آلية منظمات الغوص

تعتمد آلية عمل منظمات الغوص على ترتيب مكوناتها ووظائف منظمات ضغط الغاز المستخدمة في أنظمة تزويد الغازات اللازمة للغوص تحت الماء . يستخدم كل من منظم التدفق الحر ومنظمات الضغط حسب الطلب آلية التغذية الراجعة الميكانيكية لضغط المصب للتحكم في فتح صمام يتحكم بدوره في تدفق الغاز من جانب المنبع ذي الضغط العالي إلى جانب المصب ذي الضغط المنخفض في كل مرحلة. [ 1 ] يجب أن تكون سعة التدفق كافية للحفاظ على ضغط المصب عند أقصى حد مطلوب، وأن تكون الحساسية مناسبة لتوفير أقصى معدل تدفق مطلوب مع تغير طفيف في ضغط المصب، ومع تغير كبير في ضغط التزويد، دون حدوث أي خلل في التدفق. كما يجب أن تعمل منظمات الغوص ذات الدائرة المفتوحة بكفاءة في مواجهة ضغط محيط متغير. يجب أن تكون هذه المنظمات متينة وموثوقة، لأنها من معدات دعم الحياة التي يجب أن تعمل في بيئة مياه البحر القاسية نسبيًا، كما يجب أن يكون استخدامها مريحًا لعدة ساعات.
تستخدم منظمات الغوص صمامات تعمل ميكانيكيًا. [ 1 ] في معظم الحالات، يوجد تغذية راجعة لضغط المحيط إلى كل من المرحلتين الأولى والثانية، باستثناء الحالات التي يُتجنب فيها ذلك للسماح بتدفق كتلة ثابت عبر فتحة في جهاز إعادة التنفس ، الأمر الذي يتطلب ضغطًا مطلقًا ثابتًا في المنبع . تُستخدم منظمات الضغط الخلفي في أنظمة استعادة الغاز للحفاظ على غازات التنفس باهظة الثمن القائمة على الهيليوم في الغوص الذي يتم تزويده من السطح ، وللتحكم في تصريف غاز الزفير بشكل آمن من أنظمة التنفس المدمجة في غرف الضغط العالي .
تُوصَف أجزاء منظم الضغط هنا بأنها المجموعات الوظيفية الرئيسية مرتبةً حسب اتجاه تدفق الغاز من الأسطوانة إلى استخدامه النهائي. وقد تختلف التفاصيل اختلافًا كبيرًا بين الشركات المصنعة والطرازات.
أنواع منظمات الغوص
تُستخدم منظمات ضغط الغاز في العديد من التطبيقات المتعلقة بتزويد ومعالجة غازات التنفس للغوص . وتُستخدم منظمات خفض الضغط لتقليل ضغط الغاز المُزوَّد للغواص في أجهزة التنفس ذات الدائرة المفتوحة، سواءً كانت تعمل بنظام التدفق الحر أو بنظام التدفق عند الطلب، وفي أجهزة إعادة التنفس، وفي عمليات مزج الغازات . أما منظمات الضغط العكسي فتُستخدم في أنظمة العادم لأنظمة التنفس المدمجة في غرف الغوص ، وفي استعادة غاز التنفس المُستعمل القائم على الهيليوم لإعادة تدويره. بعض هذه المنظمات مُصممة للعمل تحت الماء، بينما يعمل البعض الآخر في ظروف أكثر تسامحًا على سطح الماء. يجب أن تعمل جميعها باستمرار وبكفاءة عالية، ولكن بعضها يُعد جزءًا من أنظمة دعم الحياة بالغة الأهمية ، حيث لا يُسمح لأي عطل فيها بتعريض الأرواح للخطر.
منظمات غوص ذات دائرة مفتوحة
التوصيل بمصدر الضغط العالي

يمكن توصيل المرحلة الأولى من منظم الغوص بصمام الأسطوانة باستخدام أحد نوعين قياسيين من الوصلات. وصلة CGA 850، المعروفة أيضًا بالوصلة الدولية، والتي تستخدم مشبكًا، أو وصلة لولبية DIN لتوصيلها بصمام أسطوانة الغوص . توجد أيضًا معايير أوروبية لوصلات منظمات الغوص للغازات الأخرى غير الهواء. [ 2 ]
اتصال CGA 850
تُعدّ وصلات CGA 850 Yoke (التي تُسمى أحيانًا بمشابك A نظرًا لشكلها) أكثر وصلات منظمات الغوص شيوعًا في أمريكا الشمالية والعديد من الدول الأخرى. تعمل هذه الوصلات على تثبيت فتحة مدخل الضغط العالي لمنظم الغوص على فتحة مخرج صمام الأسطوانة، ويتم إحكام إغلاقها بواسطة حلقة دائرية (O-ring) في أخدود على سطح التلامس لصمام الأسطوانة. يقوم المستخدم بربط المشبك يدويًا لتثبيت الأسطح المعدنية لصمام الأسطوانة والمرحلة الأولى من منظم الغوص في تلامس، مما يؤدي إلى ضغط الحلقة الدائرية بين السطحين الشعاعيين للصمام والمنظم. عند فتح الصمام، يضغط ضغط الغاز على الحلقة الدائرية باتجاه السطح الأسطواني الخارجي للأخدود، مُكملاً بذلك عملية الإحكام. يجب على الغواص توخي الحذر من ربط الوصلة بإحكام شديد، وإلا فقد يتعذر فكها بدون أدوات. في المقابل، قد يؤدي عدم إحكام الربط بشكل كافٍ إلى خروج الحلقة الدائرية تحت الضغط وفقدان كمية كبيرة من غاز التنفس. قد تُشكل هذه مشكلة خطيرة إذا حدث ذلك أثناء وجود الغواص في الأعماق. تتحمل وصلات النير ضغط تشغيل يصل إلى 240 بار (3500 رطل لكل بوصة مربعة) كحد أقصى. [ 3 ]
يقع مخرج صمام CGA 850 على سطح مستوٍ في جسم الصمام، داخل تجويف حلقي دائري متحد المركز، مع وجود تجويف مخروطي على السطح المقابل لجسم الصمام، متمركزًا محوريًا مع التجويف الحلقي. يُثبّت مشبك التثبيت حول جسم الصمام، ويستقر سطح منع التسرب لمدخل منظم الضغط فوق التجويف الحلقي. يستقر برغي مخروطي الرأس في التجويف، وعند إحكام ربطه، يضغط على جسم الصمام ويسحب سطح منع التسرب لمدخل منظم الضغط باتجاه الحلقة الدائرية. يجب إحكام ربط هذا البرغي بشكل كافٍ للحفاظ على التلامس المعدني بين مدخل منظم الضغط وجسم الصمام عند فتح الصمام بضغط الأسطوانة الكامل، وتحت أحمال التشغيل العادية بما في ذلك الصدمات الطفيفة واستخدام منظم الضغط كمقبض لرفع الجهاز، وذلك لمنع تلف مانع التسرب نتيجة خروج الحلقة الدائرية وما يترتب على ذلك من فقدان غاز التنفس. كما يجب عدم إحكام ربط البرغي بإفراط، حيث يجب إزالته يدويًا بعد الاستخدام. تختلف صلابة النير باختلاف التصميم، ويتم شده يدويًا وفقًا لتقدير المستخدم. ولحسن الحظ، فإن الآلية تتحمل إلى حد كبير تغيرات قوة التلامس. عند فتح الصمام، يضغط ضغط الغاز على الحلقة المطاطية (O-ring) باتجاه السطح الأسطواني الخارجي للأخدود وسطح مدخل المنظم، مما يؤدي إلى ضغط الحلقة باتجاه أسطح التلامس لهذه الأجزاء. يُولّد الضغط قوةً تدفع المنظم بعيدًا عن جسم الصمام، وإذا لم يكن التحميل المسبق للبرغي كافيًا، فإن مرونة المشبك ستسمح بتكوّن فجوة بين الصمام والمنظم، مما قد يؤدي إلى خروج الحلقة المطاطية. عند حدوث ذلك، يكون فقدان الغاز سريعًا، ويجب إغلاق الصمام وتخفيف المشبك، وفحص الحلقة المطاطية، وربما استبدالها. غالبًا ما يكون استعادة النظام من حلقة مطاطية خارجة تحت الماء غير ممكن، وقد يكون من الضروري اللجوء إلى مصدر غاز مستقل أو الصعود الطارئ .
وصلة DIN

وصلة DIN هي نوع من الوصلات اللولبية بصمام الأسطوانة. نظام DIN أقل شيوعًا عالميًا، ولكنه يتميز بقدرته على تحمل ضغط أعلى، يصل إلى 300 بار، مما يسمح باستخدام أسطوانات فولاذية عالية الضغط. [ 4 ] كما أنها أقل عرضة لتلف حلقة منع التسرب المطاطية (O-ring) في حال اصطدامها بأي شيء أثناء الاستخدام. تُعد وصلات DIN هي المعيار في معظم أنحاء أوروبا، وهي متوفرة في معظم الدول. يعتبر العديد من الغواصين التقنيين وصلة DIN أكثر أمانًا، وبالتالي أكثر أمانًا . [ 5 ] : 117
تُصنع صمامات DIN بتصنيفات ضغط 232 بار و300 بار. صُمم عدد الخيوط وتكوين الوصلات بدقة لمنع تركيبات غير متوافقة بين وصلة التعبئة أو وصلة المنظم وصمام الأسطوانة. [ 6 ]
- مخرج/موصل DIN 232 بار (5 خيوط، G5/8) رقم 13 إلى DIN 477 الجزء 1. [ 6 ]
- مخرج/موصل DIN رقم 56 (7 خيوط، G5/8) بضغط 300 بار، مطابق للجزء 5 من معيار DIN 477 - يشبه هذا النوع وصلات DIN ذات 5 خيوط، ولكنه مصمم لتحمل ضغط تشغيل يصل إلى 300 بار. [ 6 ] يُعد ضغط 300 بار شائعًا في الغوص الأوروبي وغوص الكهوف في الولايات المتحدة.
يُحدد معيار ISO 12209 أن أخدود الحلقة المطاطية (O-ring) المستخدم لإحكام وصلة مخرج DIN بضغط 232 و300 بار بالصمام، يتميز بقطر داخلي 12 مم وقطر خارجي 17 مم، وكان عمق الأخدود في الأصل 1.9 مم، ثم زاد إلى 2.0 مم في عام 2003. أما مواصفات الحلقة المطاطية فهي: قطر داخلي 11.2 مم وقطر مقطع 2.65 مم. وهذا قريب جدًا من مقاس الحلقة المطاطية القياسي 112 ذي الأبعاد الاسمية 12.37 مم (0.487 بوصة) × 2.62 مم (0.103 بوصة) ، وتُستخدم هذه الحلقة في معظم منظمات الضغط. تستخدم بعض الشركات المصنعة، مثل Apeks وAtomic وScubaPro، أخدودًا أصغر قليلاً يتناسب بشكل أفضل مع حلقة O-ring مقاس 111 بأبعاد اسمية 10.77 ملم (0.424 بوصة) × 2.62 ملم (0.103 بوصة) . أما أخاديد Cressi وPoseidon فهي أقرب إلى المعيار الأصلي، وأفضل حلقة O-ring مناسبة هي حلقة O-ring بمقاس BS ISO 3601 المتري بأبعاد اسمية 11.3 ملم × 2.4 ملم، والتي لا يوجد لها مكافئ إمبراطوري قياسي. [ 7 ]
محولات


تتوفر محولات تُمكّن من توصيل المرحلة الأولى من صمام DIN بأسطوانة مزودة بصمام ذي وصلة نير (محول نير أو محول مشبك A)، ومن توصيل المرحلة الأولى من صمام نير بصمام أسطوانة DIN (محول قابس ومحول كتلة). [ 5 ] : 118
مجموعات التحويل

تُسوّق العديد من الشركات المصنّعة مرحلة أولى متطابقة تمامًا، مع اختلاف بسيط في نوع وصلة صمام الأسطوانة. في هذه الحالات، قد يكون من الممكن شراء المكونات الأصلية لتحويل وصلة النير إلى وصلة DIN والعكس. قد تختلف درجة تعقيد عملية التحويل، وعادةً لا تكون القطع قابلة للتبديل بين الشركات المصنّعة. يُعدّ تحويل منظمات Apeks بسيطًا للغاية، ولا يتطلب سوى مفتاح ألين ومفتاح ربط حلقي .
أنواع الاتصال الأخرى
توجد أيضاً صمامات أسطوانات مخصصة لأسطوانات الغوص التي تحتوي على غازات أخرى غير الهواء:
- أدخل المعيار الأوروبي EN 144-3:2003 نوعًا جديدًا من الصمامات، مشابهًا لصمامات DIN الحالية ذات ضغط 232 أو 300 بار، ولكن بخيط متري M26×2. صُممت هذه الصمامات للاستخدام مع غاز التنفس الذي يحتوي على نسبة أكسجين أعلى من النسبة الموجودة عادةً في الهواء الطبيعي في الغلاف الجوي للأرض (أي 22-100%). [ 8 ] ابتداءً من أغسطس 2008، أصبح استخدام هذه الصمامات إلزاميًا في الاتحاد الأوروبي لجميع معدات الغوص المستخدمة مع النيتروكس أو الأكسجين النقي. تكمن الفكرة وراء هذا المعيار الجديد في إلزام استخدام أسطوانات ومنظمات ضغط مخصصة للنيتروكس، لمنع ملء أسطوانة غير نظيفة من الأكسجين بخليط غني . ومع ذلك، حتى مع استخدام النظام الجديد، لا يزال هناك ما يضمن بقاء الأسطوانة نظيفة من الأكسجين [ 8 ] ، وهو ما كان عليه الحال في النظام السابق. يبلغ الحجم الاسمي للحلقة المطاطية المستخدمة لإحكام وصلة M26x2 13.9 مليمترًا (0.55 بوصة) × 2.6 مليمترًا (0.10 بوصة) ، وهو ما يتطابق تقريبًا مع الحجم القياسي 113 للحلقة المطاطية. نادرًا ما تُستخدم هذه الوصلة خارج الاتحاد الأوروبي. [ 7 ]
- تم تزويد بعض أجهزة إعادة التنفس الترفيهية شبه المغلقة من نوع Dräger (Dräger Ray) بصمام أسطواني ذي سن لولبي ذكري M24x2 لاستخدامه مع مخاليط النيتروكس. [ 9 ] وكان منظم الضغط المرفق بجهاز إعادة التنفس مزودًا بوصلة متوافقة.
أنواع صمامات الأسطوانات
معظم صمامات أسطوانات الغوص حاليًا من نوع صمام K، وهو صمام بسيط يُفتح ويُغلق يدويًا باللف. في منتصف الستينيات، كانت صمامات J شائعة الاستخدام. تحتوي صمامات J على صمام يعمل بنابض، يُقيد أو يقطع تدفق الغاز عندما ينخفض ضغط الأسطوانة إلى 300-500 رطل لكل بوصة مربعة، مما يُسبب مقاومة في التنفس ويُنبه الغواص إلى انخفاض مستوى غاز التنفس لديه بشكل خطير. يُحرر الغاز الاحتياطي بسحب ذراع احتياطي على الصمام. تراجع استخدام صمامات J مع ظهور مقاييس الضغط، التي تُمكّن الغواصين من مراقبة مستوى الغاز تحت الماء، خاصةً وأن هذا النوع من الصمامات عُرضة للتسريب العرضي للهواء الاحتياطي، كما أنه يزيد من تكلفة الصمام وصيانته. لا تزال صمامات J تُستخدم أحيانًا عند العمل في ظروف رؤية سيئة للغاية بحيث لا يُمكن رؤية مقياس الضغط، حتى مع وجود ضوء. [ 5 ] : 167-178 [ 10 ] : القسم 7.2.2. معظم الصمامات ذات المغزل الجانبي يمنى، أي أن المقبض يكون على يمين الغواص، ولكن تُصنع أيضًا صمامات يسرى لمجموعات متعددة المنافذ وتطبيقات أخرى حيث يكون ذلك أكثر ملاءمة. كما تتوفر صمامات ذات مغزل محوري حيث يقع المغزل على محور الخيط الذي يربط الصمام بالأسطوانة، مع وجود المقبض في الأعلى، وتكوينات مختلفة بمخارج مزدوجة أو وصلات لمشعبات الغوص .
منظمات الطلب أحادية الخرطوم

معظم منظمات الغوص الحديثة هي منظمات أحادية الخرطوم ثنائية المراحل تعمل بنظام الطلب. تتكون من منظم المرحلة الأولى وصمام الطلب للمرحلة الثانية. يربط خرطوم منخفض الضغط هذين المكونين لنقل غاز التنفس، ويسمح بحركة نسبية ضمن حدود طول الخرطوم ومرونته. كما تتوفر خراطيم أخرى منخفضة الضغط لتزويد مكونات إضافية اختيارية.
المرحلة الأولى
تُركّب المرحلة الأولى من منظم الضغط على صمام الأسطوانة أو مشعبها عبر أحد الموصلات القياسية (Yoke أو DIN). تعمل هذه المرحلة على خفض ضغط الأسطوانة إلى ضغط متوسط ، عادةً ما يكون أعلى من الضغط المحيط بحوالي 8 إلى 11 بار (120 إلى 160 رطل لكل بوصة مربعة) ، ويُسمى أيضًا الضغط بين المرحلتين أو الضغط المتوسط أو الضغط المنخفض . ثم يُزوّد غاز التنفس إلى المرحلة الثانية عبر خرطوم. [ 1 ] : 17-20
تحافظ المرحلة الأولى من منظم الضغط المتوازن تلقائيًا على فرق ضغط ثابت بين الضغط بين المرحلتين والضغط المحيط، حتى مع انخفاض ضغط الخزان نتيجة الاستهلاك. يسمح تصميم منظم الضغط المتوازن بأن تكون فتحة المرحلة الأولى كبيرة حسب الحاجة دون التأثير سلبًا على الأداء نتيجة لتغير ضغط الخزان. [ 1 ] : 17-20
يحتوي جسم منظم المرحلة الأولى عادةً على عدة منافذ منخفضة الضغط لمنظمات المرحلة الثانية، وأجهزة نفخ سترات الطفو، وغيرها من المعدات؛ ومنفذ واحد أو أكثر عالي الضغط، يسمح لمقياس ضغط غاطس، أو كمبيوتر غوص مدمج بالغاز، أو محول ضغط لاسلكي عن بُعد بقياس ضغط الأسطوانة. قد يُصمم الصمام بحيث يُخصص أحد منافذ الضغط المنخفض باسم "Reg" لمنظم المرحلة الثانية الأساسي، لأن هذا المنفذ يسمح بمعدل تدفق أعلى لتقليل جهد التنفس عند أقصى حاجة. وقد أنتج عدد قليل من المصنّعين منظمات بخرطوم وقطر منفذ أكبر من المعتاد لهذا المنفذ الأساسي. [ 11 ] : 50
يمكن أن تكون آلية المرحلة الأولى من نوع الغشاء أو المكبس. وكلا النوعين قد يكون متوازنًا أو غير متوازن. في المنظمات غير المتوازنة، يدفع ضغط الأسطوانة صمام المرحلة الأولى العلوي ليغلق، وهو ما يقاومه ضغط المرحلة المتوسطة ونابض. ومع انخفاض ضغط الأسطوانة، تقل قوة الإغلاق، وبالتالي يزداد الضغط المنظم عند انخفاض ضغط الخزان. وللحفاظ على هذا الارتفاع في الضغط ضمن الحدود المقبولة، يكون حجم فتحة الضغط العالي محدودًا، لكن هذا يقلل من سعة التدفق الكلية للمنظم. أما المنظم المتوازن، فيحافظ على سهولة التنفس نفسها تقريبًا عند جميع الأعماق والضغوط، وذلك باستخدام ضغط الأسطوانة لمقاومة فتح صمام المرحلة الأولى بشكل غير مباشر. [ 1 ] : 17-20
المرحلة الأولى من نوع المكبس

تتميز بعض مكونات المراحل الأولى من نوع المكبس بسهولة تصنيعها وبساطة تصميمها مقارنةً بنوع الحجاب الحاجز. وقد تتطلب هذه المكونات صيانةً أكثر دقةً نظرًا لتعرض بعض أجزائها الداخلية المتحركة للماء وما يحتويه من ملوثات، مما يجعلها أكثر عرضةً للتآكل وتراكم الأوساخ. [ 1 ] : 9-13
يكون المكبس في المرحلة الأولى صلبًا ويؤثر مباشرةً على مقعد الصمام. ينخفض الضغط في حجرة الضغط المتوسط عندما يستنشق الغواص من صمام الطلب، مما يؤدي إلى رفع المكبس عن مقعد الصمام الثابت أثناء انزلاقه داخل حجرة الضغط المتوسط. يسمح الصمام المفتوح الآن بتدفق الغاز عالي الضغط إلى حجرة الضغط المنخفض حتى يرتفع الضغط في الحجرة بما يكفي لدفع المكبس إلى موضعه الأصلي مقابل المقعد، وبالتالي إغلاق الصمام. [ 1 ] : 9-13
المرحلة الأولى من نوع الحجاب الحاجز



تُعدّ المراحل الأولى ذات الغشاء أكثر تعقيدًا وتحتوي على مكونات أكثر من تلك ذات المكبس. تصميمها يجعلها مناسبة بشكل خاص للغوص في المياه الباردة والعمل في المياه المالحة والمياه التي تحتوي على نسبة عالية من الجزيئات العالقة أو الطمي أو غيرها من المواد الملوثة، حيث أن الأجزاء المتحركة الوحيدة المعرضة للماء هي زنبرك فتح الصمام والغشاء، بينما جميع الأجزاء الأخرى معزولة عن البيئة الخارجية. في بعض الحالات، يكون الغشاء والزنبرك معزولين أيضًا عن البيئة الخارجية. [ 12 ] [ 1 ] : 9-13
الحجاب الحاجز عبارة عن غطاء مرن لحجرة الضغط المتوسطة (بين المرحلتين). عندما يستنشق الغواص الغاز من المرحلة الثانية، ينخفض الضغط في حجرة الضغط المنخفض، فيتشوه الحجاب الحاجز إلى الداخل دافعًا رافع الصمام. يؤدي ذلك إلى فتح صمام الضغط العالي، مما يسمح بتدفق الغاز عبر مقعد الصمام إلى حجرة الضغط المنخفض. عندما يتوقف الغواص عن الشهيق، يرتفع الضغط في حجرات الضغط المنخفض، ويعود الحجاب الحاجز إلى وضعه المسطح المحايد، فلا يعود يضغط على رافع الصمام، مما يوقف التدفق حتى يتم أخذ النفس التالي. [ 1 ] : 9-13
الموازنة
إذا كانت مرحلة منظم الضغط مصممة لتعويض تغير ضغط المنبع على الأجزاء المتحركة للصمام، بحيث لا يؤثر تغير ضغط الإمداد على القوة اللازمة لفتح الصمام، تُوصف هذه المرحلة بأنها متوازنة. يمكن أن تكون صمامات المنبع والمصب، والمرحلتان الأولى والثانية، وآليات عمل الحجاب الحاجز والمكبس، متوازنة أو غير متوازنة، وسيحدد الوصف الكامل للمرحلة أيًّا من هذه الخيارات ينطبق عليها. على سبيل المثال، قد يحتوي منظم الضغط على مرحلة أولى متوازنة المكبس مع مرحلة ثانية متوازنة في المصب. كلا النوعين من المراحل الأولى للمكبس، المتوازنة وغير المتوازنة، شائعان إلى حد ما، لكن معظم المراحل الأولى للحجاب الحاجز تكون متوازنة. يؤثر توازن المرحلة الأولى بشكل أكبر على أداء منظم الضغط، لأن تغير ضغط الإمداد من الأسطوانة يكون أكبر بكثير من تغير الضغط بين المرحلتين، حتى مع المرحلة الأولى غير المتوازنة. مع ذلك، تعمل المرحلة الثانية بفارق ضغط ضئيل جدًا، وهي أكثر حساسية لتغيرات ضغط الإمداد. تحتوي معظم منظمات الجهد عالية الجودة على مرحلة متوازنة واحدة على الأقل، ولكن ليس من الواضح ما إذا كان موازنة المرحلتين تُحدث فرقًا ملحوظًا في الأداء. [ 1 ] : 17-20
خرطوم بين المراحل
يُستخدم خرطوم الضغط المتوسط أو المنخفض لنقل غاز التنفس (عادةً ما يكون ضغطه بين 8 و10 بار فوق الضغط الجوي المحيط) من منظم المرحلة الأولى إلى المرحلة الثانية، أو صمام الطلب، الذي يمسكه الغواص بفمه، أو يُثبّت على قناع الوجه الكامل أو خوذة الغوص. [ 5 ] : 88 يبلغ طول خرطوم المرحلة المتوسطة القياسي 76 سم (30 بوصة ) ، بينما يبلغ طول خراطيم منظمات Octopus القياسية 100 سم (40 بوصة)، وتُستخدم خراطيم بطول 2.1 متر (7 أقدام ) بكثرة في الغوص التقني، وخاصةً في الكهوف واختراق حطام السفن حيث قد تُجبر قيود المساحة على السباحة في صف واحد مع مشاركة الغاز. تتوفر أطوال أخرى أيضًا. معظم منافذ الضغط المنخفض مُلَولَبة بقياس 3/8 بوصة UNF، ولكن تم تسويق بعض المنظمات بمنفذ واحد بقياس 1/2 بوصة UNF مُخصّص لصمام الطلب الرئيسي. تكون منافذ الضغط العالي حصراً تقريباً بقياس 7/16 بوصة UNF. لا توجد إمكانية لتوصيل خرطوم بمنفذ الضغط الخاطئ. [ 5 ] : 112
المرحلة الثانية

تُخفّض المرحلة الثانية، أو صمام الطلب، ضغط الهواء المُزوّد بين المرحلتين إلى الضغط الجوي المحيط بناءً على طلب الغواص. ويتم تشغيل الصمام بانخفاض الضغط في اتجاه تدفق الهواء أثناء شهيق الغواص. ويُعرف فرق الضغط عبر الحجاب الحاجز اللازم لبدء فتح الصمام بضغط الفتح .
صمامات المنبع
في الصمام العلوي، يعمل الجزء المتحرك ضد الضغط ويفتح في الاتجاه المعاكس لتدفق الغاز. غالبًا ما تُصنع هذه الصمامات كصمامات إمالة، وهي بسيطة للغاية من الناحية الميكانيكية وموثوقة، ولكنها غير قابلة للضبط الدقيق. [ 5 ] : 14
في حال حدوث تسريب في المرحلة الأولى وزيادة الضغط بين المرحلتين، يُفتح صمام المرحلة الثانية السفلي تلقائيًا، مما يؤدي إلى تدفق حر . أما في حال استخدام صمام علوي، فقد يؤدي الضغط الزائد إلى انسداد الصمام، ما يوقف إمداد غاز التنفس، وقد يتسبب في تمزق الخرطوم أو تعطل صمام آخر في المرحلة الثانية، كصمام نفخ جهاز الطفو. عند استخدام صمام إمالة علوي في المرحلة الثانية، يجب على الشركة المصنعة تضمين صمام تخفيف الضغط في منظم المرحلة الأولى لحماية الخرطوم الوسيط. [ 5 ] : 9
إذا تم تركيب صمام إغلاق بين المرحلتين الأولى والثانية، كما هو الحال في أنظمة الإنقاذ الاحتياطية المستخدمة في الغوص التجاري وبعض تكوينات الغوص التقني، فسيتم عزل صمام الطلب عادةً ولن يتمكن من العمل كصمام تخفيف الضغط. في هذه الحالة، يجب تركيب صمام تخفيف الضغط الزائد في المرحلة الأولى إذا لم يكن مزودًا به بالفعل. ونظرًا لأن عددًا قليلًا جدًا من المراحل الأولى لمنظمات الغوص الحديثة (2016) مزودة بصمامات تخفيف الضغط الزائد من المصنع، فإنها متوفرة كملحقات ما بعد البيع يمكن تركيبها في أي منفذ ضغط منخفض متاح في المرحلة الأولى. [ 13 ]
صمامات المصب
تستخدم معظم صمامات الطلب الحديثة آلية صمام سفلي بدلاً من آلية صمام علوي. في الصمام السفلي، يفتح الجزء المتحرك من الصمام في اتجاه تدفق الغاز ويُغلق بواسطة نابض. الشكل الشائع للصمام السفلي هو صمام زنبركي ذو مقعد مطاطي صلب يُحكم إغلاقه على "تاج" معدني قابل للتعديل حول فتحة المدخل. يُرفع الصمام عن التاج بواسطة ذراع يُشغله غشاء الصمام. [ 5 ] : 13-15 يُستخدم نمطان شائعان. الأول هو الترتيب الكلاسيكي للدفع والسحب، حيث يُركب ذراع التشغيل على نهاية عمود الصمام ويُثبت بصامولة. أي انحراف للذراع يُحوّل إلى سحب محوري على عمود الصمام، مما يرفع المقعد عن التاج ويسمح بتدفق الهواء. [ 5 ] : 13 أما النمط الثاني فهو ترتيب الصمام الأسطواني، حيث يكون الصمام مُحاطًا بأنبوب يعبر جسم المنظم، ويعمل الذراع من خلال فتحات في جوانب الأنبوب. يمكن الوصول إلى الطرف البعيد للأنبوب من جانب الغلاف، ويمكن تركيب برغي لضبط شد الزنبرك لتمكين الغواص من التحكم المحدود في ضغط الفتح. كما يتيح هذا الترتيب موازنة ضغط المرحلة الثانية بسهولة نسبية. [ 5 ] : 14، 18
يعمل صمام المصب كصمام ضغط زائد عندما يرتفع ضغط المرحلة البينية بدرجة كافية للتغلب على التحميل المسبق للنابض. في حال حدوث تسريب في المرحلة الأولى وارتفاع الضغط بين المرحلتين، يُفتح صمام المصب في المرحلة الثانية تلقائيًا. إذا كان التسريب كبيرًا، فقد يؤدي ذلك إلى تدفق حر ، ولكن التسريب البطيء عادةً ما يتسبب في صوت فرقعة متقطع لصمام المصب، حيث ينخفض الضغط ثم يرتفع تدريجيًا مرة أخرى. [ 5 ]
صمامات يتم التحكم فيها بواسطة نظام مؤازر
تستخدم بعض صمامات التحكم صمامًا تجريبيًا صغيرًا وحساسًا للتحكم في فتح الصمام الرئيسي. وتُعدّ مرحلتا Poseidon Jetstream و Xstream وOceanic Omega الثانية مثالين على هذه التقنية. فهي قادرة على إنتاج معدلات تدفق عالية جدًا بفارق ضغط صغير، وخاصةً بضغط فتح منخفض نسبيًا، أو بمساحة غشاء تشغيل صغيرة. إلا أنها عمومًا أكثر تعقيدًا وتكلفةً في الصيانة. [ 5 ] : 16
صمامات العادم


تُعدّ صمامات العادم ضرورية لمنع الغواص من استنشاق الماء، وللسماح بتوليد فرق ضغط سلبي عبر الحجاب الحاجز للتحكم في صمام الطلب. يجب أن تعمل صمامات العادم عند فرق ضغط ضئيل جدًا، وأن تُسبب أقل مقاومة ممكنة للتدفق، دون أن تكون ضخمة أو مُرهقة. تُؤدي صمامات المِصْنَع المصنوعة من المطاط الصناعي هذا الغرض بكفاءة، [ 5 ] : 108، على الرغم من شيوع صمامات منقار البط أيضًا في منظمات الضغط ذات الخرطومين. عندما يكون من المهم تجنب التسربات إلى منظم الضغط، كما هو الحال عند الغوص في المياه الملوثة، يُمكن لنظام من مجموعتين من الصمامات المتصلة على التوالي أن يُقلل من خطر التلوث. هناك خيار أكثر تعقيدًا يُمكن استخدامه مع خوذات الغوص التي تُزود بالماء من السطح، وهو استخدام نظام عادم مُستعاد يستخدم منظم تدفق منفصل للتحكم في العادم الذي يُعاد إلى السطح عبر خرطوم مُخصص في الحبل السري. [ 14 ] : 109
مشعب العادم

مشعب العادم (وصلة العادم الثلاثية، غطاء العادم، الأنابيب الجانبية) هو القناة التي تحمي صمام (صمامات) العادم وتوجه هواء الزفير إلى الجانبين حتى لا يتصاعد على وجه الغواص ويحجب الرؤية. هذا غير ضروري لمنظمات التنفس ذات الخرطومين لأنها تُخرج الهواء خلف الكتفين. [ 5 ] : 33
زر التطهير

يُعد زر التنفيس من التجهيزات القياسية في منظمات التنفس أحادية الخرطوم، سواءً كانت تُمسك بالفم أو مُدمجة في قناع الوجه الكامل أو خوذة التنفس عند الطلب. يسمح هذا الزر للغواص بتحريك غشاء المنظم يدويًا لفتح الصمام وتدفق الهواء إلى داخله. يُستخدم هذا الزر عادةً لتفريغ الماء من الغلاف أو قناع الوجه الكامل في حال امتلائه، وهو ما يحدث غالبًا عند سقوط منظم التنفس أو إزالته من الفم تحت الماء. [ 5 ] : 108 يكون زر التنفيس إما قطعة منفصلة مُثبتة في الغطاء الأمامي، أو قد يكون الغطاء مرنًا ويُستخدم كزر تنفيس. عند الضغط على زر التنفيس، يضغط على الغشاء الموجود مباشرةً فوق ذراع صمام الطلب، وتؤدي حركة الذراع هذه إلى فتح الصمام لتفريغ الهواء عبر المنظم. [ 15 ] يمكن استخدام اللسان لسد فتحة الفم أثناء التنفيس لمنع دخول الماء أو أي مواد أخرى موجودة في المنظم إلى مجرى تنفس الغواص بفعل اندفاع الهواء. يُعد هذا الأمر بالغ الأهمية عند التنفيس بعد التقيؤ عبر المنظم.
يستخدم الغواصون الترفيهيون زر التنفيس أيضًا لنفخ عوامة تحديد الموقع على السطح أو كيس الرفع . في كل مرة يتم فيها تشغيل زر التنفيس، يجب على الغواص أن يكون على دراية باحتمالية حدوث تدفق حر وأن يكون مستعدًا للتعامل معه. [ 16 ]
مُعدِّلات تدفق قابلة للتعديل من قِبل المستخدم


قد يكون من المستحسن أن يتحكم الغواص جزئيًا في خصائص تدفق صمام الطلب. تشمل الجوانب القابلة للتعديل عادةً ضغط الفتح واستجابة الضغط الداخلي لغلاف المرحلة الثانية من معدل التدفق. يُتحكم في ضغط المرحلة البينية لأجهزة التنفس التي تعمل بالتزويد السطحي يدويًا من لوحة التحكم، ولا يتكيف تلقائيًا مع الضغط المحيط كما هو الحال في معظم المراحل الأولى لأجهزة الغوص، حيث تُتحكم هذه الخاصية من خلال استجابة الضغط المحيط للمرحلة الأولى. ونتيجةً لذلك، يتغير ضغط فتح صمام الطلب الذي يعمل بالتزويد السطحي قليلًا مع العمق، لذا يوفر بعض المصنّعين مقبض ضبط يدوي على جانب غلاف صمام الطلب لضبط ضغط الزنبرك على الصمام السفلي، الذي يتحكم في ضغط الفتح. يُعرف هذا المقبض لدى الغواصين المحترفين باسم "ضبط التنفس". يتوفر ضبط مماثل في بعض صمامات الطلب المتطورة لأجهزة الغوص، مما يسمح للمستخدم بضبط جهد التنفس يدويًا عند الأعماق [ 5 ] : 17
قد تميل صمامات الطلب في أجهزة الغوص، المصممة للتنفس الخفيف (ضغط فتح منخفض، وجهد تنفس منخفض)، إلى التدفق الحر بسهولة نسبية، خاصةً إذا صُمم تدفق الغاز في الغلاف للمساعدة في إبقاء الصمام مفتوحًا عن طريق تقليل الضغط الداخلي. غالبًا ما يكون ضغط فتح صمام الطلب الحساس أقل من فرق الضغط الهيدروستاتيكي بين داخل الغلاف المملوء بالهواء والماء أسفل الحجاب الحاجز عندما تكون فوهة التنفس موجهة لأعلى. لتجنب الفقد المفرط للغاز نتيجة التنشيط غير المقصود للصمام عندما يكون صمام الطلب خارج فم الغواص، تحتوي بعض المراحل الثانية على آلية إزالة حساسية تُسبب بعض الضغط العكسي في الغلاف، عن طريق إعاقة التدفق أو توجيهه نحو داخل الحجاب الحاجز. [ 5 ] : 21
تم تفعيل تدفق الشهيق بمساعدة فنتوري
تم تعطيل تدفق الاستنشاق بمساعدة فنتوري
منظمات الطلب ذات الخرطوم المزدوج




كان تصميم صمام الطلب للغوص ذو الخرطومين المزدوجين أو "الثنائيين" أول تصميم يُستخدم على نطاق واسع. [ 17 ] يحتوي هذا النوع من منظمات التنفس على أنبوبين كبيرين مموجين للتنفس . يُستخدم أحدهما لتزويد الهواء من المنظم إلى قطعة الفم، بينما يقوم الأنبوب الثاني بتوصيل غاز الزفير إلى نقطة يتساوى فيها الضغط المحيط مع ضغط غشاء الطلب، حيث يُطلق عبر صمام أحادي الاتجاه مطاطي، ويخرج من فتحات الغطاء. من مزايا هذا النوع من المنظمات أن الفقاعات تخرج من المنظم خلف رأس الغواص، مما يزيد من وضوح الرؤية، ويقلل الضوضاء، ويخفف الضغط على فم الغواص. ولا تزال هذه المنظمات شائعة بين بعض مصوري الحياة البحرية ، وقد أصدرت شركة أكوالونج نسخة محدثة من منظم ميسترال في عام 2005. [ 18 ] [ 19 ]
في النموذج الأولي لجهاز التنفس المائي (أكوا-لونغ) الذي صممه كوستو ، لم يكن هناك خرطوم للعادم، وكان الهواء الزفير يخرج عبر صمام أحادي الاتجاه عند فوهة الجهاز . كان الجهاز يعمل خارج الماء، ولكن عندما اختبره في نهر المارن، كان الهواء يتدفق بحرية من منظم التنفس قبل أن يتمكن الغواص من التنفس عندما تكون فوهة الجهاز أعلى من المنظم. بعد ذلك، قام بتركيب أنبوب تنفس ثانٍ . حتى مع تركيب كلا الأنبوبين، فإن رفع فوهة الجهاز فوق المنظم يزيد من ضغط الغاز المُوَصَّل، بينما يؤدي خفضها إلى تقليل الضغط وزيادة مقاومة التنفس. ونتيجة لذلك، يلجأ العديد من غواصي الأكوا-لونغ، أثناء غطسهم على السطح لتوفير الهواء أثناء الوصول إلى موقع الغوص، إلى وضع حلقة الخراطيم تحت الذراع لتجنب طفو فوهة الجهاز لأعلى مما قد يتسبب في تدفق الهواء بحرية.
في الوضع الأمثل، يكون الضغط المُوَصَّل مساويًا لضغط الراحة في رئتي الغواص، لأن هذا هو الضغط الذي تكيفت عليه الرئتان البشريتان للتنفس. مع وجود منظم ذي خرطومين خلف الغواص عند مستوى الكتف، يتغير الضغط المُوَصَّل بتغير وضعية الغواص. فإذا انقلب الغواص على ظهره، يكون ضغط الهواء المُحرَّر أعلى من ضغط الهواء في الرئتين. وقد تعلم الغواصون تقييد تدفق الهواء باستخدام ألسنتهم لإغلاق فوهة التنفس. عندما ينخفض ضغط الأسطوانة ويزداد جهد التنفس المطلوب، فإن الانقلاب بزاوية 90 درجة إلى الجانب يضع الرئتين وغشاء منظم التنفس على نفس العمق، مما يُسهِّل عملية التنفس. ويمكن تفريغ فوهة التنفس برفعها فوق منظم التنفس (إلى مستوى أقل عمقًا)، مما يسمح بتدفق الهواء بحرية. [ 20 ] : 341
تم استبدال منظمات الخرطوم المزدوج بشكل شبه كامل بمنظمات الخرطوم الفردي وأصبحت قديمة بالنسبة لمعظم عمليات الغوص منذ ثمانينيات القرن الماضي. [ 21 ]
لم تكن منظمات الضغط الأصلية ذات الخرطومين تحتوي عادةً على منافذ للملحقات، مع أن بعضها كان مزودًا بمنفذ ضغط عالٍ لمقياس ضغط غاطس. تحتوي بعض الطرازات اللاحقة على منفذ أو أكثر للضغط المنخفض بين المراحل، والتي يمكن استخدامها لتوفير تغذية مباشرة لنفخ بدلة الغوص أو سترة الطفو، و/أو صمام طلب ثانوي أحادي الخرطوم، ومنفذ ضغط عالٍ لمقياس ضغط غاطس. [ 20 ] يُعد منظم الضغط الجديد "ميسترال" استثناءً، إذ أنه مبني على المرحلة الأولى من منظم "أكوالونج تايتان"، والتي تحتوي على مجموعة المنافذ المعتادة. [ 18 ]
يُعدّ نظام الخرطوم المزدوج مع قطعة الفم أو قناع الوجه الكامل شائعًا في أجهزة إعادة التنفس ، ولكن كجزء من دائرة التنفس، وليس كجزء من منظم الضغط. أما صمام الطلب المرتبط به، والذي يشمل صمام الطوارئ، فهو منظم ضغط ذو خرطوم واحد.
تُغلّف آلية منظم الخرطوم المزدوج عادةً في غلاف معدني دائري الشكل، مُثبّت على صمام الأسطوانة خلف رقبة الغواص. وبذلك، يُركّب صمام الطلب في منظم الخرطوم المزدوج ثنائي المراحل في نفس غلاف منظم المرحلة الأولى، ولمنع التدفق الحر، يجب أن يكون صمام العادم على نفس عمق الحجاب الحاجز، والمكان الوحيد الموثوق لتحقيق ذلك هو داخل نفس الغلاف. يتدفق الهواء عبر زوج من الخراطيم المطاطية المموجة من وإلى قطعة الفم. يتصل خرطوم التزويد بأحد جانبي جسم المنظم، ويُزوّد قطعة الفم بالهواء عبر صمام عدم رجوع، بينما يعود هواء الزفير إلى غلاف المنظم من الجهة الخارجية للحجاب الحاجز، وذلك أيضًا عبر صمام عدم رجوع على الجانب الآخر من قطعة الفم، وعادةً عبر صمام عادم آخر غير رجوع داخل غلاف المنظم - غالبًا ما يكون من نوع "منقار البط". [ 20 ]
يُركّب صمام عدم رجوع عادةً على خراطيم التنفس عند نقطة اتصالها بفوهة التنفس. يمنع هذا الصمام دخول أي ماء إلى فوهة التنفس من الوصول إلى خرطوم الشهيق، ويضمن عدم ارتداده بعد نفخه في خرطوم الزفير. يزيد هذا قليلاً من مقاومة تدفق الهواء، ولكنه يُسهّل تنظيف منظم التنفس. [ 20 ] : 341
كانت بعض منظمات الضغط ذات الخرطومين المبكرة أحادية المرحلة. تعمل المرحلة الأولى بطريقة مشابهة للمرحلة الثانية في صمامات الطلب ثنائية المرحلة، ولكنها كانت متصلة مباشرة بصمام الأسطوانة، حيث تخفض ضغط الهواء العالي من الأسطوانة مباشرة إلى الضغط الجوي عند الحاجة. كان من الممكن تحقيق ذلك باستخدام ذراع أطول وغشاء ذي قطر أكبر للتحكم في حركة الصمام، ولكن كان هناك ميل لتغير ضغط الفتح، وبالتالي جهد التنفس، مع انخفاض ضغط الأسطوانة. [ 20 ]
منظمات تدفق الكتلة الثابتة
تحتاج أجهزة إعادة التنفس للغوص ذات الدائرة شبه المغلقة ذات التدفق الكتلي الثابت إلى إمداد غاز بضغط ثابت لتغذية فتحة الصوت . وهي في الغالب عبارة عن مراحل أولى معدلة قليلاً لأجهزة الغوص ذات الدائرة المفتوحة، مع إغلاق مدخل الضغط المحيط. ويتم توصيلها بأسطوانة الضغط العالي بنفس طريقة توصيلها في أجهزة الغوص ذات الدائرة المفتوحة، حيث أن الأسطوانات والصمامات مصممة أيضاً للاستخدام تحت الماء.
يُعدّ التدفق الخانق ظاهرةً في التدفق الانضغاطي مرتبطة بتأثير فنتوري . فعندما يمر غاز متدفق عند ضغط ودرجة حرارة محددين عبر ممر ضيق إلى بيئة ذات ضغط منخفض، تزداد سرعة المائع. في ظروف التدفق الأولي دون سرعة الصوت، يقتضي مبدأ حفظ الكتلة زيادة سرعة المائع أثناء تدفقه عبر مساحة المقطع العرضي الأصغر للممر الضيق. في الوقت نفسه، يتسبب تأثير فنتوري في انخفاض الضغط الساكن، وبالتالي الكثافة، عند الممر الضيق. يُعدّ التدفق الخانق حالةً حديةً لا يزداد فيها معدل تدفق الكتلة مع انخفاض إضافي في بيئة الضغط في اتجاه التدفق، وذلك عند ثبات الضغط ودرجة الحرارة في اتجاه التدفق الأولي. بالنسبة للسوائل المتجانسة، تحدث ظاهرة الاختناق في الظروف الأديباتية عندما تكون سرعة مستوى الخروج مساويةً لسرعة الصوت . أي عند عدد ماخ 1. [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] عند التدفق المختنق، لا يمكن زيادة معدل تدفق الكتلة إلا عن طريق زيادة الكثافة في المنبع وعند نقطة الاختناق.
يُعدّ تدفق الغازات المختنق مفيدًا لتزويد أجهزة إعادة التنفس شبه المغلقة بالغاز، لأن معدل تدفق الكتلة لا يعتمد على الضغط في اتجاه التدفق، وإنما على درجة الحرارة والضغط، وبالتالي كثافة الغاز في اتجاه التدفق قبل نقطة الاختناق، وعلى هندسة نقطة الاختناق. في ظل ظروف الاختناق، يمكن استخدام الصمامات وألواح الفتحات المعايرة لإنتاج معدل تدفق الكتلة المطلوب.
منظمات إمداد الطاقة السطحية

المنظمات المستخدمة لتزويد لوحة الغازات المستخدمة في الغوص بغازات التنفس السطحية من أنظمة التخزين عالية الضغط هي منظمات تخفيض ضغط صناعية عادية قادرة على توفير معدل التدفق المطلوب. ويتم توصيلها بأسطوانات الضغط العالي وفقًا للممارسات الوطنية لأنظمة الغازات الصناعية عالية الضغط للغازات المعنية.
يمكن تزويد خوذة الغوص ذات التدفق الحر أو خوذة الغوص ذات التدفق عند الطلب بغاز التنفس من السطح، ويمكن تصريف الغاز إلى البيئة عند الضغط الجوي المحيط أو إعادته إلى السطح لإعادة تدويره إذا كان ذلك مجديًا اقتصاديًا. تتطلب أنظمة التدفق الحر معدل تدفق مرتفعًا نسبيًا نظرًا لتزويد الخوذة بالغاز باستمرار، ويتنفس الغواص منه أثناء مروره. يجب أن يكون معدل التدفق كافيًا لمنع إعادة استنشاق غاز الزفير من الفراغ الميت في الخوذة، ويجب أن يسمح بأقصى معدل تدفق للشهيق عند الأعماق. يجب أن يسمح معدل تدفق خوذة الغوص ذات التدفق عند الطلب أيضًا بأقصى معدل تدفق للشهيق، ولكن هذا يحدث بشكل متقطع فقط خلال دورة التنفس، ويكون متوسط التدفق أقل بكثير. يجب أن يكون منظم التنفس قادرًا على توفير نفس أقصى معدل تدفق، ولكن تأثيرات التبريد تكون أقل بكثير في حالة التدفق عند الطلب.
تعمل صمامات الطلب المستخدمة في خوذات الغوص وأقنعة الوجه الكاملة المزودة بالغاز من السطح وفقًا لنفس مبادئ صمامات الطلب في المرحلة الثانية من غوص السكوبا أحادي الخرطوم، وفي بعض الحالات قد تكون نفس الوحدة مع غلاف مختلف متوافق مع القناع أو الخوذة المحددة. عادةً ما يكون ضغط الغاز في صمامات الطلب المستخدمة مع الغاز المزود من السطح غير ثابت فوق الضغط المحيط، لذا فهي مزودة عادةً بمقبض لضبط الضغط، يُعرف في هذا المجال باسم "ضبط التنفس". يُنقل غاز التنفس من لوحة الغاز السطحية أو لوحة غاز الجرس عبر خرطوم إمداد غاز التنفس الموجود في حبل الغواص ، والذي يستخدم عادةً وصلة JIC-6 أو 9/16 UNF عند طرف الخرطوم المتصل بالغواص، والذي يكون قطره عادةً 3/8 بوصة. [ 25 ]
يُعد تنظيم ضغط الغاز من أسطوانات تخزين الغاز الاحتياطية عالية الضغط الموجودة على متن جرس الغوص، سواءً كان مفتوحًا أو مغلقًا، تطبيقًا مشابهًا جدًا. في هذه الحالات، يجب أن يكون منظم الضغط في متناول عامل جرس الغوص، لذا يُركّب عادةً على لوحة غاز الجرس. في هذا التطبيق، يتعرض منظم الضغط لنفس الضغط المحيط الذي يتعرض له الغواصون داخل الجرس. يُحافظ عادةً على ضغط الغاز الموجود على متن الجرس أقل بقليل من ضغط الإمداد السطحي، بحيث يبدأ التشغيل تلقائيًا في حال انقطاع ضغط الإمداد السطحي. [ 26 ]
استعادة الجهات التنظيمية
تستخدم خوذات إعادة التدوير نظام تزويد سطحي لتزويد الغواص بغاز التنفس بنفس طريقة خوذات الدائرة المفتوحة، ولكنها مزودة أيضًا بنظام إعادة تدوير لاستعادة غاز الزفير وإعادة استخدامه، مما يوفر غاز الهيليوم المخفف باهظ الثمن، والذي كان سيُهدر في المياه المحيطة في نظام الدائرة المفتوحة. يُعاد الغاز المستعاد إلى السطح عبر خرطوم في الحبل السري المخصص لهذا الغرض، ثم يمر عبر جهاز تنقية لإزالة ثاني أكسيد الكربون، ويمكن بعد ذلك إعادة ضغطه ومزجه بالأكسجين للحصول على المزيج المطلوب قبل تخزينه لاستخدامه لاحقًا. [ 27 ] [ 28 ]
للسماح بتصريف غاز العادم بأمان من الخوذة إلى خرطوم الإرجاع بضغط أقل من الضغط المحيط، يجب أن يمر عبر منظم العادم، المعروف بمنظم الاستعادة، والذي يعمل على مبدأ منظم الضغط العكسي ، حيث يتم تفعيله بواسطة فرق الضغط بين الضغط داخل الخوذة والضغط المحيط. قد يكون منظم الاستعادة صمامًا ثنائي المراحل لتقليل المقاومة، وعادةً ما يحتوي على صمام تحويل يدوي يسمح بتصريف العادم إلى الماء المحيط في حالة تعطل المنظم. تحتوي الخوذة على صمام طوارئ لمنع أي عطل محتمل في منظم العادم من التسبب في انضغاط الخوذة أو رضوض الرئة قبل أن يتمكن الغواص من تجاوزه يدويًا، على الرغم من أن صمام الطلب عادةً ما يعوض ذلك بشكل كافٍ. يسمح صمام الطوارئ بتدفق الماء إلى الخوذة إذا انخفض الضغط الداخلي عن فرق ضغط الفتح. خطر الغرق في حالة غمر الخوذة بالماء أقل من خطر الإصابة الخطيرة الناجمة عن انضغاط الخوذة أو رضوض الرئة في حالة بقاء صمام الاستعادة مفتوحًا وعدم كفاية تدفق الغاز الداخل لمواكبة سحب العادم. بمجرد تجاوز منظم استعادة الماء، يقوم الغواص بتفريغ الماء الموجود في الخوذة باستخدام صمام التنفيس أو صمام التدفق الحر، ثم يستخدم الخوذة في وضع الدائرة المفتوحة. [ 29 ]
عادةً ما يمر تدفق الغاز المُستعاد إلى نظام المعالجة العلوي عبر منظم ضغط خلفي في جرس البئر، وآخر عند مدخل نظام المعالجة. يضمن هذان المنظمان أن يكون ضغط الخط في خرطوم الاستصلاح أقل بحوالي 1 بار من الضغط الجوي المحيط عند الغواص، وأقل بحوالي 2 بار من الضغط الجوي المحيط عند الغواص في وصلة جرس البئر. [ 27 ]
منظمات نظام التنفس المدمجة


نظام التنفس المدمج هو مصدر لغاز التنفس يُركّب في مكان مغلق حيث قد يكون من الضروري توفير بديل للغاز المحيط لأغراض العلاج الطبي، أو حالات الطوارئ، أو لتقليل المخاطر. توجد هذه الأنظمة في غرف الغوص ، وغرف العلاج بالأكسجين عالي الضغط ، [ 10 ] والغواصات . [ 30 ] [ 31 ]
يُستخدم هذا النظام في غرف العلاج بالأكسجين عالي الضغط عادةً لتوفير غاز علاجي غني بالأكسجين، والذي يُشكل خطرًا كبيرًا للحريق في حال استخدامه كجوٍّ داخل الغرفة . [ 32 ] [ 33 ] في هذه الحالة، يُصرَّف غاز العادم إلى خارج الغرفة. [ 32 ] في غرف الغوص التشبعي وغرف تخفيف الضغط السطحي ، يكون الاستخدام مشابهًا، ولكن تتمثل وظيفته الإضافية في توفير غاز قابل للتنفس في حالة تلوث جو الغرفة بمواد سامة. [ 32 ] لا تتطلب هذه الوظيفة تهوية خارجية، ولكن عادةً ما تُستخدم نفس المعدات لتوفير الغازات الغنية بالأكسجين، لذا تُصرَّف هذه الغازات عادةً إلى الخارج.
هذه أنظمة تُستخدم لتزويد غاز التنفس عند الحاجة في حجرة يكون ضغطها أعلى من الضغط الجوي المحيط بها. [ 32 ] يسمح فرق الضغط بين الحجرة والضغط الجوي المحيط بتصريف غاز الزفير إلى البيئة الخارجية، ولكن يجب التحكم في التدفق بحيث لا يُصرّف عبر النظام إلا غاز الزفير، دون أن يُفرغ محتويات الحجرة إلى الخارج. ويتحقق ذلك باستخدام صمام عادم مُتحكم به، يفتح عند زيادة طفيفة في الضغط على غشاء العادم، مقارنةً بضغط الحجرة، مما يُحرك آلية الصمام عكس نابض. وعندما يتبدد هذا الضغط الزائد بفعل الغاز المتدفق عبر خرطوم العادم، يُعيد النابض الصمام إلى وضع الإغلاق، قاطعًا بذلك التدفق، ومحافظًا على ضغط الحجرة. ويبقى الصمام مغلقًا في حال كان فرق الضغط سالبًا أو معدومًا على غشاء العادم. يتعرض غشاء العادم لضغط الحجرة من جهة، ولضغط غاز الزفير في قناع الأنف والفم من الجهة الأخرى. هذا نوع من منظمات الضغط الخلفي. يتم تزويد الغاز للاستنشاق عبر صمام طلب يعمل وفقًا لنفس مبادئ صمام الطلب في المرحلة الثانية من أسطوانة الغوص. وكما هو الحال في أي جهاز تنفس آخر، يجب تقليل المساحة الميتة للحد من تراكم ثاني أكسيد الكربون في القناع.
تحتوي منظمات ضغط الهواء داخل الجسم (BIBS) المستخدمة في غرف العلاج بالأكسجين عالي الضغط على نظام ثنائي المراحل عند الغواص، مشابه لخوذات استعادة الضغط، إلا أنه في هذه الحالة، يقوم منظم المخرج بتصريف الغاز الزفيري عبر خرطوم إلى الغلاف الجوي خارج الغرفة. في بعض الحالات، يجب الحد من سحب المخرج، وقد يلزم استخدام منظم ضغط خلفي إضافي ، وهو جهاز يحافظ على ضغط محدد قبل دخوله. عادةً ما يكون هذا هو الحال عند استخدام نظام التشبع. أما عند استخدام العلاج بالأكسجين أو تخفيف الضغط السطحي باستخدام الأكسجين، فلا يلزم عادةً منظم ضغط خلفي لأن ضغط الغرفة يكون منخفضًا نسبيًا. [ 34 ] عند استخدام منظم ضغط هواء داخل الجسم (BIBS) ذي تهوية خارجية عند ضغط منخفض في الغرفة، قد يكون من الضروري استخدام نظام مساعدة بالشفط للحفاظ على ضغط الزفير الخلفي منخفضًا لتوفير جهد تنفس مقبول . [ 32 ]
يُستخدم هذا النوع من أنظمة إمداد الهواء المضغوط (BIBS) بشكل أساسي لتزويد شاغلي غرفة العلاج بالأكسجين عالي الضغط بغاز تنفس ذي تركيبة مختلفة عن جو الغرفة، حيث يكون جو الغرفة مُتحكمًا به، ويُشكل تلوثه بغاز BIBS مشكلة. [ 32 ] وهذا شائع في العلاج بالتخفيف من الضغط والعلاج بالأكسجين عالي الضغط، حيث يُشكل ارتفاع الضغط الجزئي للأكسجين في الغرفة خطرًا كبيرًا للحريق، ويتطلب تهوية متكررة للحفاظ على الضغط الجزئي ضمن الحدود المقبولة. التهوية المتكررة مُزعجة ومُكلفة، ولكن يُمكن استخدامها في حالات الطوارئ. [ 33 ]
الأعطال وأنماط الفشل
توجد عدة طرق قد يتعطل بها منظم الغوص. سيتناول هذا القسم بشكل عام أعطال منظمات الغوص في البيئة تحت الماء، ولكن منظمات الغاز التي تُزود بالغاز من السطح قد تتعطل أيضًا. تتضمن معظم أعطال المنظمات عدم كفاية إمداد غاز التنفس أو تسرب الماء إلى مصدر الغاز. هناك نمطان رئيسيان لانقطاع إمداد الغاز: الأول هو توقف المنظم عن الإمداد، وهو أمر نادر الحدوث للغاية، والثاني هو التدفق الحر، حيث لا يتوقف الإمداد وقد يؤدي إلى استنزاف مخزون الغوص بسرعة. [ 11 ]
انسداد فلتر المدخل
قد يكون مدخل صمام الأسطوانة محميًا بمرشح مُلبّد، وعادةً ما يكون مدخل المرحلة الأولى محميًا بمرشح، وذلك لمنع دخول نواتج التآكل أو الملوثات الأخرى الموجودة في الأسطوانة إلى الفجوات الدقيقة في الأجزاء المتحركة للمرحلتين الأولى والثانية، مما قد يؤدي إلى تعطلها، سواءً كانت مفتوحة أو مغلقة. إذا تراكمت كمية كافية من الأوساخ في هذه المرشحات، فقد تنسد بشكل كافٍ لتقليل الأداء، ولكن من غير المرجح أن يؤدي ذلك إلى عطل كارثي مفاجئ أو كلي. كما يمكن أن تنسد مرشحات البرونز المُلبّد تدريجيًا بنواتج التآكل إذا تبللت بمياه البحر. يصبح انسداد مرشح المدخل أكثر وضوحًا مع انخفاض ضغط الأسطوانة. يمكن استبدال هذه المرشحات بواسطة فني صيانة، وغالبًا ما يتم استبدالها بشكل روتيني خلال الصيانة السنوية. [ 35 ]
صمامات عالقة
تتميز الأجزاء المتحركة في المرحلتين الأولى والثانية بدقة تصنيع عالية في بعض المواضع، كما أن بعض التصاميم أكثر عرضة لتراكم الملوثات التي تُسبب احتكاكًا بين هذه الأجزاء. قد يؤدي ذلك إلى زيادة ضغط التشغيل، أو انخفاض معدل التدفق، أو زيادة جهد التنفس، أو حتى حدوث تدفق حر، وذلك بحسب الأجزاء المتأثرة. تتطلب هذه المشاكل عادةً تفكيك منظم الضغط وتنظيفه، وذلك باستخدام محلول مُسخن في حمام فوق صوتي ، ثم شطفه وتجفيفه وتزييته وإعادة تجميعه ومعايرته.
التدفق الحر
قد تتعطل أي من المرحلتين في وضع الفتح، مما يتسبب في تدفق مستمر للغاز من المنظم يُعرف بالتدفق الحر. يمكن أن يحدث هذا نتيجة لعدة أسباب، بعضها سهل الإصلاح، والبعض الآخر صعب. تشمل الأسباب المحتملة السقوط في الماء أو من الفم مع رفع فوهة التنفس عند ضبط الحساسية على أقصى حد، أو ضبط ضغط المرحلة الثانية بشكل غير صحيح، أو شد زنبرك صمام المرحلة الثانية بشكل غير صحيح، أو تلف أو التصاق صمام المرحلة الثانية، أو تلف مقعد الصمام، أو تجمد الصمام، أو ضبط الحساسية بشكل خاطئ على السطح، وفي مراحل بوسيدون الثانية المؤازرة، انخفاض ضغط المرحلة الثانية. قد يكون الإجراء التصحيحي ببساطة هو خفض الحساسية عند عدم التنفس فعليًا من خلالها، وإلا فإنه يشمل عادةً اختبار ضغط المرحلة الثانية، وضبطه وفقًا للمواصفات، وضبط ضغط الفتح على القيمة المحددة. إذا فشل ذلك، فعادةً ما يكون من الضروري تفكيك المنظم وصيانته، واستبدال أي أجزاء تالفة أو مهترئة. [ 35 ]
زحف الضغط المتوسط
هذا تسريب بطيء في صمام المرحلة الأولى. يؤدي ذلك إلى ارتفاع الضغط بين المرحلتين حتى يتم سحب النفس التالي، أو حتى يُسلط الضغط قوة أكبر على صمام المرحلة الثانية تفوق قدرة الزنبرك على مقاومتها، فيفتح الصمام لفترة وجيزة، مصحوبًا غالبًا بصوت فرقعة، لتخفيف الضغط. يعتمد تواتر فرقعة تخفيف الضغط على تدفق الهواء في المرحلة الثانية، والضغط الخلفي، وقوة زنبرك المرحلة الثانية، وحجم التسريب. وقد يتراوح بين فرقعات عالية متقطعة إلى أزيز مستمر. تحت الماء، قد يُخفف الماء من حدة صوت المرحلة الثانية، وقد تتحول الفرقعات العالية إلى تيار متقطع أو مستمر من الفقاعات. لا يُعد هذا عادةً عطلًا كارثيًا، ولكن يجب إصلاحه لأنه سيتفاقم، كما أنه يُهدر الغاز. في منظمات الصمامات العلوية أو المنظمات المزودة بصمام عزل في المرحلة الثانية، مثل صمام الطوارئ في خوذة أو قناع وجه كامل مزود بإمداد سطحي، قد لا تكون وظيفة صمام تخفيف الضغط في المرحلة الثانية متاحة، ويصبح صمام تخفيف الضغط في المرحلة الأولى ضروريًا لمنع ارتفاع الضغط في الخرطوم حتى انفجاره. [ 35 ] تشمل أسباب هذا التسريب ضعف إحكام حلقة منع التسرب (O-ring) بين مقعد الصمام وجسم المنظم، أو بين ساق الصمام وجسم المنظم، وهو ما يمكن إصلاحه بسهولة باستبدال حلقة منع التسرب، والأوساخ على سطح منع التسرب بين تاج الصمام ومقعده، وتلف أو تآكل مفرط لسطح منع التسرب في المقعد، والشقوق في جسم المقعد. عادةً ما يكون المقعد مصنوعًا من بلاستيك صلب، وعادةً ما يكون قابلاً للاستبدال. قد يكون تاج الصمام جزءًا لا يتجزأ من جسم الصمام أو جزءًا قابلاً للاستبدال، وعادةً ما يكون معدنيًا. [ 5 ] [ 20 ]
تجمد منظم الجهد
يُعدّ تجمّد منظم الغوص عطلاً يحدث عندما يتكوّن الجليد على إحدى مرحلتيه أو كلتيهما، مما يؤدي إلى خلل في عمله. وتشمل أنواع الأعطال المحتملة ما يلي: انحشار صمامات المرحلة الأولى أو الثانية في أي وضع، من الوضع المغلق إلى الوضع الأكثر شيوعاً، وهو الوضع المفتوح بالكامل، مما قد يُنتج تدفقاً حراً قادراً على تفريغ أسطوانة الغوص في غضون دقائق؛ وتكوّن الجليد في فتحة صمام العادم مما يُسبب تسرب الماء إلى فوهة التنفس؛ وتساقط شظايا الجليد في هواء الشهيق، والذي قد يستنشقه الغواص، مما قد يُسبب تشنجاً في الحنجرة . [ 36 ]
عندما يتمدد الهواء أثناء انخفاض الضغط في منظم الغوص، تنخفض درجة الحرارة ويتم امتصاص الحرارة من المحيط. [ 37 ] من المعروف أنه في المياه التي تقل درجة حرارتها عن 10 درجات مئوية (50 درجة فهرنهايت)، فإن استخدام منظم الغوص لنفخ كيس الرفع ، أو لتفريغ الهواء من المنظم تحت الماء لبضع ثوانٍ فقط، سيؤدي إلى تدفق الهواء بحرية في العديد من المنظمات، ولن يتوقف هذا التدفق حتى يتم إيقاف إمداد الهواء إلى المنظم. يقوم بعض غواصي المياه الباردة بتركيب صمامات إغلاق من نوع المكوك (التشغيل الانزلاقي) في كل مرحلة ثانية من منظم الغوص، بحيث إذا تجمدت المرحلة الثانية مفتوحة، يمكن إيقاف تدفق الهواء ذي الضغط المنخفض إلى المرحلة الثانية المتجمدة، مما يسمح لهم بالتحويل إلى المرحلة الثانية البديلة وإلغاء الغوص. [ 36 ]
أكثر آثار تجمّد منظم الغوص شيوعًا هو بدء تدفق الهواء بحرية في صمام المرحلة الثانية نتيجة لتكوّن الجليد حول آلية صمام المدخل، مما يمنع الصمام من الإغلاق بعد الشهيق. إلى جانب مشكلة التدفق الحر الناتج عن تجمّد المرحلة الثانية، توجد مشكلة أقل شيوعًا وهي تكوّن الجليد الحر، حيث يتكوّن الجليد ويتراكم داخل المرحلة الثانية دون أن يتسبب في تدفق الهواء بحرية، وقد لا يدرك الغواص وجوده. يمكن أن ينفصل هذا الجليد المتراكم داخل المرحلة الثانية على شكل شظية أو كتلة، مما يشكل خطر اختناق كبير لأنه قابل للاستنشاق. تُعدّ هذه مشكلة خاصة مع منظمات الغوص ذات الأسطح الداخلية المطلية بالتفلون والمصممة لطرد الجليد ، حيث يسمح الجليد بالانفصال عن الأسطح الداخلية ويساعد على منع تدفق الهواء بحرية عن طريق إزالة الجليد. قد يكون هذا مفيدًا في الحفاظ على آلية صمام الطلب حرة الحركة، لكن الجليد لا يزال يتكوّن داخل المنظم ويجب أن يتسرب إلى مكان ما عند انفصاله. إذا تم استنشاق قطعة من الثلج، فقد تسبب تشنج الحنجرة أو نوبة سعال حادة. [ 36 ]
في معظم منظمات الغوص من المرحلة الثانية، يتشكل الجليد ويتراكم على المكونات الداخلية مثل ذراع تشغيل الصمام، وأنبوب غلاف الصمام، وصمام المدخل. تقل الفجوة بين الذراع ونقطة الارتكاز، ثم تمتلئ تدريجيًا بتراكم الجليد، مما يمنع المدخل من الإغلاق الكامل أثناء الزفير. بمجرد بدء تسرب الصمام، تزداد برودة مكونات المرحلة الثانية نتيجة لتأثير التبريد الناتج عن التدفق المستمر، مما يؤدي إلى تكوين المزيد من الجليد وزيادة التدفق الحر. في بعض المنظمات، يكون تأثير التبريد كبيرًا لدرجة أن الماء حول صمام العادم يتجمد، مما يقلل من تدفق العادم، ويزيد من جهد الزفير، ويولد ضغطًا موجبًا في جسم الصمام، مما يصعب عملية الزفير عبر المنظم. قد يدفع هذا الغواص إلى إرخاء قبضته على قطعة الفم والزفير حولها. [ 36 ]
في بعض منظمات التنفس، بمجرد أن يبدأ المنظم بالتدفق الحر، يتصاعد التدفق ليصبح تدفقًا حرًا كاملًا، موفرًا الهواء للغواص بدرجات حرارة منخفضة كافية لتجميد أنسجة الفم في وقت قصير. ويزداد هذا التأثير مع العمق، فكلما زاد عمق الغواص، زادت سرعة فقدان غاز التنفس. في بعض حالات الوفاة في المياه الباردة، عند انتشال جثة الغواص، لا يتبقى أي غاز في الأسطوانة، ويكون المنظم قد سخن وأذاب الجليد، مما أدى إلى إتلاف الأدلة، وتصنيف الوفاة على أنها غرق بسبب نفاد الغاز، دون تحديد السبب الأصلي المتمثل في عطل المنظم. [ 36 ]
آلية التجلد
عند مرور الغاز عالي الضغط عبر المرحلة الأولى من منظم الضغط، يتسبب انخفاض الضغط من ضغط الأسطوانة إلى الضغط بين المرحلتين في انخفاض درجة الحرارة نتيجة لتمدد الغاز . كلما زاد ضغط الأسطوانة، زاد انخفاض الضغط، وانخفضت درجة حرارة الغاز في خرطوم الضغط المنخفض المؤدي إلى المرحلة الثانية. زيادة معدل التدفق تزيد من كمية الحرارة المفقودة، وبالتالي تنخفض درجة حرارة الغاز، نظرًا لمحدودية انتقال الحرارة من الماء المحيط. إذا كان معدل التنفس منخفضًا إلى متوسط (من 15 إلى 30 لترًا في الدقيقة)، فإن خطر تكون الجليد يكون أقل. [ 36 ]
العوامل التي تؤثر على تكوين الجليد هي: [ 36 ]
- ضغط الأسطوانة: - يتناسب انخفاض درجة الحرارة طرديًا مع انخفاض الضغط. انظر معادلة الغازات العامة . يزداد الخطر في أسطوانات الضغط العالي عند امتلائها.
- معدل التنفس أو معدل التدفق الحجمي: - فقدان الحرارة يتناسب مع تدفق كتلة الغاز، والذي يعتمد على الضغط والتدفق الحجمي.
- العمق: - يتناسب معدل التدفق الكتلي مع الضغط في اتجاه المصب لتدفق حجمي معين.
- درجة حرارة الماء: - تعتمد إعادة تسخين الغاز المتمدد وآلية التنظيم على درجة حرارة الماء، وفرق درجة الحرارة بين الغاز والماء.
- مدة التدفق: - خلال معدلات التدفق العالية يكون فقدان الحرارة أسرع من إعادة التسخين، وستنخفض درجة حرارة الغاز.
- تصميم منظم الحرارة ومواده: - تؤثر المواد المستخدمة، وترتيب الأجزاء، وتدفق الغاز في منظم الحرارة على إعادة التسخين وترسيب الجليد. كما تؤثر الموصلية الحرارية لمكونات منظم الحرارة على معدل انتقال الحرارة.
- تركيب غاز التنفس: - تعتمد كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة الحرارة على السعة الحرارية النوعية للغاز.
إذا كان ضغط الأسطوانة 2500 رطل لكل بوصة مربعة (170 بار) أو أكثر، وكان التدفق كافيًا (من 50 إلى 62.5 لترًا في الدقيقة)، فغالبًا ما يتشكل الجليد داخل معظم منظمات الطلب في المرحلة الثانية، حتى في مياه تتراوح درجة حرارتها بين 7.2 و10 درجات مئوية (من 45 إلى 50 درجة فهرنهايت). بمجرد أن تنخفض درجة حرارة الماء إلى أقل من 4.4 درجة مئوية (39.9 درجة فهرنهايت)، يصبح احتمال تكون الجليد في المرحلة الثانية خطرًا كبيرًا، ويجب أخذه في الاعتبار قبل البدء في التمارين الشاقة، أو ملء سترة الطفو، أو أي نشاط آخر يتطلب تدفقًا كبيرًا للهواء. في مياه تتراوح درجة حرارتها بين 7.2 و10 درجات مئوية (من 45 إلى 50 درجة فهرنهايت) ، يتجمد معظم المنظم إذا قام الغواص بتفريغ منظم الطلب بقوة لمدة 5 إلى 10 ثوانٍ فقط لملء كيس رفع صغير. لهذا السبب، من القواعد المهمة في الغوص في المياه الباردة عدم ترك المنظم يتدفق بحرية عمدًا. [ 36 ]
بمجرد أن تنخفض درجة حرارة الماء إلى أقل من 3.3 درجة مئوية (37.9 درجة فهرنهايت)، لا توجد حرارة كافية في الماء لإعادة تسخين مكونات المرحلة الثانية التي يتم تبريدها بواسطة الغاز البارد من المرحلة الأولى، وتبدأ معظم المراحل الثانية في تكوين الجليد. [ 36 ]
يدخل الهواء البارد بين المرحلتين إلى المرحلة الثانية، حيث ينخفض ضغطه إلى الضغط الجوي المحيط، مما يزيد من تبريده، وبالتالي يبرد مكونات صمام مدخل المرحلة الثانية إلى ما دون درجة التجمد. وعندما يزفر الغواص، يتكثف بخار الماء الموجود في الزفير على المكونات الباردة ويتجمد. قد تحافظ حرارة الماء المحيط على دفء مكونات منظم المرحلة الثانية بما يكفي لمنع تراكم الجليد. لا يحتوي زفير الغواص، الذي تتراوح درجة حرارته بين 29 و32 درجة مئوية (84 إلى 90 درجة فهرنهايت) ، على حرارة كافية لتعويض تأثير التبريد الناتج عن تمدد الهواء الداخل عندما تنخفض درجة حرارة الماء إلى أقل من 4 درجات مئوية (39 درجة فهرنهايت) . وعندما تنخفض درجة حرارة الماء إلى أقل من 4 درجات مئوية (39 درجة فهرنهايت)، لا توجد حرارة كافية في الماء لإعادة تدفئة مكونات المنظم بالسرعة الكافية لمنع تجمد بخار الماء في زفير الغواص إذا كان يتنفس بقوة. ولهذا السبب فإن الحد الأقصى لدرجة حرارة الماء البارد وفقًا لمعايير الاتحاد الأوروبي هو 4 درجات مئوية (39 درجة فهرنهايت)، وهي النقطة التي تبدأ عندها العديد من منظمات الغوص في الاحتفاظ بالجليد الحر. [ 36 ]
كلما طالت مدة تمدد الغاز بمعدل عالٍ، زاد إنتاج الغاز البارد، وبالنسبة لمعدل إعادة تسخين معين، ستبرد مكونات المنظم. إن الحفاظ على معدلات التدفق العالية لأقصر وقت ممكن سيقلل من تكوّن الجليد. [ 36 ]
التجميد في المرحلة الأولى
يتعرض الهواء الخارج من أسطوانة الغوص لانخفاض حاد في الضغط - يصل إلى 220 بار (3200 رطل/بوصة مربعة) من ضغط 230 بار (3300 رطل/بوصة مربعة) عند امتلائها ، وإلى 290 بار (4200 رطل /بوصة مربعة) من ضغط 300 بار (4400 رطل/بوصة مربعة) عند سطح الماء - عند مروره عبر المرحلة الأولى من منظم الضغط. يؤدي هذا الانخفاض إلى خفض درجة حرارة الهواء، كما تمتص مكونات المنظم الحرارة. ولأن هذه المكونات معدنية في معظمها، وبالتالي موصلة جيدة للطاقة الحرارية، فإن جسم المنظم يبرد بسرعة إلى درجة حرارة أقل من درجة حرارة الوسط المحيط. ويكون الغاز الخارج من المرحلة الأولى دائمًا أبرد من الماء بمجرد أن يصل الغاز في الأسطوانة إلى درجة حرارة الماء، لذا عند غمره في الماء أثناء الغوص، يبرد الماء المحيط بالمنظم، وإذا كان هذا الماء باردًا جدًا بالفعل، فقد يتجمد. [ 38 ] [ 36 ]
هناك سببان رئيسيان لحدوث التجمد في المرحلة الأولى. أما السبب الأقل شيوعًا فهو التجمد الداخلي الناتج عن زيادة الرطوبة في الغاز. توفر معظم أنظمة ترشيح ضواغط هواء التنفس عالية الضغط هواءً بنقطة ندى أقل من -40 درجة مئوية (-40 درجة فهرنهايت) . قد يحدث التجمد الداخلي في المرحلة الأولى إذا كانت نسبة الرطوبة أعلى من نقطة الندى، وذلك بسبب عدم صيانة فواصل ضاغط التعبئة ووسائط الترشيح بشكل صحيح.
السبب الأكثر شيوعًا لتجمد المرحلة الأولى هو تجمد الماء المحيط بها من الخارج. قد يحدث هذا في الماء الذي تقل درجة حرارته عن 4.4 درجة مئوية (39.9 درجة فهرنهايت) إذا كانت معدلات التدفق وضغوط إمداد الأسطوانة مرتفعة. يزيد انخفاض درجة حرارة الماء وارتفاع معدلات التدفق من خطر تجمد المرحلة الأولى. تتميز تصميمات المرحلة الأولى الأكثر فعالية للماء البارد بمساحة سطح كبيرة وموصلية حرارية جيدة تسمح بانتقال الحرارة بسرعة أكبر من الماء المحيط. مع تكوّن الجليد وتكاثفه على السطح الخارجي للمرحلة الأولى، يقل انتقال الحرارة أكثر لأن الجليد موصل رديء للحرارة، وفي الماء الذي تبلغ درجة حرارته 1.6 درجة مئوية (34.9 درجة فهرنهايت) أو أقل، قد لا تكون هناك حرارة كافية لإذابة الجليد على المرحلة الأولى أسرع من تكوّنه عند معدل تدفق 40 لترًا في الدقيقة أو أكثر. تستغرق طبقة الجليد السميكة بعض الوقت لتذوب حتى بعد توقف تدفق الغاز، حتى لو تُركت المرحلة الأولى في الماء. قد يكون تجمد المرحلة الأولى مشكلة أكبر في الماء العذب لأن جليد الماء العذب أصعب في الذوبان من جليد ماء البحر. [ 36 ]
إذا تجمد الماء الملامس مباشرةً لآلية نقل الضغط (الحجاب الحاجز أو المكبس والنابض الذي يوازن الضغط الداخلي)، أو فوق منافذ الاستشعار في المرحلة الأولى من منظم الضغط، فإن تغذية الضغط المحيط ستُفقد، وستُقفل الآلية في الوضع الذي حدث فيه التجمد، والذي قد يكون في أي مكان بين الإغلاق والفتح الكامل، لأن الجليد سيمنع الحركة اللازمة للتحكم في ضغط المصب. ولأن التبريد يحدث أثناء تدفق الهواء عبر المنظم، فمن الشائع أن يحدث التجمد عندما يكون صمام المرحلة الأولى مفتوحًا، مما سيؤدي إلى تجميد الصمام مفتوحًا، وبالتالي السماح بتدفق مستمر عبر المرحلة الأولى. سيؤدي هذا إلى ارتفاع الضغط بين المرحلتين حتى تفتح المرحلة الثانية لتخفيف الضغط الزائد، وسيتدفق الهواء بحرية عبر المنظم بمعدل ثابت نسبيًا، والذي قد يكون تدفقًا كبيرًا أو غير كافٍ لتوفير غاز التنفس المطلوب. إذا تم إغلاق المرحلة الثانية، فسيفتح صمام تخفيف الضغط في المرحلة الأولى، أو سينفجر خرطوم أو وصلة ذات ضغط منخفض. ستسمح كل هذه التأثيرات باستمرار التدفق عبر المرحلة الأولى، وبالتالي سيستمر التبريد، مما سيُبقي الجليد المُسبب للمشكلة مُتجمداً. لكسر هذه الدورة، من الضروري إيقاف تدفق الغاز عند المدخل أو تعريض الجليد لمصدر حرارة قادر على إذابته. أثناء الغوص تحت الماء، من غير المرجح العثور على مصدر حرارة لإذابة الجليد، وبالتالي فإن إيقاف التدفق هو الخيار الوحيد. من الواضح أن التدفق سيتوقف عندما ينخفض الضغط في الأسطوانة إلى الضغط الجوي، لكن هذا غير مرغوب فيه لأنه يعني فقدان غاز التنفس بالكامل. الخيار الآخر هو إغلاق صمام الأسطوانة، مما يؤدي إلى قطع الضغط عند المصدر. بمجرد القيام بذلك، سيذوب الجليد عادةً حيث يمتص الجليد، الأقل حرارةً قليلاً، الحرارة من الماء المحيط، وبمجرد ذوبان الجليد، سيعمل المنظم مرة أخرى. [ 38 ] [ 36 ]
يمكن تجنب هذا التجمد بمنع الماء من التلامس المباشر مع الأجزاء المتحركة المبردة لآلية المنظم، [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] أو بزيادة تدفق الحرارة من البيئة المحيطة لمنع حدوث التجمد. [ 42 ] وتُستخدم كلتا الاستراتيجيتين في تصميم المنظم. [ 36 ]
منظمات الغوص ذات الطبقات البلاستيكية الخارجية غير مناسبة للاستخدام في المياه الباردة. عزل المرحلة الأولى أو الثانية يمنع إعادة تسخينها من الماء المحيط ويسرع عملية التجمد. [ 36 ]
يمكن أن تساعد مجموعات العزل البيئي في معظم المراحل الأولى إلى حد ما، على الأقل خلال مدة اختبارات محاكاة التنفس الحالية المعتمدة من الاتحاد الأوروبي. عادةً ما يستغرق تجمد المرحلة الأولى وقتًا أطول من تجمد المرحلة الثانية. تستطيع معظم المراحل الأولى توفير 62.5 لترًا في الدقيقة لمدة خمس دقائق على الأقل في درجة حرارة 1.6 درجة مئوية (34.9 درجة فهرنهايت) على عمق يصل إلى 57 مترًا تحت سطح البحر (190 قدمًا تحت سطح البحر) دون أن تتجمد، ولكن إذا بدأت المرحلة الثانية تدفقًا حرًا عاليًا، فستتجمد المرحلة الأولى بسرعة وتفقد خاصية قياس الضغط المحيط. [ 36 ]
ستنتج منظمات المرحلة الأولى المغمورة في الماء عند نفس درجة الحرارة، باستخدام نفس ضغط الإمداد، وضغط ما بين المراحل، ومعدل التدفق، نفس درجة حرارة غاز التفريغ، في حدود درجة أو درجتين، اعتمادًا على موصلية جسم الصمام. [ 36 ]
درجة حرارة الغاز بين المرحلتين
مع كل شهيق، يحدث انخفاض مفاجئ في الضغط من ضغط الأسطوانة، الذي يتراوح عادةً بين 230 و50 بار، إلى ضغط ما بين المرحلتين، الذي يزيد عادةً عن الضغط الجوي المحيط بحوالي 8 بار. إذا كانت درجة حرارة الماء تتراوح بين 0 و2 درجة مئوية (32 إلى 36 درجة فهرنهايت) وكان معدل التنفس مرتفعًا عند 62.5 لترًا في الدقيقة، فإن درجة الحرارة بين المرحلتين ستكون حوالي -27 إلى -28 درجة مئوية (-17 إلى -18 درجة فهرنهايت) ، أي أقل بكثير من درجة تجمد الماء. عند مرور الهواء عبر خرطوم قياسي يتراوح طوله بين 700 و800 مليمتر (28 إلى 31 بوصة) إلى المرحلة الثانية، لن يكون قد ارتفعت درجة حرارته إلا إلى حوالي -11 درجة مئوية (12 درجة فهرنهايت) ، وهي لا تزال أقل من درجة التجمد. سيحدث تبريد إضافي طفيف أثناء التمدد عبر المرحلة الثانية. [ 36 ]
سيكون الهواء والمكونات المبردة في المرحلة الثانية باردين بدرجة كافية لتجميد الرطوبة في هواء الزفير، مما قد يؤدي إلى تكوين طبقة من الجليد على السطح الداخلي للمرحلة الثانية. يؤدي ارتفاع ضغط الأسطوانة إلى إنتاج هواء أكثر برودة أثناء تمدد المرحلة الأولى. يمكن لعملية تنظيف لمدة ثلاث إلى خمس ثوانٍ من أسطوانة ضغطها 200 بار في ماء تتراوح درجة حرارته بين 0 و2 درجة مئوية (32 إلى 36 درجة فهرنهايت) أن تتسبب في انخفاض درجة الحرارة إلى أقل من -31 درجة مئوية (-24 درجة فهرنهايت) في المرحلة الأولى، وإلى -20 درجة مئوية (-4 درجة فهرنهايت) عند مدخل المرحلة الثانية. [ 36 ]
في المياه التي تبلغ درجة حرارتها 10 درجات مئوية (50 درجة فهرنهايت) أو أقل، وضغط أسطوانة يبلغ 170 بارًا (2500 رطل لكل بوصة مربعة) ومعدل تنفس 50 لترًا في الدقيقة أو أكثر، قد تنخفض درجة حرارة الهواء الداخل إلى المرحلة الثانية إلى ما دون درجة التجمد بكثير، وكلما زاد ضغط الأسطوانة، انخفضت درجة حرارة الهواء. [ 36 ] في المياه التي تقل درجة حرارتها عن 4.4 درجة مئوية (39.9 درجة فهرنهايت) ، تزداد احتمالية تكون الجليد وتراكمه في المرحلة الثانية بشكل ملحوظ، خاصةً إذا تجاوز معدل التنفس 50 لترًا في الدقيقة. غالبًا ما يزداد التدفق الحر الناتج عن التجمد حتى يفرغ المنظم كمية كبيرة من الهواء، مما يزيد من جهد الزفير ويجعل التنفس صعبًا للغاية. يزداد تدفق كتلة الهواء مع العمق والجهد المبذول، وتنخفض درجات الحرارة تبعًا لذلك. يسمح خرطوم أطول بين المراحل بإعادة تسخين الغاز بين المراحل بشكل أكبر قليلاً قبل وصوله إلى صمام المرحلة الثانية، على الرغم من أن إعادة التسخين لا تتناسب تمامًا مع طول الخرطوم، ومادة الخرطوم ليست موصلًا جيدًا للحرارة بشكل خاص. [ 36 ]
قد تكون درجة حرارة الهواء فوق الجليد أقل بكثير من درجة حرارة الماء تحته، كما أن الحرارة النوعية للهواء أقل بكثير من الحرارة النوعية للماء. ونتيجة لذلك، يقل تسخين جسم منظم الضغط والغاز بين المرحلتين عند خروجهما من الماء، مما قد يؤدي إلى مزيد من التبريد. وهذا يزيد من خطر تجمد المرحلة الثانية، وقد يبرد الغاز في الأسطوانة بدرجة كافية لتكثف الرطوبة المتبقية أثناء تمدد المرحلة الأولى، حيث قد يبرد الغاز المتمدد إلى ما دون نقطة الندى المحددة لغاز التنفس عالي الضغط، وهي -50 درجة مئوية (-58 درجة فهرنهايت) ، مما قد يتسبب في تجمد المرحلة الأولى داخليًا. ويمكن تجنب ذلك بتقليل التنفس من الجهاز في الهواء البارد إلى أدنى حد ممكن. [ 43 ]
مرحلة التجميد الثانية
يحدث تأثير مماثل في المرحلة الثانية. يتمدد الهواء الذي سبق أن تمدد وبرد خلال المرحلة الأولى، ثم يبرد أكثر عند صمام الطلب في المرحلة الثانية. يؤدي ذلك إلى تبريد مكونات المرحلة الثانية، وقد يتجمد الماء الملامس لها. تسمح المكونات المعدنية المحيطة بالأجزاء المتحركة لآلية الصمام بانتقال الحرارة من الماء المحيط الأكثر دفئًا، ومن هواء الزفير الصادر من الغواص، والذي يكون أكثر دفئًا بكثير من المحيط. [ 38 ]
قد يتجمد منظم الغوص في المرحلة الثانية بسرعة نتيجة الرطوبة الموجودة في هواء الزفير، لذا فإن المنظمات التي تمنع أو تقلل من ملامسة هواء الزفير للغواص مع الأجزاء الباردة ومنطقة دخول الغاز البارد عادةً ما تُقلل من تراكم الجليد على الأجزاء الحيوية. كما تؤثر خصائص نقل الحرارة للمواد بشكل كبير على تكوّن الجليد وخطر التجمد. تتشكل طبقة من الجليد بسرعة في المنظمات ذات صمامات العادم غير المحكمة الإغلاق نتيجة تسرب الماء المحيط إلى داخل الغلاف. يمكن أن يتجمد جميع منظمات الغوص في المرحلة الثانية عندما يقل متوسط درجة حرارة الغاز الداخل عن -4 درجة مئوية (25 درجة فهرنهايت)، وقد يحدث هذا في درجات حرارة مياه تصل إلى 10 درجات مئوية (50 درجة فهرنهايت) . قد يتسبب الجليد المتكون في تدفق حر أو لا، ولكن أي جليد داخل غلاف المنظم قد يُشكل خطرًا على الاستنشاق. [ 36 ]
من المرجح أيضًا حدوث تجمد في المرحلة الثانية مع بقاء الصمام مفتوحًا، مما يؤدي إلى تدفق حر، والذي قد يتسبب في تجمد المرحلة الأولى إذا لم يتم إيقافه فورًا. إذا أمكن إيقاف التدفق عبر المرحلة الثانية المتجمدة قبل تجمد المرحلة الأولى، يمكن إيقاف العملية. قد يكون ذلك ممكنًا إذا كانت المرحلة الثانية مزودة بصمام إغلاق، ولكن في هذه الحالة، يجب تزويد المرحلة الأولى بصمام ضغط زائد، لأن إغلاق مصدر الإمداد إلى المرحلة الثانية يعطل وظيفتها الثانوية كصمام ضغط زائد. [ 38 ]
تتبرد المراحل الثانية المعدنية والبلاستيكية بنفس القدر، لكنها تختلف في سرعة تبريدها. فالأغلفة المعدنية موصلة للحرارة بشكل أسرع، لذا تبرد أسرع، لكنها تسخن أيضًا أسرع من القوالب البلاستيكية، وقد تعزل المكونات البلاستيكية المكونات المعدنية الداخلية، مما يقلل من معدل إعادة تسخينها بواسطة الماء. وتُشكل المكونات المعدنية مشكلة أكبر خارج الماء في الهواء شديد البرودة، لأنها تمتص الحرارة من أي جزء من الجسم تلامسه أسرع من البلاستيك أو المطاط. [ 36 ]
معدات التنفس المزودة بالتزويد السطحي
في معظم الحالات، لا تبرد صمامات الطلب في الخوذات المزودة بإمدادات سطحية وأقنعة الوجه الكاملة بدرجة كافية لتكوين الجليد، لأن الحبل السري يعمل كمبادل حراري ويرفع درجة حرارة الهواء إلى درجة حرارة الماء. [ 36 ] إذا لجأ الغواص المزود بإمدادات سطحية إلى مصدر غاز الطوارئ الخاص بالغوص، فإن المشاكل ستكون مماثلة لتلك الخاصة بالغوص، مع العلم أن كتلة الغاز المعدنية وممرات الغاز الأنبوبية المنحنية قبل المرحلة الثانية ستوفر بعض الدفء للغاز بين المرحلتين أكثر مما يوفره جهاز الغوص عادةً.
عند الغوص في مياه تتراوح درجة حرارتها بين 7 و10 درجات مئوية (45 و50 درجة فهرنهايت)، قد تصل درجة حرارة الهواء الواصل إلى المرحلة الثانية بسهولة إلى ما بين -20 و-10 درجات مئوية (-4 إلى 14 درجة فهرنهايت) ، بينما يكون الهواء المُزوَّد من السطح عند درجة حرارة مماثلة تقريبًا لدرجة حرارة الماء، والتي قد تكون في أسوأ الأحوال أقل بقليل من درجة التجمد، ولكنها لا تزال دافئة بما يكفي لمنع تكوّن الجليد مع زفير الغواص. [ 36 ] إذا كانت درجة حرارة الهواء على السطح أقل بكثير من درجة التجمد (أقل من -4 درجات مئوية (25 درجة فهرنهايت) )، فقد تتجمد الرطوبة الزائدة من خزان الحجم إلى حبيبات جليدية، والتي قد تنتقل عبر الأنبوب السُرّي وتستقر في مدخل الخوذة، مما يؤدي إلى انسداد تدفق الهواء إلى صمام الطلب، إما بتقليل التدفق أو بانسداد كامل إذا تراكمت الحبيبات وشكّلت سدادة. يمكن منع تكوّن الجليد في نظام التزويد من السطح باستخدام نظام فعال لفصل الرطوبة وتصريف المكثفات بانتظام. كما يمكن استخدام مرشحات التجفيف. لا يُشكل استخدام غاز الضغط العالي للتزويد السطحي مشكلةً في العادة، إذ تستخدم ضواغط الضغط العالي نظام ترشيح يُجفف الهواء بدرجة كافية للحفاظ على نقطة الندى أقل من -40 درجة مئوية (-40 درجة فهرنهايت) . كما يُساعد تقليل طول الجزء السطحي من الحبل السري المُعرّض للهواء البارد قدر الإمكان. أما الجزء المغمور في الماء، فعادةً لا يكون باردًا بما يكفي ليُسبب مشكلة. [ 36 ]
العوامل التي تزيد من خطر تجميد الجهات التنظيمية
- تصميم وبنية منظم الضغط غير المناسبين: أي عنصر تصميمي يقلل من انتقال الحرارة بين منظم الضغط والماء المحيط، مثل الأجزاء البلاستيكية، قد يزيد من خطر التجمد. المنظمات المناسبة والمختبرة للاستخدام مع الماء البارد ستذكر ذلك في مواصفاتها.
- معدلات تدفق عالية عبر منظم التدفق. قد يكون سبب ذلك ما يلي:
- يحدث تدفق حر غير مقصود عند سقوط المرحلة الثانية. ويرجح حدوث ذلك عندما يكون فوهة الجهاز متجهة للأعلى، وقد يتسبب في تجمد الجهاز في الماء الدافئ نسبياً، وخاصة على السطح إذا كانت المرحلة الأولى خارج الماء.
- قد يؤدي التطهير إلى معدلات تدفق عالية للغاية.
- يوفر التنفس الثنائي الغاز لغواصين اثنين خلال نفس المرحلتين الأولى والثانية.
- يوفر التنفس باستخدام جهاز Octo الغاز لغواصين اثنين عبر نفس المرحلة الأولى، ومن المرجح أن يتسبب في تجمد المرحلة الأولى.
- تعبئة كيس الرفع أو عوامة مراقبة سطح الغوص من منظم التنفس. [ 39 ]
- فترات طويلة من نفخ بدلة الغوص الجافة أو نفخ جهاز التحكم بالطفو أثناء التنفس من نفس المنظم.
- ارتفاع معدل التنفس نتيجة الإجهاد.
- انخفاض درجة حرارة الماء: من المرجح أن يكون الماء الموجود مباشرة تحت الجليد أبرد من الماء الموجود في الأعماق في المياه العذبة.
- التنفس من خلال المنظم الموجود فوق الجليد في درجات حرارة تحت الصفر، حيث لا توجد إعادة تسخين للغاز في خرطوم المرحلة البينية بواسطة الماء المحيط الدافئ نسبياً.
احتياطات للحد من خطر تجمد منظم الضغط
- الحفاظ على الجزء الداخلي من المرحلة الثانية جافًا تمامًا قبل دخول الماء [ 44 ]
- لا تتنفس من منظم التنفس إلا تحت الماء. عند اختبار منظم التنفس قبل الغوص، استنشق فقط، وتجنب الزفير من خلاله لأن الرطوبة في النفس ستتجمد في صمام الطلب. [ 44 ]
- منع دخول الماء إلى حجرة المرحلة الثانية أثناء الغطس أو بين الغطسات [ 44 ]
- الضغط على زر التطهير لمدة لا تزيد عن 5 ثوانٍ قبل الغوص أو أثناءه، وتجنب ذلك إن أمكن [ 44 ]
- تجنب أحمال العمل الثقيلة التي من شأنها أن تزيد بشكل كبير من معدل التنفس وحجم الهواء الذي يمر عبر الصمام مع كل دورة تنفس [ 44 ]
- ضمان خلو هواء الغوص من الرطوبة [ 44 ]
- يُفضل إبقاء منظم التنفس في بيئة دافئة قبل الغوص، إن أمكن. [ 44 ]
التخفيف
طوّرت شركة كيربي مورغان مبادلًا حراريًا أنبوبيًا من الفولاذ المقاوم للصدأ ("مبادل حراري") لتسخين الغاز الخارج من منظم المرحلة الأولى، وذلك للحد من خطر تجمد منظم المرحلة الثانية عند الغوص في مياه شديدة البرودة تصل درجة حرارتها إلى -2.2 درجة مئوية (28.0 درجة فهرنهايت) . [ 36 ] يسمح طول الأنبوب وموصليته الحرارية الجيدة نسبيًا، بالإضافة إلى الكتلة الحرارية للوحدة، بتسخين الهواء بدرجة حرارة كافية من الماء، بحيث لا تتجاوز درجة حرارته درجة أو درجتين مئويتين من درجة حرارة الماء المحيط. [ 36 ]
إجراءات إدارة تجميد الجهة التنظيمية
- سيقوم الغواص بإغلاق صمام الأسطوانة الذي يغذي منظم التنفس المتجمد، ثم ينتقل إلى التنفس من منظم التنفس الاحتياطي. هذا يحافظ على الغاز ويمنح منظم التنفس المتجمد الوقت الكافي لإذابة الجليد.
- في حال ربط الغواص بحبل، يمكنه إرسال إشارة طوارئ متفق عليها مسبقًا (عادةً خمس سحبات أو أكثر على الحبل) إلى مسؤول الحبل أثناء التنفس من منظم التنفس ذي التدفق الحر (خيار أقل تفضيلًا يُستخدم في حال عدم توفر مصدر غاز بديل). تشير خمس سحبات عادةً إلى ضرورة قيام مسؤول السطح بسحب الغواص إلى السطح، أو في هذه الحالة، إلى الفتحة الموجودة في الجليد.
- إذا كان الغواص يغوص بدون حبل ربط، فعليه اتباع خط التوجيه للعودة إلى الفتحة وتجنب ترك الحبل إلا إذا كان قادراً على استخدام حبل القفز أو كان بإمكانه رؤية فتحة الجليد.
- الصعود الطارئ إذا كنت أسفل الفتحة في الجليد مباشرةً وفي نطاق الرؤية. (الخيار الأقل تفضيلاً باستثناء الغرق)
غالباً ما يتضمن بروتوكول تجميد منظم التنفس إلغاء الغوص. [ 44 ]
تسرب الغاز
قد تحدث تسريبات الغاز نتيجة انفجار الخراطيم أو تسربها، أو تلف الحلقات المطاطية، أو تلفها، خاصةً في وصلات النير، أو الوصلات غير المحكمة، بالإضافة إلى العديد من الأعطال المذكورة سابقًا. قد لا تتصل خراطيم النفخ ذات الضغط المنخفض بشكل صحيح، أو قد يتسرب صمام عدم الرجوع. عادةً ما يفقد خرطوم الضغط المنخفض المتفجر الغاز أسرع من خرطوم الضغط العالي المتفجر، لأن خراطيم الضغط العالي تحتوي عادةً على فتحة لتقييد التدفق في الوصلة التي تُربط بالمنفذ، [ 5 ] : 185، حيث لا يحتاج مقياس الضغط الغاطس إلى تدفق عالٍ، كما أن الزيادة البطيئة في الضغط في خرطوم المقياس تقلل من احتمالية تحميل المقياس فوق طاقته، بينما يجب أن يوفر الخرطوم المتصل بالمرحلة الثانية معدل تدفق ذروة عاليًا لتقليل جهد التنفس. [ 35 ] يحدث عطل شائع نسبيًا في الحلقة المطاطية عندما يبرز مانع تسرب مشبك النير بسبب عدم كفاية قوة التثبيت أو التشوه المرن للمشبك نتيجة اصطدامه بالبيئة. يمكن أن يتسبب هذا في أي شيء من تسرب طفيف إلى تسرب كارثي، وقد يتفاقم مع مرور الوقت.
التنفس الرطب
يحدث التنفس الرطب نتيجة دخول الماء إلى منظم التنفس، مما يؤثر سلبًا على راحة التنفس وسلامته. قد يتسرب الماء إلى جسم المرحلة الثانية عبر أجزاء لينة تالفة، مثل قطع الفم الممزقة، وصمامات العادم التالفة، والأغشية المثقوبة، أو عبر الهياكل المتشققة، أو من خلال صمامات عادم غير محكمة الإغلاق أو متسخة. ويمكن معالجة معظم أسباب التنفس الرطب باستبدال المكونات المسؤولة أو تركيبها بشكل صحيح، أو بإزالة الرواسب وتنظيف صمام العادم والمنفذ. [ 35 ]
جهد تنفس مفرط
قد ينتج جهد التنفس المرتفع عن مقاومة عالية للشهيق، أو مقاومة عالية للزفير، أو كليهما. وتنتج مقاومة الشهيق المرتفعة عن ارتفاع ضغط الفتح، أو انخفاض الضغط بين المراحل، أو الاحتكاك في الأجزاء المتحركة لصمام المرحلة الثانية، أو التحميل الزائد للنابض، أو تصميم غير مثالي للصمام. ويمكن عادةً تحسينها بالصيانة والضبط، ولكن بعض منظمات الضغط لا تستطيع توفير تدفق عالٍ في الأعماق الكبيرة دون جهد تنفس مرتفع. أما مقاومة الزفير المرتفعة فتعود عادةً إلى مشكلة في صمامات العادم، والتي قد تتعطل، أو تتصلب نتيجة لتلف المواد، أو قد لا تحتوي على مساحة كافية لمرور التدفق. [ 35 ] يزداد جهد التنفس مع كثافة الغاز، وبالتالي مع العمق. ويمثل جهد التنفس الكلي للغواص مزيجًا من جهد التنفس الفسيولوجي وجهد التنفس الميكانيكي. ومن الممكن أن يتجاوز هذا المزيج قدرة الغواص، مما قد يؤدي إلى اختناقه بسبب سمية ثاني أكسيد الكربون . [ 45 ] [ 46 ]
ارتعاش، ورجفة، وأنين
ينتج هذا عن تدفق غير منتظم وغير مستقر من المرحلة الثانية. وقد يكون سببه عدم استقرار التغذية الراجعة بين معدل التدفق في جسم المرحلة الثانية وانحراف الحجاب الحاجز الذي يفتح الصمام، وهو ما لا يكفي لإحداث تدفق حر، ولكنه كافٍ لجعل النظام يتذبذب . ويشيع هذا الأمر في منظمات الضغط عالية الأداء المصممة لتحقيق أقصى تدفق وأقل جهد تنفس، خاصةً خارج الماء، وغالبًا ما يقل أو يختفي عند غمر المنظم بالماء حيث يُخفف الماء المحيط حركة الحجاب الحاجز والأجزاء المتحركة الأخرى. ويمكن إيقاف هذه المشكلة غالبًا عن طريق تقليل حساسية المرحلة الثانية بإغلاق فتحات فنتوري المساعدة أو زيادة ضغط زنبرك الصمام. كما قد ينتج التذبذب عن احتكاك مفرط وغير منتظم للأجزاء المتحركة للصمام. [ 35 ]
تلف مادي في الهيكل أو المكونات
يمكن أن تتسبب الأضرار مثل الشقوق في الهيكل، أو تمزق أو خلع قطع الفم، أو تلف أغطية العادم، في مشاكل في تدفق الغاز أو تسربات، أو قد تجعل استخدام المنظم غير مريح أو يصعب التنفس منه. [ 5 ]
قد يؤدي استخدام منظم ضغط ملوث أو غير متوافق مع غاز ذي نسبة أكسجين عالية تحت ضغط عالٍ إلى اشتعال داخلي، مما قد يؤدي فقط إلى تلف مانع تسرب أو مكون ثانوي آخر، أو إلى احتراق جزء كبير من المعدات والمناطق المحيطة بها. [ 47 ]
التدفق العكسي
قد يحدث ارتداد للماء إلى منظم الغوص إذا انخفض ضغط الإمداد عن الضغط الجوي المحيط وتم فتح صمام الطلب. لا يُعد هذا عطلاً في المنظم، ولكنه قد يُلحق الضرر بالجهاز إذا تسربت مياه البحر المالحة إلى آلية عمله ولم تُزال تمامًا، إذ قد تتشكل بلورات الملح وتُسبب تآكلًا أو انحشارًا أو صدأً للأجزاء المتحركة، مما قد يؤدي لاحقًا إلى عطل خطير. ويمكن أن يحدث هذا في حالتين أساسيتين:
- إذا كان صمام الأسطوانة مغلقًا وصمام الطلب مُفرَّغًا، سينخفض الضغط بين المرحلتين، وإذا هبط الغواص بعد ذلك إلى عمق كافٍ، فقد يرتفع الضغط المحيط إلى أكثر من الضغط بين المرحلتين، وقد يتسرب الماء عائدًا عبر صمام الطلب، متجاوزًا مقعد صمام المرحلة الثانية، إلى خرطوم الضغط المنخفض. لا يمكن أن يحدث هذا طالما أن مقياس ضغط الأسطوانة يُشير إلى ضغط أعلى من الضغط المحيط والمرحلة الأولى تعمل بشكل طبيعي، لذا يسهل التحقق من ذلك، ولا يمكن أن يحدث إلا أثناء وبعد الهبوط مع صمام أسطوانة مغلق. [ 5 ]
- قد يحدث ارتداد للماء أيضًا إذا تم تفريغ الأسطوانة إلى الضغط الجوي ثم هبطت مع بقاء صمام الأسطوانة مفتوحًا. في هذه الحالة، يمكن للماء أن يمر عبر مرحلتي منظم الضغط إلى داخل الأسطوانة. إذا حدث ذلك، يجب تطهير كل من الأسطوانة ومنظم الضغط من الداخل. [ 5 ] [ 48 ]
خدمات الصيانة والإصلاح
معظم منظمات ضغط الغاز عبارة عن آليات بسيطة ومتينة، ولا يتطلب العديد منها أدوات خاصة للصيانة، ولكنها تُعتبر من معدات دعم الحياة لتزويد غاز التنفس، وعادةً ما تترتب على العمل على مكوناتها الوظيفية للعميل تبعات قانونية، لذا فبينما يُعدّ من المقبول في معظم الأماكن صيانة معدات دعم الحياة الشخصية، يُتوقع عمومًا أن يكون فني الصيانة حاصلاً على شهادة تثبت كفاءته للعمل على منظم ضغط الغاز للعميل. [ 5 ]
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 هارلو، فانس (1999). "1 كيف يعمل منظم الغوص". صيانة وإصلاح منظمات الغوص . وارنر، نيو هامبشاير: دار نشر إيرسبيد. الصفحات 1-26 . ISBN 0-9678873-0-5.
- ↑ "وصلة الصمام بالمنظم" . www.scubadoctor.com.au . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 سبتمبر 2021 .
- ↑ "معدل ضغط الصمام" . www.scubadoctor.com.au . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 سبتمبر 2021 .
- ↑ بيليونادز، لين. "وصلات DIN - دليل المبتدئين لصمامات الغوص" . ديديبو . تم الاسترجاع في 14 مايو 2025 .
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 هارلو، فانس (1999). صيانة وإصلاح منظمات الغوص . وارنر، نيو هامبشاير: دار نشر إيرسبيد. ISBN 0-9678873-0-5.
- 1 2 3 "صمام أسطوانة سان-أو-ساب DIN/K - 232 بار" . ملبورن، فيكتوريا: ذا سكوبا دكتور . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يناير 2016 .
- 1 2 "صمامات الغوص: أحجام حلقات منع التسرب لموصلات DIN لمنظمات الغوص" . www.divegearexpress.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 سبتمبر 2021 .
- ١ ٢ "كيفية اختيار أسطوانة غوص" . divegearexpress.com . بومبانو بيتش، فلوريدا: دايف جير إكسبريس، ذ.م.م. مؤرشف من الأصل في ١٥ أبريل ٢٠١٥. تم الاطلاع عليه في ٨ نوفمبر ٢٠١٦ .
- ^ “تعليمات استخدام جهاز إعادة دفق الغاز المختلط Dräger Ray” (PDF) . 90 21 365 - GA 2215.000 de/en ( الطبعة الثانية). لوبيك، ألمانيا: شركة Dräger Sicherheitstechnik GmbH. أغسطس 1999. ص 46 – 88 . تم الاسترجاع 8 نوفمبر 2016 .
- 1 2 بارسكي، ستيفن؛ نيومان، توم (2003). التحقيق في حوادث الغوص الترفيهي والتجاري . سانتا باربرا، كاليفورنيا: دار هامرهيد للنشر. ISBN 0-9674305-3-4.
- ↑ "نظام الإغلاق الجاف البيئي" . تقنية المرحلة الأولى . بلاكبيرن، المملكة المتحدة: شركة Apeks Marine Equipment. مؤرشف من الأصل في 17 نوفمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 17 نوفمبر 2016. يُعد نظام الإغلاق الجاف البيئي الفريد ميزة قياسية في معظم مراحل Apeks الأولى .
يخدم هذا النظام عدة أغراض، منها منع تراكم الجليد على الزنبرك الرئيسي الذي قد يحدث عند الغوص في المياه شديدة البرودة. كما يعمل الإغلاق الجاف للمرحلة الأولى كإجراء وقائي ضد دخول الملوثات والطمي إلى حجرة الزنبرك الرئيسية، ويُغني عن الحاجة إلى استخدام زيت السيليكون أو الشحم الذي يُسبب الفوضى داخل منظم التنفس.
- ↑ "صمام تخفيف الضغط الزائد من نوع KM، عالي التدفق" . المنتجات . سانتا ماريا، كاليفورنيا: شركة معدات الغوص الأمريكية (DECA) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 نوفمبر 2016 .
- ↑ بارسكي، ستيفن (2007). الغوص في بيئات عالية الخطورة ( الطبعة الرابعة). فينتورا، كاليفورنيا: دار هامرهيد للنشر. ISBN 978-0-9674305-7-7.
- ↑ بريتين، كولين (2004). "الملابس الواقية، ومعدات الغوص، وصيانة المعدات" . لنغص: دليل غواصي نادي جمعية الغوص ( الطبعة الثانية). ويغان، المملكة المتحدة: دايف برينت. ص 35. ISBN 0-9532904-3-3تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يناير 2010 .
- ↑ بريتين، كولين (2004). "التدريب العملي للغواصين" . لنغص: دليل غواصي نادي جمعية الغوص تحت الماء ( الطبعة الثانية). ويغان، المملكة المتحدة: دايف برينت. ص 48. ISBN 0-9532904-3-3تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يناير 2010 .
- ↑ " مجموعة منظمات ضغط الهواء الأوروبية القديمة ذات الخرطومين" . www.vintagescubasupply.com
- ١ ٢ "أكوا لانغ تُطلق عودة منظم الخرطوم المزدوج" . سبورت دايفر . شركة بونير. ١٦ فبراير ٢٠٠٥. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٦ مايو ٢٠١٧ .
- ↑ وارن، ستيف (نوفمبر 2015). "فتيان التاريخ" . دايفرنت - ميزات المعدات . divernet.com . تم الاسترجاع في 16 مايو 2017 .
- 1 2 3 4 5 6 روبرتس، فريد م. (1963). الغوص الأساسي. جهاز التنفس تحت الماء المستقل: تشغيله وصيانته واستخدامه (الطبعة الثانية الموسعة ). نيويورك: شركة فان نوستراند رينهولد. ISBN 0-442-26824-6.
{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة ) - ↑ بوسوتيلي، مايك؛ هولبروك، مايك؛ ريدلي، جوردون؛ تود، مايك، محرران. (1985). "جهاز التنفس تحت الماء". الغوص الرياضي - دليل الغوص لنادي الغوص البريطاني . لندن: ستانلي بول وشركاه المحدودة. ص 36. ISBN 0-09-163831-3.
- ↑ دليل بيري لمهندسي الكيمياء ( الطبعة السادسة). شركة ماكجرو هيل 1984.
- ↑ "الملحق ب". دليل إجراءات تحليل المخاطر الكيميائية . الوكالة الفيدرالية لإدارة الطوارئ، ووزارة النقل الأمريكية، ووكالة حماية البيئة الأمريكية. 1989.
- ↑ "2". طرق حساب التأثيرات الفيزيائية الناتجة عن انبعاثات المواد الخطرة (السوائل والغازات)، PGS2 CPR 14E . لاهاي: المنظمة الهولندية للبحوث العلمية التطبيقية. 2005.أُرشف بتاريخ 9 أغسطس 2007 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
- ↑ "Divex Diver Umbilicals" (ملف PDF) . Divex . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 مارس 2020 .
- ↑ هل هذا مرجع من دليل تدريب PDC؟ هل هو دليل مشرف IMCA؟
- 1 2 "استعادة الإعدادات الأساسية" (ملف PDF) . www.subseasa.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 مارس 2020 .
- ↑ بيفان، جون، محرر. (2005). "القسم 5.3". دليل الغواصين المحترفين ( الطبعة الثانية). جوسبورت، هامبشاير: سابمكس المحدودة. ص 238. ISBN 978-0950824260.
- ↑ دليل التشغيل والصيانة لخوذة 17C Ultrajewel 601، رقم القطعة: A10170، رقم الوثيقة: P1884-OM-56 (المراجعة: الطبعة الثامنة). JFD Divex.
- ↑ "نظام التنفس المدمج (BIBS)" . www.halehamilton.com . 17 فبراير 2024.
- ↑ دليل الهروب من الغواصات: الجزء 2 - نظام التنفس المدمج (BIBS): BR 241(2)، ADM 234/53 . مجلس الأميرالية، المملكة المتحدة. 1954-1957.
- 1 2 3 4 5 6 "قناع Ultralite 2 BIBS (DE-MDS-540-R0)" (ملف PDF) . Divex . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 سبتمبر 2018 .
- ١ ٢ مشرف الغوص في البحرية الأمريكية (أبريل ٢٠٠٨). "الفصل ٢١: تشغيل غرفة إعادة الضغط". دليل الغوص للبحرية الأمريكية. المجلد ٥: طب الغوص وعمليات غرفة إعادة الضغط (ملف PDF) . SS521-AG-PRO-010، المراجعة ٦. قيادة أنظمة البحرية الأمريكية. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في ٣١ مارس ٢٠١٤. تم الاسترجاع في ٢٩ يونيو ٢٠٠٩ .
- ↑ "نظام تنفس مدمج خفيف الوزن ومتين للغاية لغرف العلاج بالأكسجين عالي الضغط" (ملف PDF) . أبردين، اسكتلندا: شركة سي-تكنيكس المحدودة. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 25 سبتمبر 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 سبتمبر 2018 .
- 1 2 3 4 5 6 7 هارلو، فانس (1999). "10 التشخيص". صيانة وإصلاح منظمات الغوص . وارنر، نيو هامبشاير: دار نشر إيرسبيد. الصفحات 155-165 . ISBN 0-9678873-0-5.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 وارد، مايك (9 أبريل 2014). تجمد منظم الغوص: حقائق مرعبة ومخاطر مرتبطة بالغوص في المياه الباردة (تقرير). باناما بيتش، فلوريدا: مختبر الغوص.
- ↑ سالزمان، دبليو آر. "تمدد جول" . قسم الكيمياء، جامعة أريزونا . مؤرشف من الأصل بتاريخ 13 يونيو 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مايو 2012 .
- 1 2 3 4 كلارك، جون ر. (2015). "مُرخّص للاستخدام في المياه الباردة: ما يجب أن يعرفه الغواصون عن البرد القارس" . مجلة إيكو : 20-25 . تاريخ الاسترجاع : 7 مارس 2015 .
- 1 2 لانغ، م.أ.؛ ستيوارت، ج.ر.، محرران. (1992). وقائع ورشة عمل الغوص القطبي التابعة للجمعية الأمريكية لعلوم المحيطات . لا جولا، كاليفورنيا: معهد سكريبس لعلوم المحيطات. ص 100. مؤرشف من الأصل في 7 أكتوبر 2008. تم الاسترجاع في 7 أغسطس 2008 .
- ↑ في نظام Apeks الجاف المحكم الإغلاق، ينتقل الضغط الهيدروستاتيكي، المؤثر على غشاء الإحكام الخارجي، إلى الغشاء الرئيسي عبر جهاز إرسال الحمل. "منتجات Apeks" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 10 أبريل 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مايو 2012 .المراحل، تم الاطلاع عليها في 27 مايو 2012
- ↑ هارلو، فانس (1999). "13". صيانة وإصلاح منظمات الغوص . وارنر، نيو هامبشاير: مطبعة إيرسبيد. ص 195. ISBN 0-9678873-0-5تستخدم النسخ المخصصة للماء البارد نظامًا جديدًا للضغط الهيدروستاتيكي. يوجد غشاء ثانوي مثل جميع الأنواع الأخرى، ولكن بدلاً من استخدام سائل أو شحم لنقل الضغط المحيط ،
يوجد جزء على شكل فطر في الداخل يسمى "جهاز الإرسال الهيدروستاتيكي" الذي ينقل القوة من الغشاء الثانوي إلى الغشاء الرئيسي.
- يستخدم منظم ضغط الهواء Poseidon Xstream فتحات كبيرة في الغطاء، تسمح بوصول الطاقة الحرارية للماء المحيط إلى الزنبرك، كما توفر عازلاً حرارياً لعزل المكونات الداخلية عن الزنبرك. وتدّعي الشركة المصنّعة أن المنظم يمكنه العمل بتدفق هواء حر في ماء عذب بدرجة حرارة 0 مئوية (32 فهرنهايت) لمدة 10 دقائق على الأقل دون أي تأثير. راجع دليل مستخدم X-stream، الصفحة 11، "دليل مستخدم Xstream : الإنجليزية" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 نوفمبر 2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مايو 2012
- ↑ سميث، آر. تود؛ ديتوري، جوزيف (أغسطس 2008). "26: رحلات استكشافية ~ الغوص في الجليد القطبي". في: ماونت، توم؛ ديتوري، جوزيف (محرران). موسوعة الاستكشاف والغوص بالغازات المختلطة ( الطبعة الأولى). ميامي شورز، فلوريدا: الرابطة الدولية لغواصي النيتروكس. الصفحات 297-304 . ISBN 978-0-915539-10-9.
- ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ سومرز، لي هـ. (١٩٨٧). لانغ، مايكل أ.؛ ميتشل، تشارلز ت. (محرران). الغوص تحت الجليد . ورشة عمل الغوص في المياه الباردة لعام ١٩٨٧ التابعة للأكاديمية الأمريكية لعلوم ما تحت الماء. كوستا ميسا، كاليفورنيا: الأكاديمية الأمريكية لعلوم ما تحت الماء. مؤرشف من الأصل في ٧ أكتوبر ٢٠٠٨. تم الاسترجاع في ٢١ ديسمبر ٢٠١٦ .
- ↑ ميتشل، سيمون جيه؛ كرونجي، فرانس جيه؛ مينتجيس، دبليو إيه جاك؛ بريتز، هيرمي سي. (2007). "فشل تنفسي مميت أثناء غطسة "تقنية" بجهاز إعادة تنفس تحت ضغط شديد" . طب الطيران والفضاء والبيئة . 78 (2): 81-86 . PMID 17310877. تاريخ الاسترجاع: 21 نوفمبر 2019 .
- ↑ أنتوني، جافين؛ ميتشل، سيمون جيه. (2016). بولوك، إن دبليو؛ سيلرز، إس إتش؛ جودفري، جيه إم (محررون). فسيولوجيا الجهاز التنفسي للغوص باستخدام أجهزة إعادة التنفس (ملف PDF) . أجهزة إعادة التنفس والغوص العلمي. وقائع ورشة عمل NPS/NOAA/DAN/AAUS، 16-19 يونيو 2015. مركز ريجلي للعلوم البحرية، جزيرة كاتالينا، كاليفورنيا. الصفحات 66-79 .
- ↑ هارلو، فانس (2001). دليل مخترق الأكسجين ( الطبعة الرابعة). وارنر، نيو هامبشاير: دار نشر إيرسبيد.
- ↑ المعيار الوطني الجنوب أفريقي SANS 10019:2008 حاويات قابلة للنقل للغازات المضغوطة والمذابة والمسالة - التصميم الأساسي والتصنيع والاستخدام والصيانة (الطبعة السادسة ). بريتوريا، جنوب أفريقيا: هيئة المواصفات الجنوب أفريقية. 2008. ISBN 978-0-626-19228-0.
- منظمات الغوص تحت الماء
