密封装置是防止流体（液体或气体）从机械部件间隙泄漏或外部杂质侵入的关键部件。它们广泛应用于几乎所有工业领域，如汽车、航空航天、化工、能源和日用家电。
密封主要分为两大类：静态密封和动态密封。
静态密封：用于两个没有相对运动的结合面之间（如法兰盘、端盖、管接头）。
动态密封：用于两个有相对运动的部件之间（如旋转的泵轴、往复运动的活塞杆）。
一、 静态密封 (Static Seals)
1. O型圈 (O-Ring)
描述：最常用的静态密封件，截面为圆形，通常由橡胶（如NBR, FKM, EPDM）制成。
优点：
结构简单，成本低廉，易于安装。
密封性能好，可用于静密封和动密封（旋转/往复运动）。
占用空间小，沟槽设计简单。
既能密封液体，也能密封气体。
缺点：
启动摩擦力较大。
在旋转密封应用中容易发生“螺旋失效”。
对挤出（Extrusion）敏感，尤其在高压下需要加装挡圈。
对安装沟槽的尺寸和表面光洁度要求较高。
2. 垫片 (Gasket)
描述：用于两个大型静态法兰面的密封，形状通常与法兰面相同。材料多样（金属、橡胶、石墨、复合材料等）。
优点：
可覆盖非常大的密封面积。
材料选择范围极广，可适应极端温度、压力和腐蚀性介质。
某些类型（如软垫片）可补偿法兰面的微小不平整。
缺点：
需要很大的螺栓预紧力。
安装和更换相对麻烦。
存在蠕变松弛和应力松弛的风险，可能导致后续泄漏。
3. 密封胶 (Sealant)
描述：液态或半液态材料，涂于结合面，固化后形成密封。包括厌氧胶、硅酮胶（RTV）等。
优点：
可用于不规则或复杂的结合面。
能填充间隙，具有良好的填补性。
兼具密封和锁固功能。
缺点：
固化需要时间，不能立即承受压力。
拆卸困难，常需清理残胶。
性能受温度、化学介质和固化条件影响大。
二、 动态密封 (Dynamic Seals)
1. 唇形密封 (Lip Seal)
描述：最常见的是油封，用于旋转轴的密封。有一个具有弹性的唇口紧贴轴表面。
优点：
摩擦阻力小，功耗低。
结构紧凑，成本低。
既能封油也能防尘（通常带副唇）。
缺点：
寿命有限，唇口会随时间磨损。
对轴的表面粗糙度、硬度和偏心度非常敏感。
只能承受较低的压力（通常<0.3MPa）。
2. 机械密封 (Mechanical Seal)
描述：一种精密的端面密封。由一对垂直于轴线的、高度抛光的平面（静环和动环）在流体压力和弹簧力作用下紧密贴合，相对旋转而实现密封。
优点：
密封性能极佳，泄漏量极小。
寿命长，适用于长周期运行。
能承受高压、高温、高速等苛刻工况。
摩擦功耗低。
缺点：
成本非常高，制造复杂。
安装和更换需要专业技术和工具。
对介质中的颗粒物敏感，需要清洁的流体或加装冲洗系统。
3. 填料密封 (Packing Seal)
描述：一种古老的密封形式，将软质编织材料（如石墨、聚四氟乙烯、芳纶）缠绕在轴上，并用压盖压紧填充腔体来实现密封。
优点：
结构简单，成本低，易于安装和维护。
耐颗粒物和磨料介质。
可承受较高的压力和温度（取决于材料）。
缺点：
泄漏率较高，属于“受控泄漏”。
摩擦和磨损大，功耗高，导致轴功率损失。
需要定期调整和更换压盖以补偿磨损。
4. 迷宫密封 (Labyrinth Seal)
描述：非接触式密封。在固定件和旋转件上制造一系列节流齿和腔室，形成曲折的路径，使流体产生节流效应而难以泄漏。
优点：
无接触，无磨损，寿命极长。
无需润滑，可用于高温、高速场合（如燃气轮机、离心压缩机）。
功耗几乎为零。
缺点：
存在一定量的泄漏，不能实现零泄漏。
只能封堵液体或灰尘，不能完全隔绝气体。
制造精度要求高，成本较高。
总结与对比
| 密封类型 | 主要应用 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| O型圈 | 静密封、少量动密封 | 简单、便宜、通用性好 | 怕挤压、怕扭曲、启动摩擦大 |
| 垫片 | 大型法兰静密封 | 适应大面积、耐极端工况 | 需大螺栓力、可能松弛 |
| 唇形密封 | 旋转轴密封（油封） | 摩擦小、紧凑、便宜 | 寿命有限、对轴要求高、不耐压 |
| 机械密封 | 旋转轴高性能密封 | 泄漏极少、耐高压高温、寿命长 | 成本高、安装复杂、怕颗粒 |
| 填料密封 | 旋转/往复轴密封 | 简单、耐颗粒、便宜 | 有泄漏、摩擦大、需维护 |
| 迷宫密封 | 高速旋转机械 | 无磨损、耐高温高速、零功耗 | 有泄漏、不能完全密封气体 |
选型关键因素：
选择密封类型时，必须综合考虑：介质类型（油、水、化学品）、温度、压力、相对运动速度、成本、允许泄漏率以及安装和维护的便利性。没有一种密封是万能的，最佳选择总是特定工况下的权衡结果。
