调节器机械原理：活塞式、膜片式与生存维护

你在400英尺深处。水温4摄氏度。四周漆黑一片。将你的肺部与大西洋那足以压碎一切的重量隔开的，只有一块机械加工的黄铜和几个橡胶O型圈。

热带地区的休闲潜水员把他们的装备当成玩具。他们把调节器扔在沙滩上。他们漫不经心地冲洗。他们理所当然地认为空气永远会流动。

我不做任何假设。在饱和潜水中，“假设”是通往闭棺葬礼的第一步。

为了在深海生存，甚至只是为了在挪威的峡湾里冷浸一次，你需要了解你的生命支持系统的机械原理。你需要知道压力是如何被逐级降低的，以及为什么当温度下降时，你对阀门的选择至关重要。而且，你需要知道如何在不毁掉它的前提下清洗它。

一级头：驯服猛兽

你背后的气瓶储存着大约3000 psi (200 bar) 压力的气体。有时甚至更高。如果你直接吸上一口，它会像撕碎湿纸袋一样把你的肺部炸开。

一级头是力量所在。它连接在气瓶阀上，将巨大的瓶内压力降低到“中压”。这通常比环境压力高出135到145 psi。它就像是一个气体的降压变压器。

实现这种机械魔法主要有两种方式：活塞式 (Piston) 和膜片式 (Diaphragm)。

活塞式调节器 (Piston Regulators)

活塞式调节器结构简单，移动部件较少。内部一个空心金属活塞在弹簧的作用下前后移动，以控制气流。

优点： 它们能提供巨大的气流量。如果你处于深海且呼吸沉重，高端的平衡活塞式调节器能毫不费力地输送气体。

缺点： 在标准设计中，水会进入主弹簧室。这在加勒比海没问题。但在挪威？那是灾难。水会在活塞周围结冰。调节器会卡在开启状态，导致不断涌气 (Free flow)。你的气瓶会在几秒钟内排空。海洋会充斥着噪音和气泡。而你，麻烦大了。

膜片式调节器 (Diaphragm Regulators)

这是我的选择。一个柔韧的橡胶膜片将内部机构与外部海水隔开。一根顶杆将压力从膜片传递到阀座。

优点： 它们是密封的。冰冷的海水永远不会接触到内部的金属活动部件。它们耐寒、抗泥沙和污垢。

缺点： 零件更多。维修起来略显复杂。但为了不让生命支持系统内部形成冰晶，复杂一点是公平的代价。

平衡式与非平衡式 (Balanced vs. Unbalanced)

这是物理学撞击你钱包的地方。

非平衡式： 气瓶压力会辅助推开或关闭阀门。随着气瓶排空、压力下降，呼吸阻力会发生变化。潜得越深、气瓶压力越低，呼吸就越费力。这些很便宜，通常是租赁装备。我连洗泳池都不会用它。

平衡式： 这种机构设计使得气瓶压力不会影响开启阀门所需的力。无论是在200 bar还是50 bar，你都能获得相同的供气感。在10米深处和100米深处，呼吸同样轻松。如果你要深潜，就必须用平衡式。

以下是为务实主义者准备的对比表：

特性	平衡膜片式	平衡活塞式	非平衡活塞式
气流量	优秀	卓越	足够
冷水环境	卓越（密封）	较差（除非有密封）	较差
可靠性	高	高	中等
成本	高	高	低
最佳用途	冷水/浑浊水域、技潜	深海暖水	浅水暖水

二级头：需气阀 (The Demand Valve)

气体通过中压管离开一级头，到达二级头。这就是你含在嘴里的部分。

二级头将那140 psi的压力降低到环境压力。它是一个“需气阀 (Demand valve)”，只在你吸气时才供气。

内部有一个杠杆。当你吸气时，壳体内的压力下降。由于外部水压的作用，膜片（不同于一级头那个）被向内推。它撞击杠杆，杠杆打开阀门，你得到空气。

当你呼气时，你将膜片向外推，杠杆关闭，排气阀打开，气泡随之排出。

原理很简单。但如果调节不当，你每一口呼吸都在搏斗。这就是“呼吸功 (Work of breathing)”。高呼吸功会导致二氧化碳堆积，二氧化碳堆积会导致恐慌。恐慌导致死亡。

维护：别当蠢货

我见过有些潜水员结束潜水后，连防尘帽都不盖就直接把调节器扔进清洗池，然后扬长而去。

如果我是他们的主管，我会开除他们。

一级头最关键的部分是烧结过滤器 (Sintered filter)。它是进气口处的一个细小金属网。它能防止气瓶里的铁锈和灰尘进入精密的高压阀座。

如果你让水进入一级头进气口，你就淹没了高压系统。水会腐蚀弹簧，降解润滑剂，毁掉压力表。

清洗规程

固定防尘帽： 在任何水接触到调节器之前，防尘帽必须盖在一级头进气口上。它必须是干燥的，必须拧紧。如果你使用的是 DIN 接口（你应该用这个，Yoke 接口是给游客用的），确保螺旋帽已密封。
禁止高压冲洗： 不要用软管对着一级头猛冲。你可能会把水强行挤过密封圈。只需温和的水流。
不要按下排气按钮： 当调节器在浸泡且未加压时，绝对不要按下二级头的排气按钮 (Purge button)。这会打开阀门，让水顺着管子倒灌进一级头。我经常在清洗池看到有人这么做。他们正在亲手淹掉自己的装备。
浸泡： 盐晶体会像混凝土一样坚硬。快速蘸一下水毫无用处。在淡水中浸泡一小时。让盐分溶解。
晾干： 挂起来。避免阳光直射。紫外线会破坏橡胶软管。

装备即将报废的征兆

机械故障很少瞬间发生。机器会给你警告，你只需倾听。

1. 嘶嘶声（泄漏）

如果你在给气瓶加压时听到一级头发出的嘶嘶声，说明你遇到了 O 型圈故障或高压阀座故障。不要潜水。如果那个阀座在水下失效，中压会激增。二级头将无法承受，会发生剧烈的不断涌气。

2. 中压爬升 (IP creep)

有时压力表指针会抖动，或者二级头每隔几秒就“嗝”出一个小气泡。这就是“中压爬升 (IP creep)”。一级头内部的高压阀座密封不严，压力正从气瓶端渗漏到软管端。最终，它会冲开二级头。这需要技术人员维修。

3. 呼吸阻力增加

如果你必须用力吸气才能获得空气，那肯定出了问题。过滤器可能堵塞了，杠杆高度可能太低，或者润滑剂干涸了。呼吸困难会导致压力，压力杀人。

一个寒冷的教训

我记得在北海的一次任务。冬天。我们正在处理一个管道法兰。我当时用的是一个两年没保养过的备用调节器。我以为它没问题，毕竟只是个备用。

我在更换气体时切换到了它。水温接近冰点。就在我吸气的那一刻，那个未密封的活塞冻住了。热冲击太大了，调节器卡死在开启状态。

感觉就像有人把消防水带塞进了我的喉咙。气体的冲击力大到我的脸颊都在抖动。我不得不手动微调气瓶阀门，才能在不伤到肺的情况下呼吸。我中止了潜水。我丢了工钱。我看起来像个外行。

从那以后，我会检查一切。无论潜了多少次，我每年都会保养我的装备。

金属会腐蚀。橡胶会老化。盐分会毁灭一切。

你的调节器是让你能造访水下这个敌对世界的唯一依靠。尊重它。正确冲洗。经常保养。

或者干脆待在船上。反正那里更暖和。