從水環式真空泵排出的氣和部分水，進入氣水分離器后，水流向分離器的下部，氣體被分離出來，并通過分離器的排氣管排出。

對于水環壓縮機來說，分離器是必需的設備。它的主要作用是使從泵排氣管排出的氣與水分離，并使分離后的氣體通往需要氣體壓力的設備中去。此外，有的氣水分離器還起向泵內供應補充冷卻水的作用。

對于水環真空泵，可不用氣水分離器，但是，若泵所使用的液環要回收作循環使用(例如為了避免浪費，有回收價值或有害、有毒的液環)，或者在沒有自來水的場合，即泵內補充水水源斷絕的情況下，就必須安裝氣水分離器，以便向泵內供水。

此外，分離器還可以消除水環式真空泵運行時產生的噪音，故又叫消音器。

真空泵用設備和壓縮機用設備的區別，僅僅在于氣水分離器的不同:

(1)前者氣水分離器的壓力等于大氣壓(排氣管直接通入大氣)，分離器的頂部是平的，這樣可使得制造工藝簡單;后者氣水分離器內的壓力等于所需的某一排氣壓力，分離器的頂部是球面形的，以便增加承受氣體壓力的強度。

(2)溢水系統不同。真空泵用氣水分離器的溢水系統是普通的滋水管，當分離器水位超過溢水管水平線以上時，水就會通過滋水管排出，以保持器內，定的水位，壓縮機用氣水分離器的溢水系統是浮子調節閥，浮子里面是空心的，當器內水漫過浮子時，浮子向上浮起，以特制螺釘為軸心，帶動用螺栓與之連接的搖扦旋轉，搖桿的右端與駐螺釘一頭連接，而駐螺釘另一頭嵌在套筒的一個槽內，搖桿向下旋轉時，通過駐螺釘帶動套筒在溢水開關外圓上旋轉，此時套筒上的孔逐漸與溢水開關上的孔相通，于是水通過該孔沿溢水管流出管外。隨后水位逐漸降低，浮子亦隨之下降，帶動搖桿作反向運動，套筒上的孔又逐漸與溢水開關上的孔錯開起來，直到水位降到浮子水平位置以下。浮子處于水平位置，以上兩種孔完全錯開隔絕，互不相通，分離器內的水也就停止向外溢出。從以上工作原理可以看出，即使分離器內水位低于溢水管水平線，氣體也不能通過溢水系統流出分離器外(而真空泵用氣水分離器的溢水管就可以讓氣體通過排出)，這樣氣體的壓力和氣量就不會受到損失，這正是壓縮機運行時所要求的。
通常，水環式真空泵氣水分離器工作系統有四種形式：

(1)工作液從氣水分離器里直接排走。這是一種用得廣泛的形式。當補充水為自來水，氣體為空氣時，往往采用這種形式。有時，為了通過液面計觀察泵起動前的水位，也常用管道將泵與分離器連接起來。
(2)利用分離器和泵吸入管道的壓力差，使工作掖作封閉循環使用。注意此時從分離器出來的工作液要從泵吸入管道處進入泵里而不可能通過管進入泵內。為了降低工作液溫度，管道中要設置冷卻器。

(3)利用泵加壓的方法使工作液作封閉循環使用。由于工作液從水環式真空泵吸入管道進入，會降低性能，所以可用泵加壓，使工作液直接從泵體或側蓋進入水環式真空泵里。

(4)為了盡可能回收溶于工作液中的氣體，在分離器旁還可設置低壓分離器，工作液經過氣液分離后，再進入低壓分離器，由于該處氣壓較低，溶于工作液中氣體就被釋放出來，然后從吸入管道進入水環式真空泵里。在壓送乙炔氣體時，就可采用這種形式。
氣水分離器上裝有向分離器供水的自來水供水管，并裝有球形閥。填料函的供水管亦與自來水管相連。

泵前面的進氣管路裝有閘閥，以調節氣量或真空度用。為防止停車時泵內的水在排氣管方面的壓力作用下流向進氣管，可裝逆止閥。

當壓縮機使用時，為要調節排氣管路氣體的壓力，可在氣水分離器的排氣管上裝設閘閥。