Конструкция любого регулятора включает в себя первую и вторую ступень. Про первые ступени регуляторов Aqua Lung подробно рассказано в предыдущей статье. Во второй ступени регулятора или дыхательном автомате воздух, прошедший первую ступень (редуктор), доводится до давления внешней среды и становится пригодным для дыхания.
Вторые ступени бывают с поточным и противоточным механизмом клапана. В противоточном закрытие клапана происходит воздушным потоком из первой ступени. В случае поломки редуктора, при увеличении промежуточного давления воздух может разорвать шланг. Для страховки в такие регуляторы устанавливают предохранитель.
Современные вторые ступени почти все поточные. Поток воздуха из первой ступени в них клапан открывает, чему способствует давление воздуха установочное (далее УДР), в случае неисправности редуктора промежуточное давление ничего не повредит, а просто клапан откроется и редуктор встанет на свободную подачу (так что причиной free flow вполне может быть дефект именно редуктора). Поточные дыхательные автоматы делятся на сбалансированные и несбалансированные модели.
Несбалансированные дыхательные автоматы.
Calypso и октопус ABS.
Примером простейшей несбалансированной поточной модели Aqua Lung может служить регулятор Calypso, представленный на рисунке ниже.
Управляющим механизмом в нем служит мембрана (поз. 1), разделяющая корпус на воздушную камеру (поз. 11) и водную камеру (поз. 13). Давление в этих камерах находится в равновесии, и дайвер может вдыхать воздух из воздушной камеры и выдыхать в нее же, в результате чего она наполняется воздухом, давление выравнивается, лишний воздух сбрасывается через лепестковый односторонний клапан.
Если начать погружение, задержав дыхание, то на глубине мембрана будет прогибаться внутрь воздушной камеры и давать на рычаг (поз. 2), клапан откроется, воздух из редуктора под давлением будет заполнять воздушную камеру, пока давление в ней не уравновесится с давлением толщи воды, после чего мембрана займет начальное положение, клапан закроется. То есть во второй ступени в любом случае воздух находится под давлением тождественным давлению среды и пригоден для дыхания.
Во время вдоха в воздушной камере воздух разряжается, мембрана уходит вниз, давит на рычаг, который объединен с клапанным штоком (поз. 4). Рычаг действует на пружину (поз. 3), уводит клапан с закрепленной на торец подушкой (поз. 5) от седла (поз. 6). Через отверстие (поз. 15) открытого клапана воздушная смесь поступает в воздушную камеру и подается для вдоха.
Когда вдох прекращается, камера (поз.11) заполняется воздухом, давление становится равным внешнему, поэтому мембрана принимает первоначальное положение, пружина (поз. 3) действует на клапан, и он закрывается. Лишний воздух стравливается через специальный лепестковый клапан в нижней части камеры. Лепестковый односторонний клапан защищен от воздействий среды дефлектором, который представлен на втором рисунке. Дефлектор — это усовершенствование, появившееся в модели New Calypso. Он выполнен в виде ячеек, рассекающих воздух на мелкие частицы и отводящих эти пузырьки от автомата. Преимущество дефлектора еще и в его бесшумности.
Calypso оборудован системой Вентури (регулировочной). Сбоку на корпусе второй ступени находится удобный переключатель (поз. 10), его можно использовать даже в плотном спецкостюме (перчатках). Система Вентури действует согласно закону Бернулли (значение давления жидкости или газа обратно пропорционально значению их скорости). Во время вдоха, когда клапан второй ступени открывается, давление воздуха в воздушной камере меньше, чем давление на внешнюю сторону мембраны, и мембрана прогибается внутрь камеры сильнее, пока вдох не заканчивается, и поток воздушной смеси не иссякает (самопроизвольная инжекция).
Система Вентури, установленная на всех вторых ступенях Aqua Lung, выполнена в виде заслонки (поз. 9 и рисунок ниже), перенаправляющей воздух внутри воздушной камеры. Если переключатель стоит в режиме максимума (рисунок 3), то канал открывается полностью, и идет полноценная инжекция. Когда дайвер при таком режиме включает кнопку принудительной подачи, регулятор встает на free flow. Остановить подачу можно, закрыв загубник или поставив переключатель в режим минимума (рисунок ниже). При погружении дайвер может нажать эту кнопку случайно, поэтому переключатель Вентури следует ставить на минимум, а на максимум переводить под водой.
Важнейшей проблемой, которую приходится решать, является обмерзание механизмов регулятора. Происходит оно из-за адиабатического расширения газа по закону Гей-Люссака: в результате падения давления газа (точка адиабатического расширения) происходит падение температуры газа, в результате увеличения давления газа (адиабатическое сжатие) температура его увеличивается. Если открыть баллонный вентиль, баллон обмерзнет, а если баллон будет забит воздушной смесью из компрессора — нагреется.
В точке, где воздух выходит из клапана второй ступени, его температура примерно 30º С ниже нуля, дайвер вдыхает влажный воздух, и в месте соединения рычага с клапаном оседает влага, которая леденеет, заклинивает рычаг, в результате регулятор встает на free flow.
Все дыхательные автоматы, так или иначе, защищены от замерзания. В Calypso, (и в Titan .Октопус Калипсо/Титан) например, предусмотрен запатентованный компанией теплообменник (поз. 8), переносящий тепло воды в точку выхода воздуха из клапана и на элементы механизма, что предохраняет от появления ледяных кристаллов на металле. Кроме того, рычаг (поз. 2) покрыт тефлоном, что служит той же цели.
На основе Calypso Aqua Lung разработала октопус ABS, как запасной автомат для дыхания. Он показан на рисунке выше. Особенность конструкции октопуса в том, что ось шланга проходит под углом 120º к оси загубника и клапан для выдоха сдвоен, находится сбоку. Поэтому его легко передать другому дайверу, с какой стороны от вас он бы не находился, или перевернуть.
Автомат для дыхания Glacia.
Еще один несбалансированный дыхательный автомат Aqua Lung — Glacia представлен на рисунке ниже. Он работает с первыми ступенями Cousteau и Titan и отдельно, в виде октопуса. Glacia самая стойкая к обмерзанию модель из-за особенностей конструкции. В Glacia место крепления рычага противоположно месту, где воздушный поток выходит из клапана, клапанный шток состоит из средней части – втулки из пластика (поз. 12), являющейся термоизолятором, и двух других (поз. 8 и 13), что предохраняет рычаг (поз. 2) от распространения на него низкой температуры. Обледенению рычага препятствует еще и его покрытие из тефлона.
Теплообменники (поз. 3) доставляют тепло окружающей воды на металлические элементы, предохраняя от кристаллизации льда на них. В результате этой тройной защиты дыхательный автомат очень устойчив к обмерзанию. Конечно, обмерзнуть в конечном итоге может совершенно любой регулятор, в который попадает влага, чтобы свести риск к минимуму, необходимо правильно эксплуатировать и обслуживать прибор. Избегайте продувок регулятора непосредственно после погружения, хранения при плохо прикрученной заглушке, промывки при нажатии кнопки принудительной подачи.
Принцип работы Glacia заключается в том, что при вдохе в воздушной камере (поз. 15) воздух разряжается, и мембрана (поз. 1) идет вниз. Под ее давлением рычаг (поз. 2), объединенный с клапанным штоком (поз. 8), посредством штока (поз. 13), через термоизолятор (поз. 12) действует на пружину (поз. 7) и уводит клапан со сменной подушкой на торце (поз. 6) в сторону от седла (поз. 4).
В отверстие клапана проходит воздух, попадает в дыхательную камеру (поз. 15) и подается для вдоха. Когда вдох завершен, камера (поз. 15) наполняется воздухом, давление в ней становится равным внешнему, мембрана принимает первоначальное положение, происходит закрытие клапана, на который воздействует пружина (поз. 7). Излишний воздух стравливается посредством лепесткового одностороннего клапана снизу камеры (поз. 14). Лепестковый клапан от воздействия воды оберегает дефлектор (поз. 11), который еще и отводит воздушные пузырьки. С помощью регулятора Вентури (поз. 9, рисунок 3а) происходит перераспределение воздушного потока.
Сбалансированные дыхательные автоматы.
LX.
Примером модели сбалансированной второй ступени компании Aqua Lung служит дыхательный автомат LX, приведенный на рисунке 4. Его устройство сходно с устройством сбалансированного редуктора. Через сквозное отверстие клапанного штока (поз. 1) воздушная смесь из редуктора проходит при СД в балансировочную камеру (поз. 2), попаданию его оттуда в воздушную камеру (поз. 4) препятствуют уплотнительные кольца. То есть клапан удерживается усилием пружины (поз. 5) и одновременно давлением воздуха в камере балансировки (промежуточным давлением).
Данное устройство уменьшает упругость пружины (поз. 5) и позволяет снизить необходимое усилие для воздействия на клапан. Поэтому дыхание в LX не зависит от УДР и очень легкое, что позволяет применять этот дыхательный аппарат для глубинных сверхсбалансированных (установочное давление возрастает с увеличением глубины) редукторов (как Legend).
Но, как и все поточные автоматы, LX может при нарастании давления между редуктором и дыхательным автоматом сработать в качестве предохранителя и встать на свободную воздушную подачу, это произойдет при УДР 18-20 атм, что намного выше, чем у других моделей. Работа LX показана на рисунке 5. При вдохе воздух внутри воздушной камеры (поз. 10) разряжается, мембрана (поз. 1) идет вниз. Рычаг (поз. 2), объединенный с клапанным штоком (поз. 6), под ее давлением действует на пружину (поз. 13), и клапан со сменной подушкой (поз. 5) на торце отводится рычагом от клапанного седла. Воздух проходит через сам клапан, потом через отверстие в цилиндре (поз. 15), попадает в воздушную камеру (поз. 10) и подается на вдох.
Когда вдох заканчивается, воздух вновь заполняет камеру (поз. 11) до внешнего давления, мембрана принимает начальное положение, происходит закрытие клапана, на который действует пружина (поз. 13). Лишняя выдыхаемая воздушная смесь стравливается через лепестковый клапан внизу воздушной камеры (односторонний). Стравливающий клапан на рисунке 5 представлен позицией 4, изолирующий его дефлектор — позицией 5, более подробно устройство клапана показано на рисунке 6. Дефлектор разбивает воздушный выдыхаемый поток на мелкие пузырьки, отводя их, и защищает клапан от воды.
На LX, как и на других автоматах Aqua Lung, установлена система Вентури с переключателем (поз. 11) чрезвычайно удобным для использования. Конструкция представлена заслонкой (поз. 12), перекрывающейся и перераспределяющей воздушный поток, поступающий в камеру (поз. 11) через отверстие (поз. 15). Еще он предохраняет от обмерзания теплообменник (поз. 3). LX используется с редукторами (Titan, Legend в различных модификациях) и самостоятельно, в качестве октопуса (Legend, LX).
На моделях Legend LX, Legend LX Supreme кроме системы Вентури установлена еще регулировка сопротивления дыханию. Как показано на рисунке ниже, винт (поз. 1) посредством толкателя (поз. 2) регулирует сжатие пружины (поз. 3), влияя на силу открытия клапана автомата, что позволяет управлять расходом воздуха. При наглухо закрученном винте сопротивления вдоху на максимуме, а при полностью раскрученном сопротивления почти не будет. Первый режим позволяет экономить воздух, второй — понемногу подавать принудительно.
Вторые ступени производства Aqua Lung снабжаются оригинальным загубником компании, который обладает небной перемычкой. Его не нужно сжимать зубами, что снижает нагрузку на челюсти дайвера. Конструктивные особенности дыхательных автоматов Aqua Lung позволили компании разработать модели для погружений в холодной воде и для больших глубин.
