油分罐一般為圓柱形的45號鋼焊成的碳鋼鐵皮罐，有臥式和立式兩種較為常用，在空壓機選型時，用不銹鋼做的油分罐非常罕見，一般情況下不用。油分罐的另一作用就是儲存潤滑油。

從主機出來的高壓、高溫（80℃左右）油氣混合物是沿著油分罐內部的切線方向進入油分罐的，在離心力作用下，油氣混合物中的油份大部分被甩到油分罐的內壁上，在重力的作用下沿著內壁流到油分罐的底部。另外一部分油滴在相互碰撞的過程中凝結成大油滴，最后也是在重力的作用下沉向油分罐底部，繼續參與循環。

經油分芯過濾后的空氣，經過最小壓力維持閥，流向后部冷卻器冷卻，再排出空壓機。

最小壓力維持閥也是單向閥，可稱之為油分罐上面的排氣閥。位于油氣桶上方油氣分離器出口處，開啟壓力設定為0.45MPa左右，最小壓力閥主要有以下功能：
（1）止回功能：當停機后油氣桶內壓力下降時，防止管路壓縮空氣回流。（2）啟動時優先使空壓機內部達到潤滑油循環所需要的壓力，確保機器的潤滑（3）油氣桶內部壓力超過0.45MPa之后方行開啟，可降低流過油氣分離器的空氣流速，防止空壓機油大量流入儲氣罐，并確保油氣分離器效果，亦可保護油氣分離器因壓力差太大而受損。
油分罐端蓋上面有個安全閥，當油分罐內的空氣壓力達到設定值的1.1倍時安全閥自動打開，放掉部分空氣，降低油分罐內的氣壓。
檢查安全閥的方法是在壓縮機滿載工作時，輕拉安全閥上的泄氣拉環，若安全閥能向外排氣，則視為正常。
油分罐上裝有一個壓力表，檢測的是濾前壓。油分罐的底部裝有排污閥，要定期打開排污閥，放掉沉淀在油分罐底部的水和污物。
油分罐旁邊有一個透明的油位鏡顯示油分罐內油位的高低。正確的油位是當空壓機正常工作時油面在上下度中間位置，過高會跑掉，過低會影響整機的安全性。
油分罐屬于壓力容器，必須由制造資質的專業廠家生產。