Трёхступенчатый регулятор давления воздуха

[Алик Дынник]

Получил патент на два трёхступенчатых регулятора давления воздуха, которым исполнилось 50 лет.

  

На рисунке предоставлен принцип работы и технические характеристики, версия 1.

Конструкция регулятора устроена так, что может работать только с полно лицевой маской. 

Версии 2, обеспечивает работу без полно лицевой маски при диаметре сопла 4-6 мм и давлением воздуха 430 бар. 

 

Как происходит редуцирования воздуха по ступеням. 

Первая ступень понижает высокое давление до поточного давления 1 атмосфера.

Вторая ступень повышает поточное давление 1 атмосфера до внешнего давления  воды.

Третья ступень подаёт воздух с давлением водного столба. 

 

Если сложно определить разницу между двух ступенчатой системой редуцирования и трёхступенчатой системой редуцирования. В трёхступенчатом регуляторе можно на любой глубине сделать глубокий вдох и регулятор легко подаст воздух. Чем глубже опускаешься, тем легче дышать. В трёхступенчатом регуляторе отсутствует плотность воздуха на вдохе. 

 

 

 

[Валерий]

А снижение с 430 до 1 атмосферы не вызовет сильного охлаждения?  Чтобы избежать плотности воздуха, но для этого придумали 5-е поколение регуляторов, которые компенсируют это повышением рабочего давления. Тут больше похоже на две ступени с обратной связью, чем на 3 ступени. Просьба выделить каждую ступень. А фото патента где?

[Алик Дынник]

Как может поток в 1 атмосферу  вызвать охлаждение. Это атмосферное давление. Просто через маленький диаметр сопла приходиться проталкивать с 1 атм.

Подумай как проталкивают в редукторе давление, когда дают 10 атм. Какой там эффект от расширение воздуха.

Пропорционально глубине регулятор будет повышать давление,  с поправкой на плотность воздуха. но там вода будет охлаждать.

 

Проблема всех двухступенчатых регуляторов, это с глубиной уменьшается подача воздуха. 

Точнее, не уменьшается, а плотность воздуха повышается, и понятно нахватает потока воздуха.

 

Слово редуктор знаете, что означает.  Это подавать постоянное количество воздуха заранее оговорённое производителем.

Эти пивные редуктора они не понимают как повышать давление равное внешнему давлению.  

Хотя пресса рассказывает, что воздух должен подаваться пропорционально глубине погружения. 

Вот все и тянут воздух, в медицине это называется - поверхностное дыхание.  Работает верхняя часть лёгких, а нижняя часть лёгких не работает, там накапливается углекислый газ.

 

Назвал трёх ступенчатый потому, что давление регулятор всё теки повышает, а не подаёт редуктор постоянное давление 1 атм. 

 

Назвать конструкцию,  регулятор с повышением установочного давление в зависимости от давление водного столба, выглядит смешно.

Установочного давление здесь нет. Есть постоянное давление 1 атм и это эталон. Его определяет диаметр поршня.

 

Уменьшение давления ниже 1 атм, и на глубине уже не получить поток 2 атм, и т.д. Чтобы это не произошло, поршень подаёт поток с немного большим давлением ( 1.3 атм). Подбирается диаметр поршня, но  не меньше, а немного больше с запасом по давлению.  

 

Вот когда вырывается 10 атмосфер, вот это ураган. Даже слово придумали, можно заморозить любой редуктор.

Пусть установят в редукторе 1 атм и посмотрим как у них получится заморозить.    

 430 атмосфер, это технические возможности регулятора. 

Зачем делать несколько конструкцию. Сначало на 150 атм, потом 200 атм, потом 230 атм, потом 330 атм.

Вот даже компания прислала приглашение, чтобы увидеть это чудо. 

 

 

[Валерий]

Где возникнет большее охлаждение, при понижении с 200 атм до 10 атм или с 200 атм до 1 атм?  Конечно когда до 1 атм, вот про это и спрашивал. Получается как таковой третьей ступени в этом регуляторе нет . А то что идет немного большее повышение давления с увеличением глубины, так это и регуляторы 5 поколения делают. Получается их тоже можно обозвать трехступенчатыми?

 

P.S.  Что-то не очень сия бумага ( текст пока не переводил) похожа на патент. Обычное письмо.

[Алик Дынник]

Начну по порядку.

Ни один регулятор в мире не работает как пишет литература, а именно. 

Чтобы дышать на глубине, воздух должен подаваться равный давлению внешней среды.

Все редуктора, а к ним относятся двух ступенчатые, подают постоянный поток, который не меняется с глубиной погружения.

Подавать воздух равный глубине погружения может только одноступенчатый регулятор. 

 

Теперь о технической документации.

Это не моя прихоть, это требования технологов.

Слово редуктор означает, и не имеет значения это шестерёночный или воздушный. Постоянные обороты или постоянное давление.

Регулятор означает, что в процессе работы изменяются обороты или давление воздуха. Так понятней.  

 

Теперь о давлении и потоках.

 

Надо понимать текст в слове, давление воздуха 1 атмосфера и поток воздуха 1 атмосфера. Они имеют разное назначение.

Воздух имеет свойства сжиматься. 1 куб воздуха при 1 атм (это поверхность) можно сжать в 2,3,4,5,6,10,15,100,200,300,400,600,1000,1200 раз.( дальше получим жидкий воздух) 

 

Давление - называют статическое состояние воздуха, которое можно хранить в сосуде. 

Поток - называют динамическое состояние воздуха, когда мы им дышим.

Количество воздуха поступающего по трахее в лёгкие, и по шлангу имеют разные диаметры.

Узкий шланг получает сопротивление. Чтобы получить необходимый поток воздуха (пример 60л/мин), для преодоления его сопротивления, повышается давления в редукторе, при диаметре сопла 3.0 мм предлагают 10 атм.

Количество воздуха проходящее через шланг при давлении 10 атм, устанавливает производитель редукторов. Говорять это 60 литров в минуту на поверхности и давление воздуха с глубиной не меняется. 

 

 

Вот пример о давлениях и потоках.

Шланг высокого давления имеет давление 200 атм, и отверстие в медной трубке 0.5 мм, попробуйте через него сделать вдох. 

Если упоминается давление, значит поток воздуха получил сопротивление и для его преодоления нужно давление.

 

Прошу прощения за подробные мемуары, но это нужно для понимания работы редуктора.

 

Теперь самое главное. Принцип работы всех редукторов. 

Не знаю на сколько хорошо разбираетесь в работе редуктора, поэтому опишу принцип работы редуктора, но максимально сжато и понятно.

 

Если взять атмосферный воздух высотой 18 км и замереть давление на 1 кв.см, получим давление 1 атм. Мы им дышим.

Если взять воду высотой 10 метров и замерить весь воды на 1 кв.см, получим 1 атм. 

Если сложить высоту воды и воздуха, получим давление 2 атм.

Чтобы сделать вдох на глубине 10 метров нужен механизм который кроме воздуха на поверхности будет добавлять весь воды на разной глубине. ( давление водного столба) 

 

Вам больше понятней мембрана, поэтому будет говорить про мембрану.

С внутренней стороны мембраны давление 10 атм, (уже знаете почему).  

Наружная сторона контактирует с воздухам. При движении воздуха мембрана прогибается и при этом на наружную часть мембраны давит давление 1 атм (17 км/кв.см) Тут тоже понятно.

 

Мы спускаемся под воду и на глубине 10 метров на мембрану с наружной стороны давит давление 1 атм воды и 1 атм воздуха, в сумме 2 атм. Нет проблем, накрутили пружину в редукторе на давление воды 2 атм и можно нырять. Если мало, сделаем 10 атм.

 

Но мы дышим не давлением, а потоком воздуха при этом давлении. Как уже сказал, воздух сжимается. Если на поверхности поток получили 60л/мин, на глубине 10 метров поток получаем 30л/мин. Нужно поток увеличивать в два раза, по сравнению с поверхностью.

Конечно скептики скажут, мне достаточно и 30 литров в минуту. Но с глубиной поток воздуха будет уменьшаться.

 

Теперь про редуктора 10 поколения. Пропускаю редуктор 5 поколения. Между мембраной есть воздух. На глубине 10 метров воздух сжиматься и создаёт давление в воздушном зазоре 2 атм.  Теперь в давлению редуктора добавилось 2 атм. и получили 12 атм. Круто придумали.

 

Теперь простая арифметика. При давлении 10 атм на поверхности редуктор подаёт 60 литров.

На 10 метрах поток сжался в 2 раза. Получили поток из редуктора 30 литров. Про давление воздуха под мембраной 2 атм. Это 1.2 л/мин. Итого. Поток получился 32.2 литра/мин. Глубже ещё хуже. Чтобы получить поток на глубине 10 метров 60 литров в минуту, нужно увеличить поток в 2 раза, а это 20 атм. 

 

Теперь почему назвал трёхступенчатый. Потому, что так захотел. 

Автор изделия как хочет так и называет своё творение.

Если придираться в словам. Там двухступенчатый редуктор понижает давление с 200 до 10 атм. Это одна ступень. Лёгочник не повышает и не понижает давление. Работа регулятора давления подавать и перекрывать поток воздуха который прошёл по шлангу.

 

На картинке, можно и не понять при чём здесь три ступени.

На картинке показал принцип работы редуктора при разном давлении воды.

Вторая версия регулятора точно соответствует этой терминологии.

(закрытый патент)

В одном редукторе находиться два редуктора, а на шланге регулятор дыхания.

Один поршень понижает давление с 200 до 1 атм, другой поршень поднимает давление с 1 атм до давления воды. Третья ступень, это лёгочник. 

Уточню, поток воздуха идёт при давлении 2 атмосферы, а не давление в шланге 2 атм.

Вот последствия от такого потока. Поэтому в лёгочнике есть теплообменник.

Вдогонку. Не стесняйся критиковать меня. Я простой как угол дома. Хочется хоть с кем то поговорить о регуляторах))

[Алик Дынник]

Чтобы много не писать, нарисовал эскиз на котором показал, как ведёт себя редуктор, если на глубине 10 метров давление в редукторе 1 атм и 10 атм.

На глубине 10 метров, при давлении в редукторе 1 атм, воздух сожмётся на 100 %. На глубине 10 метров, при давлении в редукторе 10 атм, воздух сожмётся на 10%.

https://a.radikal.ru...9b138cf3376.png

[Алик Дынник]

Улучшил  картинку работы регуляторов на глубине.

 

Верхний ряд показывает работу регулятора при давлении внешней воды через воздушную прослойку. (через  атмосферную камеру)

При давлении в поршневой камере 1.0 атмосфера, скорость потока воздуха не меняется  и соответствует глубине погружения. 

При давлении в поршневой камере 10.0 атмосфер поток воздуха на глубине 10 метров уменьшается на 10%,  на глубине 20 метров на 20%, и так далее.

С глубиной погружения появиться ощущение сопротивление на вдохе и чтобы спасти ситуацию придётся цедить воздух.

 

Нижний ряд показывает работу обычного редуктора, где поршень/мембрана контактирует непосредственно с водой.

В таком редукторе, кроме ощущение сопротивления на вдохе, также не получится сделать резкий вдох. 

[OlegatorFromMule]

С глубиной  погружения плотность воздуха увеличивается и объём воздуха уменьшается.
Принцип работы трёхступенчатого регулятора воздуха можно описать простыми словами.
На сколько уменьшается объём воздуха в регуляторе, на столько повышается объём воздуха в регуляторе.