三片式球閥的工作原理如下：
一、開啟過程
在關閉位置，球體受閥桿的機械施壓作用，緊壓在閥座上。
當逆時針轉動手輪時，閥桿則反向運動，其底部角形平面使球體脫開閥座。
閥桿繼續提升，并與閥桿螺旋槽內的導銷相互作用，使球體開始無摩擦地旋轉。
直至到全開位置，閥桿提升到極限位置，球體旋轉到全開位置。
二、關閉過程
關閉時，順時針旋轉手輪，閥桿開始下降并使球體離開閥座開始旋轉。
繼續旋轉手輪，閥桿受到嵌于其上螺旋槽內的導銷的作用，使閥桿和球體同時旋轉 90°。
快要關閉時，球體已在與閥座無接觸的情況下旋轉了 90°。
手輪轉動的最后幾圈，閥桿底部的角形平面機械地楔向壓迫球體，使其緊密地壓在閥座上，達到完全密封。