针对深海浮游生物的取样需求设计了一种高通量的深海压力补偿取样装置装置包括深海泵总成、自适应压力平衡过滤取样装置、压力补偿装置以及检测控制系统等。仿真分析了硬度90 HA的O形密封圈在安装压缩率22%、60 MPa的密封环境下的密封压力69.2 MPa满足密封需求;通过磁力扭矩实验发现扭矩0.2 N·m时密封舱壁厚7 mm满足传动及耐压性能的要求;60 MPa高压舱试验中深海泵总成的耐压、密封性能良好;建立了取样装置的压力补偿物理模型。仿真研究表明公称体积1 L、壁厚25 mm、预充压力25 MPa的囊式蓄能器在6000 m深海取样的计算中温度的变化使取样系统有8.75%的压力增加材料变形引起的压力损失约为0.4%温度变化对保压效果的影响较大为确保样品的原位特性在保压回路中增设溢流阀并配备样品储运冰箱。

针对深海高压环境下的O形密封圈，建立了有限元模型，仿真分析了O形密封圈在不同硬度、不同工况下的密封性能，探讨了O形密封圈的材料硬度、径向压缩率和外界压力对密封接触压力的影响。研究表明，在径向压缩率为17％～26％的范围内，O形密封圈的材料硬度与截面压缩率相比，材料硬度的增加对初始接触压力的提高的影响更加显著；在静水压力的作用下，O形密封圈具有良好的自紧性能，并且接触压力始终大于外界静水压，其密封安全裕度的大小约为初始接触压力；经分析计算，邵氏硬度90HA的聚氨酯O形密封圈，在22％的初始安装压缩率的条件下，密封安全裕度约为10MPa，能满足6km深海高压密封的要求。为进一步验证有限元分析的正确性，进行了O形密封圈的深海试验，试验结果表明密封可靠，与仿真结果相一致。