气动隔膜阀的结构特点是将一组薄的半球形的金属薄膜夹固在阀体内，作为阀杆和流体之间的屏障。阀门关闭是通过阀杆头和金属薄膜将阀盘压在阀座上来达到的。阀门的开启是通过一个内部的弹簧，当阀杆升起并脱离和薄膜接触的时候，阀盘就升起。由于阀门的行程等于薄膜的行程，因而这种阀门的特点升程比一般阀门要小得多。为了克服因升程低而引起的阻力损失，进口隔膜阀，阀座和流通面积要比一般阀门大，目的是为了得一的流量。由于这种阀门的阀座较大，其作用力就比通常的阀门要大得多，以便在阀盘上得到足够的密封力，因为阀杆与阀盘之间没有直接接触。阀盘就不会通过阀杆而使其离开阀座，因而这种阀门适用在有压差的单向流动中，而且通常介质是来自“阀座下面”。但在使用中应避免大量的回流，以免影响阀门的关闭。一般来说，在高温、高压下选用金属隔膜阀是经济、有效的该阀还可以选用在不希望使用合成橡胶隔膜阀的低温、低压场合。
隔膜阀的工作原理是利用阀杆将弹性体薄膜紧压在阀座上用来隔断气路。转动手轮可带动阀杆上、下移动，使隔膜离开阀座打开阀门或使隔膜紧压在阀座上关闭阀门。此种阀门如采用丁晴橡胶隔膜，适用于前级和预抽管道上及温度为-25～80℃的非腐蚀性气体。如采用氟橡胶隔膜，可用于高真空系统，使用温度范围为-30～150℃。隔膜阀用耐腐蚀衬里的阀体和耐腐蚀隔膜代替阀芯组件，利用隔膜的移动起调节作用。隔膜阀的阀体材料采用铸铁、铸钢，或铸造不锈钢，并衬以各种耐腐蚀或耐磨材料、隔膜材料橡胶及聚四氟乙烯。衬里的隔膜耐腐蚀性能强，适用于强酸、强碱等强腐蚀性介质的调节。
隔膜阀的特点（1）流体阻力小。（2）能用于含硬质悬浮物的介质；由于介质只与阀体和隔膜接触，所以无需填料函，不存在填料函泄漏问题，对阀杆部分无腐蚀可能。（3）适用于有腐蚀性、粘性、浆液介质。（4）不能用于压力较高的场合。
隔膜阀的结构分类：隔膜阀按结构形式可分为：屋式、直流式、截止式、直通式、闸板式和直角式六种；连接形式通常为法兰连接；按驱动方式可分为手动、电动和气动三种，其中气动驱动又分为常开式、常闭式和往复式三种。
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