Мембранный сверхсбалансированный

Почему же все-таки на больших глубинах мы ощущаем большее усилие на вдох, даже если регулятор сбалансирован гидростатически и имеет сбалансированный клапан редуктора, работа которого не зависит от величины давления воздуха в баллоне?
Дело в том, что на глубине в результате возрастания давления окружающей среды, воздух имеет большую плотность, а, следовательно, вязкость. Сила трения при прохождении воздухом каналов и сечений увеличивается, и, следовательно, в единицу времени на вдох поступает меньше воздуха.
Чтобы обеспечить не только стабильную сбалансированную работу механизмов регулятора независимо от глубины и давления сжатого воздуха, но и обеспечить подачу воздуха в одинаковом объеме в единицу времени независимо от глубины, был придуман свехсбалансированный регулятор. Сверхсбалансированность означает, что установочное давление регулятора растет с глубиной. Сделано это для того, чтобы скомпенсировать возрастающую плотность, а, соответственно, и вязкость воздуха, на больших глубинах, чтобы, в свою очередь, подавать воздух на вдох в одинаковом объеме в единицу времени как на поверхности, так и на глубине. Мембранные сверхсбалансированные регуляторы в настоящее время представлены только серией регуляторов Legend компании Aqua Lung.
Таким образом, регулятор Legend максимально приближен к идеальному регулятору - мечте конструкторов и дайверов - в котором дышится одинаково легко как на поверхности, так и на глубине. С точки зрения сбалансированности работы клапана редуктора, регулятор Legend является сбалансированным, как и остальные мембранные регуляторы Aqua Lung, т.е. подача воздуха на вдох не зависит от давления воздуха в баллоне.
Рассмотрим устройство сверхсбалансированного мембранного регулятора Legend (рис.5).

Рисунок 5. Схема мембранного сверхсбалансированного регулятора Legend. 1 - гидростатическая камера; 2 - силиконовая мембрана; 3 - толкатель; 4 - основная мембрана; 5 - фильтр; 6 - камера высокого давления; 7 - клапан; 8 - балансировочная камера; 9 - седло клапана; 10 - камера редуктора; 11 - канал Air Turbo; 12 - толкатель; 13 - пружина; 14 - пружина; 15 - регулировочная гайка.
Регулятор Legend имеет конструкцию очень схожую с конструкцией сбалансированных мембранных регуляторов TITAN и COUSTEAU. Главное отличие - это устройство гидростатической камеры (1). Обязательным элементом ее является сухая камера. Гидростатическая камера закрыта силиконовой мембраной (2) и через толкатель (3) передает давление окружающей среды на основную мембрану регулятора (4).
В регуляторе TITAN диаметр силиконовой мембраны сухой камеры рассчитан так, чтобы с каждым увеличением давления окружающей среды на 1 бар, давление в камере редуктора также увеличивалось на 1 бар. Таким образом, установочное давление регулятора остается постоянным независимо от глубины.
В регуляторе Legend диаметр силиконовой мембраны сухой камеры чуть больше, чем у регулятора TITAN при одинаковом диаметре основной мембраны. Следовательно, при увеличении внешнего давления, в результате разницы площадей двух мембран, давление в камере редуктора с увеличением глубины возрастает на большую величину, т.е. установочное давление регулятора Legend увеличивается с глубиной. В результате увеличения установочного давления на глубине воздух быстрее проходит по каналам, что компенсирует выросшую его плотность. Поэтому дайвер ощущает одинаково легкое дыхание, как на поверхности, так и на глубине.
Таким образом, сухая камера сверхсбалансированного регулятора Legend обеспечивает не только защиту первой ступени регулятора от холодной воды и загрязнения, но и является главным механизмом, обеспечивающим сверхсбалансированность.
Так как установочное давление регулятора Legend растет с глубиной, то обычные (несбалансированные) вторые ступени регуляторов к нему не подходят, т.к. будут срабатывать на увеличение установочного давления как предохранительный клапан. Для работы со сверхсбалансированными регуляторами предназначены сбалансированные вторые ступени регуляторов.
Подробное описание типов и принципов работы регуляторов Aqua Lung.
Вторая ступень регулятора (в отечественной литературе – дыхательный автомат) предназначена для редуцирования давления воздуха, выходящего из первой ступени регулятора (в отечественной литературе – редуктора), до давления окружающей среды.
Дыхательные автоматы можно разделить на две группы – с поточным и противоточным механизмом клапана.
Конструкция дыхательных автоматов противоточного типа такова, что клапан закрывается потоком воздуха, идущего из первой ступени. Очевидны недостатки такой конструкции. В случае неисправности первой ступени и при нарастании промежуточного давления шланг может разорваться, или воздух может ворваться на вдох под высоким давлением. Чтобы исключить подобные ситуации, в первую ступень таких регуляторов встраивали предохранительный клапан. Так устроены, например, регуляторы АВМ-1М, АВМ-5, а также регуляторы Aqua Lung, выпускавшиеся в 50-х – 60-х годах прошлого столетия.
Подавляющее большинство производимых сегодня дыхательных автоматов имеют механизм клапана поточного типа. Это означает, что клапан открывается потоком воздуха, движущегося из первой ступени. Это очень важное свойство, так как давление воздуха, входящего во вторую ступень (установочное), помогает открыть клапан. Кроме того, в случае неисправности первой ступени нарастающее промежуточное давление воздуха не повредит шланг или вторую ступень. Вместо этого нарастающий поток воздуха откроет клапан, и регулятор встанет на свободную подачу, продолжая вместе с тем обеспечивать подачу воздуха дайверу.
Все современные модели регуляторов Aqua Lung оснащены дыхательными автоматами поточного типа. Они делятся на две категории – сбалансированные и несбалансированные. Рассмотрим подробнее устройство и работу дыхательных автоматов Aqua Lung.