Wie funktioniert eine Roots-Vakuumpumpe?

Eine geeignete Wassermenge wird als Arbeitsmedium in die Pumpenkammer gefüllt. Dreht sich das Laufrad im Uhrzeigersinn (siehe Abbildung), wird das Wasser nach außen geschleudert. Durch die Zentrifugalkraft bildet das Wasser einen annähernd gleichmäßig dicken, geschlossenen Kreisring, dessen Form durch die Pumpenkammer vorgegeben ist. Die Innenfläche des unteren Teils des Wasserrings liegt tangential an der Laufradnabe an, während die Innenfläche des oberen Teils des Wasserrings die Schaufelspitze berührt (die Schaufel ragt tatsächlich eine gewisse Tiefe in den Wasserring hinein). Dabei entsteht zwischen der inneren Grenzfläche der Laufradnabe und dem Wasserring ein halbmondförmiger Raum. Dieser Raum wird durch die Laufradschaufeln in so viele kleine Vertiefungen unterteilt, wie Schaufeln vorhanden sind. Nimmt man den unteren Teil des Laufrads bei 0° als Ausgangspunkt, so verringert sich das Volumen des kleinen Hohlraums mit jeder 180°-Drehung des Laufrads und steht in Verbindung mit dem Sauganschluss an der Stirnfläche. In diesem Moment wird Gas angesaugt. Sobald der Ansaugvorgang endet, wird der Hohlraum vom Sauganschluss getrennt. Dreht sich das Laufrad weiter, verkleinert sich der Hohlraum, wodurch das Gas komprimiert wird. Steht der Hohlraum in Verbindung mit dem Auslassanschluss, wird das Gas aus der Pumpe ausgestoßen. Nach einer vollen Umdrehung des Laufrads wird das Gas einmal durch den Zwischenraum zwischen den Schaufeln angesaugt und wieder ausgestoßen. Die vielen kleinen Hohlräume arbeiten kontinuierlich, und dieser Vorgang wiederholt sich, sodass die Pumpe das Gas kontinuierlich ansaugen oder unter Druck setzen kann.