f/潜水 2013-05-18 07:39

关于一级头工作原理。。。了解更多

我们知道。一级头中压输出并非恒定,按照设计,输出中压=环境压+预设压力 其中预设压力为7-10BAR(数据来自PDAI OW教材)。
那么在10米处和30米处的输出中压分别是9-12bar和11-14bar。我们知道中压室压力=预设弹簧压力+水压。那么预设弹簧压力也就是预设的7-10BAR。输出压总是高过潜水时的呼吸压的。所以由二级头再次减压供给呼吸。

问题来了,如果仅仅是提供一个高于呼吸压的中压给二级头。如果不考虑环境压的因素。(没有水压的参与,比方说你的一级头完全被冰冻住了水孔)那么我们在 10米或30米输出的仍然是恒定7-10BAR压力虽然比设计输出中压小。但是仍然远超过呼吸压。又或者我们为了获得更高的预设压力可以使用了不得了的弹簧提高它。

为啥聪明的设计师要设计这样一个结构呢。因为无水的话肯定对设备的寿命是好的。应该有物理或者生理上的解释。请教对此有兴趣的前辈

(后附一些资料 闲的没事乱翻的 水平差 为避免误导群众 配原文)

The purpose of The first stage of a scuba regulator is to take the high pressure in the tank, which you can't breathe, and reduce it into low pressure air which you can.
一级头的目的是将你气瓶的空气降压成你能呼吸的空气。
A balanced regulator keeps the pressure of this breathable air the same, 145-150psi above ambient pressure, no matter what depth you are at or what the pressure of the air is in your tank.
平衡式调节器保持可呼吸空气在同一压力。高于环境压145-150PSI。不论你的深度或气瓶余气压力。
When you go up or down the pressure of the water around you (ambient pressure) changes, and as you breathe the pressure you have in your tank drops. A balanced diving regulator should "breathe" the same no matter what.
当你上升或下降环境压(周边水压)会变化。并且你气瓶中的压力随呼吸而减少。平衡式调节器应该保持“呼吸”一致不管发生什么。
Balanced Piston Scuba Diving Regulator
平衡式活塞调节器

At rest the pressure in the Intermediate chamber is greater than the Ambient water pressure. This is pushing the piston to the right, against the spring and seating the valve firmly, cutting off the HP air flow from your tank.
静止时中压室的压力远大于环境水压。这压力推动活塞向右运动。压下弹簧并将阀关向阀座。
When you take a breath trough the second stage, the pressure in the intermediate chamber drops and the ambient water pressure and spring push the piston to the left, unseating the valve and letting air flow through the valve from the HP chamber.
当你用二级头呼吸时。中压室压力减低,并且环境水压和弹簧将活塞压向左边。将阀门离座,并且让空气从高压室穿过阀门。
When you stop taking air from the second stage, the pressure in the intermediate chamber rises and works to push the piston back to the right, seating the valve and stopping the air flow.
当你从二级头停止使用空气。中压室压力上升并且运动推动活塞回到右边将阀关向阀座并切断空气流、

来源(http://www.best-scuba-gear.com/balanced-scuba-diving-regulator.html)

bluebeer · 2013-05-18 07:53

When you’re not inhaling, the gas inside the intermediate pressure chamber applies a force to the piston that equals the force of the bias spring plus the ambient pressure. The piston doesn’t move and the valve stays closed.
当你没有吸气。中压室的气体施加一个力到活塞上。平衡了定压弹簧和外界压力。活塞不会运动并且阀保持关闭。

When you inhale, gas pressure in the intermediate pressure chamber drops, the valve opens and the air flows. Because gas from the cylinder never exerts pressure on the piston stem base, it has little effect on breathing resistance. Therefore, breathing effort remains virtually unchanged until the cylinder is nearly empty.
当你吸气。中压室气压下降。阀门打开空气流入。由于气瓶空气从未施加压力到活塞杆上。它对呼吸阻抗影响轻微;因此呼吸力几乎不变直到气瓶接近空。

资料来源(PADI 休闲潜水百科)

bluebeer · 2013-05-19 16:02

谢谢老队长的指点。我是很新的新手。只是出于好奇和好玩去努力看了些相关的文档。希望能在以后的购买装备和自己潜水时有所帮助,另外看到你上次卖掉的BCD很眼馋的说:D

言归正传

既然那个恒定的压力差是7~10bar,那么在30米的水下,40bar以上应该都没有所谓的增大的呼吸阻抗吧。
另,有多少人在30米还能50bar以下了都还不慢慢上升准备停留?

注意 前面讨论的是平衡式 平衡式的气瓶压力不作用于活塞(环绕于活塞,所谓“平衡”)。所以不是系统变量
不平衡式

我们看到气瓶空气直接流入中压室(intermediate pressure chamber )。中压室又直接连到二级头。
气瓶压力直接作用于阀座机构(valve and HP seat assembly )
这时中压室的压力=弹簧力+环境水压力+气瓶压力作用于阀的力,弹簧和环境水压作用于活塞。而气瓶压力只作用于阀座(面积小)
这种情况下气瓶压力对阀座施加的力是大的而且没有力去平衡它。他成为系统运行中的变量。
比方说同样在10米处。气瓶压力220BAR与100BAR给予阀座的力是大大不同的,气瓶的高压对于环境压来说是远大的。而由于设计需要。阀座孔则开的可能越大越好(阀座孔越大通气量越大,第一代单级调节器淘汰的原因之一就是阀孔不能开太大)阀座孔与活塞面积比(木有见过实体猜想中:))淘换下来 足以成为一个较大的变量 。中压室压力也会随之变化。中压室压力下降我们呼吸就变得相对困难。非平衡式会出现后期呼吸难度加大是必然的。这也是现在只在低端线使用它的原因。

PADI对此语焉不详中。。。。看到一头雾水。但是他讲说。非平衡应付休闲潜水绰绰有余。。。好吧我信你

其实这些个讨论完全是出于好玩和好奇。。对于我们普通潜水员来说。只要知道有这么回事就好。不必细究。

bluebeer · 2013-05-19 16:05

贴一段 非平衡式的资料
With the unbalanced regulator the HP air from the tank exerts force directly onto the valve. When the pressure in the tank gets lower, because you breathed it all away, there is less pressure acting on the valve and you have to breathe harder in order to open the valve and get air.
There is nothing to balance out the opposing pressures, hence it is unbalanced.
在非平衡式调节器。气瓶高压空气直接作用力到阀门。当呼吸带走空气气瓶压力降低。减小的压力作用于阀并且你必须用力呼吸来打开阀取得空气。没有东西能平衡反向的气瓶压力。所以它是非平衡的
Unbalanced Piston Scuba Diving Regulator
Here is a simplified unbalanced piston style scuba regulator diagram.略图

At rest the pressure in the intermediate chamber is greater than the ambient water pressure, the HP spring and the Hp air from the tank. This is pushing the piston to the right, keeping the valve pressed firmly against the HP seat closing off HP air flow.
在不呼吸时。中压室压力远大于环境水压。高压弹簧和高压空气的力。这会压动活塞向右运动。反向压向高压阀座来关闭高压空气流。
When you take a breath the pressure in the intermediate chamber drops and the opposing pressures push the piston tho the left, opening the valve and letting HP air to flow in from your tank.
当你呼吸中压室空气压力降低了。反向压力推动活塞向左。开启阀门并让气瓶空气流出。
When you stop taking air the pressure in the intermediate chamber rises and overcomes the opposing pressures to move back to the right and close the valve cutting off the HP air flow.
当你停止呼吸中压室压力上升并且又产生反向压力来将活塞移动向右关闭气瓶空气。

bluebeer · 2013-05-19 16:11

您提到的关于口的位置的关系。倒是见于另外一个情况的描述。。
活塞式与隔膜式优劣
1 隔膜式部件较复杂 活塞式简单。维护费用低
2 活塞式适合于旋转式设计 这提供了更多的接口和角度 隔膜式不超过4个中压口
3 隔膜式分离比较好。与水接触部件少防腐蚀较佳

PADI说的:D

我只看过SCUBAPRO的产品线表。MK11 17隔膜式。25 2活塞式

完全木有银子见过实物………………xx(

bluebeer · 2013-05-19 16:27

再回到我的问题。。。
简单说就是。一级头水压口被堵住会怎样?

环境密封:冰海中使用。。环境密封的一级头有密封式的水压压敏装置。。好吧。就是说为了害怕冻住一级头包起来也得有水压感应装置。。没了会怎样呢?

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ztsz 2013-05-19 01:05

技术贴!学习中,必须支持下。

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laomao17 2013-05-19 01:40

认真学习。

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老游击队长 2013-05-19 06:27

昨天帮朋友组装备,看到MK2的弹簧,不知道是不是就是这个弹簧哈

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bluebeer OP 老游击队长 2013-05-19 12:17

mk2是非平衡活塞式的也有这个弹簧,但需要气瓶压力协助推动活塞,这种类型的一级头会在气瓶压力下降后增大呼吸阻抗。

现学现卖:D

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老游击队长 bluebeer 2013-05-19 13:28

哈哈哈
那咱也忽悠一下哈
既然那个恒定的压力差是7~10bar,那么在30米的水下,40bar以上应该都没有所谓的增大的呼吸阻抗吧。
另,有多少人在30米还能50bar以下了都还不慢慢上升准备停留?

所以mk2的最大问题不是这个问题
我觉得最大的问题是两个
1是只有一个高压口,不能上传感器了(当然,没有传感器的朋友可以忽略这一条哈)
2是高低压口的分布方式,不以为然,装完了总有一条管子翘上了天哈哈哈

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divejy 2013-05-19 16:15

介紹你看這本書,內有好多不同regulator的資訊

Regulator Savvy
http://www.scubatools.com/p-603-regulator-savvy-spiral-bound.aspx

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bluebeer OP divejy 2013-05-19 17:43

香港能买到这书吗

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divejy bluebeer 2013-05-20 13:20

上網定

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老游击队长 2013-05-19 18:24

楼主一看就是个理科男,啥事都要研究个清楚
问你哈
你是买呼吸器呢还是研究了准备造或者修呢?
要是买了自己用的话
只要是大牌厂家出来的货,你休闲潜水都够用了,要出问题,早就在欧美就被搞倒闭了,轮不着咱操这心哈
咱就操心哪里买便宜,哪里能保养就好了。。。。。

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bluebeer OP 2013-05-19 18:43

好吧 我就属于不折腾会死星人。。。。。我的IPAD坏了都是我自己个拆了修的。
顺着香港哥们给的链接看出去,发现鬼子已经把潜水设备改造整成DIY电脑了。
自己动手提升几个百分点的性能,晕死,也许那边理科死宅多。有一大票人在折腾这些。。

这个话题就此打住。
也说不定哪天我就投奔光明从悲催的挨踢行改去修一级头了 哈哈

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leonard_yu 2013-05-20 11:06

在SPG普及之前,非平衡式的一级头是很有必要的,潜水员需要通过不断提高的呼吸阻力来判断自己是否应该终止潜水了。

目前SPG已经完全普及,平衡式也已经基本普及,隔膜还是活塞其实在我们从事的简单潜水中,基本感受不到差别。冰水,脏水用隔膜式比较好,其他水域两者可随意。

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bluebeer OP 2013-05-20 15:57

DIVEJY THX 。。。我已经找海购定了。。成本XXX¥。。

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采珠人 2013-05-20 17:03

http://v.ku6.com/show/GU9zzHeUoDXknLyHiTmCUg...html
一级头,二级头是把瓶内的高压空气降压为可供呼吸的压力,那么说直接对着嘴吸气瓶里的气是不行的,因为压力太大。可视频里的这位兄弟,好像就是对着气瓶口吸的,没有一二级头。他是怎么弄的呢?清各位大侠指教。

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bluebeer OP 采珠人 2013-05-21 04:33

就像ow里学的二级头free flow呼吸