机械式疏水阀是利用比重原理工作的蒸汽疏水阀（主要是蒸汽和水的不同比重），不像其他类型的疏水阀依靠温度变化或速度/相位变化。对于机械式疏水阀，阀门的开关取决于浮球跟着冷凝水流动的升起与下浮。
机械式疏水阀可以根据冷凝水的流动不受大多数外部因素的影响精确地运行。这是它们相对于那些会受比如下雨刮风甚至绝缘等外部因素影响的热静力式疏水阀和热动力式疏水阀最显著的优点。
机械式疏水阀有两种设计：浮球式疏水阀和倒吊桶式疏水阀
浮球式疏水阀通常利用一个密封的浮球，倒吊桶式疏水阀利用浮力，一个向下的圆柱型杯子。
虽然两种机械式疏水阀的核心作用力都是浮力，但是他们的结构和操作原理都是很不同的。
浮球式疏水阀
对于浮球式疏水阀，阀内冷凝水的液位直接影响浮球的位置。浮球依靠冷凝水的流动启闭阀门。
有两种浮球式疏水阀的基本设计：杠杆浮球疏水阀和自由浮球疏水阀。
对于杠杆浮球疏水阀设计，浮球连着杠杆来控制阀门。当冷凝水进入阀门时，浮球浮起移动杠杆，开启阀门。然而，因为杠杆臂的有限运动，阀头经常位于冷凝水的流道中（流动的冷凝水始终对阀头施加额外的力）导致阀门关闭。
自由浮球式疏水阀设计，浮球并没有连接杠杆，浮球自身就是疏水阀的阀门。自由浮球可以独自升起并离开阀嘴，使冷凝水无阻碍地排放。另外，自由浮球的自然旋转使得它与阀嘴有无数多个接触面，极大地减少了局部阀门磨损。
倒吊桶式疏水阀
倒吊桶式蒸汽疏水阀，其中的吊桶连接着杠杆，根据吊桶的动作来启闭阀门。当蒸汽或空气进入倒吊桶的底部冷凝水围绕着它的外部，蒸汽使它升起。这个位置下，倒吊桶会使疏水阀关闭。倒吊桶的顶部有一个排空孔允许微量的蒸汽排放到疏水阀顶部，并从下游排出。当水蒸气从排空口排除后，冷凝水开始充满吊桶内部，下沉使让杠杆打开阀门排放冷凝水（和疏水阀中的水蒸气一起）。