[发明专利]一种正交各向异性旋转密封结构

权利要求书

1.一种正交各向异性旋转密封结构，其特征在于，该密封结构为用于套装在旋转部件(1)上的旋转密封静子件(2)，其内表面(5)上布置有正交各向异性的密封腔(3)和稳压腔(7)；其中，

旋转密封静子件(2)内表面(5)的密封腔(3)、稳压腔(7)与旋转部件(1)外表面(6)之间的密封间隙(11)，构成工质的泄漏通道，使得工质能够从高压端流向低压端；

密封腔(3)的腔室深度(10)在X、Y两个正交方向取值不同；

稳压腔(7)是周向贯通的环形腔体，布置在轴向相邻的两个密封腔(3)之间，具有比密封腔(3)大的腔室深度(10)和比密封腔(3)小的轴向宽带。

2.根据权利要求1所述的一种正交各向异性旋转密封结构，其特征在于，密封腔(3)为迷宫环形密封腔；其中，

迷宫环形密封腔的腔室深度(10)分别在X、Y两个正交方向取得最大、最小值；迷宫环形密封腔的腔室深度(10)沿周向按照椭圆形轨迹连续变化的，且该椭圆形轨迹由X、Y两个正交方向的腔室深度(10)和旋转部件(1)的外表面(6)的半径值决定。

3.根据权利要求2所述的一种正交各向异性旋转密封结构，其特征在于，迷宫环形密封腔和密封齿(4)可采用刀具切削静子件(2)内表面(5)的加工方法，或者采用在旋转密封静子件(2)的内表面(5)上镶嵌金属薄片作为密封齿(4)的加工方法，或采用增材制造的加工方法。

4.根据权利要求1所述的一种正交各向异性旋转密封结构，其特征在于，密封腔(3)为圆孔型密封腔；其中，

圆孔型密封腔的腔室深度(10)分别在X、Y两个正交方向取得最大、最小值；圆孔型密封腔的腔室深度(10)沿周向按照椭圆形轨迹连续变化的，且该椭圆形轨迹由X、Y两个正交方向的腔室深度(10)和旋转部件(1)的外表面(6)的半径值决定。

5.根据权利要求4所述的一种正交各向异性旋转密封结构，其特征在于，圆孔型密封腔采用钻头在旋转密封静子件(2)的内表面(5)上打孔的加工方法，或者采用增材制造的加工方法。

6.根据权利要求1所述的一种正交各向异性旋转密封结构，其特征在于，密封腔(3)为袋型密封腔；其中，

袋型密封腔在周向被等弧度布置的周向挡板(8)隔开，在轴向被密封齿(4)和布置于相邻袋型密封腔之间的稳压腔(7)隔开；周向挡板(8)和袋型密封腔的周向排列个数为4、8或16；

袋型密封腔的腔室深度(10)在X、Y两个正交方向取值不同，以X正方向为起始角度：315°-360°、0°-45°、135°-225°弧段范围内的X方向袋型密封腔具有相同的腔室深度(10)；45°-135°、225°-315°弧度范围内的Y方向袋型密封腔具有相同的腔室深度(10)；X、Y两个正交方向腔室深度(10)的取值不同；

袋型腔密封腔的上、下游密封齿(4)上加工有齿顶凹槽(9)，齿顶凹槽(9)的截面为矩形或者为扇形。

7.根据权利要求6所述的一种正交各向异性旋转密封结构，其特征在于，袋型密封腔的齿顶凹槽(9)沿轴向具有不同的开设位置：开设于袋型密封腔的上游密封齿(4)或下游密封齿(4)的齿顶中弧度处；袋型密封腔具有不同的进出口密封间隙比；其中，

袋型密封腔的上、下游密封齿(4)上均无齿顶凹槽(9)，形成直通型密封间隙；

或者，袋型密封腔上游的密封齿(4)上加工有齿顶凹槽(9)，形成收敛型密封间隙；

或者，袋型密封腔下游的密封齿(4)上加工有齿顶凹槽(9)，形成发散型密封间隙。