在油桶泵的兩個(gè)對(duì)稱工作腔中，各裝有一塊有彈性的隔膜，聯(lián)桿將兩塊隔膜結(jié)成一體，壓縮空氣從泵的進(jìn)氣接頭進(jìn)入不銹鋼油桶泵后，推動(dòng)兩個(gè)工作腔內(nèi)的隔膜，驅(qū)使聯(lián)桿聯(lián)接立式離心泵的兩塊隔膜同步運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，另一工作腔中的氣體則從隔膜的背后排出泵外。
油桶泵一旦到達(dá)行程終點(diǎn)，配氣機(jī)構(gòu)則自動(dòng)地將壓縮空氣引入另一個(gè)工作腔，推動(dòng)隔膜朝相反方向運(yùn)動(dòng)，這樣就形成了兩個(gè)隔膜的同步往臥式多級(jí)離心泵復(fù)運(yùn)動(dòng)。每個(gè)工作腔中設(shè)置有兩個(gè)單向球閥，隔膜的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，造成工作腔內(nèi)容積的改變，迫使兩個(gè)單向球閥交替地開啟和關(guān)閉，從而將液體連續(xù)地吸入和排出。