三室负压灌装机的储液箱上方设有两个真空室。系统工作时，真空泵通过真空管运行，保持上腔室始终处于真空状态，储液罐由于有通气孔，处于常压状态。在压差的作用下，液体物料通过进液管进入瓶子，当瓶子内的液位到达灌装阀的气管口时，剩余的液体被吸入上真空室。由于换向阀的作用，下腔与真空室连接半周，处于负压状态；半个星期与大气相连，处于常压状态。当下腔室处于负压状态时，上阀打开，残液流回下腔室；当下腔室处于常压状态时，上阀被上腔室的吸力关闭，然后下腔室和储液罐之间的下阀在液体物料的自重作用下打开，残液回流到储液罐中。这种装置虽然能增加灌装机械的真空度范围，但会使灌装机械的高度增大，影响其稳定性。
