罗茨真空泵冻干机的工作压力一般在4~130Pa范围。而在这个压力范围，油封机械真空泵要获得大的抽速，必须增大系的尺寸和提高转速。但这给制造技术带来很多困难。在此范围内采用蒸气流泵要获得大的抽速也是很不经济的，因为泵的功率要大大增加。而罗茨真空泵在此压力范围内却能很好地工作（图4-5），所以很多冻千机采用罗茨泵作为主泵。
罗茨泵的结构如图4-6所示。罗茨泵主要由转子、泵体和转动齿轮组成。动力由齿轮传到转子，并控制其相对运动。转子有双叶形、三叶形、多叶形几种。在泵体中，一对转子高速反向旋转，使泵体与转子之间的容积从与吸气口相通+与吸气口隔开→与排气口相通→容积逐渐减小完成压缩排气。这样周期地进行，达到抽除气体的目的。
罗茨泵工作时，由于转子与泵腔、转子与转子之间有一定的间隙（0.1~0.15mm），互相不接触，故不需油润滑，也不会有油蒸气
污染真空系统。也因为有间隙，它允许转子高速转动（可达3000r/min），从而可以制造出体积较小而抽速大的泵。罗茨泵不像旋片泵那样对气体进行压缩，因而不需要排气阀，可以抽除可凝性气体。罗茨泵在很宽的压力范围（1.33×102~1.33Pa）内具有很大的抽速，因此它对挥发性的放气及少量漏气不敏感，也不怕真空系统突然损坏漏气。但是罗茨泵的最大排气压力一般在4×103Pa以下，所以不能直接排人大气，需要配前级真空泵串联使用。罗茨泵和配作前级泵的油封机械泵组成泵组，可以获得高抽速和大排气量。冻干机中常采用此种设计方案。
