Van khí Helium là gì? Đóng vai trò gì trong đồng hồ lặn

Chỉ xuất hiện trên đồng hồ lặn chuyên nghiệp, van khí Helium là một bộ phận thần kỳ bảo vệ cho chiếc đồng hồ thoát khỏi sự tàn phá của áp suất dưới biển sâu. Tuy nhiên, cũng vì thế mà có nhiều ngộ nhận về công dụng cũng như ý nghĩa về mặt chống nước của loại van này!

MỤC LỤC

› Van khí Helium trong đồng hồ là gì?

› Tại sao đồng hồ lặn có nhu cầu xả khí helium?

1. Giải nén các phân tử Heli

2. Van khí điều áp cho đồng hồ

› Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van xả khí helium?

› Giải đáp những thắc mắc liên quan

1. Có phải đồng hồ lặn nào cũng có van khí Heli?

2. Có mấy loại van xả khí heli? Cách sử dụng

Van khí Helium trong đồng hồ là gì?

Van xả khí Helium – Viết tắt HRV, là thành phần quan trọng được thiết kế để chịu được áp suất trong quá trình lặn biển sâu. Những van này giúp thoát dẫn chất khí dư thừa trong bộ máy, duy trì tính toàn vẹn của vỏ thiết bị, giảm bớt áp lực bên trong đồng hồ khi lặn, ngăn ngừa hư hỏng đến các bộ phận. Nhờ đó đồng hồ có thể hoạt động ổn định trong môi trường nước sâu, áp suất lớn.

Tuy nhiên, cần phải hiểu rõ van khí Helium là van giúp khí Helium xâm nhập vào đồng hồ thoát ra bên ngoài chứ không phải van dùng khí để chống nước xâm nhập vào trong đồng hồ. Nên thiết bị có van Helium không phải là thiết bị chống nước tốt hơn mà là sản phẩm chịu được áp suất lớn khi lặn.

Có thể bạn chưa biết: Helium là một chất khí nhẹ chỉ sau Hydro và tồn tại ở mọi nơi trong vũ trụ. Khí Heli có điểm sôi thấp nhất bảng nguyên tố hóa học, sẽ bị đông đặc ở những môi trường có áp suất cao.

Sự ra đời của van khí Helium

Năm 1960, van Helium được biết đến lần đầu tiên thông qua 2 cái tên Rolex và Doxa. Cụ thể Rolex cho ra mặt Rolex Submariner/Sea-Dweller sử dụng van xả Heli là đồng hồ lặn sâu chuyên dụng, chống nước dưới độ sâu 300 mét (30ATM). Bằng sáng chế được Rolex nộp vào năm 1967 và được thông qua vào năm 1970. Từ đó, thí nghiệm này được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị chuyên dụng. Sau 2 năm, Doxa cũng theo sau phát hành Doxa Conquistador phát triển từ nghiên cứu van khí Heli.

Tại sao đồng hồ lặn có nhu cầu xả khí Helium?

Lý do đồng hồ lặn cần phải xả khí Helium là để giải nén các phân tử này ra ngoài và điều áp cho đồng hồ.

1. Giải nén các phân tử Heli

Van khí được phát triển nhằm giải quyết bão hòa Heli – vấn đề đau đáu của nhiều thợ lặn chuyên nghiệp. Khi đeo đồng hồ lặn xuống đáy biển – nơi có áp suất cao và là môi trường giàu chất khí Helium thì các bộ phận chống nước của đồng hồ trở nên vô dụng và để cho khí Helium xâm nhập thoải mái vào trong vỏ (do kích thước và khối lượng của phân tử Helium rất nhỏ).

Khí Helium xâm nhập vào vỏ đồng hồ đến mức độ nào đó thì sẽ bão hòa và tìm cách thoát ra. Nhưng vì chêch lệch áp suất giữa môi trường trong vỏ – ngoài vỏ đồng hồ + chiếc vỏ quá kín mà các phân tử khí đi vào thì dễ nhưng lại rất khó thoát ra bên ngoài.

Phân tử khí Helium bị nén bên trong không ngừng muốn thoát ra vì “chật chội” còn phân tử khí Helium bên ngoài không ngừng đi vào khiến cho vỏ đồng hồ không chịu nổi áp lực và “bùng nổ”. Từ đó, thứ có sức chịu đựng yếu ớt nhất của đồng hồ là mặt kính bị thổi bay khỏi vỏ.

2. Van khí điều áp cho đồng hồ

Van xả khí giữ vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính toàn vẹn cũng như các chức năng thiết bị hoạt động ổn định. Bằng cách thoát từ từ khí heli bị giữ lại trong quá trình giải nén. Van có công dụng ngăn chặn tình trạng bị quá áp ở thiết bị, giải nén để cân bằng áp lực môi trường trong và ngoài.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van xả khí helium?

Cấu tạo van khí

Van Heli là van xả khí một chiều được lặp vào trong vỏ đồng hồ. Chúng xuất hiện dưới dạng các vòng tròn kim loại nằm úp vào mặt bên của vỏ máy hoặc như núm vặn điều chỉnh kí hiệu với chữ “He”.

Bản vẽ kỹ thuật cấu tạo van khí Helium tự động của Rolex và Doxa

Bản vẽ kỹ thuật van khí Helium của Omega

Bản vẽ kỹ thuật của van khí Helium không tự động

Bản vẽ kỹ thuật của van không tự động - ảnh 4

Các bộ phận bên trong giống với van điều áp Helium nhưng được điều chỉnh kích thước nhỏ gọn hơn, phù hợp với thiết kế trong đồng hồ đeo tay. Cấu tạo bao gồm van một chiều nhỏ, lò xo lắp đặt bên trong vỏ giúp bảo vệ thiết bị, ngăn dòng chảy ngược lại máy khi gặp hiện tượng tụt áp suất.

Ý tưởng ban đầu sử dụng van một chiều xuất phát từ Robert A. Barth – người tiên phong lặn bão hòa trong các nhiệm vụ Genesis và SEALAB của Hải quân Hoa Kỳ do Tiến sĩ George F.Bond dẫn đầu.

Nguyên lý hoạt động

Khi tiếp xúc môi trường nước có áp suất cao, giàu khí Heli, đồng hỗ dễ bị ảnh hưởng, hay bị vô hiệu hóa hoạt động. Khi Helium xâm nhập vào bộ máy, thời gian lâu chúng gặp mức bão hòa và lại tìm cách thoát ra ngoài. Lúc này sẽ có 2 luồng khí đối lập cùng tồn tại xung quanh đồng hồ (khí heli bên ngoài muốn xâm nhập, khí heli ở trong muốn thoát ra), gây áp lực khiến cho nó dần trở nên hư hại.

Chính vì vậy, van Helium được thiết kế tự động mở cho khí thoát ra ngoài khi bão hòa để hạn chế ảnh hưởng đến các bộ phận bên trong.

Giải đáp những thắc mắc liên quan

1. Có phải đồng hồ lặn nào cũng có van khí Heli?

ISO 6425 quy định đồng hồ lặn phải có mức chống nước ở độ sâu ít nhất 300 mét (30ATM) và không bị ảnh hưởng từ các khí thở. Với các sản phẩm đồng hồ lặn thông thường (không đạt đủ tiêu chuẩn mạnh-kín để chống chịu sự xâm nhập của các khí nhỏ-nhẹ dưới đáy biển) không có van khí Helium thì rất dễ bị hủy hoại với áp lực khi lặn ở nơi áp suất hơn 300m.

Đối với những người thợ lặn chuyên nghiệp, sản phẩm hỗ trợ lặn có van khí Heli là một lựa chọn nên cân nhắc. Những thiết bị lặn chất lượng cao có trang bị HRV mang đến độ bền cũng như cải thiện hiệu suất hoạt động trong môi trường đặc thù.

Khi bắt đầu lựa chọn đồng hồ lặn, lời khuyên về một sản phẩm an toàn đó là có van khí Heli, khả năng chống nước, kim dạ quang để dễ dàng quan sát trong điều kiện ánh sáng yếu.

Tuy nhiên vẫn có sản phẩm lặn chuyên nghiệp đạt đủ tiêu chuẩn về độ bền, khả năng chống các loại khí nhỏ-nhẹ dưới đáy biển xâm nhập, không có van khí Helium cũng không sao cả (ví dụ như Seiko Tuna). Thậm chí các loại đồng hồ này còn đủ độ bền và độ chống nước tốt hơn hẳn loại có van thoát khí Heli trên bờ lẫn dưới biển.

2. Có mấy loại van xả khí Heli? Cách sử dụng

Van xả khí có thể hoạt động tự động hoặc thủ công.

Đối với loại van khí trong đồng hồ tự động, khi khí Helium đạt đến mức không thể xâm nhập thêm, van xả tự động mở để thoát từ từ khí ra khỏi bộ máy mà không cần thao tác.

Với sản phẩm thủ công sẽ có núm điều chỉnh ngay bên cạnh mặt kính giúp thoát khí Heli ra ngoài. Trong suốt quá trình thực hiện cần đảm bảo thiết bị đã tháo ra khỏi cổ tay. Van xả khí heli không phải có khả năng đối phó với các tình huống giải nén cực nhanh, có thể xảy ra trong khóa hệ thống thông qua vật liệu/y tế.

Van khí Helium đóng vai trò đặc biệt quan trọng với những thiết bị lặn chuyên nghiệp. Nhờ có van xả mà bộ máy đồng hồ chống lại áp suất nặng nề từ môi trường trong lẫn ngoài.

Nếu như bạn không phải là thợ lặn chuyên nghiệp (làm việc ở dưới nước có áp suất lớn hơn 300m) thì không nên và cũng không cần thiết dùng đến đồng hồ lặn có van khí Helium. Thay vào đó, hãy chọn những sản phẩm đồng hồ lặn thông thường, vừa tiết kiệm, vừa dễ mua lại không quá cồng kềnh.

Xem thêm các tính năng độc đáo trên đồng hồ

An Như