Tolózáraz ipari forradalom terméke. Bár egyes szelepkialakítások, mint például a gömbcsapok és a dugós szelepek, már régóta léteznek, a tolózárak évtizedek óta domináns helyet foglalnak el az iparágban, és csak a közelmúltban engedtek át nagy piaci részesedést a gömbcsapoknak és a pillangószelepeknek.

A tolózár és a gömbcsap, a dugós szelep és a pillangószelep közötti különbség az, hogy a záróelem, az úgynevezett tányér, tolózár vagy okklúder, a szelepszár vagy -orsó alján emelkedik ki, elhagyja a vízutat, és belép a szelep tetejébe, az úgynevezett szelepfedélbe, és több fordulatban forog az orsón vagy a tengelyen keresztül. Ezeket a lineáris mozgásban nyíló szelepeket többfordulatos vagy lineáris szelepeknek is nevezik, ellentétben a negyedfordulatos szelepekkel, amelyeknek a szára 90 fokkal elfordul, és normális esetben nem emelkedik fel.

A tolózárak tucatnyi különböző anyagból és nyomásfokozatból kaphatók. Méretük a kézbe illő ½ hüvelykes NPS-től a nagy teherautókhoz való 144 hüvelykes NPS-ig terjed. A tolózárak öntvényekből, kovácsolt anyagokból vagy hegesztéssel gyártott alkatrészekből készülnek, bár az öntvény kialakítása dominál.

A tolózárak egyik legkívánatosabb tulajdonsága, hogy teljesen kinyithatók, kevés akadály vagy súrlódás keletkezik az áramlási nyílásokban. A nyitott tolózár által biztosított áramlási ellenállás nagyjából megegyezik egy azonos méretű csőszakasszal. Ezért a tolózárakat továbbra is erősen figyelembe veszik elzáró vagy nyitó/záró alkalmazásokhoz. Egyes szelep-nómenklatúrákban a tolózárakat gömbcsapoknak nevezik.

A tolózárak általában nem alkalmasak áramlás szabályozására, illetve a teljesen nyitott vagy teljesen zárt állástól eltérő irányú működésre. A részben nyitott tolózár használata az áramlás fojtására vagy szabályozására károsíthatja a szeleptányért vagy a szelepülék-gyűrűt, mivel egy részben nyitott áramlási környezetben, amely turbulenciát okoz, a szelepülék felületei ütköznek egymással.

Tolózár típus

Kívülről a legtöbb tolózár hasonlónak tűnik. Azonban számos különböző kialakítási lehetőség létezik. A legtöbb tolózár egy házból és egy fedélből áll, amely egy záróelemet, az úgynevezett tárcsát vagy zárófület tartalmaz. A záróelem a fedélen áthaladó szárhoz, végül pedig a kézikerékhez vagy más, a szárat működtető meghajtáshoz van csatlakoztatva. A szelepszár körüli nyomást a tömítés szabályozza, amelyet a tömítési területre vagy kamrába nyomnak össze.

A tolózár tányérjának mozgása a szelepszáron határozza meg, hogy a szelepszár felemelkedik-e vagy becsavarodik-e a szeleptányérba nyitás közben. Ez a reakció határozza meg a tolózárak két fő szelepszár/tányér típusát is: emelkedő szelepszár és nem emelkedő szelepszár (NRS). Az emelkedő szelepszár a legnépszerűbb szelepszár/tányér kialakítás az ipari piacon, míg a nem emelkedő szelepszár régóta kedvelt a vízművek és a csővezeték-ipar számára. Néhány hajózási alkalmazás, amely még mindig tolózárakat használ, és kis hellyel rendelkezik, szintén az NRS típust használja.

Az ipari szelepek leggyakoribb szelepszár/fedél kialakítása a külső menetes és kengyeles (OS&Y). Az OS&Y kialakítás alkalmasabb korrozív környezetekhez, mivel a menetek a folyadéktömítési területen kívül helyezkednek el. Abban különbözik a többi kialakítástól, hogy a kézikerék a kengyel tetején lévő perselyhez van rögzítve, nem magához a szelepszárhoz, így a kézikerék nem emelkedik fel, amikor a szelep nyitott állapotban van.

Kapuszelep-piac szegmentációja

Bár az elmúlt 50 évben a derékszögű forgószelepek nagy részesedést foglaltak el a tolózárak piacán, egyes iparágak, köztük az olaj- és gázipar, továbbra is nagymértékben támaszkodnak rájuk. Bár a gömbcsapok fejlődésen mentek keresztül a földgázvezetékekben, a nyersolaj- vagy folyékony halmazállapotú csővezetékekben továbbra is a párhuzamosan illeszkedő tolózárak a leggyakoribbak.

Nagyobb méretek esetén a finomítóiparban a legtöbb alkalmazáshoz továbbra is a tolózárak a fő választás. A robusztus kialakítás és a teljes tulajdonlási költség (beleértve a karbantartás gazdaságosságát is) ennek a hagyományos kialakításnak a kívánatos pontjai.

Alkalmazás szempontjából számos finomítói folyamat magasabb hőmérsékletet alkalmaz, mint a teflon biztonságos üzemi hőmérséklete, amely az úszó gömbcsapok fő szelepülékanyaga. A nagy teljesítményű pillangószelepek és a fémtömítésű gömbcsapok egyre nagyobb mértékben terjednek el a finomítói alkalmazásokban, bár teljes tulajdonlási költségük általában magasabb, mint a tolózáraké.

A vízműipart továbbra is a vas tolózárak uralják. Még földalatti alkalmazásokban is viszonylag olcsók és tartósak.

Az energiaipar felhasználjaötvözött tolózáraknagyon magas nyomású és hőmérsékletű alkalmazásokhoz. Bár az erőművekben találtak néhány újabb Y-típusú gömbcsapot és fémülékes gömbcsapot, amelyeket elzáró üzemekre terveztek, a tolózárakat továbbra is előnyben részesítik az erőműtervezők és -üzemeltetők.