Automaty oddechowe - wprowadzenie


Powietrze, którym oddychamy w trakcie nurkowania jest zgromadzone w butlach pod ciśnieniem 200-300at. Butle są to cylindryczne zbiorniki wykonane ze stali stopowej lub stopów aluminium zakończone z jednej strony wypukłym dnem a z drugiej szyjką z gwintem. W gwint ten wkręcony jest zawór odcinający umożliwiający regulowanie wypływu powietrza z butli.

Głównym elementem zaworu odcinającego jest grzybek i gniazdo. Grzybek jest częścią ruchomą dociskaną bądź odsuwaną od nieruchomego elementu jakim jest gniazdo. Odsunięcie grzybka od gniazda umożliwia przepływ gazu, natomiast jego dosunięcie przepływ ten zamyka rysunek poniżej.

Połączenie grzybek-gniazdo musi być po zamknięciu całkowicie szczelne. Aby spełnić ten warunek powierzchnie styku obu elementów muszą być do siebie dopasowane. Uzyskano to dzięki zastosowaniu szczeliwa, które znajduje się w miejscu styku grzybka z gniazdem. Ostre gniazdo odciska swoją okrągłą krawędź w szczeliwie, przez co uzyskuje się dopasowanie połączeń 

 

Dzięki temu, że powierzchnia styku gniazdo-grzybek jest mała, siła potrzebna do uszczelnienia tego połączenia jest stosunkowo niewielka.

Oddychanie powietrzem zgromadzonym w zestawie butlowym nie jest możliwe bez wcześniejszego zredukowania jego wartości do ciśnienia otoczenia.

Taka najprostsza redukcja ciśnienia może nastąpić na zaworze odcinającym, przez odpowiednie ręczne sterowanie odległością między grzybkiem a gniazdem. Odpowiednio manewrując zaworem odcinającym możemy zwiększać, lub zmniejszać szczelinę między grzybkiem i gniazdem, i powodować spadek lub wzrost wielkości przepływu powietrza (rys poniżej). Wypływające powietrze będzie się rozprężało do ciśnienia otoczenia.

Taki sposób regulacji jest bardzo kłopotliwy, wymaga bowiem sporej wprawy i powoduje bardzo nieekonomiczne gospodarowanie powietrzem nie mówiąc o niebezpieczeństwie uszkodzenia płuc i niewygodzie przy każdym wdechu. Aby nurkowanie było możliwe potrzebny jest automat oddechowy.

Automat oddechowy - zadania

Automat oddechowy aby był łatwy w użytkowaniu musi spełnić kilka zadań:

  1. Redukować wartość ciśnienia: zgodnie z rytmem oddychania tzn. wypływ powietrza z automatu oddechowego nie może być ciągły rozpoczyna się w chwili rozpoczęcia wdechu i kończy z chwilą jego zakończenia.
  2. reagować na zmiany ciśnienia hydrostatycznego. Zmiana głębokości nurkowania powoduje zmianę ciśnienia, automat musi automatycznie dostosowywać się do tych zmian.
  3. umożliwić wydech, czynność ta powinna być równie łatwa jak wdech.
  4. poprawnie pracować w każdej pozycji, ustawienie automatu nie powinno powodować zaburzeń w jego pracy.
  5. zapewnić odpowiedni wydatek czynnika oddechowego,
  6. minimalizować opory oddechowe.

Układ redukcji - budowa

Budowę automatu postaram się przedstawić na zasadzie dokładania kolejnych elementów z wyjaśnieniem ich roli. Do podstawowych części w automatu oddechowego należą elementy już znane grzybek i gniazdo zwane układem redukcji.

Układ redukcji może być:

  1. współbieżny - kiedy kierunek ruchu grzybka jest zgodny z kierunkiem przepływającego powietrza (rys.).
  2. przeciwbieżny - co oznacza, że kierunek otwarcia grzybka jest przeciwny do kierunku przepływu powietrza przez układ redukcji (rys.)

Wiemy, że zmiana odległości między grzybkiem a gniazdem powoduje zmianę wielkości przepływu powietrza. Należy wprowadzić element zmieniający automatycznie tę odległość, rolę taką spełnia np. membrana, której ruch w dół przekazywany jest za pośrednictwem dźwigni i popychacza na grzybek który zostanie odsunięty od gniazda, ale o tym przeczytasz na stronie automat oddechowy jednostopniowy.