水環式真空泵最初用作自吸水泵，而後逐漸用於石油、化工、機械、礦山、輕工、醫藥及食品等許多工業部門。在工業生產的許多工藝過程中，如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等，水環式真空泵得到廣泛的應用。由於真空應用技術的飛躍發展，水環式真空泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由於水環式真空泵中氣體壓縮是等溫的，故可抽除易燃、易爆的氣體，此外還可抽除含塵、含水的氣體，因此，水環泵應用日益增多。
如圖：在泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪按圖中指示的方向順時針旋轉時，水被葉輪拋向四周，由於離心力的作用，水形成了一個決定於泵腔形狀的近似於等厚度的封閉圓環。水環的上部分內表面恰好與葉輪輪轂相切，水環的下部內表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環內有一定的插入深度)。此時葉輪輪轂與水環之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的上部0°為起點，那麼葉輪在旋轉前180°時小腔的容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣體被吸入，當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕；當葉輪繼續旋轉時，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當小腔與排氣口相通時，氣體便被排出泵外。
綜上所述，水環式真空泵是靠泵腔容積的變化來實現吸氣、壓縮和排氣的，因此它屬於變容式真空泵。水環泵和其它類型的機械真空泵相比有如下優點：
結構簡單，製造精度要求不高，容易加工。
結構緊湊，泵的轉數較高，一般可與電動機直聯，無須減速裝置。故用小的結構尺寸，可以獲得大的排氣量，佔地面積也小。
壓縮氣體基本上是等溫的，即壓縮氣體過程溫度變化很小。
由於泵腔內沒有金屬磨擦表面，無須對泵內進行潤滑，而且磨損很小。轉動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。
吸氣均勻，工作平穩可靠，操作簡單，維修方便。
旋片式真空泵工作原理
旋片式真空泵(簡稱旋片泵)是一種油封式機械真空泵。其工作壓強範圍為101325~1.33×10-2(Pa)屬於低真空泵。它可以單獨使用，也可以作為其它高真空泵或超高真空泵的前級泵。它已廣泛地應用於冶金、機械、軍工、電子、化工、輕工、石油及醫藥等生產和科研部門。
旋片泵可以抽除密封容器中的乾燥氣體，若附有氣鎮裝置，還可以抽除一定量的可凝性氣體。但它不適於抽除含氧過高的，對金屬有腐蝕性的、對泵油會起化學反應以及含有顆粒塵埃的氣體。
旋片泵是真空技術中最基本的真空獲得設備之一。旋片泵多為中小型泵。旋片泵有單級和雙級兩種。所謂雙級，就是在結構上將兩個單級泵串聯起來。一般多做成雙級的，以獲得較高的真空度。
旋片泵的抽速與入口壓強的關係規定如下：在入口壓強為1333Pa、1.33Pa和1.33×10-1(Pa)下，其抽速值分別不得低於泵的名義抽速的95%、50%和20%。
旋片泵主要由泵體、轉子、旋片、端蓋、彈簧等組成。在旋片泵的腔內偏心地安裝一個轉子，轉子外圓與泵腔內表面相切(二者有很小的間隙)，轉子槽內裝有帶彈簧的二個旋片。旋轉時，靠離心力和彈簧的張力使旋片頂端與泵腔的內壁保持接觸，轉子旋轉帶動旋片沿泵腔內壁滑動。
兩個旋片把轉子、泵腔和兩個端蓋所圍成的月牙形空間分隔成A、B、C三部分，當轉子按箭頭方向旋轉時，與吸氣口相通的空間A的容積是逐漸增大的，正處於吸氣過程。而與排氣口相通的空間C的容積是逐漸縮小的，正處於排氣過程。居中的空間B的容積也是逐漸減小的，正處於壓縮過程。由於空間A的容積是逐漸增大(即膨脹)，氣體壓強降低，泵的入口處外部氣體壓強大於空間A內的壓強，因此將氣體吸入。當空間A與吸氣口隔絕時，即轉至空間B的位置，氣體開始被壓縮，容積逐漸縮小，最後與排氣口相通。當被壓縮氣體超過排氣壓強時，排氣閥被壓縮氣體推開，氣體穿過油箱內的油層排至大氣中。由泵的連續運轉，達到連續抽氣的目的。如果排出的氣體通過氣道而轉入另一級(低真空級)，由低真空級抽走，再經低真空級壓縮後排至大氣中，即組成了雙級泵。這時總的壓縮比由兩級來負擔，因而提高了極限真空度
