Мембраны (или диафрагмы) для клапанов позволяют управлять напором перемещающейся по трубопроводу жидкости или газа, перекрывая просвет в канале. Так же они работают в трубопроводной системе в качестве уплотняющего материала. Их укладывают между корпусом и крышкой клапана, создавая надежное препятствие между работающими частями клапана и внешней средой. Клапанная мембрана уплотняет внутренние узлы клапана, обеспечивая его герметичность.

Мембрана представляет собой тонкую эластичную перегородку определенной конфигурации, разделяющую две среды с различным атмосферным давлением. Благодаря особенной форме поверхности, а также эластичности, мембрана может регулировать давление внутри арматуры при движении подвижной части клапана. Этот момент легче всего объяснить на примере работы нормально закрытого электромагнитного клапана (в первоначальном состоянии клапан закрыт, перекрывает рабочую среду)

Рис.1. Чертеж электромагнитного клапана.

В закрытом состоянии сердечник (плунжер, шток) закрывает пилотное отверстие, следовательно давление агента на входе в клапан выше, чем давление на выходе, то есть давление над мембраной выше, чем под мембраной. За счет этого она и удерживается в седле, перекрывая поток рабочей среды.

При подаче тока на катушку (соленоид) появляется магнитное поле. Поле действует на сердечник, и он втягивается в соленоид - пилотное отверстие открывается. Давление над мембраной падает, и она под воздействием среды с более высоким входным давлением выталкивает клапан, открывая путь потоку жидкости или газа. Давление в трубопроводе стравливается через перепускное отверстие, диафрагма (мембрана) находится в равновесии.

При отключении тока сердечник перекрывает пилотное отверстие, давление на выходе из клапана резко падает. Более высокое давление рабочей среды припечатывает мембрану к седлу и электромагнитный клапан закрывается.

Мембраны используются в различных видах клапанов: электромагнитных, предохранительных, регулирующих, запорных, а также запорно-регулирующих. Мембрана для клапанов может перекрывать движение агента по трубопроводам, может регулировать давление в системе, а также служить предохранителем в сбросной системе (такая мембрана рвется и сбрасывает давление, превышающее критическое значение).

В зависимости от среды, в которой предстоит «работать» мембране, она изготавливается из разных материалов. Это может быть и этиленпропиленовый каучук., и хлорсульфированный полиэтилен, и фторкаучук. Зачастую материалы совмещают, используя плюсы различных полимеров в двухслойных мембранах.

Для клапанов, работающих в слабоагрессивных средах подойдет мембрана армированная EPDM. Этиленпропилендиеновый каучук (EPDM) обладает высокой стойкостью к нагреву, низкой склонностью к старению и изнашиваемости. Мембрана EPDM прекрасно справляется с воздействием слабых кислот и щелочей, красок, растворителей, однако, совершенно не пригодна к использованию в среде нефтепродуктов. Также следует обратить внимание, что при работе клапана с EPDM-мембраной в высокотемпературной среде, срок службы мембраны сокращается.

Более усовершенствованным материалом считается двухкомпонентная PTFE/EPDM мембрана для клапанов мембранных различного диаметра. Такие мембраны используются в фармацевтической промышленности, где крайне важны показатели стойкости к химическим реагентам. Мембрана PTFE/EPDM сочетает в себе эластичность этиленпропилендиенового каучука и высокую изностостойкость фторопласта при температурных нагрузках. То есть использовать ее рекомендуют инженерных сетях, работающих при высоких температурах.