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6 Gerätekunde erläutert die Arbeitsweise und den Umgang mit den wichtigen
Geräten eines Tauchers: Die erste und zweite Stufe des Tauchgerätes und der Kompressor. |
01 Gasgesetze |
6. Gerätekunde
6.1 Tauchgeräte
6.1.1 Übersicht
Im Gegensatz zum Apnoetauchen verwendet der Gerätetaucher ein Druckluft-Tauchgerät (engl. scuba) oder einen Kreislauf-Tauchgerät (Rebreather) zum Atmen unter Wasser.
6.1.2 Druckluft-Tauchgerät
6.1.2.1 Teile des Druckluft-Tauchgerätes
Ein Druckluft-Tauchgerät
besteht im Wesentlichen aus einer einer Druckluftflasche, die unter hohem Druck das atembare Gasgemisch enthält, einem
Druckminderer (erste Stufe) und
einem Atemregler (zweite Stufe).
6.1.2.2 Druckminderer: Die erste Stufe
Der Hochdruck der Druckluftflasche wird in 2 Stufen für den vom Taucher jeweils benötigten Druck reduziert.
Im ersten Schritt wird durch den Druckminderer (bzw. erste Stufe) der Druck von ca. 200-300 bar auf einen
Mitteldruck von 10 (bis 15) bar reduziert, der es erlaubt den eigentlichen Atemregler besser
zu regeln.
Man unterscheidet Membran-gesteuerte und Kolben-gesteuerte erste
Stufen. Die Membran-gesteuerte 1. Stufe ist erkennbar an einer Membran an der Rückseite, eine Kolben-gesteuerte
1. Stufe kan an ihrem seitlichen Wassereinlasserkannt werden.
Arbeitsweise:
Die erste Stufe reduziert den Flaschendruck (Hochdruck, z.B. 200-300 bar) auf den Mitteldruck von ca. 10 ( bis 15) bar.
Die erste Stufe arbeitet dabei nach dem UpStream-Verfahren, d.h. das Ventil schließt mit dem
Druck (wenn der Druck zu groß wird, dann macht das Ventil zu, um den Mitteldruckschlauch zu schonen, der nur
max. 30 bar verträgt).
Dabei strömt Hochdruck (dunkelblau) am roten Dichtsitz (Ventil) vorbei, bis der Druck ausgeglichen ist (hellblau).
D.h. die obere Membran (unter dem gelben Stößel) geht mit steigendem Druck nach unten und schließt den Dichtsitz.
Durch Luftverbrauch (Atmen) verringert sich der Mitteldruck (hellblau), die obere Membran geht nach oben und der
Dichtsitz öffnet sich wieder.
Die untern Membran und die Feder zwischen den Membranen verringert bei größerer Tiefe/größerem Außendruck die Kraft
des Dichtsitzes (rot) so dass dieser leichter aufgeht und der Mitteldruck konstant gehalten wird = kompensiert
(sonst würde er mit zunehmender Tiefe proportional weniger Luft abgeben. Gegenteil: Unkompensiert: Sinkender
Flaschendruck ➡ sinkender Mitteldruck).
6.1.2.3 Atemregler: Die zweite Stufe
Der Atemregler (zweite Stufe)
reduziert den Mitteldruck (ca. 10 bar) auf dem für die betreffende Tiefe benötigten Atemdruck.
Die zweite Stufe arbeitet dabei nach dem DownStream-Verfahren, d.h. das Ventil öffnet mit dem Druck (wenn der Druck zu groß wird, dann macht das Ventil auf und die zweite Stufe bläst ab, um den Mitteldruckschlauch zu schonen, der nur max. 30 bar verträgt). D.h. wenn ein Tauchgerät abbläst, dann liegt die Ursache meist in der 1. Stufe (z.B. Verschmutzung, Ventil in 1. Stufe schließt nicht mehr ordentlich, liefert zu viel Druck, 2. Stufe bläst wegen DownStream-Verfahren ab).
Wirkungsweise:
Das Atmen erzeugt einen Unterdruck und die Membrane geht nach unten (oder durch einen Druck auf die Munddusche).
Dies öffnet ein Ventil und Luft strömt ein. Die Membrane sorg dafür, dass bei höherem Umgebungsdruck die Kraft
zur Erzeugung des Unterdrucks immer gleich schwer ist (Atemkraft bleibt gleich).
Durch den Venturi-Effekt können bei geöffnetem Ventil (Abblasen) Luftteilchen unter der Membran mitgerissen
werden und erzeugen so künstlich einen Unterdruck, das Ventil bleibt so offen und der Atemregler bläst weiter
ab. Abhilfe: Kurz zu halten.
6.1.2.4 Weitere Komponenten
Weitere Teile können sein:
- Finimeter: Druckmessgerät für den Flaschendruck. Verwendet einen Hochdruck-Anschluss.
- Inflator: Aufblas-Vorrischtung für die Tarierweste. Verwendet einen Mitteldruck-Anschluss.
- Luftschlauch für die Versorgung eines Trockentauchanzuges (optional). Hierfür wird ein Mitteldruck-Anschluss verwendet.
- Transponder-Anschluss (optional) um einen luftintegrierten Tauchcomputer anzuschließen. Hierfür wird ein Hochdruck-Anschluss verwendet.
- Oktopus: Reserve-Atemregler für Notfälle. Hierfür wird ein Mitteldruck-Anschluss verwendet.
6.1.2.5 Fehlerquellen
6.1.2.5.1 Vereisung
Kolbengesteuerte 1. Stufen (alt, billiger) vereisen leichter als membrangesteuerte 1. Stufen (neuer, billiger). Vereisung passiert vorwiegend in kalten Gewässern bei viel Luftverbrauch. Ursache können z.B. sein:
- Feuchte Atemluft
- Abblasen vor Tauchbeginn (Oberfläche)
- Trocki oder Jacket aufblasen
- Starke und lange Mundduschen
- Starkes, hektisches Atmen
- 2 Personen atmen an einem Atemregler (z.B. nach Vereisung beim Partner)
- oder eine Kombination von obigem
Bei feuchter Atemluft gefriert gerne der Sinterfilter zu (d.h. es kommt keine Luft mehr durch).
Bei den restliche Punkten lagert sich meist Eis am Dichtsitz (Ventil) an und der Dichtsitz schließt
nicht mehr ordentlich. Der Atemregler bläst ab. In der Regel hilf hier ein Schließen des Ventils und
ca. 5 min warten.
Aus diesem Grund sollten in kalten Gewässern:
- Jacket und Oktopus an einer getrennten 1. Stufe hängen
- Der Tauchpartner nahe sein und gut aufpassen
- Schneller, hoher und gleichzeitiger Luftverbrauch vermieden werden
6.1.2.5.2 Sinterfilter im Tank
Mögliche Ursachen:- schlechte Kompressoren (Öl),
- leergeatmete Tanks (Wasser im Tank),
- Auffüllen das Wasser aus dem obigen Ventil des Tanks zu entfernen (Wasser im Tank).
Wasser im Tank führt zu Rost. Diese Partikel können den Sinterfilter zusetzen oder die Feuchtigkeit kann zu einer Vereisung des Sinterfilters führen (oder beides). In beiden Fällen kommt keine oder wenig Luft durch.
6.1.2.5.3 Sinterfilter in 1. Stufe
Verschmutzte Tanks können auch den Sinterfilter der 1. Stufe zumachen. Feuchte Luft oder Wasser in der 1. Stufe können den Sinterfilter vereisen lassen.
6.1.2.5.4 Schmutz in 2. Stufe
Schmutz oder Blätter können das Arbeiten der Membrane oder der Mechanik beeinträchtigen.
6.1.2.5.5 Leichtes Rattern beim Luftholen
In der 1. Stufe ist bei den Membranen/Federn meist eine Art Plastik-Beilag-Scheibe dabei, wenn diese etwas zu viel Spiel bekommt, dann kann sie beim hin und hergehen etwas in Schwingung kommen. Ist aber nicht gefährlich nur störend.
6.1.2.5.6 Brüchiger Mitteldruckschlauch kann reißen
Brüchige Schläuche können bersten (lauter Knall).
6.1.2.5.4 Flasche kann reißen
Eine Atemflasche mit zu hohem Druck kann reißen. Passiert das in einem Auto, dann sieht das Auto danach nicht mehr gut aus. Passiert in der Regel nur bei Aluflaschen.
6.2 Kompressoren
6.2.1 Atemluft
Könnten theoretisch die 200 bar in einem Arbeitsgang erzeugen. Das wäre aber mit hohem Aufwand
verbunden und die Atemluft würde sehr heiß werden (was viele Nachteile hat: Gefährlich, Flaschendruck
ist nach dem Füllen zu niedrig, usw. Gerhard füllt in der Regel mit 225 bar in 2 min, Flasche wird warm.
Wenn sie kalt ist hat sie ihre 200 bar).
In der Praxis arbeitet ein Kompressor mit 3 oder 4 Stufen (Kompressoren),
z.B. 4 bar ➡ 16 bar ➡ 64 bar ➡ 264 bar.
Jede Stufe hat dabei ein Sicherheitsventil, falls sich etwas verstopft, sonst würde es den
Kompressor
zerreißen. Die oberen Stufen haben einen Wasserabscheider, hier kommt ein Wasser-Öl-Gemisch raus.
Am Schluss muss ein Filter rein (Ideal: Trocknen-Aktivkohle-Trocknen).
Saugt ein Kompressor schlechte Luft ein (passiert schnell am Schiff durch Winddrehung), so bekommt man
schlechte Atemluft. Das führt zu schlechter Luft, Kopfweh und kann gefährlich sein. In der Regel
wird dann die Luft aus allen Flaschen abgelassen und neu gefüllt.
6.2.2 Nitrox
Nitrox
kann durch Überströmen (z.B. 50 bar Sauerstoff in Flasche geben, mit Druckluft auffüllen)
oder durch einen Membrankompressor erzeugt werden (Membran reichert Druckluft mit Sauerstoff
an, da N2 entweicht und so mehr O2 zurück bleibt, so kann man bis zu ca. 40% Sauerstoff
ins Nitrox bekommen. Bei schmutzigen Kompressoren verschmutzen aber auch die Membrane schnell, deshalb gehen
sie z.B. in Ägypten oft nicht mehr (und die verwenden dann ein Überströmen).
Überströmen heißt mischen. Das heißt auch, dass das Luftgemisch über Nacht stehen sollte, bis Luft und Sauerstoff
gut durchmischt sind!.
Im (südlichen) Ausland wird meist mit Überströmen (mischen) gearbeitet. Der Sauerstoffgehalt schwankt so oft
enorm! Oft sind im (südlichen) Ausland auch keine Testgeräte zur Verfügung (kosten Geld, halten nur ca. 3 Jahre.
Anmerkung: Das von mir in Ägypten zum testen verwendete Messgerät kostetete ca. 50 EUR).
Im (südlichen) Ausland wird teilweise auch praktiziert beim Kompressor einen erhöhten Sauerstoffgehalt
in die Ansaugluft zu geben. Kann gefährlich sein, v.a. wenn mal was klemmt …