气动双隔膜泵采用压缩空气、氮气或天然气作为动力。主定向（气动）控制阀将压缩空气分配至气体腔室，向隔膜的内表面上施加均匀压力。同时排出的气体从泵另一侧后方通过气阀组件导向端口排出。 气动双隔膜泵内腔气体压力超过液体腔压力，隔膜连杆来回移动，在一侧进行排放，在另一侧进行吸入。排放和吸入液体的方向由止回阀（球阀或片状阀）的方向控制。吸入行程使泵执行吸入。
由于气动双隔膜泵具有以上特点，所以在世界上隔膜泵自诞生以来 正逐步侵入其他泵的市场，并占有一席之地。如：喷漆、陶瓷业中隔膜泵已占有绝对的主导地位，而在其他的一些行业中，像环保、废水处理、建筑、排污、精细化工中正在扩大它的市场份额，并具有其他泵不可替代的地位。
气动隔膜泵缸头部分主要由一隔膜片将被输送的液体和工作液体分开，当隔膜片向传动机构一边运动，泵缸内工作时为负压而吸入液体，当隔膜片向另一边运动时，则排出液体。被输送的液体在泵缸内被膜片与工作液体隔开，只与泵缸、吸入阀、排出阀及膜片的泵内一侧接触，而不接触柱塞以及密封装置，这就使柱塞等重要零件完全在油介质中工作，处于良好的工作状态。
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