Механика регулятора: поршень, мембрана и обслуживание ради выживания

Вы на глубине 120 метров. Температура воды, 4 градуса Цельсия. Вокруг непроглядная тьма. Единственное, что отделяет ваши легкие от сокрушительного веса Атлантического океана, это кусок обработанной латуни и несколько резиновых уплотнительных колец (O-rings).

Рекреационные дайверы в тропиках относятся к своему снаряжению как к игрушкам. Они бросают регуляторы в песок. Они ополаскивают их, не глядя. Они полагают, что воздух будет идти всегда.

Я не строю предположений. В водолазных работах методом длительного пребывания (saturation diving) предположение, это первый шаг к похоронам в закрытом гробу.

Чтобы выжить на глубине или даже просто во время холодного погружения во фьорде, вам нужно понимать механику системы жизнеобеспечения. Вы должны знать, как понижается давление, и почему выбор клапана имеет значение при падении температуры. И вы должны знать, как его чистить, не уничтожив при этом.

Первая ступень: Укрощение зверя

Баллон за вашей спиной держит газ под давлением около 200 бар (3000 psi). Иногда больше. Если бы вы вдохнули это напрямую, ваши легкие разлетелись бы, как мокрые бумажные пакеты.

Первая ступень, это «мускулы». Она крепится к вентилю баллона и снижает это колоссальное давление до «установочного давления» (intermediate pressure). Обычно оно составляет от 9 до 10 бар над окружающим давлением. Это понижающий трансформатор для газа.

Существует два основных способа реализации этой механической магии: поршневой и мембранный.

Поршневые регуляторы

Поршневые регуляторы просты. В них меньше движущихся частей. Внутри полый металлический поршень перемещается вперед-назад, сжимая пружину для управления потоком воздуха.

Плюсы: Они обеспечивают огромный поток воздуха. Если вы глубоко и тяжело дышите, высококлассный сбалансированный поршень подает газ без усилий.

Минусы: В стандартной конструкции вода попадает в камеру основной пружины. В Карибском море это нормально. В Норвегии? Это катастрофа. Вода замерзает вокруг поршня. Регулятор заклинивает в открытом положении. Начинается свободная подача воздуха (free flow). Ваш баллон пустеет за считанные секунды. Океан наполняется шумом и пузырями. У вас проблемы.

Мембранные регуляторы

Это мой выбор. Гибкая резиновая мембрана отделяет внутренний механизм от забортной воды. Толкатель передает давление от мембраны на седло клапана.

Плюсы: Они герметичны. Ледяная морская вода никогда не касается движущихся металлических частей внутри. Они устойчивы к обмерзанию, а также к попаданию ила и грязи.

Минусы: В них больше деталей. Они немного сложнее в обслуживании. Но сложность, справедливая цена за отсутствие кристаллов льда внутри вашей системы жизнеобеспечения.

Сбалансированные против несбалансированных

Здесь физика бьет по вашему кошельку.

Несбалансированные: Давление в баллоне помогает толкать клапан, закрывая или открывая его. По мере опустошения баллона и падения давления усилие на вдох меняется. Дышать становится тяжелее, чем глубже вы опускаетесь и чем меньше воздуха остается. Это дешевка. Снаряжение для проката. Я бы не стал использовать такой даже для чистки бассейна.

Сбалансированные: Механизм спроектирован так, что давление в баллоне не влияет на силу, необходимую для открытия клапана. Вы получаете одинаковую подачу воздуха как при 200 бар, так и при 50 бар. Легкость дыхания на 10 метрах будет такой же, как на 100 метрах. Если вы ныряете глубоко, вы ныряете на сбалансированном регуляторе.

Вот сводка для прагматиков:

Вторая ступень: Легочный автомат

Газ покидает первую ступень через шланг под установочным давлением. Он попадает во вторую ступень. Это та часть, которая находится у вас во рту.

Вторая ступень берет эти 9, 10 бар и снижает их до давления окружающей среды. Это «клапан подачи по требованию» (demand valve). Он дает газ только тогда, когда вы вдыхаете.

Внутри находится рычаг. Когда вы втягиваете воздух, давление внутри корпуса падает. Мембрана (другая, не та, что в первой ступени) вдавливается давлением воды снаружи. Она давит на рычаг. Рычаг открывает клапан. Вы получаете воздух.

При выдохе вы выталкиваете мембрану наружу, рычаг закрывается, а клапан выдоха открывается, выпуская пузырьки.

Все просто. Но если регулятор плохо отрегулирован, вы будете бороться за каждый вдох. Это называется «работа дыхания» (work of breathing). Высокая работа дыхания ведет к накоплению CO2. Накопление CO2 ведет к панике. Паника ведет к смерти.

Обслуживание: Не будьте идиотом

Я видел дайверов, которые заканчивают погружение, бросают регулятор в бак для опреснения без пылезащитного колпачка и уходят.

Если бы я был их супервайзером, я бы их уволил.

Самая важная деталь первой ступени, это спекшийся фильтр (sintered filter). Это небольшая металлическая сетка на входе. Она не дает ржавчине и пыли из баллона попасть в деликатное седло высокого давления.

Если вы позволите воде попасть во входное отверстие первой ступени, вы затопите систему высокого давления. Вода вызовет коррозию пружин. Она разрушит смазку. Она испортит манометр.

Протокол очистки

1. Закрепите пылезащитный колпачок: Прежде чем вода коснется регулятора, колпачок должен быть на входе первой ступени. Он должен быть сухим. Он должен быть затянут. Если вы используете коннекторы DIN (а вы должны их использовать, скоба Yoke, для туристов), убедитесь, что резьбовая заглушка герметична.
2. Никакой промывки под высоким давлением: Не направляйте струю воды из шланга на первую ступень. Вы можете загнать воду за уплотнения. Только аккуратный поток.
3. Не нажимайте кнопку принудительной подачи: Когда регулятор отмокает и не находится под давлением, никогда не нажимайте кнопку байпаса (purge button) на второй ступени. Это открывает клапан и позволяет воде пройти по шлангу прямо в первую ступень. Я постоянно вижу, как люди делают это в баках для опреснения. Они сами топят свое снаряжение.
4. Замочите его: Кристаллы соли твердеют как бетон. Быстрое окунание ничего не даст. Замочите регулятор в пресной воде на час. Дайте соли раствориться.
5. Высушите его: Повесьте его. Держите подальше от прямых солнечных лучей. Ультрафиолет разрушает резиновые шланги.

Признаки того, что ваше снаряжение умирает

Механический отказ редко случается мгновенно. Машина предупреждает вас. Вам просто нужно слушать.

1. Шипение (Утечки)

Если вы слышите шипение из первой ступени при подаче давления, у вас либо отказ O-ринга, либо повреждение седла высокого давления. Не ныряйте. Если это седло откажет под водой, установочное давление резко подскочит. Вторая ступень не сможет его удержать. Начнется мощная свободная подача воздуха.

2. Нарастание установочного давления (IP Creep)

Иногда стрелка манометра дергается. Или вторая ступень выпускает маленький пузырек каждые несколько секунд. Это «ползучесть» установочного давления. Седло высокого давления внутри не герметизируется идеально. Давление просачивается со стороны баллона в шланг. В конце концов, оно принудительно откроет вторую ступень. Требуется помощь техника.

3. Повышенное сопротивление дыханию

Если вам приходится прилагать усилия, чтобы получить воздух, что-то не так. Фильтр может быть засорен. Высота рычага может быть слишком низкой. Смазка могла высохнуть. Тяжелое дыхание вызывает стресс. Стресс убивает.

Холодный урок

Я помню работу в Северном море. Зима. Мы работали на фланце трубопровода. Я использовал резервный регулятор, который не обслуживал два года. Я думал, что с ним все в порядке. Это же просто резерв.

Я переключился на него во время смены смеси. Вода была близка к замерзанию. Как только я сделал вдох, неизолированный поршень замерз. Термический шок был слишком сильным. Регулятор заклинило в открытом положении.

Ощущение было такое, будто мне в глотку засунули пожарный шланг. Газ бил с такой силой, что у меня хлопали щеки. Мне пришлось прикрывать вентиль баллона, чтобы просто дышать, не повредив легкие. Я прервал погружение. Я потерял деньги. Я выглядел как дилетант.

С тех пор я проверяю всё. Я провожу обслуживание своего снаряжения ежегодно, независимо от того, сколько погружений я сделал.

Металл корродирует. Резина гниет. Соль разрушает.

Ваш регулятор, это единственная вещь, которая позволяет вам посещать враждебный мир под поверхностью. Относитесь к нему с уважением. Опресняйте его правильно. Обслуживайте его часто.

Или оставайтесь на лодке. Там в любом случае теплее.