Мембра́нный кла́пан, вид линейного клапана, функционирующий с помощью гибкой мембраны. Мембранный клапан используется для работы с волокнистыми суспензиями, агрессивными и другими жидкостями, которые должны оставаться свободными от загрязнений, а также для управления потоками жидкостей, содержащих твёрдые частицы.

Выпускаются два основных типа мембранных клапанов – плотинный и прямоточный. Базовая конструкция обоих клапанов идентична, за исключением корпуса и диафрагмы. Мембранные клапаны плотинного типа лучше поддаются дросселированию, чем прямоточные, поскольку имеют конструкцию быстрооткрывающегося клапана, которая подходит как для общего применения, так и для сложных абразивных процессов. Корпус плотинного типа имеет приподнятую кромку, с которой соприкасается диафрагма. В клапанах плотинного типа используется диафрагма меньшего размера, материал может быть более тяжёлым, потому что клапан может использоваться для работы под высоким давлением и вакуумом. Чтобы создать относительно небольшое отверстие в центре клапана, первое увеличение хода штока поднимает внутреннюю часть компрессора, который заставляет подниматься только центральную часть диафрагмы. Как только внутренний компрессор открывается, внешняя часть компрессора поднимается вместе с внутренним компрессором. Корпусы плотинного типа подходят для работы с опасными жидкостями или газами, поскольку в случае выхода из строя мембраны опасные материалы не будут попадать в окружающую систему.

Прямоточный тип используется, когда направление потока внутри системы меняется. Корпус такой конструкции имеет плоское дно, параллельное направлению потока. Это позволяет потоку проходить через клапан без каких-либо серьезных препятствий.

Привод клапана запускает в действие шток и диск, открывая и закрывая клапан. Существует несколько типов приводов, использующихся в зависимости от потребностей системы, как, например, наличие крутящего момента, необходимого для приведения клапана в действие.

Ручные мембранные клапаны регулируют расход жидкости за счёт контроля перепада давления через клапан. Маховик вращается до тех пор, пока через систему не пройдёт желаемое количество жидкости. Для запуска и остановки маховик поворачивается до тех пор, пока компрессор либо не прижмёт мембрану к нижней части корпуса клапана, чтобы остановить поток, либо не поднимет нижнюю часть до такого уровня, чтобы поток мог пройти через неё. Приводы с ручным управлением не являются автоматическими, используются в удалённых системах, которые не имеют доступа к источнику питания.

Приводы с электродвигателями обеспечивают ручное, полуавтоматическое и автоматизированное управление клапаном. Высокоскоростной двигатель обычно является реверсивным и используется для функций открытия и закрытия. Привод соединён через зубчатую передачу для уменьшения частоты вращения двигателя и тем самым – увеличения крутящего момента. Привод приводится в действие либо положением клапана, либо крутящим моментом двигателя. Может быть предусмотрен концевой выключатель для автоматической остановки двигателя при полностью открытом и полностью закрытом режимах.

Клапаны с пневматическим приводом могут быть автоматическими и полуавтоматическими. Они функционируют путём преобразования воздушного сигнала в движение штока клапана под давлением воздуха, действующим на мембрану или поршень. Эти приводы также используют пружину и могут быть сконструированы различными способами, такими как использование давления воздуха для открытия клапана и давления пружины – для закрытия клапана или наоборот.

Гидравлические приводы обеспечивают полуавтоматическое или автоматическое позиционирование клапана. Они используются, когда для открытия клапана требуется большое усилие, например главного парового клапана. При отсутствии давления жидкости усилие пружины удерживает клапан в закрытом положении. Жидкость поступает в камеру, изменяя давление. Когда усилие гидравлической жидкости превышает усилие пружины, поршень перемещается вверх и клапан открывается. Чтобы закрыть клапан, гидравлическая жидкость (например, вода или масло) подается на одну сторону поршня, в то время как другая сторона сливается или стравливается. Гидравлические приводы доступны в широком диапазоне размеров и экономичны при использовании как в системе клапанов, так и одного клапана.

Клапаны с термическим приводом приводятся в действие в зависимости от заданного значения температуры, чтобы, например, непрерывно регулировать подачу горячей воды к радиатору, обогревающему помещение. Термический привод состоит из чувствительного к температуре материала, герметизированного внутри корпуса мембраной, которая нажимает на пробку для перемещения поршня внутри направляющей. Поскольку термоклапан не требует подачи электроэнергии, устройство невосприимчиво к перебоям в подаче электроэнергии и опасным событиям, таким как короткие замыкания. Таким образом, надёжность и безопасность повышаются в сравнении с традиционной установкой.

При выборе привода важно учитывать выходную мощность, которая должна быть достаточной для преодоления сопротивления и обеспечения открытия клапана и высокой степени его герметизации. Мембранные клапаны нашли широкое применение в фармацевтической, пищевой электронной и целлюлозно-бумажной промышленности, в энергетике и в системах водоснабжения.