双级罗茨风机是一种由两台罗茨风机串联组成的装置。每台风机箱体内部均有两个转向相反的三叶型转子,每个三叶型转子用两个轴承支撑,利用一对高精度的同步直齿轮,使两个转子的相对位置始终保持不变,转子之间以及转子与箱体之间保持一定的间隙,无接触旋转。转子在侧箱体同步齿轮的驱动下,借助两转子的“啮合”,使进气口与出气口相互隔开,完成箱体和转子间的密闭气体从吸入侧到吐出侧的移送过程。在旋转过程中无内压缩地将工作腔内的气体从进气口推移到出气口。转子与转子、转子与箱体、转子与墙板之间都有微小间隙,因而工作腔内没有摩擦,无接触磨损部分