直通式隔膜閥(圖1-1)其流體的通道近似直線。流阻小，行程較長（相對于堰式）。對隔膜撓性要求較高，切斷性能和流通性能均佳，耐腐蝕，能包容顆粒狀介質，內腔分無襯里及有襯塑、襯膠、襯搪瓷等。
當直通式閥門開啟時，它的隔膜升高，使任意方向都暢流；當閥門關閉時，隔膜密封緊密，可以保證管線中有沙礫或纖維時也能絕對閉合。
與堰式隔膜閥相比，直通式隔膜閥需要隔膜具有更多的彈性。因此，這種結構使隔膜選擇彈性材料的范圍受到了限制。
由于直通式隔膜閥隔膜是高彈性材料且面積比較大，因此高真空工況下隔膜容易膨脹并且進入流道。隔膜的膨脹程度與制造有關，膨脹會引起閥門流道面積減小或隔膜塌陷。為避免后者情況出現，閥蓋必須向上移動來平衡隔膜上的壓力。當在高真空中使用該種閥門時，需向生產制造商咨詢。
直通式隔膜閥同樣有全通徑與縮徑流道之分。對于縮徑流道的閥門，需要安裝小一個規格的閥蓋組件。例如，公稱尺寸為DN50(NPS2)的縮徑流道閥門應該安裝公稱尺寸為DN40 (NPS11/2)的閥蓋。其閥蓋結構與堰式隔膜閥相似。典型的直通式隔膜閥的尺寸系列已經達到公稱尺寸DN350 (NPS14)。
全流道式閥門多用于飲料工業。它可以使用蒸汽或燒堿用球刷清洗(圖1-2)，而無須打開或從管線上拆除閥門。
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