Механіка регулятора: поршень, мембрана та обслуговування для виживання

Ви на глибині 400 футів. Температура води, 4 градуси Цельсія. Навколо непроглядна темрява. Єдине, що відділяє ваші легені від нищівної ваги Атлантичного океану, це шматок обробленої латуні та кілька гумових ущільнювальних кілець (O-rings).

Рекреаційні дайвери в тропіках ставляться до свого спорядження як до іграшок. Вони кидають регулятори в пісок. Промивають їх, не дивлячись. Вони вважають, що повітря буде йти завжди.

Я не роблю припущень. У водолазних роботах із насиченням (saturation diving) припущення, це перший крок до похорону в закритій труні.

Щоб вижити на глибині або навіть під час звичайного занурення в холодний фіорд, ви повинні розуміти механіку вашої системи життєзабезпечення. Ви повинні знати, як знижується тиск і чому ваш вибір клапана має значення, коли температура падає. І ви повинні знати, як чистити його, не знищивши при цьому.

Перший ступінь: Приборкання звіра

Балон на вашій спині містить газ під тиском близько 3000 psi (200 бар). Іноді більше. Якби ви вдихнули це безпосередньо в легені, їх би розірвало, як мокрі паперові пакети.

Перший ступінь, це «м'язи». Він кріпиться до вентиля балона і знижує цей величезний тиск до «проміжного тиску» (intermediate pressure). Зазвичай він на 135, 145 psi вищий за тиск навколишнього середовища. Це понижувальний трансформатор для газу.

Ця механічна магія відбувається двома основними способами: за допомогою поршня або мембрани.

Поршневі регулятори

Поршневі регулятори прості. У них менше рухомих деталей. Всередині порожнистий металевий поршень рухається вперед-назад проти пружини, контролюючи потік повітря.

Плюси: Вони забезпечують колосальний потік повітря. Якщо ви на глибині й важко дихаєте, висококласний збалансований поршень подає газ без зусиль.

Мінуси: У стандартній конструкції вода потрапляє в камеру основної пружини. У Карибському морі це нормально. У Норвегії? Це катастрофа. Вода замерзає навколо поршня. Регулятор блокується у відкритому стані. Ви отримуєте фрі-флоу (free flow). Ваш балон порожніє за лічені секунди. Океан наповнюється шумом і бульбашками. У вас проблема.

Мембранні регулятори

Це мій вибір. Гнучка гумова мембрана відокремлює внутрішній механізм від зовнішньої води. Штифт передає тиск від мембрани на сідло клапана.

Плюси: Вони герметичні. Крижана морська вода ніколи не торкається рухомих металевих частин усередині. Вони стійкі до замерзання, а також до мулу та бруду.

Мінуси: У них більше деталей. Вони дещо складніші в обслуговуванні. Але складність, справедлива ціна за те, щоб кристали льоду не утворювалися всередині вашої системи життєзабезпечення.

Збалансовані проти незбалансованих

Ось де фізика б'є по вашому гаманцю.

Незбалансовані: Тиск у балоні допомагає штовхати клапан, закриваючи або відкриваючи його. У міру того, як балон порожніє і тиск падає, зусилля на вдих змінюється. Чим глибше ви йдете і чим менше повітря в балоні, тим важче дихати. Це дешеве спорядження. Прокатний мотлох. Я б не став використовувати такий навіть для чищення басейну.

Збалансовані: Механізм сконструйований так, що тиск у балоні не впливає на зусилля, необхідне для відкриття клапана. Ви отримуєте однакову подачу повітря як при 200 бар, так і при 50 бар. Однакове легке дихання на 10 метрах і на 100 метрах. Якщо ви пірнаєте глибоко, ви пірнаєте зі збалансованим регулятором.

Ось розбивка для прагматиків:

Другий ступінь: Дихальний автомат

Газ виходить із першого ступеня через шланг під проміжним тиском. Він потрапляє в другий ступінь. Це та частина, що у вас у роті.

Другий ступінь бере ці 140 psi і знижує їх до тиску навколишнього середовища. Це «дихальний автомат» (demand valve). Він дає газ тільки тоді, коли ви робите вдих.

Всередині є важіль. Коли ви вдихаєте, тиск усередині корпусу падає. Мембрана (інша, ніж у першому ступені) вдавлюється тиском води ззовні. Вона тисне на важіль. Важіль відкриває клапан. Ви отримуєте повітря.

Коли ви видихаєте, ви виштовхуєте мембрану назовні, важіль закривається, а клапан видиху відкривається, щоб випустити бульбашки.

Все просто. Але якщо він погано відрегульований, ви боретеся за кожен ковток повітря. Це називається «робота дихання» (work of breathing). Висока робота дихання призводить до накопичення CO2. Накопичення CO2 призводить до паніки. Паніка призводить до смерті.

Обслуговування: Не будьте ідіотом

Я бачив дайверів, які закінчують занурення, кидають свій регулятор у бак для ополоскування без пилозахисного ковпачка і йдуть геть.

Якби я був їхнім керівником, я б їх звільнив.

Найважливіша частина першого ступеня, це спечений фільтр (sintered filter). Це невелика металева сітка на вході. Вона зупиняє іржу та пил із балона, не даючи їм потрапити в делікатне сідло високого тиску.

Якщо ви дозволяєте воді потрапити у вхідний отвір першого ступеня, ви затоплюєте систему високого тиску. Вода викличе корозію пружин. Вона зруйнує мастило. Вона зіпсує манометр.

Протокол очищення

1. Закріпіть пилозахисний ковпачок: Перш ніж будь-яка вода торкнеться регулятора, на вхідному отворі першого ступеня має бути ковпачок. Він має бути сухим. Він має бути щільно затягнутим. Якщо ви використовуєте вентилі DIN (а ви повинні їх використовувати, коннектори Yoke, для туристів), переконайтеся, що різьбова кришка закрита герметично.
2. Ніякого промивання під високим тиском: Не поливайте перший ступінь зі шланга під напором. Ви можете загнати воду повз ущільнювачі. Тільки лагідний потік.
3. Не натискайте кнопку примусової подачі (purge button): Коли регулятор відмокає і не перебуває під тиском, ніколи не натискайте кнопку очищення на другому ступені. Це відкриває клапан і дозволяє воді пройти вгору по шлангу прямо в перший ступінь. Я постійно бачу, як люди роблять це в баках для промивання. Вони власноруч затоплюють своє спорядження.
4. Відмочуйте його: Кристали солі тверднуть, як бетон. Швидке занурення нічого не дасть. Залиште його у прісній воді на годину. Нехай сіль розчиниться.
5. Сушіть його: Підвісьте його. Тримайте подалі від прямих сонячних променів. УФ-випромінювання руйнує гумові шланги.

Ознаки того, що ваше спорядження вмирає

Механічні відмови рідко стаються миттєво. Машина попереджає вас. Треба тільки слухати.

1. Шипіння (Витоки)

Якщо ви чуєте шипіння з першого ступеня, коли подаєте тиск із балона, у вас вийшло з ладу ущільнювальне кільце або сідло високого тиску. Не пірнайте. Якщо це сідло відмовить під водою, проміжний тиск різко зросте. Другий ступінь не зможе його втримати. Почнеться потужний фрі-флоу.

2. Повзучий проміжний тиск (IP creep)

Іноді стрілка манометра смикається. Або другий ступінь випускає маленьку бульбашку кожні кілька секунд. Це «IP creep». Сідло високого тиску всередині не герметизується ідеально. Тиск просочується з боку балона в бік шланга. Зрештою це примусово відкриє другий ступінь. Потрібен технік.

3. Підвищений опір диханню

Якщо вам доводиться сильно втягувати повітря, щось не так. Фільтр може бути забитий. Важіль може бути встановлений занизько. Мастило могло висохнути. Важке дихання викликає стрес. Стрес убиває.

Холодний урок

Я пам'ятаю роботу в Північному морі. Зима. Ми працювали над фланцем трубопроводу. Я використовував запасний регулятор, який не обслуговував два роки. Я думав, що з ним усе гаразд. Це ж просто запасний.

Я переключився на нього під час зміни газу. Вода була майже крижаною. Щойно я зробив вдих, негерметичний поршень замерз. Термічний шок був занадто сильним. Регулятор заклинило у відкритому стані.

Відчуття було таке, ніби мені в горло запхнули пожежний рукав. Газ ударив із такою силою, що в мене заплескали щоки. Мені довелося «грати» вентилем балона, щоб просто дихати без пошкодження легень. Я перервав занурення. Я втратив гроші. Я виглядав як аматор.

Відтоді я перевіряю все. Я обслуговую своє спорядження щороку, незалежно від кількості занурень.

Метал кородує. Гума гниє. Сіль руйнує.

Ваш регулятор, це єдина річ, яка дозволяє вам відвідувати ворожий світ під поверхнею. Ставтеся до нього з повагою. Промивайте його правильно. Обслуговуйте його часто.

Або залишайтеся на човні. Там все одно тепліше.