor eftersom det är detta som mänskliga lungor är anpassade att andas. Med en dubbelslangregulator bakom dykaren på axelnivå ändras det levererade trycket med dykarens orientering. om dykaren rullar på rygg är lufttrycket högre än i lungorna. Dykare lärde sig att begränsa flödet genom att använda tungan för att stänga munstycket. När cylindertrycket var lågt och luftbehovet ökade, gjorde en rullning till höger sida andningen lättare. Munstycket kan tömmas genom att lyfta det ovanför regulatorn (grundare), vilket kommer att orsaka ett fritt flöde. Dubbla slangregulatorer har ersatts nästan helt av enkelslangsregulatorer och blev föråldrade för de flesta dykning sedan 1980-talet. Att höja munstycket ovanför regulatorn ökar det tillförda gastrycket och sänkning av munstycket minskar det tillförda trycket och ökar andningsmotståndet. Som ett resultat av detta satte många vattendykare, när de snorklade på ytan för att spara luft när de nådde dykplatsen, öglan med slangar under en arm för att undvika att munstycket flyter upp och orsakar fritt flöde.
De ursprungliga dubbelslangsregulatorerna hade vanligtvis inga portar för tillbehör, även om vissa hade en högtrycksport för en nedsänkbar tryckmätare. Vissa senare modeller har en eller flera lågtrycksportar mellan stegen, som kan användas för att leverera direktmatningar för dräkt- eller BC-uppblåsning och/eller en sekundär enkelslangs behovsventil, och en högtrycksport för en dränkbar tryckmätare. Nya Mistral är ett undantag eftersom den är baserad på Aqualung Titans första steg. som har den vanliga uppsättningen portar.
Vissa tidiga regulatorer med dubbla slangar var av enstegsdesign. Det första steget fungerar på ett sätt som liknar det andra steget av tvåstegs behovsventiler, men skulle kopplas direkt till cylinderventilen och reducera högtrycksluft från cylindern direkt till omgivande tryck vid behov. Detta kunde göras genom att använda en längre spak och membran med större diameter för att kontrollera ventilrörelsen, men det fanns en tendens till att spricktrycket och därmed andningsarbetet varierade när cylindertrycket sjönk.
Arrangemanget med dubbla slangar med ett munstycke eller helmask är vanligt i rebreathers , men som en del av andningsslingan, inte som en del av en regulator. Den tillhörande behovsventilen som består av den öppna kretsskyddsventilen är en andrastegs enslangsregulator.
Prestanda
Regulatorers andningsprestanda är ett mått på förmågan hos en andningsgasregulator att möta de krav som ställs på den vid varierande omgivningstryck och under varierande andningsbelastning, för den mängd andningsgaser den kan förväntas leverera. Prestanda är en viktig faktor vid design och val av andningsregulatorer för alla applikationer, men särskilt för undervattensdykning , eftersom utbudet av omgivande driftstryck och olika andningsgaser är bredare i denna applikation. Det är önskvärt att andning från en regulator kräver låg ansträngning även vid tillförsel av stora mängder andningsgas eftersom detta vanligtvis är den begränsande faktorn för ansträngning under vatten och kan vara kritisk under dyknödsituationer. Det är också att föredra att gasen levereras smidigt utan några plötsliga förändringar i motståndet vid inandning eller utandning. Även om dessa faktorer kan bedömas subjektivt, är det bekvämt att ha en standard med vilken de många olika typerna och tillverkarna av regulatorer kan jämföras.
De ursprungliga Cousteau dykregulatorerna med dubbla slangar kunde leverera cirka 140 liter luft per minut vid kontinuerligt flöde och det ansågs officiellt vara tillräckligt, men dykare behövde ibland en högre momentan hastighet och fick lära sig att inte "slå lungan", dvs. att andas snabbare än vad regulatorn kunde ge. Mellan 1948 och 1952 designade Ted Eldred sin tumlare enslangsregulator för att leverera upp till 300 liter per minut.
Olika andningsmaskiner har utvecklats och använts för bedömning av andningsapparaters prestanda. ANSTI Test Systems Ltd (UK) har utvecklat en testmaskin som mäter inandnings- och utandningsansträngningen vid användning av en regulator vid alla realistiska vattentemperaturer. Publicering av resultat av regulatorers prestanda i ANSTI-testmaskinen har resulterat i stora prestandaförbättringar.
Vid högre gasdensiteter förknippade med större djup och tryck, kan andningen begränsas fysiologiskt av dykarens förmåga att föra gas genom andningspassagerna i lungorna mot dynamisk luftvägskompression .
Ergonomi
Flera faktorer påverkar komforten och effektiviteten hos dykregulatorer. Andningsarbete har nämnts och kan vara avgörande för dykarens prestanda under hög arbetsbelastning och vid användning av tät gas på djupet.
Munhållna behovsventiler kan utöva krafter på användarens tänder och käkar som kan leda till trötthet och smärta, ibland upprepade belastningsskador och tidiga gummimunstycken orsakade ofta en allergisk reaktion av kontaktytor i munnen, vilket i stort sett har eliminerats genom användning av hypoallergent silikongummi. Olika konstruktioner av munstycke har utvecklats för att minska detta problem. Känslan av vissa munstycken på gommen kan framkalla en gag-reflex hos vissa dykare, medan den i andra inte orsakar något obehag. Stilen på bettytorna kan påverka komforten och olika stilar finns tillgängliga som eftermarknadstillbehör. Personlig testning är det vanliga sättet att identifiera vad som fungerar bäst för individen, och i vissa modeller kan greppytorna gjutas för att bättre passa dykarens bett. Lågtrycksslangens ledning kan också orsaka munbelastningar när slangen är av olämplig längd eller tvingas in i kurvor med små radier för att nå mynningen. Detta kan vanligtvis undvikas genom noggrann justering av slangledningen och ibland en annan slanglängd.
Regulatorer som stöds av hjälmar och helmasker eliminerar belastningen på läppar, tänder och käkar, men lägger till mekaniskt dödutrymme, vilket kan minskas genom att använda en inre mask för att separera andningskretsen från resten av det inre luftutrymmet. Detta kan också bidra till att minska imma i siktporten, vilket allvarligt kan begränsa synen. Viss imma kommer fortfarande att förekomma, och ett sätt att avfukta är nödvändigt. Den inre volymen av en hjälm eller helmask kan utöva obalanserade flytkrafter på dykarens hals, eller om den kompenseras av ballast, viktbelastningar när de är uppe i vattnet. Materialet i vissa masktätningar och helmaskskjolar kan orsaka allergiska reaktioner, men nyare modeller tenderar att använda hypoallegeniska material och är sällan ett problem.
Felfunktioner och fellägen
De flesta regulatorfel involverar felaktig tillförsel av andningsgas eller vatten som läcker in i gasförsörjningen. Det finns två huvudlägen för gastillförselfel, där regulatorn stänger av leveransen, vilket är extremt sällsynt, och fritt flöde, där leveransen inte kommer att stoppa och snabbt kan tömma en dyktillförsel.
- Blockering av inloppsfilter
- Inloppet till cylinderventilen kan skyddas av ett sintrat filter, och inloppet till det första steget är vanligtvis skyddat av ett filter, både för att förhindra att korrosionsprodukter eller andra föroreningar i cylindern kommer in i de fina toleranserna i cylindern. de rörliga delarna av det första och andra steget och blockerar dem, antingen öppna eller stängda. Om tillräckligt med smuts kommer in i dessa filter kan de själva blockeras tillräckligt för att minska prestandan, men det är osannolikt att de kommer att resultera i ett totalt eller plötsligt katastrofalt fel. Sintrade bronsfilter kan också gradvis täppas till med korrosionsprodukter om de blir blöta. Blockering av inloppsfiltret blir mer märkbar när cylindertrycket sjunker.
- Fritt flöde
- Endera av stegen kan fastna i öppet läge, vilket orsakar ett kontinuerligt flöde av gas från regulatorn, känt som ett fritt flöde. Detta kan utlösas av en rad olika orsaker, av vilka några lätt kan åtgärdas, andra inte. Möjliga orsaker inkluderar felaktig inställning av mellanstegstryck, felaktig andrastegs ventilfjäderspänning, skadad eller klibbig ventiltopp, skadat ventilsäte, ventilfrysning, felaktig känslighetsinställning vid ytan och i Poseidon servostödda andrasteg, lågt mellanstegstryck.
- Klibbar ventiler
- De rörliga delarna i första och andra steget har små toleranser på sina ställen, och vissa konstruktioner är mer mottagliga för föroreningar som orsakar friktion mellan de rörliga delarna. detta kan öka spricktrycket, minska flödet, öka andningsarbetet eller inducera fritt flöde, beroende på vilken del som påverkas.
- Frysning
- Under kalla förhållanden kan kyleffekten av gas som expanderar genom en ventilöppning kyla antingen första eller andra steget tillräckligt för att orsaka is att bildas. Extern isbildning kan låsa upp fjädern och exponerade rörliga delar av första eller andra steget, och frysning av fukt i luften kan orsaka isbildning på invändiga ytor. Båda kan göra att de rörliga delarna av den drabbade scenen fastnar i öppet eller stängt läge. Om ventilen fryser stängd kommer den vanligtvis att avfrosta ganska snabbt och börja fungera igen, och kan frysa upp strax efter. Att frysa upp är mer ett problem, eftersom ventilen då kommer att fritt rinna och svalna ytterligare i en positiv återkopplingsslinga, som normalt bara kan stoppas genom att stänga cylinderventilen och vänta på att isen ska tina. Om den inte stoppas kommer cylindern snabbt att tömmas. Om ventilen är stängd för att stänga av flödet tills isen har tinat, kommer andningsgas inte att vara tillgänglig från den regulatorn medan ventilen är stängd, och en annan regulator måste finnas tillgänglig.
- Mellantryckskrypning
- Detta är en långsam läcka av förstastegsventilen, ofta orsakad av ett slitet eller skadat ventilsäte. Effekten är att mellanstegstrycket stiger tills antingen nästa andetag dras, eller så utövar trycket mer kraft på andrastegsventilen än vad som kan motstås av fjädern, och ventilen öppnas kort, ofta med ett poppande ljud, för att lindra trycket. frekvensen av tryckavlastningen beror på flödet i det andra steget, mottrycket, andra stegets fjäderspänning och storleken på läckan. Det kan variera från enstaka höga pop till ett konstant sus. Under vattnet kan det andra steget dämpas av vattnet och de höga ljuden kan bli en intermittent eller konstant ström av bubblor. Detta är vanligtvis inte ett katastrofalt felläge, men bör åtgärdas eftersom det kommer att bli värre och slösar med gas.
- Gasläckor
- Luftläckor kan orsakas av sprängda eller otäta slangar, defekta O-ringar, blåsta O-ringar, särskilt i okkopplingar, lösa anslutningar och flera av de tidigare angivna felen. Uppblåsningsslangar för lågt tryck kan misslyckas med att ansluta ordentligt, eller så kan backventilen läcka. En sprängd lågtrycksslang kommer vanligtvis att tappa gas snabbare än en sprängd högtrycksslang, eftersom HP-slangar vanligtvis har en flödesbegränsningsöppning i kopplingen som skruvas in i porten, eftersom den nedsänkbara tryckmätaren inte behöver högt flöde och ett långsammare tryck ökning av mätslangen är mindre sannolikt att överbelasta mätaren, medan slangen till ett andra steg måste ge hög toppflödeshastighet för att minimera andningsarbetet. Ett relativt vanligt o-ringsfel uppstår när okklämmans tätning extruderas på grund av otillräcklig klämkraft eller elastisk deformation av klämman genom påverkan med omgivningen.
- Våt andning
- Våt andning orsakas av att vatten tränger in i regulatorn och äventyrar andningskomfort och säkerhet. Vatten kan läcka in i andra stegets kropp genom skadade mjukdelar som trasiga munstycken, skadade avgasventiler och perforerade membran, genom spruckna hus eller genom dåligt tätande eller nedsmutsade avgasventiler.
- Överdrivet andningsarbete
- Högt andningsarbete kan orsakas av högt inandningsmotstånd, högt utandningsmotstånd eller bådadera. Högt inandningsmotstånd kan orsakas av högt spricktryck, lågt mellanstegstryck, friktion i andrastegsventilens rörliga delar, överdriven fjäderbelastning eller suboptimal ventildesign. Det kan vanligtvis förbättras genom service och inställning, men vissa regulatorer kan inte leverera högt flöde på stora djup utan högt andningsarbete. Högt utandningsmotstånd beror vanligtvis på ett problem med avgasventilerna, som kan fastna, stelna på grund av försämring av materialen, eller kan ha en otillräcklig flödespassagearea för tjänsten. Andningsarbetet ökar med gasdensiteten och därför med djupet. Totalt andningsarbete för dykaren är en kombination av fysiologiskt andningsarbete och mekaniskt andningsarbete. Det är möjligt för denna kombination att överskrida dykarens kapacitet, som sedan kan kvävas på grund av koldioxidtoxicitet .
- Rysningar, rysningar och stönande
- Detta orsakas av ett oregelbundet och instabilt flöde från andra steget. Det kan orsakas av en lätt positiv återkoppling mellan flödeshastigheten i andra stegets kropp och membranavböjning som öppnar ventilen, vilket inte är tillräckligt för att orsaka fri -flöde, men tillräckligt för att få systemet att jaga . Det är vanligare på högpresterande regulatorer som är inställda för maximalt flöde och minimalt arbete med att andas, särskilt utanför vattnet, och ofta minskar eller löser sig när regulatorn är nedsänkt och det omgivande vattnet dämpar membranets rörelse och annan rörelse. delar. Att desensibilisera det andra steget genom att stänga venturihjälpen eller öka ventilfjädertrycket stoppar ofta detta problem. Skakning kan också orsakas av överdriven men oregelbunden friktion hos ventilens rörliga delar.
- Fysisk skada på höljet eller komponenterna
- Skador som spruckna höljen, trasiga eller lossnade munstycken, skadade avgasskydd, kan orsaka problem med gasflödet eller läckor, eller kan göra regulatorn obekväm att använda eller svår att andas från.
Tillbehör och specialfunktioner
En mängd olika tillbehör kan monteras på de flesta dykregulatorer, av vilka några anses vara standardutrustning. Många av dem är kopplade till en hamn på första etappen. Två typer av portar tillhandahålls – högtrycksportar för tryckmätning, med en 7/16" UNF-gänga och O-ringstätning, och lågtrycksportar för att tillföra gas till tillbehöret, som vanligtvis är 3/8" UNF med O -ringstätning, men några modeller använde 1/2" UNF för den primära regulatorn. När de inte används är dessa portar tätade med skruvade pluggar.
Frostskyddsmodifiering
När gas lämnar cylindern minskar den i tryck i det första steget och blir mycket kall på grund av adiabatisk expansion . Om den omgivande vattentemperaturen är lägre än 5 °C kan allt vatten som kommer i kontakt med regulatorn frysa. Om denna is klämmer fast membranet eller kolvfjädern, vilket förhindrar att ventilen stängs, kan ett fritt flöde uppstå som kan tömma en full cylinder inom en minut eller två, och det fria flödet orsakar ytterligare kylning i en positiv återkopplingsslinga. Vanligtvis finns vattnet som fryser i den omgivande tryckkammaren runt en fjäder som håller ventilen öppen och inte fukt i andningsgasen från cylindern, men det är också möjligt om luften inte är tillräckligt filtrerad. Den moderna trenden att använda plast för att ersätta metallkomponenter i regulatorer uppmuntrar frysning eftersom det isolerar insidan av en kall regulator från det varmare omgivande vattnet. Vissa regulatorer är försedda med värmeväxlarflänsar i områden där kylning på grund av luftexpansion är ett problem, såsom runt andrastegets ventilsäte på vissa regulatorer.
Kallvattensatser kan användas för att minska risken för frysning inuti regulatorn. Vissa regulatorer levereras med detta som standard, och andra kan eftermonteras. Miljötätning av membranets huvudfjäderkammare med hjälp av ett mjukt sekundärt membran och en hydrostatisk sändare eller en frostskyddsvätska av silikon, alkohol eller glykol/vattenblandning i det förseglade fjäderfacket kan användas för en membranregulator. Silikonfett i fjäderkammaren kan användas på ett första kolvsteg. Poseidon Xstream första steg isolerar den yttre fjädern och fjäderhuset från resten av regulatorn, så att den kyls mindre av den expanderande luften, och ger stora slitsar i huset så att fjädern kan värmas upp av vattnet och på så sätt undvika problemet med att frysa upp den yttre fjädern.
Övertrycksventil
En nedströms behovsventil fungerar som en felsäker för övertryck: om ett första steg med en behovsventil fungerar felaktigt och fastnar i öppet läge, kommer behovsventilen att vara övertrycksatt och kommer att "fritt flöde". Även om det utsätter dykaren för en överhängande kris "ut ur luften", låter detta felläge gas strömma ut direkt i vattnet utan att blåsa upp flytanordningar. Effekten av oavsiktlig uppblåsning kan vara att dykaren snabbt bärs upp till ytan och orsakar de olika skador som kan bli följden av en alltför snabb uppstigning . Det finns omständigheter där regulatorer är anslutna till uppblåsbar utrustning som en rebreathers andningsväska, en flytkraftskompensator eller en torrdräkt , men utan behov av behovsventiler. Exempel på detta är uppblåsningsset för argondräkt och "off-board" eller sekundära utspädningscylindrar för återluftare med sluten krets . När ingen behovsventil är ansluten till en regulator, bör den vara utrustad med en övertrycksventil, såvida den inte har en inbyggd övertrycksventil, så att övertryck inte blåser upp några flytanordningar anslutna till regulatorn eller spränger låg- tryckslang.
Tryckövervakning
En scuba regulator första steget har en eller två högtrycksportar uppströms alla tryckreducerande ventiler för att övervaka gastrycket som finns kvar i dykcylindern, förutsatt att ventilen är öppen. Standardanslutningen är en O-ringstätad 7/16" UNF invändig gänga. Det finns flera typer av tryckmätare.
Standard nedsänkbar tryckmätare
Standardarrangemanget har en högtrycksslang som leder till en nedsänkbar tryckmätare (SPG) (även kallad innehållsmätare). Detta är en analog mekanisk mätare, vanligtvis med en Bourdon-rörmekanism . Den visas med en pekare som rör sig över en urtavla, vanligtvis cirka 50 millimeter (2,0 tum) i diameter. Ibland är de monterade i en konsol, som är ett plast- eller gummihölje som håller andningsgastrycksmätaren och andra instrument som en djupmätare , dykdator och/eller kompass . Högtrycksporten har vanligtvis 7/16"-20 tpi UNF invändig gänga med en O-ringstätning. Detta gör det omöjligt att ansluta en lågtrycksslang till högtrycksporten. Tidiga regulatorer använde ibland andra gängstorlekar, inklusive 3/ 8" UNF och 1/8" BSP (Poseidon Cyklon 200), och några av dessa tillät anslutning av lågtrycksslang till högtrycksport, vilket är farligt med en uppströms ventil andra steg eller en BC eller torrdräkt uppblåsningsslang, som slangen kan brista under tryck.
Högtrycksslang
Högtrycksslangen är en flexibel slang med litet hål med permanent sänkta ändkopplingar som ansluter den nedsänkbara tryckmätaren till HP-porten på regulatorns första steg. HP-slangänden som passar till HP-porten har vanligtvis en mycket liten öppning för att begränsa flödet. Detta minskar både stötbelastningar på tryckmätaren när cylinderventilen öppnas, och minskar förlusten av gas genom slangen om den spricker eller läcker av någon anledning. Detta lilla hål är känsligt för blockering av korrosionsprodukter om regulatorn är översvämmad, eller av dammpartiklar eller korrosionsprodukter från en förorenad cylinder. I andra änden av slangen har kopplingen för att ansluta till SPG vanligtvis en svivel, vilket gör att mätaren kan roteras på slangen under tryck. Tätningen mellan slang och mätare använder en liten komponent som allmänt kallas en spole, som tätar med en O-ring i varje ände som passar in i slangänden och mätare med en cylindertätning. Denna svivel kan läcka om O-ringarna försämras, vilket är ganska vanligt, särskilt med syrerik andningsgas. Misslyckandet är sällan katastrofalt, men läckan kommer att förvärras med tiden. Högtrycksslangarnas längder varierar från cirka 150 millimeter (6 tum) för sling- och sidomonterade cylindrar till cirka 750 millimeter (30 tum) för ryggmonterad scuba. Andra längder kan finnas tillgängliga från hyllan eller göras på beställning för speciella applikationer som rebreathers eller bakmontering med ventil nere.
Knappmätare
Dessa är analoga tryckmätare i myntstorlek som är direkt monterade på en högtrycksport på det första steget. De är kompakta, har inga hängande slangar och få felpunkter. De används vanligtvis inte på bakmonterade cylindrar eftersom dykaren inte kan se dem där när de är under vattnet. De används ibland på sidoupphängda stegcylindrar. På grund av deras ringa storlek kan det vara svårt att avläsa mätaren till en upplösning på mindre än 20 bar (300 psi). Eftersom de är styvt monterade på det första steget finns det ingen flexibilitet i anslutningen, och de kan vara känsliga för stötskador.
Luftintegrerade datorer
Vissa dykdatorer är utformade för att mäta, visa och övervaka trycket i dykcylindern . Detta kan vara mycket fördelaktigt för dykaren, men om dykdatorn misslyckas kan dykaren inte längre övervaka hans eller hennes gasreserver. De flesta dykare som använder en gasintegrerad dator kommer också att ha en standard lufttrycksmätare, men SPG och slang har flera potentiella felpunkter. Datorn är antingen ansluten till det första steget med en högtrycksslang, eller har två delar - tryckgivaren på det första steget och displayen vid handleden eller konsolen, som kommunicerar via trådlös dataöverföringslänk; Signalerna är kodade för att eliminera risken för att en dykardator tar upp en signal från en annan dykares givare eller radiostörningar från andra källor. Vissa dykdatorer kan ta emot en signal från mer än en fjärrtryckgivare. Ratio iX3M Tech och andra kan behandla och visa tryck från upp till 10 sändare.
Sekundär behovsventil (bläckfisk)
Som en nästan universell standardpraxis inom modern fritidsdykning, har den typiska enkelslangsregulatorn en reservventil som är monterad för nödbruk av dykarkompisen, vanligtvis kallad bläckfisken på grund av den extra slangen, eller sekundär behovsventil. Bläckfisken uppfanns av Dave Woodward vid UNEXSO runt 1965-6 för att stödja Jacques Mayols fridykförsök . Woodward trodde att att låta säkerhetsdykarna bära två andra steg skulle vara ett säkrare och mer praktiskt tillvägagångssätt än kompisandning i händelse av en nödsituation. Lågtrycksslangen på bläckfisken är vanligtvis längre än lågtrycksslangen på den primära behovsventilen som dykaren använder, och behovsventilen och/eller slangen kan vara gulfärgade för att underlätta lokaliseringen i en nödsituation. Den sekundära regulatorn ska fästas på dykarens sele i ett läge där den lätt kan ses och nås av både dykaren och den potentiella luftdelaren. Den längre slangen används för bekvämlighets skull när man delar luft, så att dykarna inte tvingas stanna i en besvärlig position i förhållande till varandra. Tekniska dykare utökar ofta denna funktion och använder en 5-fots eller 7-fots (1,5 m eller 2 m} slang, som gör att dykare kan simma i en fil medan de delar luft, vilket kan vara nödvändigt i begränsade utrymmen inuti vrak eller grottor.
Den sekundära behovsventilen kan vara en hybrid av en behovsventil och en uppblåsningsventil för flytkraftskompensator . Båda typerna kallas ibland alternativa luftkällor. När den sekundära behovsventilen är integrerad med uppblåsningsventilen för flytkraftskompensatorn, eftersom uppblåsningsventilslangen är kort (vanligtvis precis tillräckligt lång för att nå mitten av bröstet), i händelse av att en dykare får slut på luft, skulle dykaren med luft kvar ge sitt primära andra steg till dykaren utanför luften och byta till sin egen uppblåsningsventil.
En behovsventil på en regulator kopplad till en separat oberoende dykcylinder skulle också kallas en alternativ luftkälla och även en redundant luftkälla, eftersom den är helt oberoende av den primära luftkällan.
Munstycke
Munstycket är en del som användaren greppar i munnen för att göra en vattentät tätning. Det är ett kort tillplattat-ovalt rör som går in mellan läpparna , med en böjd fläns som passar mellan läpparna och tänderna och tandköttet , och tätar mot läpparnas insida. På flänsens inre ändar finns två flikar med förstorade ändar, som greppas mellan tänderna. Dessa flikar håller även tänderna isär tillräckligt för att möjliggöra bekväm andning genom springan. De flesta för fritidsdykning är utrustade med ett munstycke. I dubbelslangsregulatorer och rebreathers kan "munstycke" syfta på hela monteringen mellan de två flexibla rören. Ett munstycke förhindrar tydligt tal, så en helmask är att föredra där röstkommunikation behövs.
I ett fåtal modeller av dykregulator har munstycket även en yttre gummifläns som passar utanför läpparna och sträcker sig i två remmar som fästs ihop bakom nacken. Detta hjälper till att hålla munstycket på plats om användarens käkar blir slappa genom medvetslöshet eller distraktion. Munstyckets säkerhetsfläns kan också vara en separat komponent. Den bifogade nackremmen gör det också möjligt för dykaren att hålla regulatorn hängande under hakan där den är skyddad och redo att användas. Senare munstycken innehåller vanligtvis inte en yttre fläns, men bruket att använda en halsrem har återupplivats av tekniska dykare som använder ett bungee- eller kirurgiskt gummi-"halsband" som kan lossna från munstycket utan att skadas om det dras ordentligt.
De ursprungliga munstyckena var vanligtvis gjorda av naturgummi och kan orsaka en allergisk reaktion hos vissa dykare. Detta har övervunnits genom användningen av hypoallergena syntetiska elastomerer såsom silikongummi.
Vridbara slangadaptrar
Adaptrar finns tillgängliga för att modifiera ledningen på lågtrycksslangen där den ansluts till behovsventilen. Det finns adaptrar som ger en fast vinkel och de som är variabel under användning. Som med alla ytterligare rörliga delar är de en ytterligare möjlig felpunkt, så bör endast användas där det finns tillräckliga fördelar för att kompensera denna risk. De är främst användbara för att förbättra slangledningen på regulatorer som används med sidomonterade och slingmonterade cylindrar.
Andra svängbara adaptrar är gjorda för att monteras mellan lågtrycksslangen och lågtrycksporten på första steget för att ge slangledningar som annars inte är möjliga för den specifika regulatorn.
Helmask eller hjälm
Detta sträcker ut begreppet tillbehör lite, eftersom det skulle vara lika giltigt att kalla regulatorn ett tillbehör till helmasken eller hjälmen, men de två föremålen är nära sammankopplade och används vanligtvis tillsammans.
De flesta helmasker och förmodligen de flesta dykhjälmar som för närvarande används är öppna kretskravssystem, som använder en behovsventil (i vissa fall mer än en) och levereras från en dykregulator eller en ytförsörjningsnabel från en ytförsörjningspanel som använder en ytförsörjning regulator för att styra trycket på primär- och reservluft eller annan andningsgas.
Lättviktsdykarhjälmar levereras nästan alltid på ytan, men helmasker används lika lämpligt med scuba open circuit, scuba closed circuit (rebreathers) och yta levererad open circuit.
Behovsventilen är vanligtvis stadigt fastsatt på hjälmen eller masken, men det finns några modeller av helmasker som har avtagbara behovsventiler med snabbkopplingar som gör att de kan bytas under vatten. Dessa inkluderar Dräger Panorama och Kirby-Morgan 48 Supermask.
Flytkompensator och uppblåsningsslangar för torrdräkt
Slangar kan monteras på lågtrycksportar på regulatorns första steg för att ge gas för att blåsa upp flytkraftskompensatorer och/eller torrdräkter. Dessa slangar har vanligtvis en snabbkopplingsände med en automatiskt tätande ventil som blockerar flödet om slangen kopplas bort från flytkompensatorn eller dräkten. Det finns två grundläggande stilar av kontakt, som inte är kompatibla med varandra. Den höga flödeshastigheten CEJN 221-kopplingen har ett större hål och tillåter gasflöde med tillräckligt hög hastighet för användning som en anslutning till en behovsventil. Detta ses ibland i en kombination av BC-inflator/deflatormekanism med integrerad sekundär DV (bläckfisk), som i AIR II-enheten från Scubapro. Seatec-kopplingen med låg flödeshastighet är vanligare och är industristandard för BC-inflatoranslutningar, och är även populär på torrdräkter, eftersom det begränsade flödet minskar risken för ett sprängning om ventilen fastnar i öppet läge. Anslutningen med hög flödeshastighet används av vissa tillverkare på torrdräkter.
Olika mindre tillbehör finns tillgängliga för att passa dessa slanganslutningar. Dessa inkluderar mellanstegstryckmätare, som används för att felsöka och ställa in regulatorn (ej för användning under vatten), bullermätare, som används för att fånga uppmärksamhet under vattnet och på ytan, och ventiler för att pumpa upp däck och uppblåsbara båtar, vilket gör att luften i en scuba cylinder tillgänglig för andra ändamål.
Instrumentkonsoler
Kallas även combo-konsoler, dessa är vanligtvis hårdgummi eller hårda plastlister som omsluter den nedsänkbara tryckmätaren och har monteringsuttag för annan dykarinstrumentering, såsom dekompressionsdatorer, undervattenskompass, timer och/eller djupmätare och ibland en liten plastskiva på vilka anteckningar som kan skrivas antingen före eller under dyket. Dessa instrument skulle annars bäras någon annanstans, t.ex. fastspända vid handleden eller underarmen eller i en ficka och är endast tillbehör för regulatorer för att underlätta transport och åtkomst, och med större risk för skador under hantering.
Automatisk stängningsanordning
Automatisk stängningsanordning (ACD) är en mekanism för att stänga av inloppsöppningen på ett regulators första steg när det kopplas bort från en cylinder. En fjäderbelastad kolv i inloppet trycks ned mekaniskt genom kontakt med cylinderventilen när regulatorn är monterad på cylindern, vilket öppnar porten genom vilken luft strömmar in i regulatorn. I normalt stängt tillstånd när den inte är monterad förhindrar denna ventil inträngning av vatten och andra föroreningar till första stegets inre, vilket kan orsakas av försumlig hantering av utrustningen eller av en olycka. Detta hävdar tillverkaren för att förlänga regulatorns livslängd och minska risken för fel på grund av intern kontaminering. Det är dock möjligt för en felaktigt installerad ACD att stänga av gastillförseln från en cylinder som fortfarande innehåller gas under ett dyk.
Gaskompatibilitet
Fritidsscuba nitrox service
Standardluftregulatorer anses vara lämpliga för nitroxblandningar som innehåller 40 % eller mindre syre i volym, både av NOAA, som utförde omfattande tester för att verifiera detta, och av de flesta fritidsdykarbyråer.
Ytlevererad nitroxservice
När yttillförd utrustning används har dykaren inte möjligheten att helt enkelt ta ut DV:n och byta till ett oberoende system, och gasbyte kan göras under ett dyk, inklusive användning av rent syre för accelererad dekompression. För att minska risken för förvirring eller att få systemet förorenat, kan ytförsörjda system behöva vara syrerena för alla tjänster utom rakluftsdykning. [ citat behövs ]
Syreservice
Regulatorer som ska användas med rena syre- och nitroxblandningar som innehåller mer än 40 volymprocent syre bör använda syrekompatibla komponenter och smörjmedel och rengöras för syreservice.
Heliumtjänst
Helium är en exceptionellt icke-reaktiv gas och andningsgaser som innehåller helium kräver inga speciella rengörings- eller smörjmedel. Men eftersom helium vanligtvis används för djupdyk, kommer det normalt att användas med högpresterande regulatorer, med lågt andningsarbete vid höga omgivningstryck.
Tillverkare och deras varumärken
- Air Liquide : La Spirotechnique , Apeks och Aqua Lung
- American Underwater Products (ROMI Enterprises, San Leandro, Kalifornien): Aeris, Hollis Gear och Oceanic
- Atomic Aquatics [ citat behövs ]
- Beuchat
- Cressi-Sub
- Dyk Rite
- Dräger
- Halcyon Diving System [ citat behövs ]
- HTM Sports: Dacor och Mares
- Poseidon Diving Systems AB
- ScubaPro
- Seac Sub [ citat behövs ]
- Tusa
- Tecline [ citat behövs ]
- Zeagle
Se även
- Regulatorers andningsprestanda – Mätning och krav på funktion hos andningsregulatorer
- Inbyggt andningssystem – System för tillförsel av andningsgas vid behov inom ett begränsat utrymme
- Dykarhjälm – Styvt huvudhölje med andningsgas som bärs för undervattensdykning
- Helansiktsdykarmask – Dykmask som täcker såväl mun som ögon och näsa
- Mänskliga faktorer vid design av dykutrustning – Inverkan av interaktionen mellan användaren och utrustningen på designen
- Mekanism för dykregulatorer – Hur mekanismerna för dykregulatorer fungerar
