套筒補償器的密封結構常采用填料密封和機械密封。填料密封是一種接觸式密封,在外套管與芯管之間填入彈性密封材料,在填料受到軸向力壓緊后能緊貼在芯管表面,利用密封材料的彈性變形補償密封面的磨損,阻止介質外漏,由于填料具有彈性和塑形,其所受軸向力(Px)在填料方向上產生的徑向力(Py)=Px(μ/1-μ)或Py=KPx,其中μ:填料泊松比,K:測壓系數。由于這一特點,目前填料由單一填料發展成組合使用,如硬填料放在深部,軟填料在壓蓋附近,或硬軟填料中間放入密封油層,在出現泄露時,采用補注油的方式止漏,或用“油”密封的填料結構。
機構密封在以往是在旋轉軸的動密封上,它是由至少一對垂直于旋轉軸的端面,在流體壓力和補償機構外彈力的作用下,與另一端面保持貼合合并相對滑動,而構成防止流體泄露的裝置,因此又稱端面密封,目前,這種密封達到的水平是,轉速5萬轉/分,線速度150米/秒,壓力可達35MPa,使用溫度達1000°C軸徑達φ1000mm,允許泄露量3~0.1ml/h,壽命的達1~15年,因此用這種方法解決套筒補償器的密封,是有把握的,只是形位公差和配合精度要求高,成本要增加,上世紀90年代推出的彈性套筒補償器就是這種密封的單形式。這結構是在普通套筒補償器壓蓋前增加了彈簧,在彈簧作用下,使密封填料始終處在被壓緊狀,從而使介質無泄漏。彈簧也可置入填料室內,使外觀簡單。