CN110242751A - 旋转机械设备的多阶层双列槽密封端面结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋转机械设备的多阶层双列槽密封端面结构，包括静环及可相对所述静环转动的动环，所述静环或所述动环具有高压侧与低压侧；所述静环或所述动环相对表面的低压侧具有多个反向槽组，多个所述反向槽组沿周向方向间隔分布，每个所述反向槽组均包括至少两级沿所述低压侧至所述高压侧排布的反向槽，相邻两个所述反向槽的槽壁重合并呈阶梯状设置；所述静环或所述动环相对表面的高压侧还具有多个正向槽组，多个所述正向槽组沿周向方向间隔分布，所述正向槽组的旋向与所述反向槽组的旋向相反。在实现较好密封效果的同时，具有良好刚度，降低磨损，延长使用寿命。

Description

旋转机械设备的多阶层双列槽密封端面结构

技术领域

本发明涉及机械密封领域，特别是涉及一种旋转机械设备的多阶层双列槽密封端面结构。

背景技术

槽型密封结构是利用流体动压垫和静压效应产生承载力的同时，利用螺旋槽的泵送效应的常见密封结构。槽形密封结构堰区的切向夹角引起槽区的流体流动产生动压效应，产生附加压力，继而产生承载力，产生动压效应，保证密封效果。

在目前的工程应用当中，大多数槽型密封结构需要满足使用寿命长、刚度大、低泄漏甚至零泄漏的性能要求。这就要求槽型密封结构在做到良好密封的条件下兼具良好的润滑性能，并且在更宽广的工况范围内做到这一点。密封性能要求其做到泄漏少，但润滑性能则往往要求密封具有一定程度的泄漏。所以对于目前的槽型密封结构来说，不能做到兼顾，易出现能够做到低泄漏，但磨损较严重，密封的寿命较短的情况。

发明内容

基于此，有必要针对目前槽型密封结构的密封与磨损不能兼顾的问题，提供一种能够在保证密封的同时降低磨损的旋转机械设备的多阶层双列槽密封端面结构。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种旋转机械设备的多阶层双列槽密封端面结构，包括静环及可相对所述静环转动的动环，所述静环或所述动环具有高压侧与低压侧；

所述静环或所述动环相对表面的低压侧具有多个反向槽组，多个所述反向槽组沿周向方向间隔分布，每个所述反向槽组均包括至少两级沿所述低压侧至所述高压侧排布的反向槽，相邻两个所述反向槽的槽壁重合并呈阶梯状设置；

所述静环或所述动环相对表面的高压侧还具有多个正向槽组，多个所述正向槽组沿周向方向间隔分布，所述正向槽组的旋向与所述反向槽组的旋向相反。

在其中一个实施例中，至少两个所述反向槽的槽深沿所述低压侧至所述高压侧逐级减小；和/或，至少两个所述反向槽的面积沿所述低压侧至所述高压侧逐级增加。

在其中一个实施例中，靠近所述高压侧的所述反向槽部分围设于靠近所述低压侧的所述反向槽的周侧，进一步地，靠近低压侧的所述反向槽沿径向方向和周向方向与靠近高压侧的所述反向槽连通。

在其中一个实施例中，所述反向槽组包括三个反向槽，分别为一阶反向槽、二阶反向槽以及三阶反向槽；

进一步地，所述一阶反向槽的槽深范围为25μm～40μm，所述二阶反向槽的槽深范围为15μm～30μm，所述三阶反向槽的槽深范围为5μm～20μm。

在其中一个实施例中，所述正向槽组包括一个正向槽；

或者，所述正向槽组包括至少两个正向槽，相邻两个所述正向槽的槽壁重合，且至少两个所述正向槽呈阶梯状设置。

在其中一个实施例中，至少两个所述正向槽的槽深沿所述高压侧至所述低压侧逐级减小；和/或，至少两个所述正向槽的面积沿所述高压侧至所述低压侧逐级增加。

在其中一个实施例中，靠近所述低压侧的所述正向槽部分围设于靠近所述高压侧的所述正向槽的周侧，进一步地，靠近高压侧的所述正向槽沿径向方向和周向方向与靠近低压侧的所述正向槽连通。

在其中一个实施例中，所述正向槽组包括一阶正向槽、二阶正向槽以及三阶正向槽；

进一步地，所述一阶正向槽的槽深范围为25μm～40μm，所述二阶正向槽的槽深范围为15μm～30μm，所述三阶正向槽的槽深范围为5μm～20μm。

在其中一个实施例中，各所述反向槽的面积均小于所述正向槽的面积；

所述反向槽的径向尺寸大于或等于所述正向槽的径向尺寸。

在其中一个实施例中，所述反向槽的径向占比为0.35～0.45；和/或，所述正向槽的径向占比为0.2～0.3；

所述反向槽的数量为36个～108个；和/或，所述正向槽的数量为12个～36个。

在其中一个实施例中，所述反向槽的槽壁截面为直线、阿基米德螺旋线或圆弧线；和/或，正向槽的槽壁截面为直线、阿基米德螺旋线或圆弧线；

所述反向槽与所述正向槽的槽壁截面相同或相异。

在其中一个实施例中，所述正向槽与所述反向槽采用激光加工方式、电化学腐蚀方式或电火花加工方式加工成型。

一种旋转机械设备的多阶层双列槽密封端面结构，包括静环及可相对所述静环转动的动环，所述静环或所述动环具有高压侧与低压侧；

所述静环或所述动环相对表面的低压侧具有多个反向槽组，多个所述反向槽组沿周向方向间隔分布，每个所述反向槽组均包括至少两个反向槽，相邻两个所述反向槽的槽壁重合，且至少两个所述反向槽呈阶梯状设置。

在其中一个实施例中，至少两个所述反向槽的槽深沿所述低压侧至所述高压侧逐级减小；和/或，至少两个所述反向槽的面积沿所述低压侧至所述高压侧逐级增加；

靠近所述高压侧的所述反向槽部分围设于靠近所述低压侧的所述反向槽的周侧，进一步地，靠近低压侧的所述反向槽沿径向方向和周向方向与靠近高压侧的所述反向槽连通。

在其中一个实施例中，所述反向槽组包括三个反向槽，分别为一阶反向槽、二阶反向槽以及三阶反向槽；

进一步地，所述一阶反向槽的槽深范围为25μm～40μm，所述二阶反向槽的槽深范围为15μm～30μm，所述三阶反向槽的槽深范围为5μm～20μm。

在其中一个实施例中，所述反向槽的径向占比为0.35～0.45；所述反向槽的数量为36个～108个。

在其中一个实施例中，所述反向槽的槽壁截面为直线、阿基米德螺旋线或圆弧线。

采用上述技术方案后，本发明至少具有如下技术效果：

本发明的旋转机械设备的多阶层双列槽密封端面结构，高压侧的流体沿着密封堰区的切向夹角流入正向槽组内，同时，低压侧的流体沿着密封堰区的切向夹角顺次流入至少两个反向槽中进行径向以及切向泵送，实现上游泵送和下游泵送效应同时进行，达到零泄漏的同时具有一定的润滑效应。当工况发生波动时，多阶层双列槽密封端面结构的抗干扰能力强，能够使高低压流体分界面在很小范围内波动，从而实现较好的密封效果。并且，当高低压侧的压差变大或变小时，由于低压侧的至少两个阶梯状的反向槽的存在，具有良好的刚度。有效的解决目前槽型密封结构的密封与磨损不能兼顾的问题，多阶层双列槽密封端面结构采用上述结构后，可以在实现较好密封效果的同时，具有良好刚度，降低磨损，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明第一实施例的多阶层双列槽密封端面结构中动环的端面示意图；

图2为本发明第二实施例的多阶层双列槽密封端面结构中动环的端面示意图；

图3为本发明第三实施例的多阶层双列槽密封端面结构中动环的端面示意图；

图4为本发明第四实施例的多阶层双列槽密封端面结构中动环的端面示意图。

其中：

1-正向槽组；

101-一阶正向槽；

102-二阶正向槽；

103-三阶正向槽；

2-反向槽组；

201-一阶反向槽；

202-二阶反向槽；

203-三阶反向槽；

3-正向密封堰区；

4-反向密封堰区；

5-第一坝区；

6-第二坝区。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的多阶层双列槽密封端面结构进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参见图1至图4，本发明提供一种旋转机械设备的多阶层双列槽密封端面结构。该多阶层双列槽密封端面结构能够对各类旋转机械设备的轴端进行密封，避免流体泄露，保证旋转机械设备正常运行。可选的，旋转机械设备包括但不限于压缩机、膨胀机、泵、反应釜、搅拌釜等。本发明的多阶层双列槽密封端面结构在高压侧流和低压侧流体平衡，产生一个相对稳定的分界面，可以在实现较好密封效果的同时，具有良好刚度，降低磨损，延长使用寿命。

参见图1，在本发明的第一实施例中，多阶层双列槽密封端面结构包括静环及可相对静环转动的动环，静环或动环具有高压侧与低压侧。静环或动环的低压侧为下游侧，静环或动环的高压侧为上游侧。也就是说，动环的内侧可以为高压侧也可以为低压侧。本实施例中，记动环的外径侧为高压被密封的流体，此时，静环与动环的内侧为低压的一侧，即为下游侧，静环与动环的外侧为高压的一侧，记为上游侧。通常，上游侧的流体会在压力作用下向下游侧流动。当然，在本发明的其他实施方式中，若动环的内侧为高压被密封的流体，则动环的内侧为上游侧。

动环与静环均为环状结构。其中，图1中所示的环状结构为动环。记动环与静环相接触的表面为密封环面，该密封环面为动环与静环径向方向的最小宽度尺寸。比如说，动环的径向尺寸小，则密封环面的径向尺寸等于动环朝向静环一侧的表面的径向尺寸；若静环的径向尺寸小，则密封环面的径向尺寸等于静环朝向动环一侧的表面的径向尺寸。

静环或动环相对表面的低压侧具有多个反向槽组2，多个反向槽组2沿周向方向间隔分布，每个反向槽组2均包括至少两级沿低压侧向高压侧排布的反向槽，相邻两个反向槽的槽壁重合，且至少两个反向槽呈阶梯状设置。静环或动环相对表面的高压侧还具有多个正向槽组1，多个正向槽组1沿周向方向间隔分布，正向槽组1的旋向与反向槽组2的旋向相反。并且，正向槽组1与反向槽组2位于同一表面。

需要说明的是，正向槽组1的正向是指，当流体从上游侧流向下游侧且动环沿顺时针方向转动时，正向槽组1可以引导流体流动。同理，反向槽组2的反向是指，当流体从上游侧流向下游侧且动环沿顺时针方向转动时，反向槽组2中的反向槽可以阻碍流体流动。

反向槽组2具有至少两个反向槽，可以使下游侧流体的泵送能力逐渐增强，从而能够将流体膜与大气的环状分界线控制在更加靠近下游侧的范围内，同时确保流体膜的稳定性，使得流体膜在密封环面上覆盖范围更广，进一步加强流体膜的润滑作用，提高机械密封的工作稳定性和使用寿命。

而且，反向槽组2中的至少两个反向槽沿低压侧向高压侧排布，并且，相邻的两个反向槽的槽壁为一体结构。也就是说，相邻的两个反向槽直接连通，这样可以便于流体流动。当然，在本发明的其他实施方式中，相邻的两个反向槽也可以间接连通，即相邻的两个反向槽间隔设置，并通过流通通道连通。而且，相邻的两个反向槽呈阶梯状设置，不同阶层的反向槽都处于同一圆上，且一侧的槽壁线重合。

多阶层双列槽密封端面结构的工作原理为：当动环旋转时，多阶层双列槽密封端面结构中高压侧的流体沿着密封堰区的切向夹角流入正向槽组1内，由于密封坝区和密封堰区的节流作用，使得流入的流体压力不断升高。同时，低压侧的流体从低压侧沿密封堰区的切向夹角流入反向槽组2内，具体的，流体不断向至少两个反向槽进行径向以及切向泵送，使得低压侧的流体压力也不断升高，一定程度上增强了泵送效果，使高压侧流体和低压侧流体通过平衡产生一个相对稳定的分界面，从而做到泄漏率较低并且润滑效果较好。并且，低压侧由于至少两个阶梯式的反向槽的存在，使得相较于常见的上游泵送而言有更多的尖点存在，使得动压效应得到大幅度加强，进而使得多阶层双列槽密封端面结构更容易开启。当工况在一定范围内波动时，具有良好的刚度。

本发明的多阶层双列槽密封端面结构适用于高低压侧流体压力相差不大的工况，通过上游泵送和下游泵送同时进行，通过合理的设计，可以很好的做到将气液相分界面控制在低压侧至少两个反向槽这一范围之内，保证密封效果。同时，当工况发生一定波动时，其抵抗干扰的能力较强，能够将高低压流体分界面在很小的范围内波动，从而能够很实现较好的密封效果。

可选地，多个正向槽组1以动环的圆心为中心对称且均匀分布，以保证密封效果。相应的，多个反向槽组2以动环的圆心为中心对称，以保证密封效果。进一步地，各反向槽可均匀分布，也可非均匀分布。

本发明多阶层双列槽密封端面结构通过正向槽组1实现上游泵送，通过反向槽组2的至少两个反向槽实现下游泵送，做到达到零泄漏的同时具有一定的润滑效应，且润滑区域相较于密封端面的面积占比较大，保证润滑效果较好。并且，该多阶层双列槽密封端面结构的动压效应较大，使得该结构的密封环更加易于开启，且故当工况在一定范围内波动时，具有较好的抗干扰能力，当高低压侧压差变大或变小时，由于低压侧至少两个反向槽的存在，具有良好的刚度。有效的解决目前槽型密封结构的密封与磨损不能兼顾的问题，多阶层双列槽密封端面结构采用上述结构后，可以在实现较好密封效果的同时，具有良好刚度，降低磨损，延长使用寿命。

静环或动环的表面还具有密封堰区以及坝区，密封堰区包括正向密封堰区3和反向密封堰区4，坝区包括第一坝区5和第二坝区6。相邻的两个正向槽组1之间的空间为正向密封堰区3，相邻的两个反向槽组2之间的空间为反向密封堰区4，低压侧与反向槽组2之间的环形区域为第一坝区5，正向槽组1与反向槽组2之间的环形区域第二坝区6。反向槽组2与正向槽组1通过坝区与密封堰区的配合，可以使下游侧流体的泵送能力逐渐增强，从而能够将流体膜与大气的环状分界线控制在更加靠近下游侧的范围内，同时确保流体膜的稳定性，使得流体膜在密封环面上覆盖范围更广，进一步加强流体膜的润滑作用，提高机械密封的工作稳定性和使用寿命。

本实施例中，正向槽组1包括一个正向槽。也就是说，每一正向槽组1均具有一个正向槽，并沿周向方向分布。高压侧的流体沿着密封堰区的切向夹角流图正向槽内，由于密封坝区和密封堰区的节流作用，使得流入的流体压力不断升高。当然，在本发明的其他实施方式中，正向槽组1可以包括至少两个正向槽，这一点在下文详述。

在一实施例中，至少两个反向槽的槽深沿低压侧至高压侧逐级减小。低压侧的流体向高压侧泵送时，顺次经过深度逐渐减小的至少两个反向槽，这样能够使流体的压力不断升高，在一定程度上增强了泵送效果，使高压侧流体与低压侧流体通过平衡产生相对稳定的分界面，保证密封效果，降低泄漏率。

在一实施例中，至少两个反向槽的面积沿低压侧至高压侧逐级增加。当然，在本发明的其他实施方式中，至少两个反向槽的面积也可沿低压侧至高压侧逐级减小；或者，至少两个反向槽的面积相等。

在一实施例中，靠近高压侧的反向槽部分围设于靠近低压侧的反向槽的周侧。也就是说，靠近低压侧的反向槽向靠近高压侧的反向槽泵送流体时，可以进行径向以及切向泵送，提高动压效应。进一步地，靠近低压侧的反向槽沿径向方向和周向方向与靠近高压侧的反向槽连通。这样，流体流动时可以沿径向以及切向泵送，提高动压效应，使得多阶层双列槽密封端面结构更容易开启。

在本实施例中，反向槽组2包括一阶反向槽201、二阶反向槽202以及三阶反向槽203。一阶反向槽201、二阶反向槽202以及三阶反向槽203从低压侧向高压侧排布。低压侧流体沿密封堰区的切向夹角从一阶反向槽201流入，并不断往二阶反向槽202进行径向以及切向泵送，直到泵送到三阶反向槽203使得低压侧的流体压力不断升高。当然，在本发明的其他实施方式中，反向槽组2还可包括四阶反向槽、五阶反向槽、……等等。

进一步地，一阶反向槽201的槽深范围为25μm～40μm，二阶反向槽202的槽深范围为15μm～30μm，三阶反向槽203的槽深范围为5μm～20μm。由于低压侧一阶反向槽201、二阶反向槽202的槽深深度相对较深，所以当工况发生一定波动时，其抵抗干扰的能力较强，能够使高低压流体分界面在很小的范围内波动，从而能够实现较好的密封效果。

在一实施例中，各反向槽的面积均小于正向槽的面积。也就是说，一阶反向槽201、二阶反向槽202、三阶反向槽203等的面积均小于正向槽的面积。并且，一阶反向槽201沿径向方向和周向方向分别与二阶反向槽202连通，二阶反向槽202沿径向方向和周向方向分别与三阶反向槽203连通。

在一实施例中，反向槽的径向尺寸大于或等于正向槽的径向尺寸。这样可以在保证下游侧流体的泵送能力，同时保证流体膜的稳定性，提高机械密封效果。

可以理解的，径向占比是指槽沿径向方向的宽度与密封环面沿径向方向的宽度之比。在一实施例中，靠近高压侧的反向槽的径向占比为0.35～0.45。也就是说，靠近高压侧的反向槽沿径向方向的宽度与密封环面沿径向方向的宽度之比的范围为0.35～0.4。这样可以保证下游侧流体的泵送能力。在一实施例中，正向槽组1的径向占比为0.2～0.3。也就是说，正向槽沿径向方向的宽度与密封环面沿径向方向的宽度之比的范围为0.2～0.3。这样可以保证流体膜的稳定性，保证机械密封效果。

在一实施例中，反向槽的数量为36个～108个。这样可以保证下游流体的泵送能力。在一实施例中，正向槽的数量为12个～36个。这样可以保证流体膜的稳定性，保证机械密封效果。

参见图2，在本发明的第二实施例中，正向槽组1包括至少两个正向槽，相邻两个正向槽的槽壁重合，且至少两个正向槽呈阶梯状设置。可以理解的，第二实施例与第一实施例的不同之处在于：正向槽组1具有至少两个呈阶梯状的正向槽，而第二实施例的其余技术特征均与第一实施例相同，在此不一一赘述。

高压侧的正向槽组1采用至少两个正向槽，能够使得多阶层双列槽密封端面结构更加快速开启，使得高压侧的流体更容易流入，在极大程度上增强了动压效应，并且使得密封环面上流体膜的面积得到了显著提高，增强了润滑效果，提高了密封的使用寿命。

而且，正向槽组1中的至少两个正向槽沿高压侧向低压侧排布，并且，相邻的两个正向槽的槽壁为一体结构。也就是说，相邻的两个正向槽直接连通，这样可以便于流体流动。当然，在本发明的其他实施方式中，相邻的两个正向槽也可以间接连通，即相邻的两个正向槽间隔设置，并通过流通通道连通。而且，相邻的两个正向槽呈阶梯状设置，不同阶层的正向槽都处于同一圆上，且一侧的槽壁线重合。

在一实施例中，至少两个正向槽的槽深沿高压侧至低压侧逐级减小。高压侧的流体向低压侧泵送时，顺次经过深度逐渐减小的至少两个正向槽，这样能够使流体的压力进一步地不断升高，在一定程度上增强了泵送效果，使高压侧流体与低压侧流体通过平衡产生相对稳定的分界面，保证密封效果，降低泄漏率。

在一实施例中，至少两个正向槽的面积沿高压侧至低压侧逐级增加。当然，在本发明的其他实施方式中，至少两个正向槽的面积也可沿高压侧至低压侧逐级减小；或者，至少两个正向槽的面积相等。

在一实施例中，靠近低压侧的正向槽部分围设于靠近高压侧的正向槽的周侧。也就是说，靠近高压侧的正向槽向靠近低压侧的正向槽泵送流体时，可以进行径向以及切向泵送，提高动压效应。进一步地，靠近高压侧的正向槽沿径向方向和周向方向与靠近低压侧的正向槽连通。这样，流体流动时可以沿径向以及切向泵送，提高动压效应，使得多阶层双列槽密封端面结构更容易开启。

在一实施例中，正向槽组1包括一阶正向槽101、二阶正向槽102以及三阶正向槽103。一阶正向槽101、二阶正向槽102以及三阶正向槽103从高压侧向低压侧排布。高压侧流体沿密封堰区的切向夹角从一阶正向槽101流入，并不断往二阶正向槽102进行径向以及切向泵送，直到泵送到三阶正向槽103使得高压侧的流体压力不断升高。当然，在本发明的其他实施方式中，正向槽组1还可包括四阶正向槽、五阶正向槽、……等等。

进一步地，一阶正向槽101的槽深范围为25μm～40μm，二阶正向槽102的槽深范围为15μm～30μm，三阶正向槽103的槽深范围为5μm～20μm。由于高压侧一阶正向槽101、二阶正向槽102的槽深深度相对较深，所以当工况发生一定波动时，其抵抗干扰的能力较强，能够使高低压流体分界面在很小的范围内波动，从而能够实现较好的密封效果。

参见图1至图3，在一实施例，反向槽的槽壁截面为直线、阿基米德螺旋线或圆弧线。正向槽的槽壁截面为直线、阿基米德螺旋线或圆弧线。反向槽与正向槽的槽壁截面相同或相异。

可选的，反向槽的槽壁截面与正向槽的槽壁截面相同，可以均为直线型、阿基米德螺旋线型或圆弧线型。在第一实施例与第二实施例中，反向槽的槽壁截面与正向槽的槽壁截面均为螺旋线。又可选地，反向槽的槽壁截面与正向槽的槽壁截面可以不同，比如，反向槽的槽壁截面为螺旋线，正向槽的槽壁截面可以为直线或圆弧线，等等，在此不一一列举。参见图3，在本发明的第三实施例中，反向槽组2中各反向槽的槽壁截面为直线，正向槽的槽壁截面为螺旋线。

参见图4，本发明提供一种旋转机械设备的多阶层双列槽密封端面结构，包括静环及可相对静环转动的动环，静环或动环具有高压侧与低压侧。静环或动环相对表面的低压侧具有多个反向槽组2，多个反向槽组2沿周向方向间隔分布，每个反向槽组2均包括至少两个反向槽，相邻两个反向槽的槽壁重合，且至少两个反向槽呈阶梯状设置。

也就是说，在本发明的第四实施例中，取消了第一实施例中的正向槽组1，只采用反向槽组2。采用上述结构后，该多阶层双列槽密封端面结构能够适用于压差相对较大的场合，因为仅有反向槽的存在使得上游泵送的效果占主要地位，低压侧流体能够更好的流入，并且加强了动压效应。需要说明的是，在第四实施例中，反向槽组2的工作原理与第一实施例中反向槽组2与正向槽组1中反向槽组2的工作原理相同，在此不一一赘述。

在一实施例中，正向槽与反向槽采用激光加工方式、电化学腐蚀方式或电火花加工方式加工成型。这样便于槽的成型。并且，利用接触式轮廓仪或非接触式光学轮廓仪来检测加工精度，以保证多阶层双列槽密封端面结构的密封效果。

本发明一实施例还提供一种旋转机械设备，包括转轴及上述实施例中的多阶层双列槽密封端面结构，多阶层双列槽密封端面结构设置于转轴。通过多阶层双列槽密封端面结构保证流体的密封性能，保证旋转机械设备运行可靠。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书的记载范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种旋转机械设备的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，包括静环及可相对所述静环转动的动环，所述静环或所述动环具有高压侧与低压侧；

所述静环或所述动环相对表面的低压侧具有多个反向槽组，多个所述反向槽组沿周向方向间隔分布，每个所述反向槽组均包括至少两级沿所述低压侧至所述高压侧排布的反向槽，相邻两个所述反向槽的槽壁重合并呈阶梯状设置；

所述静环或所述动环相对表面的高压侧还具有多个正向槽组，多个所述正向槽组沿周向方向间隔分布，所述正向槽组的旋向与所述反向槽组的旋向相反。

2.根据权利要求1所述的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，至少两个所述反向槽的槽深沿所述低压侧至所述高压侧逐级减小；和/或，至少两个所述反向槽的面积沿所述低压侧至所述高压侧逐级增加；

靠近所述高压侧的所述反向槽部分围设于靠近所述低压侧的所述反向槽的周侧，进一步地，靠近低压侧的所述反向槽沿径向方向和周向方向与靠近高压侧的所述反向槽连通。

3.根据权利要求2所述的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，所述反向槽组包括三个反向槽，分别为一阶反向槽、二阶反向槽以及三阶反向槽；

进一步地，所述一阶反向槽的槽深范围为25μm～40μm，所述二阶反向槽的槽深范围为15μm～30μm，所述三阶反向槽的槽深范围为5μm～20μm。

4.根据权利要求1所述的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，所述正向槽组包括一个正向槽；

或者，所述正向槽组包括至少两个正向槽，相邻两个所述正向槽的槽壁重合，且至少两个所述正向槽呈阶梯状设置。

5.根据权利要求4所述的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，至少两个所述正向槽的槽深沿所述高压侧至所述低压侧逐级减小；和/或，至少两个所述正向槽的面积沿所述高压侧至所述低压侧逐级增加；

靠近所述低压侧的所述正向槽部分围设于靠近所述高压侧的所述正向槽的周侧，进一步地，靠近高压侧的所述正向槽沿径向方向和周向方向与靠近低压侧的所述正向槽连通。

6.根据权利要求4所述的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，所述正向槽组包括一阶正向槽、二阶正向槽以及三阶正向槽；

进一步地，所述一阶正向槽的槽深范围为25μm～40μm，所述二阶正向槽的槽深范围为15μm～30μm，所述三阶正向槽的槽深范围为5μm～20μm。

7.根据权利要求1至6任一项所述的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，各所述反向槽的面积均小于所述正向槽的面积；

所述反向槽的径向尺寸大于或等于所述正向槽的径向尺寸。

8.根据权利要求1至6任一项所述的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，所述反向槽的径向占比为0.35～0.45；和/或，所述正向槽的径向占比为0.2～0.3；

所述反向槽的数量为36个～108个；和/或，所述正向槽的数量为12个～36个。

9.根据权利要求1至6任一项所述的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，所述反向槽的槽壁截面为直线、阿基米德螺旋线或圆弧线；和/或，正向槽的槽壁截面为直线、阿基米德螺旋线或圆弧线；

所述反向槽与所述正向槽的槽壁截面相同或相异。

10.根据权利要求1至6任一项所述的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，所述正向槽与所述反向槽采用激光加工方式、电化学腐蚀方式或电火花加工方式加工成型。

11.一种旋转机械设备的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，包括静环及可相对所述静环转动的动环，所述静环或所述动环具有高压侧与低压侧；

所述静环或所述动环相对表面的低压侧具有多个反向槽组，多个所述反向槽组沿周向方向间隔分布，每个所述反向槽组均包括至少两个反向槽，相邻两个所述反向槽的槽壁重合，且至少两个所述反向槽呈阶梯状设置。

12.根据权利要求11所述的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，至少两个所述反向槽的槽深沿所述低压侧至所述高压侧逐级减小；和/或，至少两个所述反向槽的面积沿所述低压侧至所述高压侧逐级增加；

靠近所述高压侧的所述反向槽部分围设于靠近所述低压侧的所述反向槽的周侧，进一步地，靠近低压侧的所述反向槽沿径向方向和周向方向与靠近高压侧的所述反向槽连通。

13.根据权利要求12所述的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，所述反向槽组包括三个反向槽，分别为一阶反向槽、二阶反向槽以及三阶反向槽；

进一步地，所述一阶反向槽的槽深范围为25μm～40μm，所述二阶反向槽的槽深范围为15μm～30μm，所述三阶反向槽的槽深范围为5μm～20μm。

14.根据权利要求11至13任一项所述的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，所述反向槽的径向占比为0.35～0.45；所述反向槽的数量为36个～108个。

15.根据权利要求11至13任一项所述的多阶层双列槽密封端面结构，其特征在于，所述反向槽的槽壁截面为直线、阿基米德螺旋线或圆弧线。