羅茨真空泵一般采用真空單元的形式，因為普通羅茨泵在正常壓力和高壓下不能啟動和直排大氣，所以需要配備前泵。但不是所有的羅茨真空泵都需要啟動前級泵，例如氣冷羅茨真空泵，濕根真空泵和多級羅茨真空泵。


普通羅茨真空泵需要在6000Pa甚至更低的壓力下才能啟動，在1333Pa?1Pa之間開始具有穩定的大抽速。因為羅茨真空泵沒有內部壓縮特性，它是通過氣體排放形式的外部壓縮實現的。過高的壓力和高壓作業會使真空泵負載過高，使得轉子在壓縮過程中不能太大的散熱，會產生過大的膨脹，導致轉子與泵腔之間的間隙消失了，那就是卡住了。


為了解決這個問題，使用冷卻氣直接冷卻轉子方式降低轉子溫度和泵腔之間的溫差，以避免轉子過度膨脹實現高壓和高壓縮比運行，因此它可以單獨在大氣壓下使用，也可以用于增加多個串聯單元的真空度。






通過圖可以看出，氣冷羅茨真空泵和普通羅茨真空泵的結構原理沒有太大的區別。主要在泵出口設置連接的冷卻器，并在泵的兩側引入冷卻氣體以冷卻轉子。這種結構，羅茨真空泵的實現可以在大氣壓力下直接啟動，獨立工作。獨立直風，氣冷羅茨真空泵限壓泵約1×104Pa，串聯可得到下限壓力。工作壓力可達88kPa。


通過上述變化，氣冷羅茨真空泵不僅可以直接在大氣壓下工作，而且在高壓段具有穩定的泵送速度曲線，可大大縮短抽水階段的抽水時間。與其他直氣密封泵相比，泵送速度大，風冷羅茨真空泵在高壓條件下具有良好的節能特點。