WSU罗茨泵是一种容积式真空泵，其核心工作依赖于一对同步旋转的叶形转子。这对转子通常为两叶或三叶结构，被安装在两根平行轴上，由电机通过齿轮传动驱动。两转子在泵腔内以相反方向旋转，彼此之间以及与泵壳内壁之间保持微小间隙，互不接触，无需润滑。
当转子旋转时，泵腔被转子分隔成若干个独立空间。随着转子转动，这些空间的容积发生周期性变化。在吸气阶段，转子从泵入口侧扫过，将气体吸入并封闭在转子与泵壳之间形成的空间中。随着转子继续旋转，该空间逐渐向排气口方向移动，容积不断减小，气体被压缩。当空间与排气口连通时，被压缩的气体排出泵外。由于两转子反向同步旋转，吸气和排气过程连续交替进行，从而实现对气体的持续输送。
罗茨泵的显著特点是转子之间及转子与泵壳之间不直接接触，因此泵腔内无需油液密封。这一结构使其能够高速运转，并在较宽的压力范围内保持较高的抽速。然而，罗茨泵本身无法单独将气体排入大气，因为其压缩比有限，且间隙泄漏会导致低压侧气体返流。因此，罗茨泵通常作为增压泵使用，需要与前级泵串联。前级泵先将系统压力降低到罗茨泵能够有效工作的范围，罗茨泵再将气体压缩并输送到前级泵的入口，由前级泵排入大气。
罗茨泵的抽速特性与转速密切相关。在一定的入口压力范围内，抽速基本保持恒定，近似为转子扫过容积与转速的乘积。当入口压力降低到某一数值后，由于间隙返流的影响逐渐显著，实际抽速开始下降。罗茨泵的极限压力取决于前级泵的性能、间隙大小以及气体种类。对于较轻的气体，间隙泄漏相对更严重，因此极限压力通常高于较重气体。
罗茨泵的压缩比定义为排气侧压力与吸气侧压力之比。在稳定工作时，压缩比与返流量有关。返流量主要来自间隙泄漏，包括转子之间、转子与端盖之间以及转子与泵壳之间的泄漏。泄漏气体从高压侧返回低压侧，降低了有效抽速。为了减少泄漏，转子与泵壳之间的间隙被控制得很小，同时转子型线经过优化设计，以在保证密封效果的同时减少气体返流。
罗茨泵的驱动系统需要保证两转子严格同步。通常采用一对齿轮将电机动力传递给两根轴，齿轮传动比精确，使转子保持固定的相位关系。若相位失配，转子可能相互碰撞。因此，同步齿轮的制造和安装精度要求较高。轴承通常位于泵腔两侧，承受转子的径向和轴向载荷。由于泵腔内无油，轴承一般位于端盖外侧，通过油润滑或脂润滑，与真空区域隔离。
在运行过程中，罗茨泵会产生热量，主要来自气体压缩和机械摩擦。为了控制温升，泵壳通常设有冷却结构，如冷却水套或散热片。温度过高会导致转子热膨胀，改变间隙，甚至引发卡死。因此，冷却和温度监测是罗茨泵运行中的重要环节。
总体而言，罗茨泵通过一对同步反向旋转的转子，周期性地改变泵腔容积，实现气体的吸入、压缩和排出。其无接触、无油腔的结构赋予了高转速和高抽速的能力，但受限于压缩比和间隙返流，通常需要与前级泵配合使用。这一工作原理使罗茨泵在需要中等真空度和大抽速的场合得到广泛应用。
