各类调节器介绍-一级头
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调节器的规范标准

CE EN 250是最常见的开放式自给压缩空气潜水呼吸设备仪器的检测和标记的规范。

The standard contains limits on inhalation and exhalation pressures and overall work of breathing. It specifies the following, under test conditions of a breathing rate of 62.5 litres (2.2 cu ft) per minute and an ambient pressure of 6 bars (600 kPa):

  • Work of breathing: <3.0 joules per litre
  • Peak respiratory pressure: ±25 mbar (±2.5 kPa) (inhalation or exhalation)
  • Inhalation work of breathing: <0.3 joule per litre
  • Pressure spikes with no measurable positive work of breathing: <10 mbar (1 kPa)
  • Pressure spikes with measurable positive work of breathing: <5 mbar (0.5 kPa)

主要为测量在”焦耳/升”。测试的方式是以呼吸模拟器来检测。调节器被连接到一个“测试潜水员”(人体模型),并下降到深水里。人工肺在规定的速率吸入和呼出气体并对呼吸阻力进行测量。测量在不同的深度,不同的温度和不同的供给压力进行。计算分析测试数据,构建呼吸曲线(WOB)的工作。曲线最好都集中在0.0线附近均匀的曲线,并且在吸入(下)和呼气(上)曲线的区域越小越好。

虽然调节器满足上述限制将提供足够的空气,但仅是最低的标准 (3.0焦耳/升 at 6 bar),高性能调节器在同样深度时阻抗值小于0.8焦耳/升。当要比较呼吸曲线(WOB)是越密集接近越好。EN250规范并不适用于冰水,因为本规范的最低工作温度是10°C。

以下是厂商在50m(6bar)的深度,与气瓶压力300bar,2°至4℃的水温和每分钟25次呼吸,所做的WOB。

常见的一级调节器类型

所有常见调节器设计的原理不外乎是由弹簧顶开高压室和中压室之间的开口,当中压上升后抵消弹簧弹力将开口密合停止高压空气进入中压室。因此一级调节器故障时只会大量出气,而不会吸不到气(fail safe)

活塞顺流式调节器

活塞顺流式是利用活塞的移动来开启/关闭来自高压室的进气,利用弹簧的弹力将活塞拉开中压室进气,活塞杆上有一孔将空气导到活塞缸内,当缸内压力大到把弹簧弹力抵消,活塞推回即关闭进气口。

开合力**=弹簧张力+水压X活塞面积+高压x****高压座面积**

闭合力**=中压x****活塞面积**

活塞顺流式调节器优点

这一经典结构内部零件少价格低廉,可靠性高和维护需求低使其成为潜水中心租赁设备的优先选择。

活塞顺流式调节器缺点

顺流式顾名思意其活塞和高压进气口在同一线上,因此活塞的移动需抵抗气瓶压力,因此中压的输出会受气瓶残压影响而有变动。尤其在潜水活动即将结束时,会有明显的差异;其次活塞式调节器必需由环境孔导入海水接触活塞做为深度压力补偿,使用后需加强清洗。

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活塞平衡式调节器

活塞平衡式调节器也是利用活塞的移动来开启/关闭来自高压室的进气,但改变了高压垫片的位置和空气流动的方向,一样利用弹簧的弹力将活塞拉开中压室进气,活塞杆顶有开口将空气直通中压室(活塞缸)内,当缸内压力大到把弹簧弹力抵消,活塞推回即关闭进气口。

开合力**=弹簧张力+水压X****活塞面积**

闭合力**=中压x****活塞面积**

活塞平衡式调节器优点

活塞平衡式调节器比起其他型式出气量是最大的,高压室的特殊设计使其输出稳定中压的完全不因气瓶压力而改变。活塞使用更轻的复合材使其动作可以更加灵敏。在气瓶相低压时仍能提供稳定的出气量,对于疲惫的潜水员在上升或减压停留能更顺畅的呼吸。活塞平衡式是要求苛刻的运动潜水员和专业人士的最佳选择,并在温暖和寒冷的水环境中同样表现出色。

活塞平衡式调节器缺点活

活塞式调节器必需由环境孔导入海水接触活塞做为深度压力补偿,虽然已有厂商加以改良在活塞上使用双重Oring,强化环境密封但使用后仍需加强清洗。 目前仅有一款调节器利用灌注矽油和完全密闭逹到环境完全阻隔,并可以污水下工作。

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横隔膜式一级调节器

横隔模式一级调节器是利用鼓膜阻隔于中压室和外界环境与中压弹簧之间,鼓膜因中压上升而膨胀抵消中压弹簧弹力和环境压力,使其下方顶杆的柱硕向上移动阻塞高压室和中压室中间的开口。横隔模式中压输出稳定且反应快速,非常适合使用在高压气瓶。目前也有在环境开口上再加上一层鼓膜的设计,使用环境密封更彻底特别在污染或泥水工作。

开合力**=弹簧张力+水压X****横隔膜面积**

闭合力**=中压x横隔膜面积****+高压弹簧张力+(高压-中压)x****高压座面积**

横隔膜式一级调节器优点

横隔模式一级调节器是完全环境密封使水无法进入的内部机构。调整外部中压弹簧弹力即可调整中压。

横隔膜式一级调节器缺点

横隔膜式一级调节器构造相对复杂,敏感的移动金属部件应避免极冷的环境或加装冰水套件改善;在气瓶压力下降时中压会有些许上升。

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揪潜水同学会

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