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罗茨泵在泵腔内，有二个“8”字形的转子互相垂直地安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮带动作互相反向的同步旋转运动。在转子之间，转子与泵壳内壁之间，保持有必定的空隙，能轻松完成高转速运转。（西特微差压传感器C239）因为罗茨泵是一种无内紧缩的真空泵，一般紧缩比很低，故高、中真空泵需求前级泵。罗茨泵的极限真空除取决于泵自身结构和制作精度外，还取决于前级泵的极限真空。为了更好的进步泵的极限真空度，可将罗茨泵串联运用。
罗茨泵的作业原理与罗茨鼓风机类似。因为转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0内，再经排气口排出。因为吸气后v0空间是全封闭状况，所以，在泵腔内气体没有紧缩和胀大。但当转子顶部转过排气口边际，v0空间与排气侧相通时，因为排气侧气体压强较高，则有一部分气体返冲到空间v0中去，使气体压强忽然增高。当转子持续滚动时，气体排出泵外。