чем наполняют баллоны для дайвинга
Главное о заправке баллонов для дайвинга
Дайвинг — это уникальное путешествие в водные пучины, которые завораживают. Кто-то хочет таким образом провести познавательную экскурсию или насладиться красотой подводного мира. У кого-то из ныряльщиков возникает желание погрузиться на затонувший объект, и таким образом приобщиться к истории. Захватывающее знакомство с подводным миром может стать рискованным предприятием, если пренебречь правилами безопасности.
Какой баллон выбрать?
Физиологические данные дайвера — главные ориентиры при выборе баллона. Ныряльщики со стажем уже «на глазок» определяют размеры нужного им снаряжения. Они помнят, что перед всплытием наличие в баллоне 50 бар воздуха — норма. По этой причине выбор объёма баллона перед погружением очень важен.
12-литровый баллон с рабочим давлением 200 бар — идеальный вариант для дайвера со средней массой тела. При значимом опыте погружений дайверы обходятся баллонами в 10 литров. 15-18 — показатели литража дайвера-тяжеловеса.
Чем заправляют баллоны?
Речь идет об ответственной процедуре, где ценой ошибки может стать человеческая жизнь. Чем заправляют баллоны для дайвинга? Следует раз и навсегда забыть об индустриальных газах. По правилам чистая, осушенная воздушная смесь кислорода и азота — оптимальный вариант для этой процедуры. В некоторых случаях допускается заправка баллонов для дайвинга кислородно-азотной смесью с добавлением гелия.
Почему так важно соблюдать это требование? Отсутствие каких-либо запрещенных примесей при заправке — гарантия исключения возможности отравления дайвера.
Где и с учетом чего происходит заправка?
Специально отведенное для этого место с необходимым оборудованием позволит свести риск отравления при дыхании дайвера к нулю. В работе таких точек по заправке баллонов для дайвинга учитывают и применяют:
Можно ли заправлять баллон дома?
Период до 90-х годов для дайверов ознаменовался случаями азотного наркоза, который в некоторых ситуациях приводил к гибели пловца под водой. Причина таких роковых погружений заключалась в использовании стандартной, атмосферной воздушной смеси (пропорция 21 % кислорода и 79 % азота) в неподходящих условиях погружений.
На этом заправка акваланга в домашних условиях не остановилась и продолжала свои эксперименты. В ход пошли смеси, обогащенные кислородом или без достаточного количества такового в них. Итог оказался не менее плачевным, чем предыдущие попытки.
Компрессор для заправки дайверских баллонов конечно можно соорудить и собственными руками. Достаточно раздобыть чертёж данного агрегата и иметь под рукой необходимые инструменты и материалы. Но возникает резонный вопрос! А не лучше ли доверить столь ответственную процедуру профессионалам? Для ощущения полной безопасности под водой лучше нырять с баллоном, который заправили в специализированной точке по заправке баллонов. Бытует шутка, что береженого дайвера сам Нептун бережет.
Заправка баллонов для дайвинга
Если вы хотите, чтобы дайвинг доставлял вам удовольствие и не был опасным, надо соблюдать определенные правила подготовки. Правильная заправка баллона – важнейший момент этих сборов.
Кислородный баллон: как заправлять?
Максимальная глубина для него – 6 метров. Использовали и обедненный кислород, но сейчас его не применяют. На сегодня баллоны заправляют или обычным воздухом или специальными газовыми смесями (дыхательными газами) – кислород, азот, гелий. Но и здесь есть свой минус – высокая стоимость.
Кстати, при погружении на значительную глубину любая примесь может стать смертельно-опасными, потому ни в коем случае нельзя осуществлять заправку промышленными сжатыми газами.
Если вы используете баллоны для погружения, то помните о таких вещах:
Важные нюансы заправки
Чтоб занятия дайвингом приносили удовольствие, а не неприятности и проблемы, чтоб избежать сюрпризов во время погружения нужно придерживаться правил и действовать согласно всем требованиям в отношении безопасного погружения. Большую роль играет заправка баллонов для дайвинга.
Правильная заправка баллонов для дайвинга – одно из основных требований в проведении подготовительных работ перед погружением. Баллоны для дайвинга могут заправляться обычным воздухом, который осуществляется путем нагнетания в его внутреннюю часть воздуха специальным компрессором. Или же заправить баллоны для дайвинга можно специальной газовой смесью, которые именуются ещё как специальные дыхательные смеси, то есть специальный газ.
Только приступая к подготовке снаряжения, учтите тот факт, что любое погружение под воду имеет разную степень давления. Если же давление с высокой степенью уровня сдавливания, газовые примеси, под ним могут стать просто смертельными и очень опасным. В связи с этим заполнять баллоны для дайвинга индустриальным сжатым газом категорически запрещается.
Лучший вариант, осуществить заправку в специальном для этого месте, где есть специальное оборудование предназначенное осуществить данную заправку. Обычно баллоны можно заправить в тех же магазинах, где они продаются или же в тех местах, где осуществляется продажа подводного оснащения.
Заправка баллонов для дайвинга осуществляется дыхательным газом, следует учесть некоторые особенности данного процесса:
Прежде всего, необходимо производить заправку баллона с максимальной осторожностью. Для заправки использовать только те баллоны, которые промаркированы.
Не соблюдая это правило, можно дорого заплатить. А все потому, что кислород с высокой степенью концентрации может привести к пожару и коррозии. А чтоб не подвергались опасности дарвинисты, на баллоне должно быть указано специальным обозначением состав смеси, в том или ином баллоне.
А так, как после заправки составляющая часть баллона из металла остывает значительно быстрее того горячего воздуха, который скопился внутри. В результате происходит давление на стенку резервуар, что может привести к взрыву.
В связи с этими особенностями следует отметить, что из всего процесса заправки, процесс остывания самый небезопасный. Из этого следует, что хранится баллон для дайвинга, должен только в заправленном виде, так как это уменьшает риск попадания во внутрь баллона опасных частиц. Каждая из них, риск и трагедия.
Чем дышат аквалангисты, находясь под водой?
В большинстве случаев, это дыхательный газ, состоящий из обычного воздуха, в содержание которого входит 21 процент кислорода и 79 азот. В девяностых годах такой состав поддавался очистке от примесей и фильтрации от пыли и влаги, после чего следовал процесс сжатия и как результат подача его в баллон.
Только вот, обычный воздух далеко не всегда подходит. Им совершенно не получается пользоваться во время погружения на большую глубину. В этот момент, под давлением азот превращается в вещество, которое действует на аквалангиста, как наркоз.
А так как превратившийся в наркоз, азот распадается и растворяется в организме, действуя на который приводит к блокированию нервных окончаний, что блокирует передачу импульсов. В этом случае, большая концентрация азота провоцирует такое заболевание, как кессонная болезнь.
А, если количество азота уменьшить путём увеличения кислорода в результате получается чистейший обогащённый воздух. Благодаря чему появляется возможность увеличить время пребывания под водой, здоровью ничего не угрожает и кессонная болезнь не страшна.
В общем, выбирая вид смеси, рассчитывайте в момент дозаправки время погружения, от этого зависит способность смеси оставаться идеальной для дыхания под водой.
Где заправить баллон
Заправлять баллоны надо в специализированных местах. Либо же можно обратиться в пожарную часть, дайвинг-клубы, службу спасения. Иначе говоря, туда, где заправляют дыхательные аппараты. Но, если вы умеете пользоваться компрессорным оборудованием, можно попробовать сделать это в домашних условиях.
Для этого вам понадобится акваланг, газоанализатор, электрический или бензиновый компрессор. Последний вариант используется тогда, когда по близости нет электричества. При заправке обязательно проверьте все мембраны, клапаны, воздушные шланги, крепления и т.д. Если есть неисправные детали, их надо заменить.
На заправку 14 литрового акваланга уйдет минут 10. После процедуры надо обязательно проверить качество воздуха с помощью газоанализатора.
Теперь можно отправляться к ближайшему водоему и начинать погружение!
Как правильно продуваться при нырянии и под водой
Заправка баллонов для дайвинга
Дайвинг постепенно «затягивает», об этом вам скажут все, кто его попробовал. Не успеете и заметить, как снаряжение, взятое на прокат, перестанет устраивать. Это естественно – со своим инвентарем вы будете ощущать себя увереннее. В итоге, когда-то любители обзаводятся полным комплектом необходимого снаряжения. У них появляются: ласты, маска, гидрокостюм, регулятор, компенсатор плавучести, баллоны. Со временем их арсенал пополнит и компрессор.
Принцип действия
Те, кто знаком с техникой, будут удивлены, узнав, что компрессор для дайвинга практически ничем не отличается от того, что используется в быту или на производстве.
На третьем шаге воздушная смесь может быть сжата до 200-300 атмосфер, если есть такая необходимость.
Классификация компрессоров
Компрессор – это довольно дорогое устройство. Оно по карману далеко не каждому дайверу, тем не менее, существует два типа приборов:
Второй вариант больше подходит тем, кто живет неподалеку от водоемов пригодных для дайвинга и/или имеет личный автомобиль.
Также компрессоры классифицируют по типу питания: бензиновые, дизельные либо электрические
Первая и вторая группы отличаются выделением выхлопных газов. Существует риск их попадания в воздух, которым впоследствии предстоит дышать дайверу. Поэтому необходимо обеспечить качественный отход газа. Компрессоры с двигателем, работающим на бензине, мобильны, что является большим преимуществом. Недостатком является относительно небольшое время непрерывной работы.
Устройства, работающие от электричества, также компактны, не издают сильного шума, но работают только от сети.
Дизельные аппараты имеют емкость 2-22 л. Они сделаны из стали или алюминиевых сплавов. Самые популярные из них те, что рассчитаны на 200 атмосфер.
 | |
| Другие имена | Акваланг |
|---|---|
| Использует | Подача дыхательного газа для ныряльщиков с аквалангом или с поверхности |
СОДЕРЖАНИЕ
Терминология
Водолазные цилиндры также могут быть указаны в зависимости от их применения, например, в аварийных цилиндрах, сценических цилиндрах, декомпрессионных цилиндрах, боковых цилиндрах, цилиндрах для пони, цилиндрах для надувания костюмов и т. Д.
Запчасти
Функциональный водолазный баллон состоит из напорного резервуара и клапана баллона. Обычно есть одно или несколько дополнительных аксессуаров в зависимости от конкретного применения.
Сосуд под давлением
Алюминий
Особенно часто на тропических курортах для дайвинга используется баллон «Aluminium-S80», представляющий собой алюминиевый баллон с внутренним объемом 0,39 кубических футов (11,0 л), рассчитанный на номинальный объем 80 кубических футов (2300 л) атмосферного воздуха. газ под давлением при номинальном рабочем давлении 3000 фунтов на квадратный дюйм (207 бар). Алюминиевые баллоны также часто используются там, где дайверы несут много баллонов, например, при техническом дайвинге в воде, которая достаточно теплая, чтобы гидрокостюм не обеспечивал большую плавучесть, поскольку большая плавучесть алюминиевых баллонов снижает количество дополнительной плавучести, которая может понадобиться дайверу. для достижения нейтральной плавучести. Их также иногда предпочитают носить в качестве «сайдмаунтинговых» или «подвесных» цилиндров, поскольку почти нейтральная плавучесть позволяет им удобно висеть по бокам тела дайвера, не нарушая дифферента, и их можно передать другому дайверу или сбросить на ступеньку. с минимальным влиянием на плавучесть. Большинство алюминиевых цилиндров имеют плоское дно, что позволяет им стоять вертикально на ровной поверхности, но некоторые из них были изготовлены с куполообразным дном. При использовании клапан баллона и регулятор добавляют массу к верхней части баллона, поэтому основание имеет тенденцию быть относительно плавучим, а алюминиевые опускаемые цилиндры имеют тенденцию опираться на основание в перевернутом положении, если плавучесть близка к нейтральной. По той же причине они имеют тенденцию висеть под углом при переноске в качестве стропных цилиндров, если их не стесняют.
Для водолазных баллонов используются алюминиевые сплавы 6061 и 6351. Сплав 6351 подвержен длительному растрескиванию под нагрузкой, и баллоны, изготовленные из этого сплава, следует периодически испытывать на вихревые токи в соответствии с национальным законодательством и рекомендациями производителя. Сплав 6351 был заменен на новый, но многие старые баллоны все еще используются, и все еще законны и считаются безопасными, если они проходят периодические гидростатические, визуальные и вихретоковые испытания, требуемые правилами и как указано производителем. Число цилиндров, которые катастрофически вышли из строя, составляет порядка 50 из примерно 50 миллионов произведенных. Многие из них не прошли вихретоковый тест и визуальный осмотр резьбы шейки, или они протекли и были выведены из эксплуатации без вреда для кого-либо.
Участок матрицы с вставленной заготовкой
Процесс холодной экструзии
Экструзионный продукт перед обрезкой
Раздел после закрытия верхнего торца
Разрез, в котором подробно показаны обработанные участки шеи
Сталь
Стальные баллоны изготавливаются с куполообразным (выпуклым) и выпуклым (вогнутым) днищем. Выпуклый профиль позволяет им стоять на горизонтальной поверхности и является стандартной формой для промышленных цилиндров. Баллоны, используемые для аварийной подачи газа на водолазные колокола, часто имеют такую форму и обычно имеют емкость около 50 литров («Дж»). Куполообразные днища дают больший объем при той же массе баллона и являются стандартом для баллонов с аквалангом до 18 литров, хотя некоторые баллоны с вогнутым дном были проданы для подводного плавания.
Стальные сплавы, используемые для изготовления водолазных баллонов, разрешены производственным стандартом. Например, американский стандарт DOT 3AA требует использования мартеновской, кислородной или электротехнической стали одинакового качества. Утвержденные сплавы включают 4130X, NE-8630, 9115, 9125, углерод-бор и промежуточный марганец с указанными компонентами, включая марганец и углерод, а также молибден, хром, бор, никель или цирконий.
Стальные баллоны могут быть изготовлены из стальных пластинчатых дисков, которые холоднотянуты в цилиндрическую форму чашки, в два или три этапа, и обычно имеют куполообразное основание, если они предназначены для рынка акваланга, поэтому они не могут стоять сами по себе. После формирования основания и боковых стенок верхняя часть цилиндра обрезается по длине, нагревается и проходит горячее прядение для формирования плеча и закрытия горловины. Этот процесс делает материал плеча утолщенным. Цилиндр подвергается термообработке путем закалки и отпуска для обеспечения максимальной прочности и ударной вязкости. Цилиндры подвергаются механической обработке для обеспечения резьбы на шейке и седла уплотнительного кольца (если применимо), затем подвергаются химической очистке или дробеструйной очистке изнутри и снаружи для удаления прокатной окалины. После осмотра и гидростатических испытаний на них наносится необходимая стойкая маркировка с последующим внешним покрытием антикоррозийной краской или горячим цинкованием и окончательной проверкой.
Цилиндровая шейка
Параллельные потоки выполняются по нескольким стандартам:
3/4 «NGS и 3/4» BSP очень похожи, имеют одинаковый шаг и средний диаметр, который отличается только примерно на 0,2 мм (0,008 дюйма), но они несовместимы, так как формы резьбы различаются.
Все клапаны с параллельной резьбой уплотнены с помощью уплотнительного кольца в верхней части резьбы горловины, которое уплотняет фаску или ступеньку на горловине цилиндра и прилегает к фланцу клапана.
Перманентная маркировка штампа
На заплечике цилиндра нанесена маркировка, дающая необходимую информацию о цилиндре.
Маркировка штампа на алюминиевом цилиндре 40 куб. Футов 3000 фунтов на квадратный дюйм американского производства
Маркировка штампа на алюминиевом цилиндре 80 куб. Футов 3000 фунтов на квадратный дюйм американского производства
Маркировка штампа на алюминиевом баллоне емкостью 12,2 литра на 232 бар, произведенном в Великобритании.
Маркировка штампа на стальном 7-литровом баллоне на 300 бар итальянского производства.
Обязательная маркировка включает:
Различные другие маркировки могут требоваться национальными правилами или быть необязательными.
Клапан баллона
Резьба цилиндра может быть двух основных конфигураций: коническая резьба и параллельная резьба. Спецификация резьбы клапана должна точно соответствовать спецификации резьбы горловины цилиндра. Неправильно подобранная резьба на шейке может выйти из строя под давлением и привести к фатальным последствиям. Номинальное давление клапана должно соответствовать номинальному давлению в баллоне.
Параллельная резьба более терпима к повторному снятию и повторной установке клапана для проверки и тестирования.
Аксессуары
Дополнительные компоненты для удобства, защиты или других функций, которые не требуются напрямую для работы в качестве сосуда высокого давления.
Коллекторы
В последнее время стали доступны коллекторы, которые соединяют цилиндры со стороны цилиндра клапана, оставляя выходное соединение клапана цилиндра доступным для подключения регулятора. Это означает, что соединение не может быть выполнено или разорвано, пока цилиндры находятся под давлением, поскольку нет клапана, изолирующего коллектор от внутренней части цилиндра. Это очевидное неудобство позволяет подключать регулятор к каждому баллону и изолировать его от внутреннего давления независимо, что позволяет изолировать неисправный регулятор на одном баллоне, в то же время позволяя регулятору на другом баллоне получать доступ ко всему газу в обоих баллонах. Эти коллекторы могут быть простыми или могут включать запорный клапан в коллекторе, который позволяет изолировать содержимое цилиндров друг от друга. Это позволяет изолировать и обезопасить содержимое одного баллона для дайвера, если утечка в резьбе горловины баллона, соединении коллектора или разрывной мембране на другом баллоне приведет к потере его содержимого. Относительно необычная коллекторная система представляет собой соединение, которое ввинчивается непосредственно в резьбу шейки обоих цилиндров и имеет единственный клапан для выпуска газа к соединителю регулятора. Эти коллекторы могут включать резервный клапан либо в основном клапане, либо в одном цилиндре. Эта система представляет в основном исторический интерес.
Баллоны также могут быть соединены с помощью съемного хлыста, обычно связанного с двойными выпускными клапанами баллона, а бортовая аварийная подача газа водолазного колокола обычно коллектором осуществляется с помощью полупостоянных труб из металлического сплава между клапанами баллона.
Клетка клапана
Также известная как коллекторная клетка или клетка регулятора, это конструкция, которая может быть прикреплена к шейке цилиндра или коллекторных цилиндров для защиты клапанов и первых ступеней регулятора от ударов и истирания во время использования, а также от закручивания клапана. трением маховика о потолок (скатывание). Клетка клапана часто изготавливается из нержавеющей стали, и некоторые конструкции могут зацепиться за препятствия.
Цилиндрические ленты
Пыльник цилиндра
Цилиндровая сетка
Цилиндровая сетка представляет собой трубчатую сетку, натянутую на цилиндр и привязанную сверху и снизу. Функция состоит в том, чтобы защитить лакокрасочное покрытие от царапин, а на цилиндрах с ботинком он также помогает дренировать поверхность между пыльником и цилиндром, что снижает проблемы коррозии под пыльником. Размер ячейки обычно составляет около 6 миллиметров (0,24 дюйма). Некоторые дайверы не будут использовать ботинки или сети, так как они могут зацепиться легче, чем баллон без покрытия, и представляют собой опасность захвата в некоторых средах, таких как пещеры и внутренняя часть затонувших кораблей. Иногда для защиты цилиндра могут использоваться гильзы из других материалов.
Ручка цилиндра
Для удобства переноски баллона может быть установлена ручка баллона, обычно прикрепленная к шейке. Это также может увеличить риск зацепления в замкнутом пространстве.
Пылезащитные колпачки и заглушки
Они используются для закрытия отверстия клапана цилиндра, когда цилиндр не используется, чтобы предотвратить загрязнение отверстия пылью, водой или другими материалами. Они также могут помочь предотвратить выпадение уплотнительного кольца клапана хомута. Пробка может вентилироваться, чтобы утечка газа из баллона не создавала давление на пробку, что затрудняет ее удаление.
Номинальное давление
Толщина стенок цилиндра напрямую связана с рабочим давлением, и это влияет на характеристики плавучести цилиндра. Цилиндр низкого давления будет более плавучим, чем цилиндр высокого давления с аналогичным размером и соотношением длины к диаметру и из того же сплава.
Рабочее давление
Баллоны для подводного плавания технически представляют собой газовые баллоны высокого давления, но в промышленности США обычно используются три номинальных значения рабочего давления (WP);
Производимые в США алюминиевые цилиндры обычно имеют стандартное рабочее давление 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар), а компактные алюминиевые цилиндры имеют рабочее давление 3300 фунтов на квадратный дюйм (230 бар). Некоторым стальным баллонам, изготовленным по стандартам США, разрешено превышение номинального рабочего давления на 10%, что обозначается знаком «+». Это дополнительное давление зависит от того, проходит ли цилиндр соответствующие периодические гидростатические испытания более высокого стандарта.
Испытательное давление
Давление гидростатического испытания (TP) указано в производственном стандарте. Обычно это 1,5-кратное рабочее давление или в США 1,67-кратное рабочее давление.
Развитое давление
Рабочее давление в баллоне указано при эталонной температуре, обычно 15 ° C или 20 ° C. а баллоны также имеют указанную максимальную безопасную рабочую температуру, часто 65 ° C. Фактическое давление в баллоне будет изменяться в зависимости от температуры, как описано в газовых законах, но это приемлемо с точки зрения стандартов при условии, что развиваемое давление, скорректированное на эталонную температуру, не превышает указанного рабочего давления, указанного на баллоне. Это позволяет безопасно и законно заполнять баллоны до давления, превышающего указанное рабочее давление, когда температура наполнения выше эталонной температуры, но не выше 65 ° C, при условии, что давление наполнения не превышает развиваемое давление. для этой температуры, и баллоны, заполненные в соответствии с этим положением, будут иметь правильное рабочее давление при охлаждении до эталонной температуры.
Мониторинг давления
Внутреннее давление водолазного баллона во время использования измеряется в несколько этапов. Он проверяется перед наполнением, контролируется во время наполнения и проверяется, когда наполнение завершено. Все это можно сделать с помощью манометра на заправочном оборудовании.
Давление также обычно контролируется дайвером. Сначала в качестве проверки содержимого перед использованием, затем во время использования, чтобы убедиться, что всегда остается достаточно воды для безопасного завершения погружения, и часто после погружения в целях ведения записей и расчета личной нормы потребления.
Давление также контролируется во время гидростатических испытаний, чтобы гарантировать, что испытание проводится при правильном давлении.
Большинство водолазных баллонов не имеют специального манометра, но это стандартная функция для большинства водолазных регуляторов и требование для всех заправочных устройств.
Емкость
Есть два обычно используемых соглашения для описания емкости водолазного баллона. Один основан на внутреннем объеме цилиндра. Другой основан на номинальном объеме хранимого газа.
Внутренний объем
Внутренний объем обычно указывается в большинстве стран, использующих метрическую систему. Согласно ISO 13769 эта информация должна быть выбита на заплечике цилиндра. Его можно легко измерить, наполнив цилиндр пресной водой. Это привело к появлению термина «вместимость по воде», сокращенно WC, который часто наносится на заплечик баллона. Почти всегда он выражается объемом в литрах, но иногда и массой воды в кг. Пресная вода имеет плотность, близкую к одному килограмму на литр, поэтому числовые значения практически идентичны с точностью до двух десятичных знаков.
Стандартные размеры по внутреннему объему
Это репрезентативные примеры, для более широкого диапазона можно обратиться к онлайн-каталогам таких производителей, как Faber, Pressed Steel, Luxfer и Catalina. Приложения типовые, но не эксклюзивные.
Номинальный объем хранимого газа
Номинальный объем хранимого газа обычно обозначается как вместимость баллона в США. Это мера объема газа, который может быть выпущен из полного баллона при атмосферном давлении. Термины, используемые для обозначения мощности, включают «объем свободного газа» или «эквивалент свободного газа». Это зависит от внутреннего объема и рабочего давления баллона. Если рабочее давление выше, баллон будет хранить больше газа при том же объеме.
Номинальное рабочее давление не обязательно совпадает с используемым фактическим рабочим давлением. Некоторым стальным баллонам, изготовленным по стандартам США, разрешено превышать номинальное рабочее давление на 10%, что обозначается знаком «+». Это дополнительное давление зависит от того, проходит ли баллон соответствующее периодическое гидростатическое испытание, и оно не обязательно действительно для баллонов из США, экспортируемых в страны с другими стандартами. Номинальное содержание газа в этих баллонах основано на повышении давления на 10%.
Например, обычный баллон из алюминия 80 (Al80) представляет собой алюминиевый баллон с номинальной емкостью для «свободного газа» 80 кубических футов (2300 л) при давлении 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар). Его внутренний объем составляет примерно 11 литров (0,39 куб. Футов).
Стандартные размеры по объему хранимого газа
Физические размеры
Здесь описываются баллоны из бесшовной стали и алюминиевых сплавов. Ограничения для композитных цилиндров с намотанной нитью будут разными:
Существует небольшое количество стандартизованных наружных диаметров, поскольку это экономически выгодно для производства, поскольку большая часть одного и того же инструмента может использоваться для цилиндров с одинаковым диаметром и толщиной стенки. Ограниченное количество стандартных диаметров также удобно для совместного использования аксессуаров, таких как коллекторы, башмаки и ленты резервуара. Объем в серии с заданным внешним диаметром контролируется толщиной стенки, которая соответствует материалу, классу давления и стандарту конструкции, и длине, которая является основной переменной для управления объемом в серии. Масса определяется этими факторами и плотностью материала. Доступны стальные баллоны следующих размеров и, возможно, других:
Толщина торца позволяет значительно увеличить износ и коррозию нижней части цилиндра, а выступ сделан более толстым, чтобы учесть вариативность, присущую производственному процессу закрытия торца, и любые концентраторы напряжения из-за процесса постоянного штамповая маркировка. На распределение толщины днища стального цилиндра и толщину уступа всех металлических цилиндров в значительной степени влияет производственный процесс, и они могут быть больше, чем это строго необходимо для обеспечения прочности и устойчивости к коррозии.
Характеристики плавучести
Плотность цилиндра сосредоточена на концах, которые имеют относительно толстые стенки и имеют меньший закрытый объем на единицу массы. Детали различаются в зависимости от спецификации, но эта тенденция характерна как для стальных, так и для алюминиевых цилиндров и более выражена для плоских или выпуклых концов. Как следствие, длинные узкие цилиндры менее плотные, чем короткие широкие цилиндры для того же материала и той же конфигурации концов, в то время как для того же внутреннего объема короткий широкий цилиндр тяжелее, чем длинный узкий цилиндр.
Плавучесть водолазного баллона имеет практическое значение только в сочетании с прикрепленным к нему клапаном баллона, регулятором акваланга и аксессуарами регулятора, поскольку без них он не будет использоваться под водой. Эти аксессуары прикреплены к верхней части цилиндра, и оба уменьшают плавучесть комбинированного блока и перемещают центр тяжести к вершине (конец с клапаном).
Установленные сзади комплекты баллонов обычно не снимаются во время погружения, и характеристики плавучести могут быть учтены в начале погружения, если дайвер имеет достаточный запас плавучести, чтобы плавать с полными баллонами, и достаточный балласт, чтобы оставаться под водой при погружении. все баллоны пусты. Компенсатор плавучести должен быть достаточным для обеспечения некоторой положительной плавучести на всех глубинах при заполненных цилиндрах. Корректировки балластировки могут компенсировать другие переменные плавучести. Невозможность комфортного погружения при самой неглубокой декомпрессионной остановке может привести к неполной декомпрессии и повышенному риску декомпрессионной болезни.
Крупный производитель стальных баллонов, Faber, утверждает, что их стальные баллоны нейтральны или слегка отрицательны в пустом состоянии, но не уточняет, к какому номинальному давлению они относятся или учитывает ли это клапан баллона.
| Спецификация цилиндра | Емкость воздуха | Вес в воздухе | Плавучесть в воде | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Материал | Объем (литр) | Давление (бар) | Объем (литр) | Вес (кг) | Пустой (кг) | Полный (кг) | Пустой (кг) | Полный (кг) |
| Сталь | 12 | 200 | 2400 | 3.0 | 16.0 | 19.0 | -1,2 | -4,2 |
| 15 | 200 | 3000 | 3.8 | 20,0 | 23,8 | -1,4 | -5,2 | |
| 16 (XS 130) | 230 | 3680 | 4.4 | 19,5 | 23,9 | -0,9 | -5,3 | |
| 2×7 | 200 | 2800 | 3,4 | 19,5 | 23,0 | -2,2 | -5,6 | |
| 8 | 300 | 2400 | 2,9 | 13.0 | 16.0 | -3,6 | -6,5 | |
| 10 | 300 | 3000 | 3,6 | 17.0 | 20,8 | -4,2 | -7,8 | |
| 2×4 | 300 | 2400 | 2,9 | 15.0 | 18.0 | -4,1 | -7,0 | |
| 2×6 | 300 | 3600 | 4.4 | 21,0 | 25,6 | -5,2 | -9,6 | |
| Алюминий | 9 (AL 63) | 207 | 1863 г. | 2.3 | 12.2 | 13,5 | +1,8 | -0,5 |
| 11 (AL 80) | 207 | 2277 | 2,8 | 14,4 | 17,2 | +1,7 | -1,1 | |
| 13 (AL100) | 207 | 2584 | 3,2 | 17,1 | 20,3 | +1,4 | -1,8 | |
| Предполагается, что 1 литр воздуха при атмосферном давлении и температуре 15 ° C весит 1,225 г. Вес цилиндра, клапана и коллектора зависит от модели, поэтому фактические значения будут соответственно меняться. | ||||||||
Приложения и конфигурации
Водолазные баллоны могут служить разным целям. Один или два баллона могут использоваться в качестве основного источника дыхания, из которого предполагается дышать на протяжении большей части погружения. Меньший цилиндр, переносимый в дополнение к большему, называется « бутылкой пони ». Баллон, который используется исключительно как независимый резерв безопасности, называется «аварийным баллоном » или аварийной подачей газа (EGS). Бутылка пони обычно используется в качестве спасательной бутылки, но это будет зависеть от времени, необходимого для всплытия.
Дайверы, занимающиеся техническим дайвингом, часто несут с собой разные газы, каждый в отдельном баллоне, для каждой фазы погружения:
В целях безопасности дайверы иногда носят с собой дополнительный независимый баллон с аквалангом с собственным регулятором для смягчения последствий нехватки воздуха в случае отказа основной подачи газа для дыхания. Это дополнительное оборудование не требуется и не используется для большинства распространенных рекреационных погружений, когда контролируемое экстренное плавательное всплытие является приемлемо безопасным. Этот дополнительный баллон известен как аварийный баллон, и его можно переносить разными способами, и он может быть любого размера, который может удерживать достаточно газа, чтобы безопасно вернуть дайвера на поверхность.
Подводное плавание с открытым контуром
Для аквалангистов открытого цикла существует несколько вариантов комбинированной системы баллона и регулятора:
Ребризеры
Водолазные баллоны используются при погружениях с ребризером в двух функциях:
Аварийная подача газа водолазам с поверхности
Водолазы, работающие с поверхности, обычно должны иметь при себе запас газа, достаточный для того, чтобы позволить им вернуться в безопасное место в случае отказа основной подачи газа. Обычная конфигурация представляет собой установленный на спине одиночный цилиндр, поддерживаемый ремнями безопасности дайвера, с регулятором первой ступени, соединенным шлангом низкого давления с аварийным блоком, который может быть установлен на боковой стороне шлема или маски или на ремне безопасности. предоставить легкую полнолицевую маску. Если вместимость одного баллона недостаточна, могут использоваться двойные цилиндры с прямым коллектором или ребризер. Для закрытых прыжков раструба и погружений с насыщением комплект аварийного выхода должен быть достаточно компактным, чтобы дайвер мог пройти через нижний люк раструба. Это устанавливает ограничение на размер цилиндров, которые можно использовать.
Аварийное газоснабжение водолазных колоколов
Водолазные колокола необходимы для подачи на борт дыхательного газа для использования в чрезвычайных ситуациях. Цилиндры устанавливаются снаружи, так как внутри недостаточно места. Они полностью погружаются в воду во время работы колокола и могут считаться водолазными баллонами.
Баллоны для накачивания костюма
Другое использование баллонов со сжатым газом в водолазных операциях
Расчеты по газу
Чтобы спланировать безопасный профиль погружения, необходимо знать приблизительное время, в течение которого дайвер может дышать из данного баллона.
Эта проблема состоит из двух частей: вместимости баллона и потребления водолазом.
Вместимость баллона для хранения газа
Его газопропускная способность определяется двумя характеристиками баллона:
При давлениях, которые применимы к большинству баллонов для ныряния, уравнение идеального газа является достаточно точным почти во всех случаях, поскольку переменные, которые применяются к потреблению газа, обычно превосходят ошибку в предположении идеального газа.
Чтобы рассчитать количество газа:
Объем газа при атмосферном давлении = (объем баллона) x (давление в баллоне) / (атмосферное давление)
В тех частях мира, где используется метрическая система, расчет относительно прост, поскольку атмосферное давление может быть приблизительно равно 1 бар. Таким образом, 12-литровый баллон при 232 бар будет вмещать почти 12 × 232/1 = 2784 литра (98,3 куб. Футов). воздуха при атмосферном давлении (также известный как свободный воздух).
В США емкость водолазного баллона указывается непосредственно в кубических футах свободного воздуха при номинальном рабочем давлении, поскольку расчет внутреннего объема и рабочего давления в британских единицах измерения относительно утомителен. Например, в США и на многих курортах для дайвинга в других странах можно найти алюминиевые баллоны американского производства с внутренней емкостью 0,39 кубических футов (11 л), заполненные до рабочего давления 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар); Принимая атмосферное давление как 14,7 фунтов на квадратный дюйм, это дает 0,39 × 3000 / 14,7 = 80 футов 3. Эти цилиндры описываются как «цилиндры объемом 80 кубических футов» (обычный «алюминиевый 80»).
Расход газа для дайвера
Следует учитывать три основных фактора:
Чтобы рассчитать количество потребляемого газа:
расход газа = расход воздуха на поверхности × время × давление окружающей среды
Выносливость дыхательного газа
Время, в течение которого дайвер может дышать из баллона, также называется выносливостью воздуха или газа.
Максимальную продолжительность дыхания (T) для данной глубины можно рассчитать как
T = доступный воздух / скорость потребления
T = (доступное давление в баллоне × объем баллона) / (расход воздуха на поверхности) × (давление окружающей среды)
Это можно записать как
T = время P C = давление в цилиндре V C = внутренний объем цилиндра P A = атмосферное давление SAC = Потребление воздуха у поверхности
в любой непротиворечивой системе единиц.
(2) P A = D × g × ρ + атмосферное давление
D = глубина g = стандартная сила тяжести ρ = плотность воды
в единой системе единиц
Для метрических единиц эту формулу можно аппроксимировать следующим образом:
с глубиной в м и давлением в барах
Окружающее давление вычитается из давления в баллоне, так как количество воздуха, представленное P A, на практике не может использоваться дайвером для дыхания, поскольку это требуется для уравновешивания окружающего давления воды.
Эта формула не учитывает давление открытия, необходимое для открытия первой и второй ступеней регулятора, а также падение давления из-за ограничений потока в регуляторе, оба из которых являются переменными в зависимости от конструкции и настройки регулятора, а также скорость потока, которая зависит от о характере дыхания дайвера и используемом газе. Эти факторы нелегко оценить, поэтому расчетное значение продолжительности дыхания будет больше, чем реальное значение.
Например, (используя первую формулу (1) для абсолютного максимального времени дыхания) дайвер на глубине 15 метров в воде со средней плотностью 1020 кг / м 3 (типичная морская вода), который дышит со скоростью 20 литров в минуту, используя 18-литровый баллон для дайвинга, находящийся под давлением 200 бар, можно дышать в течение 72 минут, прежде чем давление в баллоне упадет настолько низко, что предотвратит вдыхание. В некоторых системах подводного плавания с открытым контуром это может произойти довольно внезапно, от нормального дыхания до следующего аномального вдоха, вдоха, который может быть не полностью втянут. (Выдыхать никогда не бывает затруднений). Внезапность этого эффекта зависит от конструкции регулятора и внутреннего объема цилиндра. В таких условиях в баллоне остается воздух под давлением, но дайвер не может им дышать. Некоторым из него можно дышать, если дайвер всплывает, поскольку давление окружающей среды снижается, и даже без всплытия, в некоторых системах небольшое количество воздуха из баллона доступно для надувания компенсаторов плавучести (BCD) даже после того, как в нем больше нет давления. достаточно, чтобы открыть клапан спроса.
При тех же условиях и запасе в 50 бар формула (4) полезного времени дыхания выглядит следующим образом:
Это даст время погружения 54 минуты на 15 м до достижения запаса в 50 бар.
Резервы
Организации по обучению дайверов и правила практики настоятельно рекомендуют, чтобы часть пригодного для использования газа в баллоне была отложена в качестве резерва безопасности. Резерв предназначен для подачи газа на более длительный период, чем запланированные декомпрессионные остановки, или для предоставления времени для устранения подводных аварийных ситуаций.
Некоторые учебные агентства обучают концепции минимального газа, контроля донного газа или критического давления, что позволяет дайверу рассчитать приемлемый запас, чтобы вывести двух дайверов на поверхность в чрезвычайной ситуации из любой точки запланированного профиля погружения.
Вес израсходованного газа
Потеря веса газа, отбираемого из баллона, делает баллон и водолаза более плавучими. Это может быть проблемой, если дайвер не может оставаться в нейтральной плавучести к концу погружения, потому что большая часть газа выдохлась из баллона. Изменение плавучести из-за использования газа из баллонов, установленных сзади, легко компенсируется переносом груза, достаточного для погружения, для обеспечения нейтральной плавучести с пустыми баллонами в конце погружения и использования компенсатора плавучести для нейтрализации избыточного веса до тех пор, пока газ не будет использован.