透平膨胀机要求进入膨胀机的气体全部能通过导流器和工作轮膨胀，产生冷量。但是，由于工作轮是高速转动的部件，机壳是静止部件，低温气体有可能通过机壳间隙外漏。这将使膨胀机的总制冷量下降，同时将增加冷损。此外，冷量外漏还可能使轴承润滑油冻结，造成机械故障。因此必须采用可靠的密封。目前普遍采用的密封有两种类型：迷宫式密封和石墨密封。
迷宫密封的结构如图70所示。当气体流经密封间隙时，压力逐渐降低。泄漏量的大小取决于密封间隙的大小和两个密封空间的压差大小。如果密封空间越多，或外侧的压力越高，对每个密封间隙两侧来说，压差越小，泄漏量也减少。因此，将密封装置分成两段，在中间通入比周围压力稍高的压力密封气，压力可为0.05～0.10MPa(表压)。这样，一方面可减少低温气体的泄漏量，减少冷损，同时也可防止轴承的润滑油渗入密封处，进入膨胀机内。目前空分装置用的透平膨胀机一般均需通带压力的密封气，密封气可以用氮气或氖氦吹除气。为了防止润滑油进入膨胀机内，在启动膨胀机油泵前，应先供压力密封气。在停机时，需在油泵停止运转后才能停压力密封气。
