设计了一种应用于深海高压环境中的外接皮囊一体式新型液压系统的压力自平衡装置,并对其工作原理进行了分析,在此基础上又对其压力平衡过程进行了建模和分析,建立了装置所需硅油补偿体积与密封腔体规格及所处海水压力等相关参数的关系公式。结果表明,实现压力平衡需要补偿的油液体积与装置所处环境温度降低量、环境压力增量、海水压力及材料弹性模量成正相关关系,与材料泊松比成负相关关系,并得出了装置设计相关参数曲线。通过公式及曲线对实际设计装置进行指导验证,可实现装置体积小、质量轻、耗能低的最优设计。

为探究超临界CO2连续萃取环境下合适的料仓用密封件,利用ANSYS软件建立O形、Y形与U杯形密封圈二维对称模型,分析推入过程中压缩量、摩擦因数影响下密封件的接触应力、等效应力和最佳推入形式,以及承压状态下密封件应力分布与应力的变化规律。结果表明在推入过程中,O形圈拥有较好的预紧密封性能,U杯形圈的等效应力最小且应力分布均匀;随着压缩量与摩擦因数的增大,O形与Y形圈应力变化会发生波动,而U杯形圈各应力保持线性增长;承压工作状态下,唇形的Y形和U杯形密封件密封性能优于O形圈;Y形圈在高压工况下密封性能最优异,但低唇底部容易发生剪切破坏,影响其使用寿命,而U杯形圈在高压工况下密封性能表现最稳定、可靠。