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活塞、膜片、平衡點樣分?調節器構造入門

由一級頭、二級頭嘅分工,拆解活塞/膜片、平衡設計同 YOKE/DIN 接口,幫你第一次買 reg 時睇懂規格。

圖片來源/製作:FindiveNow

活塞、膜片、平衡點樣分?調節器構造入門

第一次認真睇調節器(regulator,平時叫 reg)規格,好容易被一串英文攔住:piston、diaphragm、balanced、unbalanced。每個字好似都同「好唔好吸」有關,但究竟講緊邊個部件,又點樣放埋一齊比較?

先記住一個分法:活塞/膜片講一級頭嘅感壓同傳力機構;平衡/非平衡講壓力作用力點樣處理。 所以一個一級頭可以同時係「平衡活塞」,亦可以係「平衡膜片」。分清呢兩條分類,再睇成套 reg 就容易好多。

一級頭與二級頭的兩級減壓

接住氣樽嗰個金屬部件係一級頭;連住咬嘴、你咬住嚟呼吸嗰個係二級頭。兩者負責不同工作:

氣樽內嘅高壓氣體 → 一級頭減至中壓 → 經喉管送到二級頭 → 隨吸氣需要供氣。

一級頭輸出嘅中壓,要比周圍環境壓力高一段差額,先可以將氣送到二級頭。二級頭再控制供氣,令你吸入接近咬嘴位置環境壓力嘅氣體。實際呼吸時仍然有細小壓差,唔係每一刻都完全等壓。

所以,壓力錶顯示嘅樽壓、中壓喉入面嘅壓力,同咬嘴供氣壓力,係三個不同概念。水深增加時,一級頭亦要跟住環境水壓作補償;「中壓穩定」通常係講相對環境嘅壓差,唔係落到幾深都維持同一個絕對壓力。

一級頭點知幾時要補氣?

你吸氣,二級頭用咗一部分氣,中壓腔嘅壓力就會下降。一級頭入面嘅感壓元件受力改變,帶動供氣閥開大,讓高壓側補氣入中壓側。當中壓回升,供氣閥再收細或關閉。

呢個過程靠彈簧、壓力同機械部件互相作用,自動反覆進行。活塞同膜片,就係兩種感應壓力變化、將力量傳到供氣閥嘅方法。

活塞式用一個沿軸移動嘅剛性部件,配合彈簧、密封件同閥座操作供氣閥。膜片式就用一片柔性膜片受壓彎曲,再經頂針或其他傳力件帶動閥。兩者都要完成「中壓跌時補氣、中壓回復時收閥」呢個工作。

感壓元件點郁

  • 活塞式 Piston:硬身活塞沿軸移動
  • 膜片式 Diaphragm:柔性膜片受壓彎曲

點樣操作閥

  • 活塞式 Piston:由活塞嘅移動帶動
  • 膜片式 Diaphragm:經頂針/傳力件帶動

同平衡嘅關係

  • 活塞式 Piston:有平衡,亦有非平衡設計
  • 膜片式 Diaphragm:有平衡,亦有非平衡設計

要留意嘅構造細節

  • 活塞式 Piston:環境感壓腔及額外密封安排
  • 膜片式 Diaphragm:主膜片外側彈簧腔有冇額外密封

具體氣路、閥座位置同部件形狀會因型號而異。單睇「活塞」或者「膜片」,仲未足夠判斷整套 reg 嘅呼吸表現。

平衡,平衡緊邊股力?

氣樽壓力會作用喺一級頭嘅閥件上。當樽壓隨用氣下降,呢股力亦會改變,有機會影響一級頭輸出嘅中壓。

平衡式一級頭透過受壓面積同氣路安排,減少樽壓變化對控制閥淨受力嘅影響。 喺供氣壓力充足嘅正常工作範圍內,中壓因此較少隨樽壓變化。呢個唔代表任何負荷、任何剩餘樽壓下,輸出都完全一樣。

非平衡設計嘅中壓一般較受樽壓影響,但變化方向要睇閥嘅構造:有啲設計會隨樽壓下降而中壓下降,亦有設計會上升。實際吸氣感覺仲牽涉二級頭點樣回應入口壓力,唔可以一句「非平衡就一定愈用愈難吸」概括。

另一個易混淆嘅地方係:樽壓下降同水深增加,係兩回事。 非平衡一級頭一樣可以感應環境水壓,唔等於冇深度補償;平衡設計亦唔會令落深後氣體密度增加等影響消失。

至於規格上嘅 over-balanced,要再睇廠商點定義。以 Apeks 嘅 hydrostatic over-balancing 用語為例,係講中壓隨深度增加得比環境壓力快。呢個係補償方式嘅描述,唔係一個跨品牌通用嘅「更高級」分數。

一級頭型號:構造與平衡設計對照

用幾款一級頭做例子,就會見到兩條分類點樣組合:

Cressi AC2

  • 感壓機構:活塞
  • 平衡設計:非平衡

SCUBAPRO MK25 EVO

  • 感壓機構:活塞
  • 平衡設計:平衡

SCUBAPRO MK19 EVO

  • 感壓機構:膜片
  • 平衡設計:平衡

呢三款展示咗感壓機構同平衡設計點樣組合。比較具體型號時,可以再睇配搭嘅二級頭、整套適用條件同調整功能。

二級頭:你開始吸,佢先開閥

常見二級頭用膜片感應吸氣。當你吸氣,外殼內壓力稍為降低,外面嘅水壓就推膜片向內;膜片再推動槓桿,打開供氣閥。吸氣停止後,機構回復,供氣閥關閉。呼氣則經另一個排氣閥排入水中。

所以,就算你用嘅一級頭係活塞式,二級頭仍然可以用膜片感應吸氣。「膜片」出現喺邊一級,先係理解規格嘅關鍵。

二級頭本身亦有平衡同非平衡設計。氣動平衡二級頭會利用氣壓抵消部分閥件受力,減少入口中壓變化對開閥力嘅影響,亦可以降低所需嘅彈簧負荷。一級頭平衡,唔代表二級頭就自動平衡,兩者要分開睇。

兩個掣,都係調「好唔好吸」?

有啲二級頭有吸氣阻力旋鈕,亦有 Venturi 撥桿。佢哋主要處理呼吸過程嘅不同部分:

  • 吸氣阻力調整:改變開始供氣所需嘅吸氣力度,亦即初始開閥壓差,常見名稱係 cracking effort。
  • Venturi 助吸控制:改變內部氣流導向,影響氣流開始後維持供氣嘅助吸效果。

有啲型號只有其中一個控制,有啲採自動設計,實際操作要跟該型號手冊。增加吸氣阻力亦唔等於慳氣,因為你可能需要花更多力開始供氣。

你仲可能見到 WOB(work of breathing,呼吸功)。佢描述成個吸氣、呼氣循環嘅做功,同開始開閥嗰一下嘅阻力唔係同一個指標。比較 WOB,要連同深度、樽壓、呼吸量、溫度同整套配搭等測試條件一齊睇。

膜片、環境密封與凍水適用條件

膜片可以將內部氣路機構同外面水環境隔開,但膜片外側嘅彈簧腔未必已密封。廠商可以再加環境密封設計,阻止水同泥沙直接進入嗰部分。

活塞式亦有額外密封設計,例如 Atomic T3 就列明採用平衡活塞同出廠密封。因此,唔應單憑「活塞/膜片」推斷某款 reg 有冇密封,或者啱唔啱凍水。

凍水適用性要睇一級頭同二級頭整套組合、認證同使用限制;材料傳熱、內部濕氣同用氣負荷亦會影響結冰風險。環境密封、傳熱設計同整套認證,要放埋一齊比較。

YOKE 同 DIN:一級頭點樣接住氣樽?

活塞/膜片同平衡/非平衡,講緊一級頭內部點樣控制供氣。YOKE 同 DIN 就講一級頭同樽閥之間嘅接駁方式,係另一條分類;YOKE 一樣可以配平衡活塞或平衡膜片,DIN 亦唔自動代表某種內部構造。

點樣固定

  • YOKE(又叫 INT/A-clamp):夾架跨過樽閥,用螺絲將一級頭壓住樽閥出氣口
  • DIN:一級頭嘅螺紋接頭旋入樽閥內螺紋

接口密封圈通常喺邊

  • YOKE(又叫 INT/A-clamp):樽閥出氣口嘅接合面
  • DIN:一級頭 DIN 接頭前端;接妥後密封位置藏喺樽閥內

外觀點認

  • YOKE(又叫 INT/A-clamp):見到夾架、開口同壓緊螺絲
  • DIN:見到帶手輪嘅螺紋接頭

上面講嘅密封圈(O-ring),係一級頭同樽閥接口嗰一個;兩款一級頭內部都仲有其他密封件。DIN 以螺紋接合將接口密封圈包圍喺接合位置,YOKE 則靠外面嘅夾架維持兩個接合面壓緊。

額定壓力要另睇標示。市面有不同壓力規格嘅 DIN 接口,唔係見到 DIN 就一律當 300 bar;YOKE 亦要按具體型號標示。實際配搭要同時符合氣樽、樽閥、一級頭同任何轉接件嘅限制,唔可以用其中一件嘅較高額定值代表全套。

第一次買 reg,可以先問常去嘅潛店或者船家用邊種樽閥。部分組合可以用合適轉接件配搭,但要核對廠商列明嘅接口、用途同額定壓力;轉接件唔會提升原有設備嘅耐壓上限。知道自己會接乜樽,再揀接口,會比只問「邊款高級啲」實際。

調節器選購清單

先認一級頭嘅感壓機構同平衡設計,再睇配搭嘅二級頭、有乜調整功能,以及整套設備適用嘅水溫同使用條件。再確認 YOKE/DIN 接口、樽閥配搭同額定壓力。

揀自己會長期用嘅裝備,亦值得了解咬嘴舒適度、喉管佈局、當地維修支援、零件供應同廠商保養要求。單一結構名稱,答唔晒呢啲日常使用問題。

下次見到「balanced diaphragm first stage+balanced second stage」,你就可以逐層讀:一級頭用膜片傳力,一級頭有壓力平衡設計,二級頭亦有自己嘅平衡機構。睇得明每個字描述乜,再比較具體配搭,就會有方向得多。

你睇 reg 規格時,最容易卡住嘅係邊個字?

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