以往轴向迷宫密封设计时多借鉴旋转迷宫密封的研究成果,而对于轴向迷宫密封,其内部流体变化形式存在较大区别。为探讨轴向迷宫密封流场分布和泄漏特性,对某型号迷宫压缩机活塞气缸部位采用的齿形轴向迷宫密封结构进行研究。建立该轴向迷宫密封结构的三维模型,对迷宫密封泄漏特性进行流固耦合分析,分析迷宫密封流体域内压力分布、流场分布及结构变形量的变化规律。结果表明:该轴向迷宫密封齿形结构的设计,能够有效地将流体压力能转换为湍动能,通过逐级能量损耗而实现密封;迷宫密封结构在入口处发生最大变形,流体出口处活塞气缸总变形量降低。将该轴向迷宫密封结构应用于压缩机进行实验测试,表明气缸与活塞之间的密封性能良好,为轴向迷宫密封的结构设计与应用提供理论支撑。

为方便、直观的观察某些进油领域中应用的立式迷宫压缩机运行时,填料部件是否进油等工作状态,可在气缸高压隔室侧安装玻璃盖板。文章通过试验数据,提供有效的玻璃盖板密封结构设计,并将其应用在某多晶硅领域的迷宫压缩机上。

针对迷宫压缩机活塞速度变化对泄漏量的影响,本文采用动网格分析技术,以4HS-MG迷宫压缩机的气缸和活塞尺寸为模型,对活塞运动过程进行动态仿真模拟。研究分析表明：在一定的条件下（相同的齿形、齿数、密封间隙、压比等）,随着活塞速度的增加,瞬时的泄漏量是逐渐增加,而整体泄漏量是减少的。所以该动态模拟为高速迷宫压缩机设计时速度的选取具有一定的指导意义。

针对影响往复迷宫压缩机密封性能因素，探究迷宫密封泄漏量与影响因素之间的关系。本文结合FLUENT软件中的动网格技术和正交试验法，对影响迷宫密封泄漏量的关键参数进行对比分析［1，2］，从而获得该模型的最优方案，通过模拟仿真和理论计算验证其正确性。结果表明：迷宫密封参数对泄漏量的影响程度的大小顺序为：密封间隙、进出口压比、空腔深度、活塞速度，该模型的最优方案为间隙0.3mm、进出口压比3、空腔深度1.0mm、活塞速度5m/s。