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CN212454803U - 一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子 - Google Patents

一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子 Download PDF

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CN212454803U
CN212454803U CN202021248061.7U CN202021248061U CN212454803U CN 212454803 U CN212454803 U CN 212454803U CN 202021248061 U CN202021248061 U CN 202021248061U CN 212454803 U CN212454803 U CN 212454803U
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CN
China
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董丽宁
武萌
王君
谈庆朋
刘译阳
许超
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China University of Petroleum East China
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China University of Petroleum East China
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Abstract

本实用新型公开了一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，包括变螺距转子(1)和变螺距定子(2)；变螺距转子(1)和变螺距定子(2)分三段布置，变螺距转子(1)和变螺距定子(2)各段截面型线保持不变，螺距从入口端面(Ⅰ‑Ⅰ)到出口端面(Ⅳ‑Ⅳ)依次分段线性减小，各截面之间均能够实现完全正确啮合；所公开的单螺杆气液混输泵存在内压缩过程，可以有效提高内容积比，增大出口压力，拓宽了单螺杆泵的适用范围和应用领域；在相同的出、入口参数下，螺杆的轴向尺寸减小，摩擦磨损及泄漏也随之减小，螺杆泵寿命变长。

Description

一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子
技术领域
本实用新型涉及单螺杆泵，尤其涉及单螺杆气液混输泵，特别是一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子。
背景技术
单螺杆泵是一种内啮合的密闭式螺杆泵，主要工作部件由具有双头凹内螺旋空腔的定子和在定子腔内与其啮合的具有单头凸外螺旋曲面的曲面体转子组成。在外界动力源的驱动下，单螺杆泵的螺杆转子在定子腔体内做周期性的定点偏心行星回转运动，螺杆转子和定子之间相互啮合，形成能够实现周期性容积变化的封闭工作腔，依次实现工质的吸入、输送和排出过程。单螺杆泵具有工质适应能力强、流量平稳、应用领域广泛、自吸能力强的优点，被广泛应用于石油、化工、环保及食品领域。
在单螺杆泵的运行过程中，螺杆转子和定子之间不可避免的会存在泄漏。因此，内容积比对被输送介质的输送效率和出口压力影响很大，而螺距和截面型线的变化方式直接决定了单螺杆气液混输泵内容积比的大小。中国专利，公布号CN103062045A，公开了一种单螺杆泵；其特点是：流量大，压力稳定，吸力强，可输送各种粘度流体，但是该单螺杆泵采用等截面等螺距的方式生成，由此导致单螺杆泵的内容积比不够高，对于所输送介质的增压效果不明显，而且对于气液混输工况，在气液比升高的情况下，容易形成气塞，影响气液混输泵的正常工作，使得运输效率降低。
实用新型内容
本实用新型为了提高等截面单螺杆泵的内容积比，进而提高其工作效率，以满足出口大流量和大压力的需求，本实用新型提出了一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，包括变螺距转子(1)和变螺距定子(2)；转子和定子均等截面分段布置，螺距从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(IV-IV)分段依次线性减小，在相同的外形尺寸下，出口压力较传统等截面单螺杆泵更高；且在气液比升高的情况下，气液混输泵仍然能够避免形成气塞，保证了气液混输泵的正常工作，从而提高了气液混输泵的运输效率；所提出的一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，对于扩大单螺杆泵的适用范围和应用领域以及提高单螺杆泵的工作效率具有重要的意义。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，包括：变螺距转子(1)和变螺距定子(2)；从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，变螺距转子(1)分三段布置，共有四个轴向截面，依次为：入口端面(Ⅰ-Ⅰ)、第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)、第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)和出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)为第一转子等螺距段(101)；从第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)到第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)为第二转子等螺距段(102)，从第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)为第三转子等螺距段(103)；从第一转子等螺距段(101)到第二转子等螺距段(102)再到第三转子等螺距段(103)，各分段转子螺距依次线性减小；从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，变螺距定子(2)分三段布置：从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)为第一定子等螺距段(201)，从第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)到第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)为第二定子等螺距段(202)，从第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)为第三定子等螺距段(203)；从第一定子等螺距段(201)到第二定子等螺距段(202)再到第三定子等螺距段(203)，各分段定子螺距依次线性减小；
变螺距转子(1)的外凸表面为变螺距螺旋面，从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，由截面型线边绕其中心线匀速旋转，边按各自的螺距向前移动生成；变螺距定子(2)内腔的内凹表面为变螺距螺旋面，从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，由截面型线边绕其中心线匀速旋转，边按各自的螺距向前移动生成；
变螺距转子(1)和变螺距定子(2)彼此之间能够实现正确啮合，在定点行星回转运动下，变螺距转子(1)和变螺距定子(2)之间形成容积连续变化的封闭工作腔，封闭工作腔容积从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)逐渐减小；
一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，变螺距转子(1)的螺旋展开角τ1由0至6π连续变化：在入口端面(Ⅰ-Ⅰ)处，螺旋展开角τ1＝0；在第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)处，螺旋展开角τ1＝2π；在第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)处，螺旋展开角τ1＝4π；在出口端面(Ⅳ-Ⅳ)处，螺旋展开角τ1＝6π；随着螺旋展开角τ1由0至6π，变螺距转子(1)的螺距的变化规律为：从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)，第一转子等螺距段(101)的螺距P11(τ1)保持不变，满足：
P11(τ1)＝H1，0≤τ1≤2π
式中，H1为第一转子等螺距段(101)的转子高度；
从第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)到第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)，第二转子等螺距段(102)的螺距P12(τ1)保持不变，满足：
Figure BDA0002564119870000031
式中，H2为第一转子等螺距段(101)与第二转子等螺距段(102)的转子高度之和；α为螺距缩放系数，α＞1；
从第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，第三转子等螺距段(103)的螺距P13(τ1)保持不变，满足：
Figure BDA0002564119870000032
式中，H3为变螺距转子(1)的高度，满足H1＜H2＜H3，P11＝αP12，P12＝αP13；
从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，变螺距定子(2)的螺旋展开角τ2由0至3π连续变化：在入口端面(Ⅰ-Ⅰ)处，螺旋展开角τ2＝0；在第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)处，螺旋展开角τ2＝π；在第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)处，螺旋展开角τ2＝2π；在出口端面(Ⅳ-Ⅳ)处，螺旋展开角τ2＝3π；随着螺旋展开角τ2由0至3π，变螺距定子(2)的螺距的变化规律为：从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)，第一定子等螺距段(201)的螺距P21(τ2)保持不变，满足：
P21(τ2)＝2H1，0≤τ2≤π
从第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)到第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)，第二定子等螺距段(202)的螺距P22(τ2)保持不变，满足：
Figure BDA0002564119870000033
从第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，第三定子等螺距段(203)的螺距P23(τ2)保持不变，满足：
Figure BDA0002564119870000034
其中，P21＝αP22，P22＝αP23。
一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，变螺距转子(1)的截面型线是半径为R，偏心距为e的圆，随着螺旋展开角τ1由0至6π变化，变螺距转子(1)的齿形曲线方程为：
Figure BDA0002564119870000041
式中，τ0为角度参数，0≤τ0≤2π；
变螺距定子(2)的截面型线由4段曲线顺次连接而成，依次为：第一圆弧ABC、第一直线段CD、第二圆弧DEF和第二直线段FA，两圆弧半径为R，直线段长度为4e，随着螺旋展开角τ2由0至3π，变螺距定子(2)圆弧段的齿形曲线方程为：
Figure BDA0002564119870000042
式中，τ3为角度参数，
Figure BDA0002564119870000043
变螺距定子(2)直线段的齿形曲线方程为：
Figure BDA0002564119870000051
式中，τ4为角度参数，0≤τ4≤π。
一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，变螺距转子(1)的螺旋线L1由半径为e的发生圆O1逆时针变螺距螺旋展开生成，螺距分段依次线性减小，螺旋线L1的方程为：
Figure BDA0002564119870000052
变螺距定子(2)的螺旋线L2由半径为2e+R的发生圆O2逆时针螺旋展开生成，螺距分段依次线性减小，螺旋线L2的方程为：
Figure BDA0002564119870000053
一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，分段数范围为2-8段。
本实用新型的有益效果为：
①所提出的一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，变螺距转子(1)和变螺距定子(2)均分段布置，且螺距从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)分段式线性减小，形成内压缩过程，与传统等螺距单螺杆泵比，在相同的结构参数下，出口压力较传统单螺杆泵更高，拓宽了单螺杆泵的应用范围；
②分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，在气液比升高的情况下，仍然能够避免形成气塞，从而保证了气液混输泵的正常工作，提高了运输效率，应用领域更加广泛；
③螺杆转子和定子的螺距分段变化，连续过渡，并且分段转子的长度决定了螺距的变化方式，有利于螺杆转子的设计和加工；
④在相同的出、入口参数下，螺杆的轴向长度减小，定子和转子之间的摩擦和泄漏通道也因此减小，螺杆刚度提高，螺杆寿命更长。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1为变螺距转子(1)的二维图。
图2为变螺距转子(1)截面型线图。
图3为变螺距定子(2)的二维剖面图。
图4为变螺距定子(2)的截面型线图。
图5为入口端面(Ⅰ-Ⅰ)处转子截面型线和定子截面型线啮合图。
图6为第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)处转子截面型线和定子截面型线啮合图。
图7为第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)处转子截面型线和定子截面型线啮合图。
图8为出口端面(Ⅳ-Ⅳ)处转子截面型线和定子截面型线啮合图。
图9为变螺距转子(1)在变螺距定子(2)内的装配图。
图中：1—变螺距转子；2—变螺距定子；L1—变螺距转子(1)的螺旋线；L2—变螺距定子(2)的螺旋线；R—变螺距转子(1)和变螺距定子(2)截面型线圆弧的半径；e—变螺距转子(1)的偏心距；H1—第一转子等螺距段(101)的转子高度；H2—第一转子等螺距段(101)与第二转子等螺距段(102)的转子高度之和；H3—变螺距转子(1)的高度；点O1、O2—分别为变螺距转子(1)的截面型线的几何中心点和回转中心点；O—变螺距定子(2)的截面型线的回转中心点，两回转中心点所在的轴线分别为螺杆转子和定子的回转中心线。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，为变螺距转子(1)的二维图。变螺距转子(1)的外凸表面为变螺距螺旋面，从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，由截面型线边绕其中心线匀速旋转，边按各自的螺距向前移动生成。
变螺距转子(1)的螺旋展开角τ1由0至6π连续变化，螺距的变化规律为，从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)，第一转子等螺距段(101)的螺距P11(τ1)保持不变，满足：
P11(τ1)＝H1，0≤τ1≤2π
式中，H1为第一转子等螺距段(101)的转子高度；
从第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)到第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)，第二转子等螺距段(102)的螺距P12(τ1)保持不变，满足：
Figure BDA0002564119870000071
式中，H2为第一转子等螺距段(101)与第二转子等螺距段(102)的转子高度之和；α为螺距缩放系数，α＞1；
从第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，第三转子等螺距段(103)的螺距P13(τ1)保持不变，满足：
Figure BDA0002564119870000072
式中，H3为变螺距转子(1)的高度，满足H1＜H2＜H3，P11＝αP12，P12＝αP13；
随着螺旋展开角τ1由0至6π，变螺距转子(1)的齿形曲线方程为：
Figure BDA0002564119870000081
式中，τ0为角度参数，0≤τ0≤2π。
变螺距转子(1)的螺旋线L1由半径为e的发生圆O1逆时针变螺距螺旋展开生成，螺距分段依次线性减小，螺旋线L1的方程为：
Figure BDA0002564119870000082
如图2所示，为变螺距转子(1)截面型线图，变螺距转子(1)截面型线是半径为R，偏心距为e的圆。
如图3所示，为变螺距定子(2)的二维剖面图。变螺距定子(2)内腔的内凹表面为变螺距螺旋面，从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，由截面型线边绕其中心线匀速旋转，边按各自的螺距向前移动生成。
变螺距定子(2)的螺旋展开角τ2由0至3π连续变化，螺距的变化规律为，从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)，第一定子等螺距段(201)的螺距P21(τ2)保持不变，满足：
P21(τ2)＝2H1，0≤τ2≤π
从第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)到第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)，第二定子等螺距段(202)的螺距P22(τ2)保持不变，满足：
Figure BDA0002564119870000091
从第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，第三定子等螺距段(203)的螺距P23(τ2)保持不变，满足：
Figure BDA0002564119870000092
其中，P21＝αP22，P22＝αP23。
随着螺旋展开角τ2由0至3π，变螺距定子(2)圆弧段的齿形曲线方程为：
Figure BDA0002564119870000093
式中，τ3为角度参数，
Figure BDA0002564119870000094
变螺距定子(2)直线段的齿形曲线方程为：
Figure BDA0002564119870000095
式中，τ4为角度参数，0≤τ4≤π。
变螺距定子(2)的螺旋线L2由半径为2e+R的发生圆O2逆时针螺旋展开生成，螺距分段依次线性减小，螺旋线L2的方程为：
Figure BDA0002564119870000101
如图4所示，为变螺距定子(2)的截面型线图，变螺距定子(2)的截面型线由4段曲线顺次连接而成，依次为：第一圆弧ABC、第一直线段CD、第二圆弧DEF和第二直线段FA，两圆弧半径均为R，直线段长度均为4e。
如图5、图6、图7、图8所示，分别为在入口端面(Ⅰ-Ⅰ)处转子截面型线和定子截面型线啮合图、第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)处转子截面型线和定子截面型线啮合图、第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)处转子截面型线和定子截面型线啮合图和在出口端面(Ⅳ-Ⅳ)处转子截面型线和定子截面型线啮合图。从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，变螺距转子(1)的螺旋展开角τ1由0至6π连续变化，在入口端面(Ⅰ-Ⅰ)处，螺旋展开角τ1＝0，在第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)处，螺旋展开角τ1＝2π，在第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)处，螺旋展开角τ1＝4π，在出口端面(Ⅳ-Ⅳ)处，螺旋展开角τ1＝6π；从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，变螺距定子(2)的螺旋展开角τ2由0至3π连续变化，在入口端面(Ⅰ-Ⅰ)处，螺旋展开角τ2＝0，在第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)处，螺旋展开角τ2＝π，在第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)处，螺旋展开角τ2＝2π，在出口端面(Ⅳ-Ⅳ)处，螺旋展开角τ2＝3π，随着转子螺旋展开角τ1由0至6π、定子螺旋展开角τ2由0至3π变化，变螺距转子(1)和变螺距定子(2)截面型线保持不变，螺距分段依次线性减小，变螺距转子(1)和变螺距定子(2)彼此之间能够实现正确啮合。
如图9所示，为变螺距转子(1)在变螺距定子(2)内的装配图，包括变螺距转子(1)和变螺距定子(2)，在定点行星回转运动下，变螺距转子(1)和变螺距定子(2)之间形成容积连续变化的封闭工作腔，封闭工作腔容积从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)逐渐减小。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，包括：变螺距转子(1)和变螺距定子(2)，其特征是：从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，变螺距转子(1)分三段布置，共有四个轴向截面，依次为：入口端面(Ⅰ-Ⅰ)、第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)、第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)和出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)为第一转子等螺距段(101)；从第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)到第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)为第二转子等螺距段(102)，从第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)为第三转子等螺距段(103)；从第一转子等螺距段(101)到第二转子等螺距段(102)再到第三转子等螺距段(103)，各分段转子螺距依次线性减小；
从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，变螺距定子(2)分三段布置：从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)为第一定子等螺距段(201)，从第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)到第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)为第二定子等螺距段(202)，从第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)为第三定子等螺距段(203)；从第一定子等螺距段(201)到第二定子等螺距段(202)再到第三定子等螺距段(203)，各分段定子螺距依次线性减小；
所述的变螺距转子(1)的外凸表面为变螺距螺旋面，从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，由截面型线边绕其中心线匀速旋转，边按各自的螺距向前移动生成；变螺距定子(2)内腔的内凹表面为变螺距螺旋面，从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，由截面型线边绕其中心线匀速旋转，边按各自的螺距向前移动生成；
所述的变螺距转子(1)和变螺距定子(2)彼此之间能够实现正确啮合，在定点行星回转运动下，变螺距转子(1)和变螺距定子(2)之间形成容积连续变化的封闭工作腔，封闭工作腔容积从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)逐渐减小。
2.如权利要求1所述的一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，其特征是：从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，变螺距转子(1)的螺旋展开角τ1由0至6π连续变化：在入口端面(Ⅰ-Ⅰ)处，螺旋展开角τ1＝0；在第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)处，螺旋展开角τ1＝2π；在第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)处，螺旋展开角τ1＝4π；在出口端面(Ⅳ-Ⅳ)处，螺旋展开角τ1＝6π；随着螺旋展开角τ1由0至6π，变螺距转子(1)的螺距的变化规律为：从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)，第一转子等螺距段(101)的螺距P11(τ1)保持不变，满足：
P11(τ1)＝H1，0≤τ1≤2π
式中，H1为第一转子等螺距段(101)的转子高度；
从第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)到第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)，第二转子等螺距段(102)的螺距P12(τ1)保持不变，满足：
Figure FDA0002564119860000021
式中，H2为第一转子等螺距段(101)与第二转子等螺距段(102)的转子高度之和；α为螺距缩放系数，α＞1；
从第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，第三转子等螺距段(103)的螺距P13(τ1)保持不变，满足：
Figure FDA0002564119860000022
式中，H3为变螺距转子(1)的高度，满足H1＜H2＜H3，P11＝αP12，P12＝αP13；
从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，变螺距定子(2)的螺旋展开角τ2由0至3π连续变化：在入口端面(Ⅰ-Ⅰ)处，螺旋展开角τ2＝0；在第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)处，螺旋展开角τ2＝π；在第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)处，螺旋展开角τ2＝2π；在出口端面(Ⅳ-Ⅳ)处，螺旋展开角τ2＝3π；随着螺旋展开角τ2由0至3π，变螺距定子(2)的螺距的变化规律为：从入口端面(Ⅰ-Ⅰ)到第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)，第一定子等螺距段(201)的螺距P21(τ2)保持不变，满足：
P21(τ2)＝2H1，0≤τ2≤π
从第一中间轴向截面(Ⅱ-Ⅱ)到第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)，第二定子等螺距段(202)的螺距P22(τ2)保持不变，满足：
Figure FDA0002564119860000023
从第二中间轴向截面(Ⅲ-Ⅲ)到出口端面(Ⅳ-Ⅳ)，第三定子等螺距段(203)的螺距P23(τ2)保持不变，满足：
Figure FDA0002564119860000024
其中，P21＝αP22，P22＝αP23。
3.如权利要求1所述的一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，其特征是：
变螺距转子(1)的截面型线是半径为R，偏心距为e的圆，随着螺旋展开角τ1由0至6π变化，变螺距转子(1)的齿形曲线方程为：
Figure FDA0002564119860000031
式中，τ0为角度参数，0≤τ0≤2π；
变螺距定子(2)的截面型线由4段曲线顺次连接而成，依次为：第一圆弧ABC、第一直线段CD、第二圆弧DEF和第二直线段FA，两圆弧半径为R，直线段长度为4e，随着螺旋展开角τ2由0至3π，变螺距定子(2)圆弧段的齿形曲线方程为：
Figure FDA0002564119860000032
式中，τ3为角度参数，
Figure FDA0002564119860000033
变螺距定子(2)直线段的齿形曲线方程为：
Figure FDA0002564119860000041
式中，τ4为角度参数，0≤τ4≤π。
4.如权利要求1所述的一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子，其特征是：
变螺距转子(1)的螺旋线L1由半径为e的发生圆O1逆时针变螺距螺旋展开生成，螺距分段依次线性减小，螺旋线L1的方程为：
Figure FDA0002564119860000042
变螺距定子(2)的螺旋线L2由半径为2e+R的发生圆O2逆时针螺旋展开生成，螺距分段依次线性减小，螺旋线L2的方程为：
Figure FDA0002564119860000043
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