Mechanické čerpadlá sú najpoužívanejším typom nízko{0}}vákuových čerpadiel. Používajú olej na udržanie tesnenia a spoliehajú sa na mechanické metódy na plynulú zmenu objemu sacej dutiny vo vnútri čerpadla, čo spôsobuje expanziu plynu vo evakuovanej nádobe a tým vytvára vákuum. Existuje mnoho typov mechanických čerpadiel, z ktorých najbežnejší je typ s posuvným ventilom (používaný hlavne vo veľkých zariadeniach), typ s vratným piestom, typ s pevnou lopatkou a typ s rotačnou lopatkou. Mechanické čerpadlá sa často používajú na evakuáciu suchého vzduchu, ale nedokážu evakuovať plyny s nadmerným obsahom kyslíka, výbušné alebo korozívne plyny. Mechanické čerpadlá sa vo všeobecnosti používajú na odvádzanie trvalých plynov, ale nie sú účinné pri odvádzaní vodnej pary, takže nemôžu odvádzať vodnú paru. Hlavnými komponentmi rotačného lopatkového čerpadla sú stator, rotor a pružiny. Rotor je vo vnútri statora, ale nie na rovnakej osi ako stator, pripomínajúc dva vpísané kruhy. Dve pružiny sú nainštalované v drážkach rotora, pričom pružina je medzi nimi, aby sa zabezpečilo, že pružiny sú pevne pripevnené k vnútornej stene statora.
Jeho dve lopatky striedavo vykonávajú dve funkcie: nasávanie plynu cez vstup a stláčanie už nasatého- plynu, aby sa vytlačil z pumpy. S každou rotáciou rotora čerpadlo absolvuje dva sacie a dva výfukové cykly. Keď sa čerpadlo nepretržite otáča v smere hodinových ručičiek, rotačné lopatkové čerpadlo nepretržite nasáva plyn cez vstup a nepretržite ho vypúšťa cez výstup, čím sa dosiahne účel evakuácie nádoby. Na zlepšenie konečného podtlaku čerpadla je stator ponorený do oleja. To zaisťuje, že sa vo všetkých medzerách a nebezpečných priestoroch udrží dostatok oleja a úplne sa vyplní. Olej preto slúži ako mazivo aj ako tesniaci prostriedok, ktorý zabraňuje molekulám plynu prúdiť späť do oblastí s nízkym-tlakom.
Mechanické čerpadlá pracujú pri atmosférickom tlaku. Medzi ich hlavné parametre patrí maximálne vákuum a rýchlosť čerpania, ktoré sú rozhodujúce pre návrh a výber mechanických čerpadiel. Jedno-stupňové čerpadlo dokáže evakuovať nádobu z atmosférického tlaku na maximálne vákuum 1,0 × 10⁻¹ Pa, zatiaľ čo dvojstupňové mechanické čerpadlo dokáže evakuovať na 6,7 × 10⁻2 Pa alebo ešte viac.
Rýchlosť čerpania sa vzťahuje na objem plynu, ktorý môže rotačné lopatkové čerpadlo vypustiť za jednotku času, keď pracuje pri svojej menovitej rýchlosti. Dá sa vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:
St=2nVs=2nfsL
fs predstavuje prierez -prierezovej plochy dutiny na konci nasávania, L predstavuje dĺžku dutiny, koeficient udáva, že na jednu otáčku rotora prebiehajú dva výfukové procesy a Vs predstavuje polohu, keď je rotor vodorovný, v ktorom je nasávanie dokončené a objem dutiny je maximálny, s rýchlosťou otáčania n.
Výfukový efekt mechanického čerpadla tiež súvisí s otáčkami motora a napätím remeňa. Keď je remeň motora uvoľnený a rýchlosť motora je nízka, výfukový efekt mechanického čerpadla bude slabý. Preto je potrebná častá údržba a kontrola. Tiež je potrebné často kontrolovať tesniaci účinok oleja mechanického čerpadla. Ak je oleja príliš málo, nedosiahne sa požadovaný tesniaci účinok a do čerpadla bude unikať vzduch. Ak je oleja príliš veľa, zablokuje sací otvor, čím sa zabráni nasávaniu a výfuku. Vo všeobecnosti by hladina oleja mala byť 0,5 cm pod ryskou.
