可控柔性密封主要用于润滑性较差、低粘度、高杂质含量的流体介质密封中,其目的是防止介质泄漏,从而节约能源、减小污染、保护环境。论文首先对柔性密封的发展历史、研究现状进行了综述。在对密封工作领域分析、总结和归纳基础上,分析概括出了可控柔性密封的一般性特征。阐述了进行柔性密封研究的流体力学、工程力学和柔性密封理论基础,为密封流场和应力场的研究提供了理论方法。采用橡胶材料试验数据拟合与预测的方法,研究了可控柔性密封胶芯的力学行为评价方法。指出Ogden模型和Mooney-Rivlin模型不适合柔性密封结构模拟;Arruda-Boyce模型和Yeoh模型可用于结构模拟并可作为结果的上下界来考虑;Marlow模型所给出的拟合和预测结果较为合理。修正A-B模型对密封橡胶在多个环境温度下的单向拉伸力学行为的预测结果均与实际试验数据吻合很好。根据带压作业闸板防喷器中可控柔性密封的工作要求,提出了采用聚合物材料与高弹性橡胶组合构成可控柔性密封组件的设计思想。聚合物材料与管柱外圆周接触,承担接触压力并配合橡胶实现密封,这样可大大减少密封橡胶的磨损量,从而延长密封胶芯的工作寿命。结合密封工作原理进行胶芯受力分析,推导出密封接触压力计算模型,为闸板防喷器可控柔性密封的设计与控制提供了基础。建立了可控柔性密封液压控制系统的数学模型,并应用MATLAB软件进行了仿真分析,明确了可控柔性密封可以在常规工况下稳定。研制了带压作业可控柔性密封模拟试验系统,可以按照带压作业现场的实际工况进行完整的作业流程的试验,并利用该试验系统对带压作业可控柔性密封装置进行了密封性能试验、密封控制试验、密封驱动压力试验、密封副变形试验、密封副摩擦学试验等基础性和应用型试验;为进一步开发新型密封副及其配套装置提供了良好的试验平台。通过跟踪11口带压作业现场试验情况,可以证明:新研制闸板防喷器可控柔性密封能够很好的实现21MPa工作介质的滑动密封;大大提高了带压作业密封胶芯的可靠性和使用寿命,具有推广应用前景。