[实用新型]一种分段式变螺距单螺杆气液混输泵的转子和定子

权利要求书

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：

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：

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：

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：

其中，P₂₁＝αP₂₂，P₂₂＝αP₂₃。