За медничке играче, клапан је врата до хроматичке слободе. Пре његовог изумирања, медни инструменти су били ограничени на природни хармонички серије, ограничење које је приморило играче да раде у једном набор овертона и ослањају се на алтернативне глумце или кривове за мењање кључева. Увеђење клапана у раном 19. веку фундаментално је променило могућности инструмента, омогућавајући брзе, прецизне промене тачке широм целог хроматичког спектра. Овај чланак истражује механику иза те трансформације: како функционишу системе клапана, разлике између великих дизајна и шта сваки играч и техничар треба да зна о својој брига и утицају на звук.

Кратка историја клапана у медни инструменти

Вековима, медни инструменти су се ослањали искључиво на природни хармонички серије. Играчи су могли да произведе ноте само из серије овертона фундаменталног звука инструмента, што их је ограничило на једну скалу. Изум клапана у раном 19. веку је приписан Хејнриху Столзелу и Фридрих Блухмелу око 1814 године.

Најранији патенти на клапани су били за клапан box и клапан Stölzel, који су користили пружно загружен пистон који се слизао на страни. Ове ране механизме су биле склоне крену и захтевале константно одржавање, али су доказали концепт.

Како клапа мењају ваздушни колону

У свом срцу, клапан делује као прекидач који преусправља ваздух кроз дугачку петљу цевице. Када клапан није притиснут, ваздух путује директно кроз главну дугу. Активација клапана отвара портове који укључују додатну дужину цевице, ефикасно продужавајући инструмент. Пошто је густовина обратно повезана са дужином цевице, дужи колона производи ниску ноту. Точни интервал да клапан смањује густовина зависи од дужине додате цевице. На пример, на типичном трубице, други клапан додаје густовина довољно да смањи густовина један полутоном, први клапан га смањује два полутона, а трећи клапан га смањује три полутона.

Овај систем омогућава играчима да комбинују клапане за сваку хроматичку ноту у распону инструмента. На пример, притискање прве и друге клапане заједно додаје дужине цевица оба клапа, смањујући звук за три полутоне (невероватно трећине).

Типови клапана: Пистон против ротари против других

Улазнице за пистон

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.

Предности пистона клапана укључују брзу акцију и позитивну тактилну обратну реакцију, што их чини идеалним за брзе пролазе. Међутим, захтевају прецизну вертикалну упоређивање и редовну смазну за избегавање залепљења. Већина модерних клапана пистона је направљена од никело-сребра или нерђајућег челика да би се опекла корозија и зноје. Дизајн је чврст, али може бити осетљив на прљави или одломке који заглављају пистона у кућу.

Ротарни клапани

Ротативни клапани су уобичајени на француским роговима и многим оркестарским трубима. Уместо да се креће горе и надолу, ротор је кратки цилиндр са два или три пролаза. Када се ротор окреће (обично повезањем са леваром), ваздушни пут се прелази из главне дупе на додатну трубу. Ротативни клапани нуде веома гладан, нискоупрекорен ваздушни поток јер су портови већи и окретају се мање резко.

Ротативни клапани захтевају веома високу прецизност у производњи. Пространа између ротора и његовог корпуса је изузетно тесначесто се мери у стотинамимилетара.

Вена и други типови клапана

Мање заједнички, али историјски значајан је Вијењски клапан (назован је и двоструки-пистон или вијењски трубни клапан). Комбинује два супротна пистона који се слизују заједно, пружајући јединствен осећај и мало различите акустичке својства.

Док су пистон и ротативни дизајн доминирали на тржишту, произвођачи настављају да истражују хибридна система (на пример, аксиални клапани потока) како би комбиновали предности обоје.

Механика унутар кутија клапа

Да би се потпуно схватило како клапан функционише, корисно је визуализовати унутрашњи пут. У клапани за пистон постоје три или четири порта пробијена кроз пистон на углу од 90 степени. Када је клапан у спокојству (не притиснут), порти се упоређују како би ваздух могао да тече директно кроз главну дупу. Када је пистон притиснут, порти се упоређују са различитим отворцима куповине који се повезују са додатним цевком за трубе. Ово се често описује као У-верта кроз додату тубу и назад у главну дупу.

Ротативни клапани користе ротор са једном континуираним пролазом који се крива кроз ротор. У неутралној позицији, пролаз се линира са главном ротором. Ротирајући ротор четврт окрета доводи до пролаза у уравну са обојним цевицама. Акција је гладка, али захтева механичку повезаност.

Точност ваздушног пута и дужности дугња

Промена дужине ваздушне колоне фиксираним количином (на пример, додавање дужине цевице која би требало да смањи фундаментални за цео корак) савршено функционише само када се клапан користи сам. Када се два или три клапана притисне истовремено, комбиноване дужине цевице често производе мало оштру удару. То је зато што додате сегменти цевице међусобно сарађују и главна роба на нелинеарни начин.

Други механички фактор је вентури ефекат на клапановим портима. Промене у пресекну површину и ненадељне промене правке могу створити турбуленцију. Произвођачи обликују портове, чемире и понекад проширују пробој кроз клапан како би се то смањило. Добро дизајниран блок клапана доприноси осећају слободног пуцања и конзистентној одговору широм целог опсега.

Понимање комбинација клапа и интонације

Играчи брзо науче да нису све комбинације клапана створено једнаке. Најчешћи компромис укључује трећи клапан, који на многим инструментима производи мало оштре ниске C# и D када се користи сама. Додавање гацача или прилагодљивог прстенка на трећи клапански слайд даје играчу могућност да мало извуче слайд и изравни талу. На професионалним тубама и еуфонијама, четврти клапан је стандардан, омогућавајући боље наклоњење за ниске ноте и елиминишући потребу за одређене оштре комбинације.

Компенсациони системи су интегрални део многих британских еуфонија и неких туба. У компенисационом инструменту, четврти клапан пушта ваздух кроз додатне дупе наглављања када се притисне у комбинацији са другима, аутоматски исправљајући грешке у пич.

Удржбљење клапана и рјешавање проблема

Чак и најфинији механизам клапа ће се разградити без одговарајуће брига.

Чишћење и смањење

ФЛТ:0 Пстионски клапани треба чистити сваких неколико месеци. Уведите клапан, исчистите га са масном ткивом и чистите кућу клапаном чишћењем и благом сапунном водом. Након сушења, нанесете танки слој клапаног уља (посвећено клапанима) и пажљиво поново унесете да избегнете подразне метале.

Роторијски клапани захтевају развод вртења и уклањање ротора. Чистите ротор и кућу растворачем (као што је денатурисан алкохол) за уклањање старог уља и одломка. Повторимо се врло лаким слојем роторског уља.

Уобичајени проблеми и решења

  • ФЛТ:0 Ћискави клапани: ФЛТ:1 Обично узроковани прљавом, старим уљем или зимском кондензацијом. Чисти и релубрикатирајте.
  • ФЛТ:0 Слабо деловање: ФЛТ:1 Често због екстра-дебелог уља или исцрпљених пруга. Замените пруге ако су ослабљене, и размислите о лакшем уљем за брже деловање.
  • ФЛТ:0 Лике ваздуха: ФЛТ:1 Лике узрокују заглавивање и губитак високих нота. Они могу бити резултат зношених пистона / ротора, оштећених борова куће или погрешних портова. У тешким случајевима, клапан може бити потребан професионалном реамингу или замене.
  • ФЛТ:0]]Валва реше:ФЛТ:1]] Обично из ласег дугмета или пруге.
  • ФЛТ:0 Проблеми у усаглашавању: ФЛТ: 1 Пстионски клапани морају се савршено усагласити са портима. Многи произвођачи означују клапан точком или бројем; погрешна оријентација производи лош одговор и слабу интонацију.

Када тражити професионални поправка

Ако једноставно чишћење не реши лепив или протекајући клапан, одведите инструмент квалификованом техничарку за поправку. Покушајући да полирате пистона прекомерном снагом може уклонити метал и погоршити приклопаност.

Како дизајн клапа утиче на звук и играње

Материјал клапана и димензије порта обликују општог отпорности и тоналног карактера инструмента. Већина модерних труба користи монелни пистоне (никело-медни сплав) јер су тврде и отпорно на корозију. Медни пистони се понекад користе на инструментама у вентежној стилу, пружајући мало топлију звук, али мање издржљивост.

Резонанс ротационих клапана значајно утиче на одговор француских рогова. Внутарни пролаз ротора мора бити пажљиво обликован како би се избегла турбуленција. Многи рогови на врху употребе никел-среброви ротори са прецизним очишћењем.

Осим материјала, постављање клапана у односу на устину и звона такође утиче на интонацију. У неким инструментима, трећи клапан се поставља са дужим настройним слидом како би се помогла у изравнивању оштре треће комбинације клапана.

Савремени иновације у механизмима клапана

Последње деценије су видели побољшање у делу клапа кроз напредну производњу. Компјутерска нумеричка контрола (ЦНЦ) обрађивање сада производи пистоне и роторе са микроскопским толеранцијама. Ово смањује потребу за лапинг (ручна приспособљања) и даје поједноставније инструменте. Неки произвођачи су увели угљенске влакна или полимерне компоненте за смањење тежине, иако ово још нису у мејнстрим.

Друга иновација је аир превара или ави систем на неким ротативним клапанима, који смањује заустављање како би се смањила бука и зној. За клапане пистона, нови пружни материјали (на пример, нерђајући челик и покривене пруге) побољшавају дуговечност и смањују звуке пинг.

Извъншњи ресурси за даље читање

  • У водичи на медни инструментални клапани Јамаха пружа јасне дијаграме пистона и ротације.
  • У Википедији је члан о медничким инструментима ФЛТ: 1 садржи детаљну историју развоја клапа.
  • ФЛТ:0]]Препорна техничарски поглед [[ФЛТ:1]]: Блог Брас Ресурс објашњава заједничке проблеме клапа и стратегии одржавања куће. [[ФЛТ:2]]Погледајте водич за брисану заштиту клапа [[ФЛТ:3]].
  • ФЛТ:0 Хорн Матерс нуди дубоку погрузну у науку о ротативним клапанима и француском поставку рота.
  • ФЛТ:0 Компенсациони системи објашњени: Међународна асоцијација туба и еуфонија има технички чланак о томе како компензационе клапане раде у еуфонијама и тубама.

Закључ

Размишљање механике рада клапа омогућава музичарима да доносе информисане одлуке о својим инструментима, дијагностицирају проблеме и обављају најбоље. Од једноставне, али ефикасне клапане за пистон до елегантног ротационог механизма, дизајн клапа је мешавина физике, радова и ергономике. Сочувањем клапана чистих, правилно смазан и правилно прилагођен, музичари могу осигурати да њихов инструмент наносно реагује на године наградног вежбања и перформансе.