根据对罗茨泵的特殊需要,也有将有油的齿轮箱、轴承等部件与泵腔做成分离式结构的,这种泵的抽速为40~140L/s。在罗茨泵的压缩过程中产生的热量被传到转子和泵体上,而泵体的热量很容易被散失到周围大气中。因而转子与泵体之间就出现了温差,加剧了转子的热膨胀。当泵负荷增大时,转子膨胀导致间隙消失,从而被卡死。因此出现了气冷式罗茨泵,用冷却的气体或大气去直接冷却热态的转子,从而减少了转子与泵壳间的温差,提高了罗茨泵的抗热能力。
这种气冷式罗茨泵可在高压差和高压缩比的情况下工作。这种泵的结构简单,冷却器与泵的出口相连,便于维修和更换。由于散热均匀,转子和泵体之间的间隙仍可保持很小,有利于泵容积效率的提高。这种泵直排大气时,小泵的极限压力差可达 200hPa,大泵可达100hPa,若两台串联,可获得极限压力20~30hPa。
除了以上说的气冷,还可向泵腔内注入少量的水。这样不仅可以降温,还可以使内部间隙的泄漏量靠水封作用降低,泵的容积效率得到提高。在抽除气体和水蒸气的场合,这种专门用水封的罗泵得到广泛应用,通常称它为湿式罗茨泵。
为了节省功率,可实现两级压缩,工作压力范围进一步扩大。为防止在低真空时的过压缩,设有中间排气阀,一般不等腔的双级容积泵多采用此法这种泵的极限压力,与水环泵基本相同,受水蒸气压力的影响较大,对于双级压缩式的泵约为 20hPa。
这种湿式罗茨泵可以吸入少量的水,但水吸入量过大时,要在泵入口前设置前分离器,将水分离后,再以适当的水注入是可以的。这种泵直接向大气中排放,噪声较大,故需加消声器。这种泵在造纸行业、过滤机的真空水、煤矿的瓦斯排除以及化工部门得到广泛应用。
罗茨泵在高真空领域工作,称为机械增压泵,在压差小的地方使用,的动力消耗也低,间隙返流也少,间隙中气体的流动,随压力下降由黏性流过渡到分子流状态,返流低,这时压力比较高,容积效率也高。由于低压时排气量很少,压缩气体产生的热量也低,因此不必注水和在排气口外加冷却器,其排气温度可在100℃以下。
机械增压泵的出口压力在 40hPa 以下,吸入压力范围为10~10 hPa。若在出口压力为 10hPa 以下、入口压力为1~10hPa的条件下工作,效率最高。
在真空工程中,罗茨泵多与前级泵串联构成机组来使用。一般来说,用台罗茨泵与单级前级泵组成机组的情况较多。但要求有更低的极限压力和更高的抽速时,常用多台罗茨泵串联后再加前级泵组成机组。当入口压力非常低(<10hPa),或前级泵气镇阀工作时,通常使用双级前级泵,否则罗茨泵所需的前级压力很难达到,而且,在这种压力下前级泵的抽速变得太低了,将导致压缩比太高,容积效率降低。
在液环泵作为罗茨泵的前级泵时,罗茨泵的抽速和极限压力取决于液环泵使用的液体。水是通用的工作液体,水环泵的极限压力为20~30hPa,它取决于供水的温度。罗茨泵机组的极限压力可达到1hPa,它是由水环泵的水蒸气所决定的。若使用带气体喷射器的水环泵作前级泵时,罗茨泵机组的极限压力约为10-3hPa。因为气体喷射器的运行,对水蒸气的返流有阻挡作用。
选择罗茨泵时还应考虑噪声,传动齿轮的加工精度和装配精度是产生噪声的重要来源,因此,考查噪声是检验制造质量的指标之一。