单体液压支柱是由缸体、活柱、阀等零件组成的。其中三用阀是外注式单体液压支柱的心脏，它由单向阀、卸载阀和安全阀三部分组成。单向阀供单体液压支柱供液用，卸载阀供单体液压支柱卸载回柱用，安全阀保证单体液压支柱具有恒阻特性。现以外注式单体液压为例介绍其结构和工作原理。
升柱时，操作注液枪把手，高压液体经三用阀内的单向阀、阀筒上的径向孔进入支柱下腔，活柱升高。当支柱顶盖使金属顶梁紧贴工作面顶板，活柱不再升高时，松开注液枪把手，注液枪即切断岛压液流，这时支柱下腔压力为泵站压力，使支柱给予顶板一定的初撑力，完成升柱——初撑阶段。
随着支护时间的延长，工作面顶板作用在支柱上的载荷增加，当顶板压力超过支柱额定工作阻力时，支柱内腔的高压液体将三用阀中的安全阀打开，液体从右阀管与安全阀套之间的间隙外溢，支柱内腔压力降低，支柱下缩。当支柱内腔压力低于安全阀弹簧力时，安全阀关闭，支柱内腔压力液体停止外溢，支柱不再下缩。
回柱时，将卸载手把插入三用阀筒卸载孔中，转动卸载手把(或扳动卸载装设)、迫使安令阀轴向移动，从而打开卸载阀。支柱内腔乳化液经卸载阀、右阀管与注液阀体之间的间隙喷到工作面采空区，活柱在自重和复位弹簧作用下回缩，达到回柱目的。