Urządzenie rezerwy

Historia nurkowania

Urządzenie rezerwy zniknęło ze sprzętu nurkowego w latach dziewięćdziesiątych XX wieku i nie jest obecnie stosowane. Kiedyś było elementem zwiększającym bezpieczeństwo nurkowania dla nurków nie kontrolujących ilości gazów w butli.

W korpusie zaworu odcinającego może znajdować się urządzenie rezerwy. Zadaniem jego jest zablokowanie wypływu pewnej ilości powietrza z zestawu butlowego, wystarczającego do bezpiecznego wypłynięcia na powierzchnię. Płetwonurek w czasie nurkowania zużywa powietrze, przez co zmniejsza jego zapas. Zdarzyć się może sytuacja, w której w czasie nurkowania na skutek braku kontroli, nagle skończy się czynnik oddechowy (jest to odczuwalne jako zwiększenie oporów oddechowych aż do zupełnego ustania przepływu). Rezerwa zapewnia nam bezpieczeństwo w takim wypadku. Otwarcie jej umożliwia skorzystanie z zablokowanego zapasu powietrza.

Urządzenie rezerwy nie jest obecnie montowane, jest to wynikiem ujemnego oddziaływania rezerwy na komfort oddychania - bardzo wzrastają opory oddechowe. W zestawach dwubutlowych nie dostrzega się tego zjawiska, ale w zestawach jednobutlowych opory oddechowe wzrastają drastycznie. Jeżeli nie posiadamy urządzenia rezerwy musimy posiadać sprawny manometr. Manometr może być analogowy lub elektroniczny albo sprzężony z komputerem nurkowym (wężem wysokiego ciśnienia lub drogą radiową). Obecnie manometr jest montowany do automatu oddechowego i jego wymiana nie jest kłopotliwa w przypadku kiedy ulegnie uszkodzeniu. Dawniej manometr był montowany do zestawu butlowego i w celu wymiany należało spuścić cały gaz z byli. Innym problemem było zakupienie samego manometru - nie było sklepów nurkowych, a sprzęt trafiał do rak nurków z wojska po jego wycofaniu z użycia.

Jak działa urządzenie rezerwy?

Zrozumienie tego zjawiska będzie łatwiejsze po zapoznaniu się z działaniem urządzenia rezerwy

Urządzenie rezerwy zostanie przedstawione schematycznie na rysunku, składa się z gniazda, grzybka, sprężyny, krzywki, dźwigni rezerwy (układ odsuwający grzybek od gniazda).

urządzenie rezerwy schemat
Schemat urządzenia rezerwy. Sprężyna decydowała o wysokości ciśnienia rezerwy, a krzywka odsuwała grzybek od gniazda umożliwiając przepływ.

Przedstawione urządzenie rezerwy jest typu dławiącego. Grzybek pełni rolę "korka" ograniczającego wypływ powietrza z butli. Na grzybek od dołu działa siła Fb wywołana wysokim ciśnieniem w butli a od góry siła sprężyny Fs.

Przy pełnej butli siła Fb jest dużo większa od siły Fs, powoduje podniesienie grzybka i przepływ powietrza. Wzrastające ciśnienie w komorze rezerwy będzie działało na grzybek od góry siłą Fp pomagając sprężynie w jego zamknięciu. Zamknięcie grzybka nastąpi, gdy Fb = Fs + Fp. Układ znajduje się w równowadze (siły działające na grzybek znoszą się).

Wielkość siły nacisku sprężyny Fs posiada stałą wartość i ustala wartość ciśnienia rezerwy. Po podłączeniu automatu oddechowego do zestawu butlowego i odkręceniu zaworu zamykającego możemy pobierać powietrze zgromadzone w zestawie butlowym. Wartość ciśnienia rezerwy możemy obserwować na manometrze.

Na rysunku zostały przedstawione zmiany wartości sił działające na grzybek ze spadkiem ciśnienia w butli. W czasie t0 - t1 z butli nie pobieramy powietrza. Ciśnienie w butli jest większe od ciśnienia wskazywanego przez manometr o wartość ciśnienia rezerwy.

urządzenie rezerwy zestaw P21
Urządzenie rezerwy zestaw P21. Po lewej stronie widać dźwignię rezerwy, oraz pręt do pociągania.

Branie wdechu spowoduje spadek ciśnienia Pp nad grzybkiem czyli zmniejszenie siły Fp i odsunięcie grzybka od gniazda. Wypływ powietrza z zestawu butlowego spowoduje spadek siły Fb i dosunięcie grzybka do gniazda. Sytuacja będzie się powtarzała przy każdym następnym wdechu. Jak widzimy ze zmniejszeniem się ciśnienia, zmniejszają się wartości sił Fp i Fb ( rys 20 czas t2 ), i gdy wartość ciśnienia powietrza Pp (obserwowana na manometrze ) zbliża się do zera wartość siły Fp pomagającej w otwarciu grzybka spada również do zera. Odczuwamy to jako wzrastające opory oddechowe aż do całkowitego ustania przepływu powietrza. Na grzybek działają już tylko dwie siły, siła Fs i Fb ( czas t3 ) równe lecz przeciwnie skierowane. Siła Fb nie jest w stanie otworzyć grzybka. W butli pozostał zapas powietrza, z którego możemy skorzystać dopiero po otwarciu urządzenia rezerwy. Otwarcie urządzenia rezerwy spowoduje wzrost wskazań manometru o wartość ciśnienia rezerwy. Jest ona różna, dla różnych typów zestawów butlowych ale powinna wystarczyć na ok 10 min nurkowania.

Sprawdzenie poprawnego działania urządzenia rezerwy przed nurkowaniem, jest proste, w gniazdo butli wkręcamy automat, odkręcamy zawór odcinający, w czasie obserwacji manometru opuszczamy dźwignię rezerwy, wzrost ciśnienia pokaże wartość ciśnienia rezerwy.

UWAGA: Przy napełnianiu zestawu jedno butlowego należy pamiętać że grzybek musi być odsunięty od gniazda tzn. dźwignia rezerwy jest opuszczona. Napełnienie butli przy zamkniętym grzybku jest niemożliwe i może dodatkowo spowodować uszkodzenie grzybka (zniszczeniu ulega szczeliwo). W zestawach dwubutlowych sytuacja jest groźniejsza szczególnie w zestawach z jednym zaworem odcinającym. Napełniona zostanie tylko jedna butla, ta bez zaworu rezerwy i fakt ten można zauważyć, dopiero podczas nurkowania przez nadmiernie szybkie zmniejszanie się ciśnienia w zestawie butlowym.

W zestawach dwubutlowych urządzenie rezerwy znajduje się tylko na jednej butli. W tego rodzaju zestawach każda butla może mieć zawór zamykający, lub jest tylko jeden zawór wspólny dla obu butli np: zestaw P-22 (tego typu rozwiązań obecnie się nie produkuje).

W obu zestawach urządzenie rezerwy mimo odmiennej budowy działa tak samo, inaczej sprawdzamy tylko jej poprawne działanie.

Zmiany ciśnień i sił występujących w czasie pracy urządzenia rezerwy przedstawia wykres rys . W obu butlach jest jednakowe ciśnienie. Po podłączeniu automatu oddechowego i odkręceniu zaworów zamykających powietrze z lewej butli przepłynie do komory rezerwy. Z butli lewej wypływ powietrza nie jest ograniczony, z butli prawej wypływ jest niemożliwy. Grzybek jest zamknięty. Po obu jego stronach panuje jednakowe ciśnienie z tym że od góry dociska go dodatkowo sprężyna z siłą Fs. W początkowej fazie oddychania czynnik oddechowy będziemy pobierać tylko z butli prawej (przedział czasowy od t1 do t2 ). Gdy ciśnienie Pp spadnie o wartość ciśnienia rezerwy zaczniemy pobierać czynnik oddechowy z obu butli (od t2 do t3 ), aż do całkowitego wyczerpania czynnika oddechowego w butli lewej, wtedy siła sprężyny Fs i siła Fb powstała od ciśnienia powietrza butli prawej będą miały taką samą wartość lecz przeciwne zwroty. Dalsze pobieranie czynnika oddechowego jest możliwe dopiero po otwarciu urządzenia rezerwy. Otwarcie urządzenia rezerwy ( czas t3 ) spowoduje odblokowanie przepływu i przepływ części powietrza z butli prawej do lewej aż do wyrównania się ciśnień. Dalsze oddychanie odbywa się z obu butli aż do całkowitego wyczerpania czynnika oddechowego.

W zestawie dwubutlowym z dwoma zaworami zamykającymi urządzenie rezerwy sprawdzamy identycznie jak w zestawie jedno butlowym pamiętając o tym, że odkręcamy tylko zawór odcinający na butli z urządzeniem rezerwy.

Zestaw z jednym zaworem odcinającym jest trudniejszy do sprawdzenia. Nie można w nim sprawdzić wartości ciśnienia rezerwy przed nurkowaniem a tylko jego "poprawne działanie". W tym celu przy podniesionej dźwigni rezerwy należy z butli wypuścić trochę powietrza, a następnie opuścić dźwignię rezerwy. Gdy urządzenie rezerwy jest sprawne usłyszymy cichy syk wywołany przepływem powietrza między butlami. Próba tego typu nie da Nam niestety odpowiedzi na pytani -ile wynosi wartość ciśnienia rezerwy w tym konkretnym zestawie butlowym.

Urządzenie rezerwy zwiększa bezpieczeństwo nurkowania. Podobne zadanie spełnia manometr (podłączony do pierwszego stopnia automatu), dzięki któremu możemy kontrolować ciśnienie powietrza na bieżąco w czasie całego nurkowania.