第一個(gè)商業(yè)上成功的應(yīng)用于離心泵的機(jī)械密封可能是由英格索蘭公司的Cameron 部門在1928年左右制造的（Tetlow，1951年）。在此之前，機(jī)械密封已應(yīng)用于小型制冷機(jī)，但未用于大型泵。Cameron密封首先安裝在許多管道泵中。顯然，Cameron沒有出售通用密封，因?yàn)橹钡?0世紀(jì)30年代，離心泵才出現(xiàn)多種規(guī)格樣式的密封。

機(jī)械密封基本上是由George J. Cooke（專利號(hào)#1545080，“旋轉(zhuǎn)軸密封”）在1923年發(fā)明的。他的設(shè)計(jì)最初被稱為“Cooke Seal”，并創(chuàng)立了Cooke Seal 公司。Cooke的密封件首先用于制冷壓縮機(jī)。Cooke公司其實(shí)是Cooke的副產(chǎn)品，因此他將公司賣給了Muskegon Piston Ring 公司，繼而成立了Rotary Seal部門。然后，Muskegon公司將這個(gè)部門出售給EG＆G Sealol，最后被約翰克蘭公司收購(gòu)。

1929年，Crane Packing公司的JM Ryan開發(fā)了一種機(jī)械密封，后來(lái)被稱為“ Ryan Seal”。Ryan密封使用鋼與青銅材質(zhì)，單個(gè)螺旋彈簧和填料作為二次密封，而O形圈此時(shí)尚未發(fā)明。非補(bǔ)償環(huán)由鋼制成，并以過(guò)盈配合安裝到泵軸上。密封面是機(jī)械加工的，沒有研磨過(guò)。公司至少售出了三件Ryan Seal：一種用于管道服務(wù)，一種用于煉油廠，另一種用于鍋爐給水。

1934年，AR Tuck和JH Hohler制造的機(jī)械密封件已在印第安納州懷廷的標(biāo)準(zhǔn)煉油廠使用。CC Hall of Turametallic與Durametallic簽署了Tuck and Hohler的獨(dú)家協(xié)議。在接下來(lái)的12年，機(jī)械密封成為Durametallic 公司的主要產(chǎn)品。

那些早期的泵密封件經(jīng)常使用硬化鋼與鉛青銅的表面組合。這種面層材料組合在有潤(rùn)滑油的狀況下令人滿意，但在非潤(rùn)滑條件下需要使用潤(rùn)滑劑，通常是油脂。Durametallic在1937年（Miller，1992年）開發(fā)了一種更好的潤(rùn)滑方法，即雙端面機(jī)械密封。

此外，雙端面機(jī)械密封還用于腐蝕性、環(huán)境差和高壓工況。在某些方面，雙端面機(jī)械密封類似于傳統(tǒng)的填料，由套環(huán)分離并由密封端蓋油系統(tǒng)供給。即使那些初代的機(jī)械密封在今天被認(rèn)為是泄漏過(guò)多，但密封泄漏仍然比填料泄漏要少幾個(gè)數(shù)量級(jí)。事實(shí)上，填料泄漏和密封端蓋油消耗是煉油廠產(chǎn)能的可測(cè)量部分，在某些情況下接近10%（Porges，1950）。

在1930年代的機(jī)械密封中，軟填料被用作二次密封。軟填料由天然纖維，橡膠，氯丁橡膠或石棉制成。O形圈于1930年代開發(fā)，但直到第二次世界大戰(zhàn)之后才用于機(jī)械密封。Neil Christensen于1933年發(fā)現(xiàn)了O形圈及其凹槽的最佳尺寸。他于1937年申請(qǐng)了專利，并于1939年獲得＃2180795專利。

在第二次世界大戰(zhàn)之前，橡膠意味著天然橡膠，盡管在開發(fā)合成橡膠方面做了很多工作。戰(zhàn)爭(zhēng)期間，天然橡膠很難獲得，合成橡膠的制造成為戰(zhàn)時(shí)的重點(diǎn)。氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁腈橡膠是第一批合成橡膠。合成橡膠的溫度一般限制在250華氏度以下。

在1930年代中期，Crane Packing公司從Chicago Rotary Seal獲得了機(jī)械密封設(shè)計(jì)許可。通過(guò)Crane的多項(xiàng)專利，該設(shè)計(jì)演變?yōu)閒ull convolution rubber bellows seal。到1938年，英國(guó)的Crane Packing公司已經(jīng)為煉油廠用泵制造了自己的機(jī)械密封件。

這些是使用密封端蓋填料作為二次密封的多彈簧密封；表面材料是碳對(duì)鎢鉻鈷合金。面對(duì)材料是碳對(duì)司太立。后來(lái)，Crane Packing公司也采用了橡膠波紋管密封。他們的第一批橡膠波紋管密封件實(shí)際上是作為靜密封件使用的，其壓力來(lái)自內(nèi)徑；一個(gè)有趣的變化是在11000轉(zhuǎn)/分時(shí)使用 的！

從專利申請(qǐng)來(lái)看，30年代中期至40年代中期是機(jī)械密封開發(fā)的活躍時(shí)期。專利包括：

1936 (1939?) — First automobile seal, John Crane.

1938 — Hanns Hornschurch “Sealing Device” (perhaps the first balanced seal)

1939 — Robert Stevenson, “Seal Construction” (assigned to Sealol)

1941 — Olin Brummer, “Liquid Seal for Rotary Shafts” (assigned to John Crane)

在1930年代后期，大概在1938或1939年左右，機(jī)械密封開始取代汽車水泵上的填料。最初，只有比較昂貴的汽車在水泵中使用機(jī)械密封。第二次世界大戰(zhàn)的著名吉普車WWII在水泵中使用了Crane橡膠波紋管密封件。第二次世界大戰(zhàn)后，所有汽車水泵均使用機(jī)械密封。

1938年，英格蘭曼徹斯特?zé)捰蛷S的工程師F. B. Porges建造了自己的機(jī)械密封，以解決一些困難的密封問(wèn)題。短短幾年內(nèi)，F(xiàn)lexibox公司成立了，以銷售他的機(jī)械密封件。首批Flexibox產(chǎn)品使用單層金屬波紋管。很快，F(xiàn)lexibox制作了雙層和三層波紋管。

1913年獲得專利的密封件中提到了平衡比的概念（Schoenherr，1965年）。然而，平衡型機(jī)械密封似乎直到1930年代后期取得發(fā)展。Hanns Hornschurch的“密封裝置”獲得了2128744專利，該密封裝置后來(lái)被稱為雙重密封。在這種設(shè)計(jì)中，內(nèi)部密封件是平衡的。

這可能是平衡比的首次應(yīng)用，盡管當(dāng)時(shí)未使用該術(shù)語(yǔ)。后來(lái)，Stevenson Engineering公司(后來(lái)成為 Sealol)的Robert Stevenson獲得了液壓平衡型機(jī)械密封的專利2321871。在早期，從表面載荷僅由彈簧引起而不受壓力影響的說(shuō)法來(lái)看，接近50%的平衡率肯定是典型的。

隨著1930年代后期密封的發(fā)展，二戰(zhàn)后步伐加快。

特氟龍于1944年上市，但直到二戰(zhàn)后才用于機(jī)械密封。特氟龍的惰性使得機(jī)械密封可以在腐蝕環(huán)境中使用。由于其剛性，特氟龍通常被制成楔子，U形杯，V形和波紋管作為二次密封。特氟龍被認(rèn)為在500華氏度以下可用。

二戰(zhàn)后，碳石墨的改進(jìn)使得這種自潤(rùn)滑材料作為密封面材料變得更加流行。碳石墨的應(yīng)用在20世紀(jì)50年代確實(shí)增加了。

在1940年代中期，泵制造商開始自行制造機(jī)械密封。英格索蘭公司（Ingersoll-Rand）已經(jīng)開發(fā)出可用于600磅/平方英寸的單平衡密封。這使他們比使用雙密封和潤(rùn)滑系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更具優(yōu)勢(shì)。Worthington, Pacific, 拜倫-杰克遜（Byron Jackson）, United, Union和其他公司各自進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)（Miller，1992年）。最終，泵制造公司退出了密封業(yè)務(wù)，除了拜倫-杰克遜密封成為Borg-Warner密封（現(xiàn)為福斯Flowserve）和Worthington設(shè)計(jì)出售給Chempro（現(xiàn)為John Crane-Sealol）。

1945年，Crane Packing公司開發(fā)了四個(gè)版本的full convolution rubber bellows seal并申請(qǐng)了專利：Types 1、2、3和4。Types 3和4是吉普水泵密封件，并且在Types 1和2之前使用，但在引入時(shí)沒有編號(hào)。

同樣在1945年，F(xiàn)lexibox公司在英格蘭曼徹斯特成立，以銷售機(jī)械密封為主，該密封于1938年開始在曼徹斯特?zé)捰蛷S開發(fā)使用。首批Flexibox產(chǎn)品使用成型的金屬波紋管。在短短幾年內(nèi)，F(xiàn)lexibox制作了雙層和三層波紋管。

1946年，Crane Packing 公司的Jim Thayer開發(fā)了使用特氟龍楔塊的Type 9密封。為了保證杜邦化工廠的腐蝕性或反應(yīng)性很強(qiáng)的流體密封性，特氟隆楔形件是必不可少的。大約在同一時(shí)間，Crane Packing公司開發(fā)了用于管道服務(wù)的Type 8B密封。Type 8B使用的是丁腈橡膠O形圈，壓力可達(dá)到1200 psig。

現(xiàn)代密封泄漏少的原因之一是制造工藝和質(zhì)量控制的改進(jìn)。最初的密封面不像今天那么光滑。盡管早在1938年就對(duì)密封面進(jìn)行過(guò)研磨（Porges，1950；Crane Packing，1938），但隨著機(jī)械密封的發(fā)展，精密研磨也得到了發(fā)展。1948年，Crane成立了Lapmaster部門，以銷售研磨機(jī)和工藝。

在1940年代后期， Olin Brummer離開約翰·克蘭（John Crane）創(chuàng)立了自己的公司，Brummer Manufacturing Company。他獲得了機(jī)械密封的多項(xiàng)專利，并且在廣告中宣稱Brummer水泵密封已廣泛使用。

到1950年，集裝式密封已被經(jīng)常使用；這種密封、套筒和密封端蓋的方便包裝可能是由Durametallic的C.E.Wiessner在1942年左右開發(fā)的（Miller，1992）。

1950年代初開發(fā)了用于促進(jìn)密封系統(tǒng)循環(huán)的Pumping rings。

到1954年，機(jī)械密封在煉油和加工業(yè)中的使用已十分普遍，以至于美國(guó)石油學(xué)會(huì)在其標(biāo)準(zhǔn)API610（通用煉油廠離心泵）的第一版中就包括了密封規(guī)格。由于從填料轉(zhuǎn)換為機(jī)械密封時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題，密封規(guī)格（超過(guò)一頁(yè)多）主要與應(yīng)力、螺栓和墊圈有關(guān)。密封端蓋必須使用至少4個(gè)直徑至少為2英寸的螺栓，并具有nonferrous close clearance throttle bushing。1955年，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（American Standards Association）試圖對(duì)某些泵的尺寸和術(shù)語(yǔ)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。這項(xiàng)工作導(dǎo)致了American Voluntary Standard（AVS）泵，最終成為ANSI泵。

到1956年，許多目前正在使用的概念設(shè)計(jì)和應(yīng)用指南已經(jīng)制定出來(lái)（Elonka，1956）。商用設(shè)計(jì)包括旋轉(zhuǎn)和靜止柔性元件、平衡和不平衡液壓負(fù)載、橡膠和金屬波紋管以及各種彈簧設(shè)計(jì)和類型。二次密封元件包括O形圈、楔塊、U形杯和各種填料。

碳石墨是一種廣泛應(yīng)用的密封面材料，但在碳化鎢開始使用的情況下，但配合的密封面通常是鑄鐵，耐鎳，400系列不銹鋼，鎢鉻鈷合金或氧化鋁陶瓷。硬質(zhì)合金，特別是鎢鉻鈷合金，常用于不銹鋼和工藝泵密封。當(dāng)使用兩個(gè)硬面時(shí)，碳石墨面通常被鑄鐵、青銅或碳化鎢所代替。

當(dāng)時(shí)，和現(xiàn)在一樣，不銹鋼被廣泛用于彈簧、保持器、套筒和密封端蓋。根據(jù)設(shè)計(jì)和材料的不同，這些密封件的溫度額定值在200到800華氏度之間。根據(jù)設(shè)計(jì)和材料，壓力額定值高達(dá)1000 psig。必要時(shí)，使用單密封和多密封（稱為“雙密封”和“串聯(lián)密封”）來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的性能。毫無(wú)疑問(wèn)，可以公平地說(shuō)，1950年代機(jī)械密封的容許泄漏量比今天大得多。畢竟，在那些日子里，機(jī)械密封的泄漏與填料相比，是一個(gè)明顯的進(jìn)步！

1956年，日本NOK公司開發(fā)了第一款通用機(jī)械密封。

Karl Schoenherr本人是機(jī)械密封技術(shù)的主要貢獻(xiàn)者，他認(rèn)為Durametallic的總工程師Herbert B.Hummer開發(fā)了pressure-velocity product（PV）作為機(jī)械密封設(shè)計(jì)和應(yīng)用的指導(dǎo)方針（Schoenheer，1995）。Hummer的PV工作始于1950年代初，除了PV外，Hummer還演示了軸撓度對(duì)密封性能的影響，并制定了極限準(zhǔn)則。時(shí)任約翰克蘭（John Crane）總工程師Schoenherr推廣了PV概念，并發(fā)表了許多關(guān)于機(jī)械密封基礎(chǔ)知識(shí)的文章。

自1950年以來(lái)，金屬波紋管一直被用作機(jī)械密封、閥桿和其他設(shè)備的密封元件。1957年，Sealol引進(jìn)了邊緣焊接金屬波紋管密封。以前，金屬波紋管密封采用的成型波紋管比邊緣焊接的金屬波紋管厚得多，硬度更高。早期的重點(diǎn)是高溫應(yīng)用。

杜邦公司將第一種氟橡膠Viton A商業(yè)化。

1960年代初，Crane Packing公司開發(fā)了8B-1型密封，這是其9B型產(chǎn)品的O型圈版本。

1960年代，機(jī)械密封的理論研究和試驗(yàn)開始關(guān)注表面效應(yīng)和流體力學(xué)。研究人員開始研究和撰寫關(guān)于“粗糙度”的文章，將其作為一種機(jī)械負(fù)載支持以及開發(fā)流體動(dòng)力操作的手段。在博格曼（Burgmann），Mayer在密封面上放置了循環(huán)槽以促進(jìn)冷卻。在Crane，Trytek開發(fā)了hydropadded密封面。

Rayleigh pads已在推力軸承中使用了一段時(shí)間，但其硬度不足以防止在機(jī)械密封的廣泛工作條件下發(fā)生表面接觸。Muijderman通過(guò)使用螺旋凹槽改進(jìn)了Rayleigh pads。1960年代后期，James F. Gardne在Crane Packing公司工作時(shí)，為壓縮機(jī)開發(fā)了非接觸式機(jī)械密封并申請(qǐng)了專利，該機(jī)械密封在密封面上使用了螺旋槽。1989年，AO Lebeck因其采用“ Wavy-Tilt-Dam Seal Ring”非接觸式密封而獲得了4836561號(hào)專利。如今，大多數(shù)新壓縮機(jī)都配備了非接觸式干氣密封，許多舊壓縮機(jī)已經(jīng)過(guò)改裝以使用它們。

1962年，德國(guó)的博格曼（Burgmann）開始開發(fā)和生產(chǎn)機(jī)械密封。Ehrhard Mayer博士研究并改進(jìn)了高壓應(yīng)用中帶循環(huán)槽的熱流體動(dòng)力密封。

1963年左右，碳化鎢開始用作密封面材料。

橡膠波紋管以前只能在天然橡膠，氯丁橡膠或丁納橡膠中使用，于1965年開始由含氟橡膠制成。

1971年，杜邦公司再次以其耐高溫、耐腐蝕的全氟橡膠Kalrez革新了橡膠技術(shù)。

1972年，固態(tài)反應(yīng)結(jié)合碳化硅開始用作機(jī)械密封面。

Chesterton為ANSI泵引入了標(biāo)準(zhǔn)集裝式密封。以前，ANSI泵上的小密封室（實(shí)際上是填料函）規(guī)定使用組件密封。

我們今天所知的固定式金屬波紋管密封是埃克森美孚巴吞魯日煉油廠（Exxon’s Baton Rouge refinery）的密封可靠性/開發(fā)計(jì)劃的一部分。埃克森公司的泵業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)熱工密封的可靠性和性能并不滿意。從1976年1月開始，埃克森團(tuán)隊(duì)使用來(lái)自不同密封制造商的零件設(shè)計(jì)、制造和組裝了固定金屬波紋管密封件。埃克森美孚的團(tuán)隊(duì)測(cè)試了19種不同的密封件，然后決定將設(shè)計(jì)交給密封件制造商進(jìn)行商業(yè)開發(fā)。

直到1980年代后期，暢銷的ANSI（“chemical duty”）泵的填料函都是為包裝而設(shè)計(jì)的。很難將機(jī)械密封件，特別是多個(gè)密封件安裝到這個(gè)狹小的空間中。幾個(gè)泵和密封件制造商的獨(dú)立測(cè)試證實(shí)了這一點(diǎn)：密封件的徑向間隙越大，性能越好。結(jié)果是擴(kuò)大了密封室的設(shè)計(jì)。其他密封室的變化，如錐形和導(dǎo)流葉片，很快就出現(xiàn)。

1990年的《清潔空氣法》對(duì)泵的逃逸排放進(jìn)行了限制。密封制造商的回應(yīng)是改進(jìn)設(shè)計(jì)（通常來(lái)自計(jì)算機(jī)建模）和使用更好的材料。重點(diǎn)放在集裝密封和多重密封裝置上。結(jié)果，滿足了《清潔空氣法》的要求。

事實(shí)證明，非接觸式干氣密封件非常可靠，并在壓縮機(jī)中很受歡迎，以至于很快將其應(yīng)用于泵。在1980年代后期，“Upstream Pumping”（Buck and Volden，1990）使用了螺旋溝槽式密封面，利用低壓液體緩沖液創(chuàng)建了一種自加壓雙密封。但是在短短的幾年內(nèi)，液體緩沖液已被阻氣層所取代，從而使雙干燥氣封日益普及。

1994年10月，美國(guó)石油學(xué)會(huì)發(fā)布了第一版API標(biāo)準(zhǔn)682“離心泵和旋轉(zhuǎn)泵軸封系統(tǒng)”。該標(biāo)準(zhǔn)是第一個(gè)滿足煉油行業(yè)要求的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)密封行業(yè)產(chǎn)生了重大影響。除了提供密封件選擇指南之外，API 682還要求密封件制造商進(jìn)行鑒定試驗(yàn)。API 682還設(shè)定了可靠性的目標(biāo)：連續(xù)三年的服務(wù)。API 682現(xiàn)在已經(jīng)是第四版了，第五版的工作已經(jīng)開始。

毫無(wú)疑問(wèn)，機(jī)械密封的可靠性自從商業(yè)應(yīng)用以來(lái)就已經(jīng)得到了極大的改善。第一批密封的壽命大概在幾個(gè)月或更短的數(shù)量級(jí)上。在1940年代后期，一個(gè)用戶的機(jī)械密封壽命目標(biāo)是9個(gè)月——這與一些煉油廠的操作裝置預(yù)計(jì)仍能正常運(yùn)行（參考文獻(xiàn)10）大致相同。到1960年代初，密封件制造商已經(jīng)使用PV值設(shè)計(jì)了兩年的磨損壽命。在1970年代初期，大多數(shù)泵都使用機(jī)械密封，煉油廠泵維修的平均時(shí)間為15到30個(gè)月。研究（參考文獻(xiàn)12）表明，很少有密封件因磨損而失效。隨著泵設(shè)計(jì)的改進(jìn)（API 610第6、7和8版）、密封設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)的改進(jìn)（API 682）以及對(duì)細(xì)節(jié)的仔細(xì)關(guān)注，一些用戶的平均維修間隔時(shí)間已超過(guò)6年。

機(jī)械密封行業(yè)經(jīng)歷了多次整合。主要制造商有：

約翰克蘭John Crane (Smiths Group of Great Britain) includes Sealol (Rotary), Flexibox, Safematic, Ropac;

福斯Flowserve includes BW/IP (Borg-Warner),   Durametallic,   Five   Star, Pacific Wietz;

伊格爾博格曼EagleBurgmann includes Eagle, Burgmann.

如今，除了螺旋槽和波浪等表面形狀外，還開發(fā)了具有特殊表面的材料，以促進(jìn)流體動(dòng)力提升。激光可用于蝕刻密封面表面微觀、性能增強(qiáng)的紋理。壓電材料和電子控制正在研究，以創(chuàng)造真正可控的密封。特種密封面花紋、表面及控制技術(shù)的應(yīng)用是一項(xiàng)發(fā)展迅速、前景廣闊的新興技術(shù)。