Преди изобретяването си, месингови инструменти са ограничени до естествените хармонични серии, които принудиха играчите да работят в рамките на един пресилен набор и разчитат на алтернативни мути или мошеници да променят ключовете. Въвеждането на клапата в началото на 19 век фундаментално променяне на инструмента за качество, позволявайки бързи, точни промени в терена в целия хроматичен спектър. Тази статия изследва механиката зад тази трансформация: как работи клапата системи, разликите между големите дизайни и това, което всеки играч и техник трябва да знаят за тяхната грижа и влияние върху звука.

Кратка история на клапите в инструменти за сутиен

В продължение на векове, месингови инструменти разчитаха единствено на естествените хармонични серия. Играчите можеха да произвеждат само бележки от надмощие серията на инструмента . Основи на основните терена, които ги ограничаваха до един мащаб. Изобретяването на клапата в началото на 19 век . Това откритие доведе до развитието на съвременни тромпет, рогове, флегелхорн, френски рогове, еуфониуми и туби, трансформирайки ролята на месинг в оркестри, ленти, и соло изпълнение.

Най-ранните патенти на клапата бяха за кранчето . . и . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Как клапите променят въздушната колона

В основата си клапанът действа като превключвател, който пренасочва въздушния поток през отклонителна тръба. Когато клапанът не е натиснат, въздухът се движи право през главния бор. Активирането на клапана отваря портове, които включват допълнителна дължина на тръбата, ефективно удължаване на инструмента. Тъй като терена е обратно свързан с дължината на тръбата, по-дълга колона произвежда по-ниска нота. Точният интервал, че един клапан намалява терена зависи от дължината на добавената тръба. Например, на типична тръба, вторият клапан добавя достатъчно тръби, за да се намали терена един semitone, първият клапан го намалява два semitones, и третата клапа го намалява три semitones.

Тази система позволява на играчите да комбинират клапани за всяка хроматична нотка в рамките на инструмента. Например, натискането на първата и втората клапа заедно добавя дължина на тръбите и на двата клапана, намаляване на терена с три semitones (минимална трета). Разбиране как всяка комбинация засяга терена е от съществено значение за точна интонация, особено след като някои комбинации са леко остри поради физиката на отворените и затворени тръби.

Видове клапи: Piston vs. Rotary vs. Други

Пистън Валвес

Piston valves are the most common type, found on trumpets, cornets, flugelhorns, many tubas, and some early design euphoniums. They consist of a cylindrical piston that moves vertically inside a sealed casing. Each piston contains three or four ports (holes) that align with the casing’s openings when the valve is up (closed) or down (pressed). When the player pushes the button, a spring-loaded mechanism drives the piston downward, rerouting the air through the auxiliary tubing. Releasing the button returns the piston to its original position via the spring.

Предимства на бутачните клапани включват бързо действие и положителна тактилна обратна връзка, което ги прави идеални за бързи проходи. Въпреки това, те изискват точно вертикално подравняване и редовно смазване, за да се избегне залепване. Най-модерните бутала са изработени от никел-сребър или неръждаема стомана, за да се устои на корозия и износване. Дизайнът е здрав, но може да бъде податлив на мръсотия или отломки, които заглушава буталото в корпуса.

Ротиращи се клапи

Ротационните клапани са често срещани на френски рога и много оркестри. Вместо да се движат нагоре и надолу, а кът за движение с два или три прохода . Когато roatto се върти (обикновено от лост-задвижвано boots), въздушният път прекъсва от основната бъчва към допълнителната тръба. Ротарни клапани предлагат много гладка, нискоустойчив въздушен поток, защото пристанищата могат да бъдат по-големи и завоите по-малко рязко. Това ги прави предпочитани за легато игра и мелан тон цветове.

Ротационните клапани изискват много висока прецизност в производството. Разчистването между щангата и корпуса е изключително тясно, измервано в стотни от милиметъра. С течение на времето, роторното износване може да предизвика изтичане на въздух, което намалява тонуса и реакцията. Поддържането включва периодично разглобяване, почистване и прилагане на лекото роторно масло.

Виена и други типове клапи

По-малко често срещан, но исторически значим е Виенският клапан (наричан още "не се използва" . или "Виенски кран" . Той съчетава две противоположни бутала, които се плъзгат заедно, предлага уникални усещания и малко различни звукови свойства. Освен това, някои много ранни инструменти, използвани .box . или . Stölzel . Victorian, но важни стъпкови камъни в еволюцията на клапите. Модерните двойни пистън клапи все още се използват на някои исторически инструменти за възпроизвеждане и от време на време на нови потребителски рога.

Докато буталото и ротираните дизайни доминират на пазара, производителите продължават да изследват хибридни системи (напр. аксиални дебитни клапани), за да комбинират предимствата на двете. За повечето играчи изборът между буталото и въртенето се свежда до типа инструмент, личните предпочитания и музикалния контекст.

Механика вътре в клапата

За да се разбере напълно как работи клапанът, е полезно да се визуализира вътрешния път. В бутало клапан, има три или четири порта пробити през буталото при 90-градусови ъгли. Когато клапанът е в покой (не натиснат), портовете подредени, за да се позволи въздухът да тече направо през главния бор. Когато буталото е депресиран, пристанищата подредени с различни отвори корпус, които се свързват с екстра-неутружената верига. Това често се описва като U-обрат през добавените . И обратно към основната бормашина.

Ротационните клапани използват ротор с един непрекъснат проход, който се извива през ротора. В неутрално положение проходът се нарежда с основния бор. Въртенето на ротора на четвърт оборот носи преминаването в съответствие с байпасната тръба. Действието е гладко, но изисква механична връзка. Тъй като въздушната пътека през въртящ се клапан е по-дълга и включва два 90-градусови завоя, някои играчи смятат, че той въвежда повече съпротивление от добре проектиран бутателен клапан.

Въздушна траектория и точност на стиковете

Промяната на дължината на колоната с фиксирана сума (напр. добавяне на дължина на тръбите, която трябва да намали фундаменталното с една стъпка) работи перфектно само когато клапанът се използва самостоятелно. Когато два или три клапи се натискат едновременно, комбинираните дължини на тръбите често произвеждат теч, който е леко остър. Това е така, защото добавените сегменти на тръбите взаимодействат помежду си и основната бор по нелинеен начин. За да компенсират, някои инструменти включват четвърти клапан (особено на туби и еуфониуми) или използват компенсационна система, която добавя допълнителни тръби автоматично, когато се използват определени комбинации.

Друг механичен фактор е ефектът на готварската клапа. Промените в площта на напречното сечение и резки промени в посоката могат да създадат турбуленция. Производителите оформят портовете, шъмфер ръбовете, а понякога и разширяват бора през клапата, за да минимизират този ефект. Добре проектираният клапанен блок допринася за свободното усещане и последователна реакция през целия диапазон.

Разбиране на комбинациите от клапи и интонация

Най-често срещаният компромис включва третия клапан, който на много инструменти произвежда леко остър нисък C# и D, когато се използва само. Добавянето на спусък или регулируем пръстен кутре към третия клап плъзгане дава възможност на играча да извади леко плъзгането и изравняват терена. На професионалните туби и euphoniums, четвъртия клапан е стандартен, което позволява по-добро настройка за ниски нотки и премахване на необходимостта от определени остри комбинации.

Компенсиращите системи са неразделна част от много британски еуфониуми и някои туби. В компенсационен инструмент, четвъртият клапан маршрути въздух чрез допълнителни тунингови вериги, когато се натисне в комбинация с други, автоматично коригиране за грешки в стъблата. Този дизайн е често срещан в Besson и Yamaha компенсира euphoniums и се счита за от съществено значение за точно ниския регистър игра.

Поддръжка и отстраняване на клапата

Редовната поддръжка осигурява гладко действие, надеждно запечатване и дълъг живот.

Почистване и смазване

Пистън клапи трябва да се почистват на всеки няколко месеца. Премахнете клапана, избършете го с кърпа без мъх и почистете корпуса с клапан почистващ прът и мека сапунена вода. След сушенето, нанесете тънък слой от клапа (отдаден на бутало) и въведете внимателно, за да избегнете надраскването на метала. Използвайте само масла, предназначени за месингови клапи за инструменти.Генералните маслени материали могат да задъхват произведенията.

Ротационните клапани изискват разглобяване на връзката и отстраняване на ротора. Почистете ротора и корпуса с разтворител (като дестилиран алкохол) за отстраняване на старо масло и отломки. Сглобете с много лек слой роторно масло. Настройте връзката така, че роторът спира точно на отворени и затворени позиции.

Общи проблеми и поправки

  • Стики клапи: Обикновено се причинява от мръсотия, старо масло, или зимна кондензация. Чист и преопресняване. Ако залепването продължава, проверете за бури или повреди на буталото.
  • Слабо действие:[ Често се дължи на екстра-тикова масло или износени пружини. Замяна на пружините, ако те са отслабени, и да разгледа по-леко масло за по-бързо действие.
  • Изтеклият въздух: Изтичанията причиняват надутост и загуба на високи ноти. Те могат да се дължат на износени бутала/ротори, повредени опори или разместени портове. В тежки случаи клапата може да се нуждае от професионално крещене или замяна.
  • Вълве дрънкалка: Обикновено от хлабав бутон или пружина. Затегнете стъблото и се гарантира, че пружината не се размотава в обвивката.
  • Разлики на подравняване: Пистън клапите трябва да се съгласуват перфектно с портовете. Много производители маркират клапана с точка или брой; неправилна ориентация произвежда слаб отговор и слаб интонация.

Кога да се търси професионален ремонт

Ако едно просто почистване не разреши лепкав или изтичане клапа, вземете инструмента на квалифициран ремонтен техник. Опит за полиране на бутало с прекомерна сила може да премахне метал и влошава годния. По същия начин, замяна роторни лагери или коригиране на връзката разрешения е най-добре да се остави на професионалистите. Годишна поддръжка от техник се препоръчва за всеки инструмент, използван редовно.

Как дизайнът на клапата влияе на звука и на възможността за игра

Повечето съвременни тромпети използват бутала с монолитно покритие (с никелова сплав), защото са твърди и устойчиви на корозия. Буталата с месинг понякога се използват върху инструменти с винтидж стил, предлагащи леко по-топъл звук, но по-малко издръжливост. Снабдената с кранче захващане с вътрешен диаметър директно влияе върху горнище на рога. По-голяма борова намалява съпротивлението, но изисква повече въздушна поддръжка, докато по-малката борова може да произвежда по-фокусиран звук с по-малко усилия.

Ротационните клапи значително засягат реакцията на френския рог. Вътрешният проход трябва да бъде внимателно оформен, за да се избегне турбуленция. Много от най-високо-тежките рога използват никел-сребърни вертолети с прецизното прочистване. В системата за подвързване (низ или механизъм) се въвежда леко забавяне в сравнение с прякото бутало, но много играчи на рога смятат това за незначително, когато инструментът е създаден правилно.

Отвъд материалите, поставянето на клапаните спрямо мундщука и звънеца също влияе на интонацията. В някои инструменти третият клапан се поставя с по-дълъг катетър, за да се изравни резката комбинация от трети клапи. Такива решения за дизайн отразяват подхода на производителя към равновесие и игралност.

Съвременни иновации в клапите

Последните десетилетия са виждали подобрения в клапата действие чрез напреднало производство. Компютърен числен контрол (CNC) машина сега произвежда бутала и вертикален материал с микроскопични допустими отклонения. Това намалява необходимостта от гоненене на клапа (ръкополагане) и набира по-последователни инструменти. Някои производители са въвели въглеродни влакна или полимерни компоненти за намаляване на теглото, въпреки че те все още не са основни. Електронни помощни средства . Като сензори, които не могат да се закрепят клапа позиция . Използват се в преподаване и изследвания, но не инструмент за производство в момента ги използва за замяна на механични клапани.

Друга иновация е системата горно-желязно-сферични или ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Външни ресурси за по-нататъшно четене

Заключение

Разбирането на механиката на клапа операция дава възможност на играчите да направят информиран избор за своите инструменти, диагностициране проблеми, и изпълнява в най-добрия си. От простия, но ефективен бутален клапан към елегантния ротативен механизъм, дизайнът на клапата е комбинация от физика, изработка, и ергономичност. Чрез поддържане на клапани чисти, правилно смазвани, и правилно коригирани, музикантите могат да гарантират, че техния инструмент отговаря надеждно в продължение на години на възнаграждаване практика и изпълнение. Продължителната еволюция на клапи технология обещава още по-голяма прецизност и лекота, но основните принципи остават същите: пренасочване на въздуха чрез допълнителни подреждания за разширяване на хроматичните възможности на инструмента.