Гидростатическая сбалансированность

Регуляторы Aqua Lung - как они устроены

Подробное описание типов и принципов работы регуляторов Aqua Lung.
В предыдущем номере [2] журнала DIVETEK мы рассказали об этапах регуляторостроения и о поколениях регуляторов на примере регуляторов Aqua Lung - компании, которая прошла все известные этапы разработки и производства регуляторов. Основной темой данной статьи станет обсуждение конструктивных особенностей различных типов регуляторов первой и второй ступеней на примере регуляторов Aqua Lung.
Практически все современные регуляторы имеют две разнесенные ступени редуцирования давления сжатого воздуха. Первая ступень (в отечественной терминологии - редуктор) понижает давление сжатого воздуха, находящегося в баллоне до промежуточного давления (его также называют средним или низким). Вторая ступень (в отечественной терминологии - дыхательный автомат) понижает это давление до давления окружающей среды, при котором человек может сделать вдох. Разница между промежуточным давлением и давлением воздуха, выходящего из второй ступени регулятора (давление окружающей среды) составляет установочное давление регулятора. На поверхности промежуточное давление равно установочному.
По управляющему элементу редукторы подразделяют на поршневые и мембранные. По отношению к давлению окружающей среды мембранные регуляторы могут быть сбалансированными или сверхсбалансированными. По отношению к зависимости работы клапана редуктора от давления воздуха в баллоне поршневые и мембранные регуляторы подразделяют на несбалансированные (простые) и сбалансированные. Таким образом, существует два вида сбалансированности регулятора.

Гидростатическая сбалансированность

Практически все регуляторы сбалансированы по отношению к давлению водного столба. Это так называемая гидростатическая сбалансированность регулятора. Она подразумевает, что установочное давление в камере редуктора не зависит от давления водного столба. Как известно, каждые 10 метров водного столба добавляют к давлению окружающей среды 1 бар. Регуляторы устроены так, что давление в камере редуктора также увеличивается на 1 бар через каждые 10 метров толщи воды. Таким образом, разница между давлением в камере редуктора и давлением воды постоянна, что обеспечивает одинаковую нагрузку на вторую ступень регулятора на разных рабочих глубинах.
Например, на поверхности установочное давление регулятора Titan, и оно же - давление в камере редуктора, равно 9.2 бар. На глубине 20 метров, где избыточное давление водного столба равно 2 бар, давление в камере редуктора равно 11.2 бар. При этом мы считаем, что установочное давление, по-прежнему, равно 9.2 бар (11.2 бар в камере редуктора минус 2 бар водного столба равно 9.2 бар).
До недавнего времени все регуляторы были гидростатически сбалансированными. Но с появлением регулятора пятого поколения - регулятора Aqua Lung серии Legend - появилась еще одна категория регуляторов. Это гидростатически сверхсбалансированные регуляторы. У сверхсбалансированных регуляторов установочное давление растет с глубиной. На поверхности установочное давление регулятора Legend равно 9.5 бар, а на глубине 20 метров давление в камере редуктора равно 12.3 бар. Таким образом, при избыточном давлении водного столба 2 бар установочное давление регулятора Legend равно 10.3 бар (12.3 - 2 = 10.3 бар), а не 9.5 бар, как это можно было бы ожидать у обычного регулятора. Для чего это было сделано, смотрите ниже.