Geometrija kalema hidrauličnog ventila određuje njegovu performansu zaptivanja, karakteristiku protoka i pogodnost za različite primene. Tri strukture kalemova dominiraju industrijskom hidraulikom, svaka sa izrazitim prednostima.
Klizni kolutni ventilikoristite cilindrični kalem koji se kreće unutar preciznog provrta. Prstenasti otvor između zemlje kalema i ruba otvora kućišta ventila stvara promjenjivi otvor. Protok kroz ovaj otvor prati dobro poznatu vezu Q=Cd × πD × x × √(2Δp/ρ), gdje je Cd koeficijent pražnjenja, D je prečnik kalema, x je pomak kalema, Δp je pad pritiska, a ρ je gustina ulja. Budući da je protok proporcionalan pomaku kalema pomnoženog s kvadratnim korijenom diferencijalnog tlaka, klizni ventili na kalem pružaju glatku, proporcionalnu kontrolu protoka - zbog čega gotovo svi usmjereni ventili i proporcionalni usmjereni ventili Rexroth tipa koriste ovu strukturu.
Ključno ograničenje kliznih ventila je unutrašnje curenje. Zazor od kalema do otvora (obično 3-8 μm radijalno) stvara put curenja koji nikada u potpunosti ne zatvara. Za aplikacije koje zahtijevaju potpuno zatvaranje bez curenja, poželjni su ventili s klapnama.
Poppet (konusni) ventilipostići zaptivanje kroz konusno sjedište metal-metal. Kada je zatvoren, konus se pritiska na odgovarajuću površinu sedišta, obezbeđujući skoro nula curenja. Ovo čini klapne ventile standardnom strukturom za dvosmjerne kertridž ventile (logičke elemente), pilotske nepovratne ventile i glavne stupnjeve ventila za smanjenje pritiska. Kompromis je u tome što su klapni ventili inherentno usmjereni - zatvaraju samo u jednom smjeru osim ako se mehanički drže otvorenim.
Kuglasti ventilikoristite sferni zaptivni element koji se nalazi na konusnoj ili ravnoj površini. Sferna geometrija pruža samocentrirajuće djelovanje, brzu reakciju i odličnu otpornost na kontaminaciju u usporedbi s dizajnom kliznih kalemova. Kuglasti nepovratni ventili se široko koriste u krugovima s malim otvorom, visokotlačnim aplikacijama u slijepoj ulici i kao pilot elementi u složenim hidrauličkim razdjelnicima. Njihovo glavno ograničenje je ograničen kapacitet protoka zbog male efektivne površine protoka oko lopte.
Za odabir ventila, izbor materijala je također važan. Kalumi su obično kaljeni čelik ili nitrirani čelik; Sjedišta mogu biti čelik na čelik (izdržljiva, ali nulta tolerancija na kontaminaciju) ili sadržavati meke zaptivke kao što su NBR ili FKM za poboljšano zaptivanje niskog pritiska.
