CN108397416B - 一种非均匀可控腔旋转密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非均匀可控腔旋转密封结构，该密封结构为用于套装在旋转部件上的密封静子件，包括设置在密封静子件内表面上的孔型密封腔和环形稳压腔。孔型密封腔的加工截面可为圆形、椭圆形和六边形，环形稳压腔是周向贯通的。孔型密封腔的孔径和孔深沿轴向、周向按设定规律变化，该变化规律可为直线型、二次曲线型、余弦曲线型和B样条曲线型。环形稳压腔将密封静子件内表面分割为若干独立的密封段，各密封段可对孔型密封腔的孔径和孔深进行独立调控。本发明能够实现对密封动力特性系数(刚度、阻尼)大小、符号的精细化调控，改善密封动力特性，提高叶轮机械轴系稳定性。

Description

一种非均匀可控腔旋转密封结构

技术领域

本发明涉及一种旋转密封结构，特别涉及一种叶轮机械轴系使用的具有控制泄漏、抑振增稳作用，满足现代叶轮机械轴系刚度、阻尼精细化可控调节需求的非均匀可控腔旋转密封结构。

背景技术

叶轮机械中旋转部件与静止部件之间的工质泄漏是其主要的损失来源之一，旋转密封能够控制通过动静间隙从高压区向低压区的泄漏流动，有效地减小泄漏量和泄漏流动对主流的影响，对叶轮机械运行效率具有显著地影响。旋转密封在控制工质泄漏流动的同时，由于转子系统的偏心涡动和密封内非定常泄漏流动，还会产生显著的气流激振力，从而影响着叶轮机械轴系的稳定性。

轴系稳定性问题历来是旋转机械设计、制造、运行中的一个突出问题。旋转机械轴系失稳将导致灾难性毁机事故。旋转机械发生轴系失稳的主要原因是其内部存在轴承油膜力和气流激振力等激励源，在一定条件下使轴系发生了激烈的振动，引发严重的事故。目前对于旋转机械中的气流激振力来源，比较公认的有三个方面：密封流体激振力、叶顶间隙激振力和作用在转子上的静态蒸汽力。而动密封气流激振力诱发的自激振动是导致旋转机械轴系失稳的重要激励源。动密封在控制泄漏流动的同时，在动、静部件之间的微小通道内形成了压力场。由于转子的偏心涡动和微小通道内的非定常泄漏流动作用，压力场沿周向分布不均匀且随时间变化-动压效应，进而在转子上形成了随时空演化的气流激振力，当密封气流激振力满足一定条件时，就会使转子产生强烈的振动。

由于密封内气流激振力诱发的自激振动为转子的正向进动，不能用动平衡的方法消除，面对密封气流激振引起的叶轮机械转子失稳问题，目前研究工作者主要通过研制和更换先进的阻尼轴承结构和旋转阻尼密封结构、调整动静间隙、安装进口止涡装置(如进口防旋板)等措施来解决。

研究表明：旋转密封内的气流激振力对轴系稳定性的影响与密封的转子动力特性(刚度和阻尼)有关；旋转密封转子动力特性不但对轴系稳定性具有显著影响(正的有效阻尼能够提高轴系稳定性)，还会改变轴系的固有频率，影响轴系的临界转速(正的有效刚度能够增大轴系临界转速)；旋转密封刚度和阻尼系数并不是越大越好，需使轴系总体的有效刚度和有效阻尼处于稳定运行的范围内。

目前工程应用中常常通过采用具有较好阻尼性能的蜂窝密封、孔型密封和袋型密封等阻尼密封代替迷宫密封，并在密封进口安装防旋板或止旋射流器的方法，解决叶轮机械轴系失稳问题，但使用过程中虽然能够在一定程度上减小转子振动幅值，但往往达不到完全消除转子振动失稳的目的。这主要是由于传统的蜂窝密封、孔型密封和袋型密封等阻尼密封结构往往以最大的有效阻尼为设计目标，而忽视了有效刚度，而且无法实现对有效阻尼和有效刚度进行精细化控制，使轴系总体的有效阻尼和有效刚度偏离了稳定运行范围。随着叶轮机械向高参数(高温、高压、高转速)、轻型化、微小型化和精密化方向发展，轴系稳定性对旋转密封的动力特性要求越来越高(有效刚度和有效阻尼并不是越大越好，需满足特定的取值范围)，迫切需要能够对动力特性系数实现精细化设计和控制的旋转密封结构。

因此，研发能够满足对轴系刚度、阻尼精细化可控调节的非均匀可控腔旋转密封结构对改善密封转子动力特性、提高叶轮机械轴系稳定性具有重要的工程应用价值。

发明内容

本发明的目的在于针对现代叶轮机械向高参数、轻型化、微小型化和精密化方向发展趋势对有效控制动静间隙泄漏、提高运行效率，精细化调控轴系刚度和阻尼、提高轴系稳定性方面的特殊要求，提供了一种具有孔深和孔径沿轴向、周向按设定规律变化的孔型密封腔、周向贯通的环形稳压腔的非均匀可控腔旋转密封结构，使其能够实现对密封刚度和阻尼的精细化调控，对间隙泄漏的有效抑制，从而解决气流激振诱发的现代高性能叶轮机械轴系失稳问题，提高叶轮机械运行效率和安全稳定性。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：

一种非均匀可控腔旋转密封结构，该密封结构为用于套装在旋转部件上的密封静子件，包括设置在密封静子件内表面上的孔型密封腔和环形稳压腔；其中，

密封静子件内表面与旋转部件外表面之间存在密封径向间隙，构成工质的泄漏通道，使得工质能够从高压端流向低压端；

密封静子件内表面被轴向排列的若干环形稳压腔分割为若干独立的密封段；

孔型密封腔的几何尺寸中孔径和孔深沿轴向、周向按设定规律变化，且使得孔型密封腔的体积、密封静子件内表面上的孔隙率沿轴向、周向按设定规律变化。

本发明进一步的改进在于，环形稳压腔是周向贯通的，且沿轴向布置在密封静子件内表面上，其数量n由旋转密封轴向长度和进出口压差决定，用于将密封静子件内表面分成n+1个独立的密封段。

本发明进一步的改进在于，环形稳压腔在密封静子件内表面分割形成的若干密封段的孔型密封腔的孔径、孔深沿轴向、周向独立变化的。

本发明进一步的改进在于，环形稳压腔轴向宽度等于上游相邻孔型密封腔的最大孔径，环形稳压腔的腔室深度等于其轴向宽度的1～2倍。

本发明进一步的改进在于，孔型密封腔的加工截面为圆形、椭圆形或者六边形，并采用钻头打孔，刀具切削的加工方法，或者采用增材制造的加工方法。

本发明进一步的改进在于，孔型密封腔的几何尺寸中孔径和孔深沿轴向的设定变化规律为逐渐增大或逐渐减小的线性变化，或者为二次曲线型、余弦曲线型和B样条曲线型变化规律。

本发明进一步的改进在于，孔型密封腔的几何尺寸中孔径和孔深沿轴向变化规律存在多种组合方式，分别为：孔径和孔深均不变化；孔径不变，孔深变化；孔径变化，孔深不变；孔径和孔深同时变化。

本发明进一步的改进在于，孔型密封腔的几何尺寸孔径和孔深沿周向的设定变化规律为逐渐增大或逐渐减小的线性变化，或者为二次曲线型、余弦曲线型和B样条曲线型变化规律；

孔型密封腔的孔径和孔深沿周向是周期性变化的，一个变化周期所占的弧段为360度、180度、90度或45度，即孔径和孔深沿周向变化周期数为1、2、4和8。

本发明进一步的改进在于，孔型密封腔的几何尺寸孔径和孔深沿周向变化规律存在多种组合方式，分别为：孔径和孔深均不变化；孔径不变，孔深变化；孔径变化，孔深不变；孔径和孔深同时变化。

本发明具有如下的有益效果：

本发明的总体技术思路是针对传统旋转密封，在密封静子件内表面布置腔室深度(孔深)和腔室直径(孔径)沿轴向变化的孔型密封腔，通过控制孔型密封腔的孔深和孔径沿轴向的不同变化规律，从而控制孔型密封腔的体积、孔隙率和上、下游局部泄漏系数，达到控制密封转子振动诱发的孔型密封腔内动态腔室压力变化规律(密封动压效应)的效果。进而控制密封气流激振力相对转子振动位移的变化规律(幅值和相位)，实现对密封刚度和阻尼精细化调控的目的。

进一步，在密封静子件内表面布置腔室深度(孔深)和腔室直径(孔径)沿周向变化的孔型密封腔，通过控制孔型密封腔的孔深和孔径沿周向的不同变化规律，从而控制孔型密封腔的体积、孔隙率沿周向的变化规律，达到控制密封转子振动诱发的孔型密封腔内动态腔室压力大小和沿周向分布规律的效果。进而控制密封气流激振力相对转子振动位移的变化规律(幅值和相位)，实现对密封刚度和阻尼精细化调控的目的。

进一步，通过在密封静子件内表面引入若干排沿轴向排列的周向贯通的环形稳压腔，将密封静子件分成若干独立的密封段，达到对各密封段阻尼和刚度独立调控的目的，从而增强对旋转密封刚度和阻尼精细化调控的能力。

进一步，本发明通过在密封静子件内表面布置孔径、孔深沿轴向变化的孔型密封腔，形成腔室体积、孔隙率和局部泄漏系数沿轴向可控的旋转密封结构；通过在密封静子件内表面布置孔径、孔深沿周向变化的孔型密封腔，形成腔室体积和孔隙率沿周向可控的旋转密封结构；通过在密封静子件内表面布置周向贯通的环形稳压腔，形成可独立调控的若干密封段。

具体特征包括：

(1)密封静子件结构。密封静子件在叶轮机械中可安装于轴密封、叶顶密封、隔板密封、叶轮入口密封、平衡密封等静止部件处。旋转部件可为转轴、叶片、轮盘等。密封静子件内表面上的孔型密封腔的加工截面可采用圆形结构、椭圆形结构或六边形结构。

(2)孔径、孔深沿轴向变化的孔型密封腔结构。孔型密封腔结构布置在密封静子件内表面，通过孔深从密封进口到出口沿轴向按设定规律变化，或孔径从密封进口到出口沿轴向按设定规律变化，或孔径、孔深同时从密封进口到出口沿轴向按设定规律变化，使孔型密封腔体积、孔隙率和局部泄漏系数从密封进口到出口沿轴向按设定规律变化。孔型密封腔孔径、孔深沿轴向变化的规律可为直线型、二次曲线型、余弦曲线型和B样条曲线型。

(3)孔径、孔深沿周向变化的孔型密封腔结构。孔型密封腔结构布置在密封静子件内表面，通过孔深沿周向按设定规律变化，或孔径沿周向按设定规律变化，或孔径、孔深同时沿周向按设定规律变化，使孔型密封腔体积和孔隙率沿周向按设定规律变化。孔型密封腔孔径、孔深沿周向变化的规律可为直线型、二次曲线型、余弦曲线型和B样条曲线型。

(4)孔径、孔深沿轴向和周向同时变化的孔型密封腔结构。孔型密封腔结构布置在密封静子件内表面，通过孔径、孔深沿轴向和周向均按设定规律变化，使孔型密封腔体积和孔隙率沿轴向和周向均按设定规律变化。孔型密封腔孔径、孔深沿轴向和周向变化的规律可为直线型、二次曲线型、余弦曲线型和B样条曲线型。

(5)周向贯通的环形稳压腔结构。环形稳压腔结构是布置在密封静子件内表面的沿轴向排列的若干环形腔室。环形稳压腔轴向宽度等于上游相邻孔型密封腔的最大孔径，环形稳压腔深度等于其轴向宽度的1～2倍。环形稳压腔将密封静子件内表面沿轴向分割为若干独立的密封段，各密封段可对孔型密封腔的孔深、孔径沿轴向和周向的变化规律进行独立调控。

综上所述，本发明的非均匀可控腔旋转密封结构，可通过对孔型密封腔孔径和孔深沿轴向、周向的变化规律进行调控，达到对密封刚度和阻尼精细化控制，并保证密封良好封严性能的目的，提高叶轮机械运行效率和轴系稳定性。本发明的旋转密封结构对目前叶轮机械中的各类动静间隙具有普遍适用性，可代替传统密封结构安装在轴端、叶顶、隔板和级间等位置，增强转子系统的稳定性，尤其适用于高参数、轻型化、微小型精密化的微型燃气轮机和液氢液氧涡轮泵等的间隙泄漏流动控制。

附图说明

图1是本发明的非均匀可控腔旋转密封静子件结构在多级离心压气机中的安装位置示意图；

图2a至图2d是本发明的非均匀可控腔旋转密封的三维结构图；(图2a：孔深沿轴向、周向均按设定规律变化的孔型密封腔；图2b：孔径沿轴向、周向均按设定规律变化的孔型密封腔；图2c：孔深沿轴向、孔径沿周向按设定规律变化的孔型密封腔；图2d：孔径沿轴向、孔深沿周向按设定规律变化的孔型密封腔；)

图3a至图3e是本发明的非均匀可控腔旋转密封的子午面剖视图；(图3a：孔径、孔深沿轴向均不变的孔型密封腔；图3b：孔深沿轴向按设定规律变化的孔型密封腔；图3c：孔径沿轴向按设定规律变化的孔型密封腔；图3d：孔径、孔深沿轴向均按设定规律变化的孔型密封腔；图3e：孔径、孔深在各密封段独立变化的孔型密封腔；)

图4a至图4e是本发明的非均匀可控腔旋转密封周向展开图；(图4a：孔径沿轴向、周向均不变的孔型密封腔；图4b：孔径沿轴向按设定规律变化的孔型密封腔；图4c：孔径沿周向按设定规律变化的孔型密封腔；图4d：孔径沿轴向、周向均按设定规律变化的孔型密封腔；图4e：孔径在各密封段独立变化的孔型密封腔；)

图5a至图5d是本发明的非均匀可控腔旋转密封轴向剖视图；(图5a：孔径、孔深沿周向均不变的孔型密封腔；图5b：孔深沿周向按设定规律变化的孔型密封腔；图5c：孔径沿周向均按设定规律变化的孔型密封腔；图5d：孔径、孔深沿周向均按设定规律变化的孔型密封腔；)

图中：1-旋转部件，2-密封静子件，3-孔型密封腔，4-环形稳压腔，5-密封静子件内表面，6-旋转部件外表面，7-孔深，8-孔径，9-密封径向间隙。

具体实施方式

以下结合附图和技术原理对本发明作进一步的详细说明。

本发明的具体结构参见附图，设计思路如下：

参见图1，本发明提供的一种非均匀可控腔旋转密封结构，该旋转密封静子件2可代替传统密封结构安装在轴端、叶顶、隔板和级间等位置，增强轴系的稳定性。为便于加工和安装，密封静子件可加工为等弧度的2-6块。密封静子件2与旋转部件1组成工质的泄漏通道。

参见图2a至图2d，本发明的旋转密封结构的密封静子件内表面5上布置有孔型密封腔结构3和环形稳压腔结构4。孔型密封腔3可采用钻头在密封静子件内表面5上钻孔的加工方法，环形稳压腔4可采用切削密封静子件内表面5的加工方法。为使孔型密封腔3的几何尺寸能够连续变化(不受刀具国标尺寸限制)，孔型密封腔3也可采用增材制造的加工方法。孔型密封腔3的加工截面形状可为圆形、椭圆形或六边形。

本发明的旋转密封结构的密封静子件内表面5上布置的孔型密封腔3的孔径8和孔深7沿轴向、周向按设定规律变化。

参见图3a至图3e，本发明的旋转密封结构的孔型密封腔3的孔径8和孔深7沿轴向按设定规律变化。沿轴向：孔径8和孔深7均恒定不变(如图3a所示)；孔深7按设定规律变化，孔径8恒定不变(如图3b所示)；孔径8按设定规律变化，孔深7恒定不变(如图3c所示)；孔径8和孔深7均按设定规律变化(如图3d所示)。

参见图5a至图5d，本发明的旋转密封结构的孔型密封腔3的孔径8和孔深7沿周向是周期性变化的，一个变化周期所占的弧段可为360度、180度、90度或45度，即周向变化周期数可为1、2、4和8。沿周向：孔径8和孔深7均恒定不变(如图5a所示)；孔深7按设定规律变化，孔径8恒定不变(如图5b所示)；孔径8按设定规律变化，孔深7恒定不变(如图5c所示)；孔径8和孔深7均按设定规律变化(如图5d所示)。

本发明的旋转密封结构的孔型密封腔3的孔径8和孔深7沿轴向、周向变化的规律可为直线型、二次曲线型、余弦曲线型和B样条曲线型，并不局限于图示的变化形式。孔径8和孔深7沿轴向、周向变化规律受密封泄漏流量和动力特性系数等设计要求决定，可通过自动优化程序获得最优的变化规律。

本发明的旋转密封结构的密封静子件内表面5上沿轴向布置有若干环形稳压腔4。环形稳压腔4将密封静子件内表面5沿轴向分割为若干独立的密封段，各密封段可对孔型密封腔3的孔径8和孔深7沿轴向、周向的变化规律进行独立调控(如图3e和图4e所示)。环形稳压腔4的轴向宽度等于上游相邻孔型密封腔3的最大孔径8，环形稳压腔4的深度等于其轴向宽度的1～2倍。

本发明的技术原理如下：

在叶轮机械中，由于外部激励、安装误差和质量不平衡，旋转部件1(如转子、叶轮、轮盘等)将发生振动，旋转部件1与密封静子件2间存在相对振动位移。由于旋转部件1的振动，工质在密封静子件2的孔型密封腔3内受到压缩、膨胀作用，产生显著的动态压力，进而对旋转部件外表面6施加重要的气流激振力，影响叶轮机械轴系稳定性。该气流激振力可能诱发转子失稳，也可抑制转子振动，与密封的转子动力特性系数有关(刚度和阻尼)。

研究表明：旋转部件1振动引起的孔型密封腔3内的随时间变化的动态压力大小、相位以及在周向的分布决定了密封的刚度和阻尼。依据孔型密封腔3轴向连续方程(1)

式中，κ为气体比热容比，R_g为气体常数，i为孔型密封腔3沿轴向的编号，t为时间，V_i为孔型密封腔3的体积，由孔型密封腔3的孔径8和孔深7决定；P_i为孔型密封腔3内的静态压力；T_i为孔型密封腔3内的温度；m_i和m_i+1分别为孔型密封腔3上游和下游密封径向间隙9处的泄漏量，由密封径向间隙9处的泄漏系数决定，泄漏系数受到孔型密封腔3的孔径8、孔深7和孔隙率(孔型密封腔3所占密封静子件2内表面5的面积比)的影响；

为孔型密封腔3的体积变化率，由旋转部件1的振动位移决定；

为孔型密封腔3内的动态压力变化率。由公式(1)可知孔型密封腔3内的动态压力P_i由孔型密封腔3的孔径8、孔深7(体积V_i)，旋转部件1的振动位移

孔型密封腔3上、下游孔型密封腔3的孔径8、孔深7的变化产生的不同泄漏系数(流入、流出泄漏量之差m_i-m_i+1)决定。通过改变孔型密封腔3的孔径8和孔深7沿轴向的变化规律，可达到控制孔型密封腔3内动态压力的目的，进而控制密封气流激振力、密封刚度和阻尼。

本发明的旋转密封结构的密封静子件内表面5上布置的孔型密封腔3的孔径8和孔深7沿轴向是按设定规律变化的。通过控制孔型密封腔3的孔径8和孔深7沿轴向的变化规律，可达到控制孔型密封腔3的体积、孔型密封腔3上、下游密封间隙9处的泄漏系数，以及内表面5的孔隙率的目的，进而对孔型密封腔3中的动态压力的精细化控制，最终实现对旋转密封气流激振力和动力特性系数(刚度和阻尼)的精细化调控，增强叶轮机械轴系稳定性。

研究表明：旋转密封孔型密封腔室3内动态压力沿周向的非均匀分布是产生非定常密封气流激振力的根源。孔型密封腔室3内动态压力沿周向的分布规律决定了密封气流激振力的大小和方向，进而决定了密封刚度、阻尼的大小和符号。设旋转部件1的振动位移信号为S＝B·sin(ωt+φ_0s)，产生的密封气流激振力信号为F＝A·sin(ωt+φ_0F)。振动位移信号和气流激振力信号的相位差Δφ_FS＝φ_0F-φ_0S决定了密封刚度、阻尼的大小和符号。对于具有孔径8和孔深7沿周向均匀分布的孔型密封腔3的旋转密封，孔径8和孔深7的均匀变化只能改变气流激振力的幅值A，而对其相位φ_0F影响很小。通过孔径8和孔深7沿周向变化使孔型密封腔3的体积、内表面孔隙率沿周向按设定规律变化，达到控制孔型密封腔3内动态压力沿周向分布规律的目的，进而控制气流激振力的相位φ_0F，实现对密封刚度、阻尼的大小和符号的精细化调控。

本发明的旋转密封结构的密封静子件内表面5上布置的孔型密封腔3的孔径8和孔深7沿周向是按设定规律变化的。通过控制孔型密封腔3的孔径8和孔深7沿周向的变化规律，达到控制孔型密封腔3的体积、内表面5的孔隙率沿周向变化规律的目的，进而实现对孔型密封腔3中的动态压力沿周向的分布规律、气流激振力大小和方向进行精细化控制，最终实现对旋转密封动力特性系数(刚度和阻尼)大小和符号的精细化调控，增强叶轮机械轴系稳定性。

研究表明：转子振动时，具有较大轴向宽度和腔室深度的周向贯通环形密封腔内压力沿周向的变化很小，接近均匀分布。在密封静子件内表面5沿轴向布置若干周向贯通的环形稳压腔4，将密封静子件内表面5沿轴向分割为相互对立的密封段，每个密封段上、下游压力沿周向均匀分布，可实现对每个密封段的孔型密封腔3的孔径8和孔深7进行独立调节。

本发明的旋转密封结构的静子件内表面5沿轴向布置了若干环形稳压腔4。环形稳压腔4周向是贯通的，环形稳压腔4的轴向宽度等于上游相邻孔型密封腔3的最大孔径8，环形稳压腔4的深度等于其轴向宽度的1～2倍。环形稳压腔4将密封静子件内表面5沿轴向分割为若干独立的密封段。转子振动时，环形稳压腔4内压力沿周向接近均匀分布，使各密封段上、下游压力沿轴向均匀分布。各密封段可对孔型密封腔3的孔径8和孔深7沿轴向、周向的变化规律进行独立调控。

因此，本发明的旋转密封结构通过在静子件2上布置孔径8和孔深7沿轴向、周向变化的孔型密封腔3，以及环形稳压腔4，能够达到对密封刚度和阻尼大小、符号进行精细化调控的目的，改善密封动力特性，提高叶轮机械轴系稳定性。

数值模拟结果已初步证明了本发明的旋转密封结构通过优化孔径8和孔深7沿轴向、周向的变化规律，以及环形稳压腔的布置，能够实现对密封刚度和阻尼的精细化控制，改善密封动力特性。

Claims (6)

1.一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，该密封结构为用于套装在旋转部件(1)上的密封静子件(2)，包括设置在密封静子件内表面(5)上的孔型密封腔(3)和环形稳压腔(4)；其中，

密封静子件内表面(5)与旋转部件外表面(6)之间存在密封径向间隙(9)，构成工质的泄漏通道，使得工质能够从高压端流向低压端；

密封静子件内表面(5)被轴向排列的若干环形稳压腔(4)分割为若干独立的密封段；

孔型密封腔(3)的几何尺寸中孔径(8)和孔深(7)沿轴向、周向按设定规律变化，且使得孔型密封腔(3)的体积、密封静子件内表面(5)上的孔隙率沿轴向、周向按设定规律变化；

环形稳压腔(4)是周向贯通的，且沿轴向布置在密封静子件内表面(5)上，其数量n由旋转密封轴向长度和进出口压差决定，用于将密封静子件内表面(5)分成n+1个独立的密封段；

孔型密封腔(3)的几何尺寸中孔径(8)和孔深(7)沿轴向和/或周向的设定变化规律为逐渐增大或逐渐减小的线性变化，或者为二次曲线型、余弦曲线型和B样条曲线型变化规律；

孔型密封腔(3)的孔径(8)和孔深(7)沿周向是周期性变化的，一个变化周期所占的弧段为360度、180度、90度或45度，即孔径(8)和孔深(7)沿周向变化周期数为1、2、4和8。

2.根据权利要求1所述的一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，环形稳压腔(4)在密封静子件内表面(5)分割形成的若干密封段的孔型密封腔(3)的孔径(8)、孔深(7)沿轴向、周向独立变化的。

3.根据权利要求1所述的一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，环形稳压腔(4)轴向宽度等于上游相邻孔型密封腔(3)的最大孔径(8)，环形稳压腔(4)的腔室深度等于其轴向宽度的1～2倍。

4.根据权利要求1所述的一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，孔型密封腔(3)的加工截面为圆形、椭圆形或者六边形，并采用钻头打孔，刀具切削的加工方法，或者采用增材制造的加工方法。

5.根据权利要求1所述的一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，孔型密封腔(3)的几何尺寸中孔径(8)和孔深(7)沿轴向变化规律存在多种组合方式，分别为：孔径(8)和孔深(7)均不变化；孔径(8)不变，孔深(7)变化；孔径(8)变化，孔深(7)不变；孔径(8)和孔深(7)同时变化。

6.根据权利要求1所述的一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，孔型密封腔(3)的几何尺寸孔径(8)和孔深(7)沿周向变化规律存在多种组合方式，分别为：孔径(8)和孔深(7)均不变化；孔径(8)不变，孔深(7)变化；孔径(8)变化，孔深(7)不变；孔径(8)和孔深(7)同时变化。

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