潜水知识|一个舒适和可靠的呼吸系统对潜水员的重要性

吸气&呼气

由于潜水员没有鳃，如果我们想长时间待在水下，就必须自己携带气源。对于普通休闲潜水员来说，这意味着要背上一罐压缩空气下潜。然而，人类的身体不是为呼吸压缩空气而设计的，因此我们需要一种方法将压缩空气转化为我们的肺部可以舒适呼吸的气体。这就是水肺调节器的工作了。

1、水肺调节器

一端是气瓶，里面填装着压缩空气或者高氧，这种高压（HP）空气的压力范围从老式72钢瓶的2250磅/平方英寸（psi）到典型80铝瓶的3000磅/平方英寸（psi），再到现代高压钢瓶大约3500磅/平方英寸（psi）的压力。欧洲的休闲潜水员甚至会使用更高压力的气瓶。

另一端，潜水员需要呼吸等同于环境压力的空气。水面环境压力为14.7psi；66英尺深约为44psi(每个大气压为14.7psi)。【译者备注：14.7psi等同于1个ATA，66英尺相当于20米，3个ATA】

水肺调节器是气瓶与潜水员之间的一个连接“枢纽”。而水肺调节器可拆分为三个基本部件：

1.连接在潜水气瓶上的一级头

2.潜水员用嘴咬住的二级头

3.起串联作用的级间喉管

一级头的职责是将气瓶中的高压空气，降压到所谓的中间压力（IP）。所谓的中间压力（IP），根据调节器的不同，通常比环境压力高125到145磅/平方英寸。当调节器连接到气瓶且气瓶阀打开时，高压空气流入一级头的高压仓。接下来，它流向中压（IP）仓，在那里，空气压力被降低。再之后，空气通过喉管到达二级头，在此处，中压空气在进入潜水员的肺部之前被降压到环境压力。这种降压送气过程只有在潜水员吸气时才会触发。正因为如此，水肺调节器被称为 "需求式 "空气输送系统。

2、活塞和隔膜式一级头

在一级头中，分离高压仓和中压仓的是一个控制空气从一个仓室流向另一个仓室的机械结构。根据调节器的不同，该机构可以是活塞或隔膜式。

在活塞系统中（图一），当潜水员从二级头呼吸时，一级头中压仓的压力就会下降。这导致弹簧膨胀，使活塞离开其底座，并打开高压和中压仓之间的通道。然后，空气从高压仓流进中压仓，压缩弹簧并使活塞回到其阀座上。当潜水员再次吸气时，该过程循环往复。

在隔膜系统中（图二），有一片软盖膜（像柔韧的鼓面），当潜水员吸气使中压仓排空时，它受到主弹簧膨胀的力量向内凹。这使得高压仓和中压仓之间的阀封分离，允许空气流动。当中压仓被气体充满时，上升的压力迫使膜片向外凸。从而压缩主弹簧，减少了施加在阀封上的力，关闭了空气通道。

图一

图二

3、平衡式和非平衡式一级头

调节器的主要功能之一是在处理气体供应压力的持续变化以及潜水员深度变化时环境压力的变化时，尽可能保持中压的一致。随着气瓶压力的降低或深度的变化，非平衡式的一级头容易受到中压变化的影响。因此，随着潜水员下得越深，或随着气瓶气量的减少，吸气时会越来越费力。相比之下，一个平衡式的一级头能够在任何条件下保持更稳定的中压。这是通过增加一个平衡仓来实现的。该平衡仓使用气瓶压力来对阀头两端施加相等的压力。这使得无论深度或者气量如何，呼吸性能都能保持一致。

4、二级头

二级头的工作是吸入中压空气并将其降至环境压力，这样潜水员就可以用尽可能接近正常陆地呼吸力度来呼吸。当潜水员吸气时，二级头中的压力降至环境压力之下，这迫使隔膜向潜水员的嘴部移动。这导致隔膜会压在进气杠杆上，从而使进气阀打开，空气流入。而呼气时，膜片被迫向离开潜水员嘴的方向移动，杠杆下压力被移除，进气阀关闭。同时，呼气压力迫使排气阀打开，使呼出的空气被排放到水中。

与一级头一样，二级头也分为平衡式和非平衡式。平衡式的二级头减少了 "破开力"，也就是每次呼吸时启动气流所需的 "吸 "的力量。这造就了一套容易呼吸的调节器

一些二级头还提供用户调节装置，允许潜水员在调节气流方面发挥更积极的作用。两种基本类型是潜水中/潜水前开关(DPD)和呼吸阻抗旋钮。DPD主要是一种水面调整装置。从本质上讲，它通过降低呼吸灵敏度来调整调节器。这通常是通过使用位于咬嘴内的旋转叶片来实现的。当转动叶片形成倾角时，叶片会偏转气流，在二级头内部产生湍流，当二级头不在潜水员口中时，调节器不容易发生不断漏气的情况（freeflow）。

呼吸阻抗旋钮更多是一种水下调整装置。它使潜水员能够根据不同的潜水条件改变呼吸阻力。旋 "入 "对二级头的弹簧施加压力。压力施加在阀座上，增加了呼吸所需的力量。这对于顶流游动时尽量减少正压是很有用的。旋 "出 "可以减轻对弹簧和阀座的压力，使吸气变得容易。如下潜到更深的深度时，这可能会有用。

将上述所有的东西放在一起，潜水员就有了一个舒适和可靠的呼吸系统，它能提供稳定的气流，可按需使用。

作者：John Brumm 翻译：DAN

转载自【diversalertnetwork】