多年來，勝達因的HPM系列離心泵一直屬於全球PTA設備中最常用的高壓反應器進料泵。這種帶內置變速器的特種泵被用於粗對苯二甲酸(TA)的清潔和淨化處理階段。該泵將TA粉在高溫下溶解於蒸餾水中而得到的TA污泥輸送到加氫反應器中。所有污物在此通過與氫的化學反應被從懸浮物中溶解出去。

PTA是製造高純度聚酯樹脂的主要原料之一。該聚酯樹脂主要用於生產PET瓶所需的材料聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯薄膜、紡織纖維和技術塑料產品等。

帶內置變速器的高壓反應器進料泵被用於粗對苯二甲酸(TA)的清潔和淨化處理階段。該泵將TA粉在高溫下溶解於蒸餾水中而得到的TA污泥輸送到加氫反應器中。所有污物在此通過與氫的化學反應被從懸浮物中溶解出去。高壓反應器進料泵的可靠性對PTA淨化設備中生產過程的穩定性具有決定性的作用。而機械密封在此屬於特別關鍵的泵部件，尤其是因為這裡不同尋常的高壓力和高速度條件。

此PTA應用中規定使用的離心泵是一部帶一個內置兩級式變速器的水平安裝式機器，其驅動軸兩側安裝有轉輪，以6,200 min^-1的轉速旋轉。通過管道相互連接的各個等級串聯工作，以生成必要的壓力。第一泵級的輸出壓力被輸送到第二級的入口中，並在此被再次顯著提高。第二泵級的軸密封區域中的壓力可達最高80巴(1,160 PSI)。

在此應用中，第一泵級中的密封為一個雙重作用的面對面式相向布置的集裝式系統。第二級中的密封為串聯同向布置(面對背式)，以將此處的壓差分配到兩個密封上，從而確保合適的壓力速度比。通過密封供應系統在兩個泵級上進行沖洗，從而防止了介質側的密封被TA污泥污染。

特殊的技術挑戰

其中一個要求極高的技術挑戰涉及密封介質。PTA設備中通常通過一個中央密封供應系統供應密封介質。此特殊應用的終端客戶是一家全球最大的PTA生產商之一。該客戶要求將設備中65 °C ... 85 °C (149 °F ... 185 °F)的熱水用作密封介質。此過程的挑戰之一是，密封介質的蒸發可能產生對密封不利的條件，如散熱不充分和滑動面潤滑不足。

另外一個技術挑戰是泵開機和關機過程中第二泵級中介質側密封反向的壓力施加。開機過程中，泵主驅動器接通前，此密封背面通過來自密封供應系統的密封介質加載壓力。在過渡階段，泵以最高轉速運轉，以達到完全的輸出壓力，密封上發生壓力施加換向——以及密封面抬離。設備關機過程中泵停止運轉時以相反的順序發生同樣的情況。為避免這種情況，確保整個應用范圍內穩定的運轉行為，必須對原始密封的設計結構進行修改和優化。

運用全面的專業知識

新的雙密封的設計基礎是一個來自現有產品組合的久經驗証的特種高壓密封。具體而言，被選用的是一個性能強大，已在全球高壓應用中使用多年的高壓密封SH(V)。高壓密封與用於普通應用范圍的傳統型機械密封相區別的一個主要特別之處在於：其對應環旋轉地安裝在軸上，而滑動環則與彈簧一起固定安裝在殼體中。這樣的密封方案可確保高轉速下附加的穩定性。尤其當滑動速度為20 m/s(66 ft/s)或更高時，彈簧應固定安裝，以便能吸收振動，避免變形。

優化結構設計

此外，還根據具體應用情況對久經驗証的SH(V)密封進行了結構設計上的優化。為確保整個應用范圍的可靠運行，針對結構技術實施了一系列的改善措施。而且還採用了高性能材料：此解決方案的固定滑動環採用了碳化硅版的BuKa 30。EagleBurgmann的這一高性能材料含碳量高，可解決水等潤滑性能不良的介質帶來的問題。BuKa 30的自潤滑性能及乾運行耐受性令人信服。

密封經過進一步的優化，使得其即便在極限範圍內也能確保功能正常。一個鬆動裝入的滑動環還附加起到防止傾斜和翹曲的作用。將計算而得的溝槽精准刻入滑動面也屬於為PTA應用專門研發而成的高壓密封的技術特性之一。此處對深度和幾何形狀都有極其精確的規定。此類溝槽EagleBurgmann在乾氣密封領域已使用多年，它們能支持液體潤滑雙密封的可靠運行，即便是在臨界階段。比如當壓力較低時，溝槽會通過形成一個正壓力軟墊促使滑動面抬離，從而快速建立一個穩定的運行狀態。高壓力下，溝槽通過阻止間隙打開而起到穩定作用。

經試驗場和實際應用雙重驗証

所有改進措施綜合實施後得到的結果是一個符合高要求的串聯布置背對背式的密封系統，其應用范圍達最高100巴(1,450 PSI)和最快9,000 min^-1，能保証泵制造商所要求的功能可靠性。液體潤滑式雙密封能毫無問題地勝任所有的運行參數，即便在明顯的壓力、溫度和轉速波動下也同樣能令人信服地保持其穩定的密封性能。該結果在位於德國Wolfratshausen的試驗場上經一系列動態測試驗証。測試中對設計成易於安裝的集裝式構造的密封系統進行了深入細致的測試，並經勝達因公司代表驗收。

在實際應用中，新的雙密封已被安裝到勝達因公司的眾多帶內置變速器的高壓泵中，並於2014年在中國的一台全球最大的PTA設備之一中投入運行。