Клапан, в машиностроении — устройство для управления потоком жидкостей (жидкостей, газов, суспензий) в трубе или другом корпусе. Управление осуществляется с помощью подвижного элемента, который открывает, закрывает или частично перекрывает отверстие в проходе. Клапаны бывают семи основных типов: шаровые, шиберные, игольчатые, плунжерные (кран), бабочки, маковки и золотниковые.
В шаровом клапане, изображенном на рисунке (крайний слева), подвижный элемент М может представлять собой коническую пробку или диск, устанавливаемый на седло в корпусе клапана; на диск может быть надета сменная резиновая или кожаная шайба, как в бытовом водопроводном кране. В задвижке подвижный элемент представляет собой клиновидный диск, который прилегает к двум коническим поверхностям в корпусе клапана. Игольчатый клапан имеет длинную коническую иглу, помещенную в коническое седло.
Затворный клапан, или кран, представляет собой коническую пробку с отверстием, перпендикулярным его оси, устанавливаемую в коническое седло в корпусе клапана под прямым углом к трубе. При повороте плунжера отверстие либо совмещается с трубой, обеспечивая поток, либо устанавливается под прямым углом, перекрывая проход.
Поворотный затвор представляет собой круглый диск, поворачивающийся вдоль одного диаметра; сплошные линии на рисунке (слева по центру) показывают, что он находится в закрытом положении. В полностью открытом положении, показанном пунктиром, диск параллелен направлению потока. Заслонка в печной трубе или в системе отопления теплым воздухом относится к этому типу, она также используется во впускном канале карбюраторов бензиновых двигателей. На гидравлических турбинах такие клапаны могут иметь диаметр 20 футов и более.
Некоторые клапаны работают автоматически; обратные (или невозвратные) клапаны, например, действуют самостоятельно и пропускают поток только в одном направлении. Они выпускаются нескольких типов. Если бы подвижный элемент в шаровом клапане на рисунке удерживался на своем седле под действием силы тяжести или пружины, он пропускал бы поток слева направо, но не справа налево.
Предохранительные клапаны, которые обычно относятся к типу поппетов, открываются при заданном давлении. Подвижный элемент может удерживаться на своем седле утяжеленным рычагом или пружиной, достаточно сильной, чтобы удерживать клапан закрытым до тех пор, пока не будет достигнуто давление, при котором безопасная работа требует открытия.
В бензиновых двигателях маятниковые клапаны используются для управления впуском и выпуском впускных и выпускных газов в цилиндры. На рисунке (справа по центру) клапан, состоящий из диска с коническим краем, закрепленного на хвостовике, прижимается к коническому седлу C сжатой пружиной. Клапан поднимается со своего седла под действием вращающегося кулачка, который давит на нижнюю часть хвостовика, обеспечивая поток газа между областью A, ведущей к впускным или выпускным трубам, и областью B, ведущей в цилиндр.
В гидростатических силовых установках, в которых рабочей средой обычно является масло под давлением, для регулирования потока масла используются золотниковые клапаны. Клапан, показанный на рисунке, обеспечивает два пути потока для выхода из насоса. В крайнем верхнем положении, как показано на рисунке, активный поток идет от порта P насоса к рабочему или нагрузочному порту B; отброшенная жидкость из нагрузки проходит через порт A в резервуар или отстойник T. В крайнем нижнем положении функции портов A и B меняются местами. В среднем или нейтральном положении золотника порты A и B заблокированы. Движение золотника может управляться вручную или с помощью электропривода.
