A membránszivattyú a térfogat-kiszorításos szivattyú egy speciális típusa. A membrán oda-vissza mozgására támaszkodik a munkakamra térfogatának megváltoztatásához, ezáltal beszívja és kiüríti a folyadékot.
A pneumatikus membránszivattyú alapvetően két részből áll: az erőátviteli rendszerből és a membrános hengerfejből. Az erőátviteli rendszer a hajtómechanizmus, amely a membránt előre-hátra mozgatja. Erőátviteli módszerei közé tartoznak a mechanikus, hidraulikus és pneumatikus hajtóművek, a hidraulikus hajtómű a legszélesebb körben alkalmazott. A membránszivattyú működő része főként egy hajtókar-hajtórúd-mechanizmusból, egy dugattyúból, egy hengerből, egy membránból, egy szivattyútestből, egy szívószelepből és egy nyomószelepből áll. A főtengelyből, hajtórúdból, dugattyúból és hengerből álló hajtómechanizmus nagyon hasonlít a dugattyús szivattyúéhoz.
Amikor a membránszivattyú működik, a hajtókar-hajtórúd-mechanizmusa, amelyet egy villanymotor hajt meg, oda-vissza mozdulattal hajtja meg a dugattyút. A dugattyú mozgása a hengerben lévő munkafolyadékon (általában olajon) keresztül jut át a membránra, aminek következtében a membrán oda-vissza mozog.
A pneumatikus membránszivattyú hengerfeje elsősorban egy membránból áll, amely elválasztja a szivattyúzott folyadékot a munkaközegtől. Amikor a membrán a hajtómechanizmus felé mozdul, a szivattyú hengerében negatív nyomás keletkezik, ami folyadékot szív fel. Amikor a membrán a másik oldalra mozog, folyadék távozik. A szivattyúzott folyadékot a szivattyúhengeren belüli membrán választja el a munkaközegtől, csak a szivattyúhengerrel, a szívószeleppel, a nyomószeleppel és a membrán szivattyú belső oldalával érintkezve anélkül, hogy érintkezne a dugattyúval vagy a tömítőeszközökkel. Ez biztosítja, hogy a kritikus alkatrészek, például a dugattyú teljes egészében az olajközegben működjenek, fenntartva az optimális működési állapotot.
A membránnak jó rugalmassággal és korrózióállósággal kell rendelkeznie, általában olyan anyagokból készül, mint a politetrafluor-etilén (PTFE) vagy a gumi. A membrán mindkét oldalán lévő perforált, edény alakú részek úgy vannak kialakítva, hogy megakadályozzák a membrán túlzott helyi deformációját, és ezeket általában membránhatárolóknak nevezik. A pneumatikus membránszivattyúk jó tömítési teljesítményt nyújtanak, könnyen szivárgásmentes-működést biztosítanak, és korrozív folyadékok, például savak, lúgok és sók, valamint nagy-viszkozitású folyadékok szivattyúzására használhatók.
A szivattyú két szimmetrikus munkakamrája egy-egy membránt tartalmaz, amelyet egy központi hajtórúd köt össze. A sűrített levegő a szivattyú bemeneti nyílásán keresztül jut be a levegőelosztó szelepbe, és a levegőelosztó mechanizmus bevezeti a sűrített levegőt az egyik kamrába, mozgatva a kamrában lévő membránt, míg a másik kamrából a gáz távozik. Amint a löket végét elérjük, a levegőelosztó mechanizmus automatikusan sűrített levegőt vezet be a másik munkakamrába, ezzel ellentétes irányba tolja a membránt, így a két membrán folyamatosan és szinkronban mozog. Az ábrán a sűrített levegő belép a levegőelosztó szelepbe, aminek következtében a membrán jobbra mozdul el. A kamra szívóereje beszívja a közeget a bemeneten keresztül, és a golyóscsapot a kamrába nyomja. A gömbcsap ezután a szívás hatására bezárul. A kamrában lévő közeg összenyomódik, kinyitja a golyóscsapot és kiáramlik a kimeneten, miközben egyidejűleg elzárja a golyóscsapot, hogy megakadályozza az áramlást. Ez a ciklus folyamatosan ismétlődik, aminek következtében a közeg folyamatosan szívódik be a bemeneten és távozik a kimeneten.
