2.4. Detentorul aparatului
autonom de respirat sub apa in circuit
deschis Detentorul este o componenta a aparatului de respirat sub apa
conceputa, pe de o parte, pentru a destinde aerul de la presiunea
inalta la care se afla stocat in butelie, la presiunea
corespunzatoare adancimii la care se afla scafandrul si, pe de
alta parte, pentru a permite o respiratie fara efort cu o
frecventa obisnuita. Este cunoscut faptul ca pentru a
putea respira normal in imersie, scafandrul are nevoie, in cavitatile
respiratorii ale organismului (nas, trahee si plamani), de aer la o
presiune egala cu presiunea corespunzatoare adancimii de imersie la
care acesta evolueaza. Aceasta presiune, depinzand de adancimea de
imersie, variaza continuu. Detentorul aparatului autonom de respirat sub
apa raspunde acestor cerinte asigurand scafandrului aerul
necesar respiratiei in sistemul "la cerere" si la o presiune
egala cu presiunea la care este supus scafandrul. Unele detentoare
ofera posibilitatea de a inspira mai usor si mai confortabil
decat altele. Despre un detentor din care se inspira greu si in care
se expira cu dificultate, se spune ca prezinta o
rezistenta ridicata la respiratie. Rezistenta
ridicata la respiratie a detentorului, prin inconfortul respirator pe
care-l creaza, poate duce atat la oboseala cat si la enervare in
timpul scufundarii.
Rezistenta la respiratie a detentorului este
o caracteristica constructiva a acestuia, dar ea se poate modifica
functie de mai multi factori. Astfel, scufundarea in apa rece
precum si activitatea intensa depusa de scafandru, duc la
ingreunarea respiratiei prin aparitia asa-numitei gafaieli, la
care detentorul nu mai raspunde la fel de bine. Majoritatea detentoarelor
au o foarte mica rezistenta la respiratie la suprafata
apei, aceasta insa crescand pe masura ce adancimea de imersie
creste. Acest fenomen devine mult mai evident aproape de finalul unei
scufundari efectuata la o adancime relativ mare si cu o
durata destul de mare cand, datorita consumului mai ridicat de aer,
presiunea aerului din butelie este scazuta.
Toti acesti factori si anume respiratia
deasa si greoaie, presiunea ridicata a apei de la adancimea de
scufundare si presiunea scazuta a aerului ramas stocat in
butelie, duc la cresterea rezistentei la respiratie. La adancime,
confortul respirator este insa ameliorat prin cresterea presiunii
partiale a oxigenului din aerul de respirat.
2.4.1. Tipuri de detentoare. Elemente constructive
si functionale
Din punct de vedere constructiv, exista doua
categorii principale de detentoare:
- detentoare cu un singur etaj, monobloc, la care
aerul vine direct de la butelie si este destins de la presiunea din
butelie la presiunea ambianta;
- detentoare cu doua etaje separate, la care
destinderea aerului, de la nivelul presiunii de stocare din butelie la nivelul
presiunii ambiante, se realizeaza in doua etaje. Astfel, in primul
etaj, aerul este destins de la presiunea inalta din butelie la o presiune
cu 8 12 bar peste valoarea presiunii exterioare, iar in al doilea etaj,
aerul este destins din nou pana la presiunea corespunzatoare
adancimii la care se afla scafandrul. Acest sistem cu doua etaje s-a
dovedit a fi foarte confortabil si sigur.
2.4.1.1.
Detentorul cu un singur etaj (monobloc)
Detentorul cu un singur etaj, monobloc, (Fig 2.14) se
prezinta sub forma unei carcase rotunde, de unde
pleaca doua furtune gofrate care se reunesc la o piesa
bucala alcatuita dintr-un mustiuc si un bloc de supape
(supapele "inspir" si "expir"). La baza detentorului se afla un jug
care permite fixarea acestuia la robinetul buteliei. Mecanismul acestui
detentor este astfel conceput incat sa asigure destinderea directa a
aerului de la presiunea inalta din butelie la presiunea ambianta la
care respira scafandrul. Detentorul cu un singur etaj (monobloc), are
doua camere separate printr-o membrana din cauciuc (Fig.2.15). O
camera etansa este in legatura cu aerul de respirat,
iar cealalta, prin intermediul unor orificii, permite presiunii
hidrostatice ambiante sa se exercite pe fata exterioara a
membranei. Aerul din butelie patrunde in camera etansa a
detentorului prin intermediul unui clapet cu resort tarat, actionat de o
membrana 
prin intermediul unui sistem de parghii.
Apasarea asupra membranei, exercitata de presiunea hidrostatica ambianta,
sau de depresiunea creata in camera etansa pe timpul
inspiratiei, actioneaza, prin intermediul sistemului de parghii,
asupra clapetului, provocand admisia aerului respirator. Aerul respirator,
destins in aval de clapet, este indreptat spre o duza dirijata spre
axul racordului de inspiratie, care creaza o depresiune asupra
membranei (efect Venturi), diminuand astfel efortul inspirator. Racordul de
expiratie are la un capat o supapa unisens de tip "cioc de
rata", din cauciuc, amplasata la partea superioara a
membranei pentru a se evita gradientul de presiune dintre partea de
inspiratie si cea de expiratie a detentorului. Supapa de
expiratie "cioc de rata" serveste si ca supapa de
siguranta, in situatia in care scafandrul revine la presiunea
atmosferica fara sa expire, provocand echilibrarea
presiunii pe cele doua fete ale membranei prin eliminarea, in timpul
ridicarii, a surplusului de gaz respirator.
Detentorul cu un singur etaj (monobloc) are o serie de avantaje cum ar fi:
robustete, simplitate la reglaj si intre-tinere, confort
respirator, bulele gazului expirat nu deranjeaza campul vizual al
scafandrului. Dezavantajele detentorului cu un singul etaj (monobloc) sunt:
gabarit mare, existenta a doua furtune de respiratie care
mareste pericolul de agatare a acestora,
rezistenta suplimentara la inspiratie, necesitatea unei
pozitionari precise, dependenta debitului de aer respirator
functie de pozitia scafandrului, ceea ce impune pozitii precise
in actiunile de salvare (respiratia in tandem de la acelasi
detentor cu pasarea piesei bucale) si posibilitatea aparitiei de
accidente de suprapresiune pulmonara la
scafandrii
neexperimentati prin utilizarea incorecta a detentorului in
exercitiile de schimbare a pozitiei aparatului. Aceste dezavantaje
fac ca detentorul cu un singur etaj (monobloc) sa fie mai putin
folosit decat detentorul cu doua etaje separate.
2.4.1.2. Detentorul cu doua etaje separate
Detentoarele cu doua etaje separate (Fig. 2.16)
pot fi de mai multe tipuri. Clasificarea lor se poate face dupć mai multe
criterii 
dupa cum urmeaza:
. dupa modul de functionare al primului etaj:
- neechilibrat (necompensat);
- echilibrat (compensat);
. dupa constructia primului etaj:
- cu membrana si clapet;
- cu piston clapet;
. dupa constructia etajului al doilea:
- cu clapet amonte;
- cu clapet aval.
In cele ce urmeaza, se vor prezenta, pentru
exemplificare, cateva tipuri constructive de etaj I si de etaj II,
precum si principiile de functionare ale acestora.
a)
Tipuri de etaj I
In
continuare sunt prezentate trei tipuri de etaj I aferent detentorului cu
doua etaje, un tip cu membrana si douć cu piston clapet.
. Primul etaj, de tip neechilibrat, cu
membrana (Fig. 2.17). Acesta este prevazut cu o membrana 
realizata dintr-un cauciuc flexibil. Pe
fata exterioara a membranei aflata in contact cu apa din
exterior, apasa un arc tarat astfel incat sa mentina
membrana nedeformata pentru o presiune a aerului pe fata
interioara a membranei cu 8 12 bar superioara presiunii mediului
acvatic exterior. Atunci cand scafandrul inspira, presiunea din camera de
joasa presiune si deci de pe fata interioara a membranei,
scade, iar actiunea combinata a presiunii apei si a arcului
tarat asupra membranei impinge clapetul permitand debitarea aerului in
camera de joasa presiune si deci pe circuitul de joasa presiune
ce alimenteaza etajul al doilea. Prin aceasta, are loc o crestere a
presiunii pe fata interioara a membranei. Cand aceasta "presiune
joasa" devine suficient de mare pentru a compensa actiunea arcului
tarat, membrana revine la pozitia de echilibru permitand clapetului
sa se reinchida sub actiunea arcului de revenire, oprind debitarea
aerului catre camera si circuitul de joasa presiune, deci
catre etajul II.
. Primul etaj de tip neechilibrat cu piston
clapet (Fig 2.18). Acesta are in 
componenta, in loc de membrana, un
piston solidar cu clapetul. Functionarea acestui tip de etaj I este
asemanatoare cu cea a detentorului cu piston clapet, de tip
echilibrat si este prezentata mai jos.
Cele doua categorii de etaj I prezentate mai sus
sunt de tip neechilibrat datorita faptului ca in pozitie
"inchis" numai o fata a clapetului se afla in contact cu aerul
de inalta presiune din butelie, cealalta fata fiind in
contact cu aerul din circuitul de joasa presiune, aceasta conducand la o
deschidere mai dificilć a clapetului ce este compensata prin marirea
suprafetei membranei sau pistonului si prin cresterea
fortei arcului tarat. Acest tip de etaj I neechilibrat este in
general mai voluminos si, datorita lipsei compensarii naturale,
poate introduce o variatie usoara a presiunii aerului debitat pe
circuitul de joasa presiune catre etajul II. Aceasta se
datoreaza influentei variatiei presiunii aerului stocat in
butelie si conduce la o usoart scadere a confortului
respirator, in special catre sfarsitul scufundarii.
. Primul etaj de tip echilibrat cu piston clapet (Fig.
2.19). Acesta se caracterizeaza prin aceea ca aerul este debitat in
circuitul de joasa presiune, 
catre etajul II, la o presiune relativ
constanta si practic independenta de variatia presiunii din
butelie, aceasta presiune fiind controlata in mod corespunzator
prin tensiunea arcului tarat si presiunea apei din exterior.
Cele doua tipuri de etaj I cu piston clapet
prezentate mai sus, functioneaza dupa urmatorul principiu
(Fig. 2.18 si Fig. 2.19): atunci cand scafandrul inspira, presiunea
din camera de joasa presiune scade si deci, presiunea de pe una din
fetele pistonului scade si acesta, sub actiunea combinata a
presiunii apei si a arcului tarat corespunzator unei presiuni cu 8
12 bar peste presiunea ambianta, se va deplasa. Pistonul fiind solidar
cu clapetul, acesta din urma va deschide admisia aerului din butelii,
asigurand debitarea aerului respirator catre circuitul de joasa
presiune, deci catre etajul II al detentorului. Atunci cand
presiunea de pe circuitul de joasa presiune devine suficient de mare
pentru a invinge rezistenta arcului tarat, pistonul revine la pozitia
de echilibru, clapetul inchizand astfel debitarea aerului din butelii
catre etajul II al detentorului.
Trebuie mentionat faptul ca toate cele trei tipuri
de etaj I prezentate mai sus, cu membrana sau piston, neechilibrate
sau echilibrate, sunt pilotate de presiunea apei din exterior, prin aceasta
asigurandu-se livrarea aerului catre etajul II al detentorului la o
presiune cu circa 8 12 bar peste presiunea apei din exterior
(presiunea
hidrostatica).
Indiferent de tipul detentorului cu doua etaje, etajul I
este de obicei prevazut cu doua racorduri de iesire: un racord
de presiune joasa pentru etajul II principal si un racord de
presiune joasa pentru etajul II de rezerva. Toate etajele I
au si un racord de inalta presiune pentru manometrul submersibil.
b) Tipuri de etaj II
In continuare sunt prezentate doua tipuri de etaj II
aferent detentorului cu doua etaje, un tip cu clapet amonte si altul
cu clapet aval.
. Etajul al doilea cu clapet
amonte (Fig. 2.20). Acesta este prevazut in interior cu o
membrana din cauciuc la care una din fete se afla in contact
nemijlocit cu presiunea mediului acvatic exterior. La inspiratia
scafandrului prin mustiuc, pe cealalta fata a membranei se
creaza o depresiune care permite ca sub actiunea presiunii apei din
exterior sa se produca o deformare a membranei catre interior,
prin aceasta actionandu-se asupra levierului. Acesta va deplasa clapetul
deschizandu-se astfel accesul aerului din circuitul de joasa presiune
catre consumator (scafandrul). Atunci cand faza de "inspir"
inceteaza, presiunea aerului de sub membrana va echilibra presiunea
exterioara, membrana va reveni la pozitia de echilibru, iar clapetul
se va inchide sub actiunea arcului de revenire, prin aceasta inchizandu-se
accesul aerului catre consumator. La acest tip de etaj II, clapetul
fiind de tip "amonte", se va deschide in sens contrar sensului de
circulatie al aerului din circuitul de joasa presiune. Amestecul
gazos expirat de scafandru va fi evacuat, prin intermediul unei supape unisens
si a unui deflector, catre mediul acvatic exterior. Deflectorul are
rolul de a dirija jeturile bifazice, generate de bulele de gaz evacuate in
apa, catre partile laterale ale vizorului astfel incat
sa nu fie incomodata vizibilitatea scafandrului.
. Etajul al doilea cu clapet aval (Fig. 2.21). Acesta
este in general asemanator cu cel prezentat mai inainte si are
un principiu de functionare 
apropiat de acesta. Diferenta importanta
consta in faptul ca clapetul fiind de tip "aval" se dechide in
acelasi sens cu sensul de circulatie a aerului in circuitul de
joasa presiune.
Indiferent de tipul constructiv, etajul II al
detentorului asigura respirarea, la cerere, de aer la o presiune
egala cu presiunea ambianta si la un ritm normal de respiratie.
Livrarea de aer de catre etajul II catre consumator poate fi
facuta, in cazul in care scafandrul are nevoie de un supliment de
aer, prin apasarea butonului de purjare exterior care va deforma membrana
din cauciuc si va conduce la debitarea de aer catre scafandru pe
intreaga perioada cat butonul se tine apasat.
