Οι μηχανικές αντλίες είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος αντλιών χαμηλού-κενού. Χρησιμοποιούν λάδι για να διατηρήσουν μια σφράγιση και βασίζονται σε μηχανικές μεθόδους για να αλλάζουν συνεχώς τον όγκο της κοιλότητας αναρρόφησης μέσα στην αντλία, προκαλώντας διαστολή του αερίου στο εκκενωμένο δοχείο και δημιουργώντας έτσι κενό. Υπάρχουν πολλοί τύποι μηχανικών αντλιών, οι πιο συνηθισμένοι είναι ο τύπος βαλβίδας ολίσθησης (που χρησιμοποιείται κυρίως σε μεγάλο εξοπλισμό), ο παλινδρομικός τύπος εμβόλου, ο τύπος σταθερού πτερυγίου και ο τύπος περιστροφικού πτερυγίου. Οι μηχανικές αντλίες χρησιμοποιούνται συχνά για την εκκένωση ξηρού αέρα, αλλά δεν μπορούν να εκκενώσουν αέρια με υπερβολική περιεκτικότητα σε οξυγόνο, εκρηκτικά ή διαβρωτικά αέρια. Οι μηχανικές αντλίες χρησιμοποιούνται γενικά για την εκκένωση μόνιμων αερίων, αλλά δεν είναι αποτελεσματικές στην εκκένωση υδρατμών, επομένως δεν μπορούν να εκκενώσουν τους υδρατμούς. Τα κύρια συστατικά μιας περιστροφικής αντλίας πτερυγίων είναι ο στάτορας, ο ρότορας και τα ελατήρια. Ο ρότορας βρίσκεται μέσα στον στάτορα αλλά όχι στον ίδιο άξονα με τον στάτορα, μοιάζοντας με δύο εγγεγραμμένους κύκλους. Δύο ελατήρια είναι εγκατεστημένα στις υποδοχές του ρότορα, με ένα ελατήριο ανάμεσα στα δύο ελατήρια για να διασφαλίζεται ότι τα ελατήρια είναι σφιχτά στερεωμένα στο εσωτερικό τοίχωμα του στάτορα.
Τα δύο πτερύγια του εκτελούν εναλλάξ δύο λειτουργίες: την άντληση αερίου μέσω της εισόδου και τη συμπίεση του ήδη εισερχόμενου-αερίου για την αποβολή του από την αντλία. Με κάθε περιστροφή του ρότορα, η αντλία ολοκληρώνει δύο κύκλους εισαγωγής και δύο κύκλους εξαγωγής. Καθώς η αντλία περιστρέφεται συνεχώς δεξιόστροφα, η περιστροφική αντλία πτερυγίων αναρροφά συνεχώς αέριο μέσω της εισόδου και το εκκενώνει συνεχώς μέσω της εξόδου, επιτυγχάνοντας τον σκοπό της εκκένωσης του δοχείου. Για να βελτιωθεί το απόλυτο κενό της αντλίας, ο στάτορας βυθίζεται σε λάδι. Αυτό διασφαλίζει ότι διατηρείται επαρκής ποσότητα λαδιού σε όλα τα κενά και τους επικίνδυνους χώρους, γεμίζοντας τα πλήρως. Ως εκ τούτου, το λάδι χρησιμεύει και ως λιπαντικό και ως στεγανοποιητικό, εμποδίζοντας τα μόρια του αερίου να ρέουν πίσω σε περιοχές χαμηλής-πίεσης.
Οι μηχανικές αντλίες λειτουργούν από την ατμοσφαιρική πίεση. Οι κύριες παράμετροί τους περιλαμβάνουν το απόλυτο κενό και τον ρυθμό άντλησης, που είναι ζωτικής σημασίας για το σχεδιασμό και την επιλογή μηχανικών αντλιών. Μια αντλία ενός σταδίου-μπορεί να εκκενώσει ένα δοχείο από την ατμοσφαιρική πίεση σε ένα απόλυτο κενό 1,0 × 10-1 Pa, ενώ μια μηχανική αντλία δύο σταδίων μπορεί να εκκενώσει σε 6,7 × 10-2 Pa ή ακόμη υψηλότερο.
Ο ρυθμός άντλησης αναφέρεται στον όγκο αερίου που μπορεί να εκκενώσει μια περιστροφική αντλία πτερυγίων ανά μονάδα χρόνου όταν λειτουργεί με την ονομαστική της ταχύτητα. Μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
Sth=2nVs=2nfsL
Το fs αντιπροσωπεύει την-διατομή της κοιλότητας στο τέλος της εισαγωγής, το L αντιπροσωπεύει το μήκος της κοιλότητας, ο συντελεστής υποδεικνύει ότι υπάρχουν δύο διεργασίες εξαγωγής ανά περιστροφή του ρότορα και το Vs αντιπροσωπεύει τη θέση όταν ο ρότορας είναι οριζόντιος, στο οποίο η εισαγωγή είναι πλήρης και ο όγκος της κοιλότητας στη μέγιστη ταχύτητα περιστροφής του .
Η επίδραση της εξάτμισης της μηχανικής αντλίας σχετίζεται επίσης με την ταχύτητα του κινητήρα και την τάση του ιμάντα. Όταν ο ιμάντας του κινητήρα είναι χαλαρός και η ταχύτητα του κινητήρα είναι αργή, η επίδραση της εξάτμισης της μηχανικής αντλίας θα είναι κακή. Επομένως, απαιτείται συχνή συντήρηση και επιθεώρηση. Το αποτέλεσμα στεγανοποίησης του λαδιού μηχανικής αντλίας πρέπει επίσης να ελέγχεται συχνά. Εάν το λάδι είναι πολύ χαμηλό, δεν θα επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα στεγανοποίησης και ο αέρας θα διαρρεύσει μέσα στην αντλία. Εάν το λάδι είναι πολύ υψηλό, θα μπλοκάρει τη θύρα εισαγωγής, εμποδίζοντας την εισαγωγή και την εξάτμιση. Γενικά, η στάθμη λαδιού πρέπει να είναι 0,5 cm κάτω από τη γραμμή.
