CN105308320B - 具有柔性密封件的固体颗粒泵 - Google Patents

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Abstract

固体颗粒泵包括以连续的闭合环状结构链接至彼此的多个链段，在相邻对的链段之间具有间隙。柔性密封件横跨该间隙延伸，并且将该闭合环状结构的内部与该闭合环状结构的外部隔绝开。

Description

具有柔性密封件的固体颗粒泵
相关申请的交叉引用
本公开要求在2013年6月13日提交的临时申请序列号61/834，520的权益。
技术领域
本公开涉及用于输送颗粒材料的固体颗粒泵。
背景
颗粒材料的加工可能需要将材料从一种环境输送至另一种环境中，例如从相对较低压力的环境输送至相对较高压力的环境。例如，煤的气化包含煤或其它含碳颗粒的材料向合成气的转化。煤的气化***通常在高于周围环境的压力下操作。送料器或泵用于将粉末状的颗粒煤或其它颗粒状的含碳材料从相对较低压力的周围环境引入到更高压力的煤的气化***中。
概述
根据本公开的示例的固体颗粒泵包括多个链段。每个链段具有内部链节和外部瓦片。该多个链段以闭合环状结构附接至彼此，其中在邻近的链段之间具有间隙。柔性密封件横跨该间隙延伸，并且密封该间隙的内部免于流体地连通该间隙的外部。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，该链段包括对应的上部工作表面，并且该柔性密封件相对于连续的闭合环状结构的内部处在上部工作表面下方。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，相邻对的链段的上部工作表面重叠。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，该链段分别包括分别地与具有上部工作表面的瓦片链段固定在一起的链节，并且柔性密封件固定在链节与瓦片链段之间。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，柔性密封件横跨间隙是松弛的。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，柔性密封件包括横跨该间隙的褶皱。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，该间隙在尺寸上根据该连续的闭合环状结构的位置围绕该连续的闭合环状结构在最大间隙尺寸和最小间隙尺寸之间变化，并且柔性密封件在最大间隙尺寸处是松弛的。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，柔性密封件在最小间隙尺寸处是折叠的。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，该链段分别包括分别地与具有上部工作表面的瓦片链段固定在一起的链节，瓦片链段各自具有垂直于围绕连续的闭合环状结构的长度方向的第一宽度，并且柔性密封件具有也垂直于该长度方向的比第一宽度大的第二宽度。
上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案包括防卷曲设备，该防卷曲设备是可操作的以阻止该间隙外侧的柔性密封件的部分卷曲。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，该防卷曲设备包括围绕连续的闭合环状结构延伸的内带和外带，该内带和外带比柔性密封件更硬，并且柔性密封件夹在内带和外带之间。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，该柔性密封件包括弹性体。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，该柔性密封件包括纤维增强弹性体。
根据本公开的示例的用于输送颗粒材料的固体颗粒泵包括送料器入口，在送料器入口下游的送料器出口和可操作地将颗粒材料从送料器入口输送至送料器出口的颗粒传送带。该颗粒传送带包括以连续的闭合环状结构链接至彼此的多个链段，其中在相邻对的链段之间具有间隙。柔性密封件横跨间隙延伸并且将该连续的闭合环状结构的内部与该连续的闭合环状结构的外部隔绝开。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，柔性密封件的外侧与邻近该颗粒传送带的外侧壁邻接。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，该颗粒传送带至少部分地界定在送料器入口和送料器出口之间的线性通道。
用于管理根据本公开的示例的输送颗粒材料的固体颗粒泵的污染的方法包括使用闭合环状颗粒传送带将颗粒材料从固体颗粒泵入口输送至在固体颗粒泵入口下游的固体颗粒泵出口，和将闭合环状颗粒传送带的内部与位于闭合环状颗粒传送带的外部处的颗粒材料隔绝开以限制颗粒材料渗入到闭合环状颗粒传送带的内部。
在上述的实施方案中的任一个的另外的实施方案中，该隔绝包括使用柔性密封件横跨间隙进行密封。
附图说明
根据以下的详细描述，本公开的各个特征和优点对本领域的那些技术人员将变得明显。附随该详细描述的图可以简要地描述如下。
图1示出了示例性固体颗粒泵。
图2示出了示例性颗粒传送带。
图3示出了颗粒传送带的相邻对的链段的分解图。
图4示出了根据图2的颗粒传送带的截面的放大图。
图5示出了颗粒传送带的柔性密封件的一部分。
图6示出了根据图2的颗粒传送带的另一部分。
图7示出了根据图1的固体颗粒泵的截面图。
图8示出了根据图7的固体颗粒泵的视图。
具体实施方式
图1示出了示例性固体颗粒泵20，其适合于输送颗粒材料，例如但不限于颗粒状的含碳材料。例如，这样的材料可以包括例如石油焦、煤、子位煤诸如此类的原料。如根据本公开应当理解的是，该固体颗粒泵20包括各种可移动的部件，该各种可移动部件操作以将颗粒材料从送料器入口22输送到在送料器入口22下游的送料器出口24。尽管在示出的示例中示出为线性的正位移型泵，但固体颗粒泵20可以可选地是旋转式的或其它的非线性正位移型泵。如下面将更加详细描述的，固体颗粒泵20包括用于控制颗粒材料渗入到可移动部件中的特征，不然颗粒材料的渗入可能导致颗粒材料的堆积并且污染这些部件。
在示出的示例中，固体颗粒泵20包括两个颗粒传送带26，该两个颗粒传送带26彼此相对地布置以提供固体颗粒泵20的移动的侧壁。外侧壁28位于颗粒传送带26的侧面。在该图示中，示出了后部的外侧壁28，并且已经移除了前部的外侧壁以便观察固体颗粒泵20的内部。颗粒传送带26和外侧壁28一起界定通道30，穿过通道30颗粒物质在送料器入口22和送料器出口24之间被输送。在基于煤的气化***的示例中，送料器入口22将处于比送料器出口24低的压力中，并且因此固体颗粒泵20将操作以将颗粒材料从低压力环境输送至高压力环境。所示出的示例的颗粒传送带26输送颗粒材料，而大体上没有碾磨该材料，使得该颗粒材料在固体颗粒泵20之前和固体颗粒泵20之后具有平均的类似的尺寸。
在该示例中，通道30从送料器入口22至送料器出口24具有大体上一致的横截面面积，然而通道30可以可选地收敛至送料器出口24。另外，尽管被示出具有两个颗粒传送带26，应理解的是，本文中的示例不限于这样的布置并且其它的送料器设计可以包括另外的颗粒传送带26或单独的颗粒传送带26。可选地，阀门32位于靠近送料器出口24的位置，以用于当颗粒材料从通道30排出时计量该颗粒材料。
还参考图2，其示出了颗粒传送带26中的典型的颗粒传送带的侧视图，颗粒传送带26安装在可操作地移动颗粒传送带26的承载梁返回履带式轨道34上，并且因此输送颗粒材料通过固体颗粒泵20。在该示例中，承载梁返回履带式轨道34包括承载梁36，该承载梁36支撑接合颗粒传送带26的驱动链轮38。承载梁36可以包括在其外表面上的用于引导颗粒传送带26围绕其的运动的轨道(未示出)。
如图2所描述的，颗粒传送带26包括以连续的闭合环状结构42附接至彼此或链接至彼此的多个单独的链段40。图3示出了代表性的相邻对的链段40的分解图。每个相邻对的邻近链段40包括前链段40a和后链段或尾部链段40b。前链段40a和尾部链段40b中的每一个包括内链节43和固定至对应的链节43的外部瓦片链段44。瓦片链段44包括在通道33中直接暴露于颗粒材料的上部工作表面44a。如图2中所描述的，工作表面44a彼此重叠，并且工作表面44a用于在通道30中支撑颗粒材料并且作用于颗粒材料。在其它的示例中，工作表面44a可以包括除所示出的之外的外形，如杯状结构、托架或直接暴露至颗粒材料并且有利于颗粒材料输送的其它这样的特征。
链节43包括带有孔口48的链节板46，链节板46用于以闭合环状结构42连接链段40。链段40a/40b包括不同数量的链节板46，该不同数量的链节板46通过链接轴50枢转地连接在一起，轮52安装在链接轴50上，以用于在承载梁36上引导颗粒传送带26。
图4示出了根据图2中所示出的截面的相邻对的链段40的放大图。在相邻对的链段40之间在存在间隙G。柔性密封件54横跨该间隙延伸，并且将间隙的内部56(图2)与间隙的外部58(图2)隔绝开。在一个示例中，柔性密封件54是结合入链段40中的环形的闭环。可选地，柔性密封件54可以被分段，使得每个柔性密封件节段横跨相邻对的链段40之间的对应的间隙G延伸。换言之，柔性密封件54可以是环形的或分段的。如果没有柔性密封件54，颗粒材料可以从外部58渗入到内部56，并且堆积在链段40之间以及固体颗粒泵20的静止部件和活动部件周围。这种堆积可能阻碍部件，例如链轮38和轮52的运动，并且这种堆积还可能阻碍链段40之间的相对运动从而改变围绕闭合环状结构42的链段40的路径。柔性密封件54因此用作颗粒材料的颗粒屏障，并且阻止颗粒材料的渗入以提高固体颗粒泵20的可靠性。
图5示出了柔性密封件54的代表性部分的部分地剖开的视图。柔性密封件54是肉眼可见的无孔的，并且柔性密封件54包括用于柔性的弹性体60。在一些示例中，弹性体60包括聚氯丁二烯，含氟聚合物弹性体(例如，聚四氟乙烯)或其它的柔性材料。另外，还如图5所示，弹性体60的一部分被剖开以显示柔性密封件54的增强纤维62。增强纤维62作为嵌入到弹性体60中的织物被提供。在其它的示例中，纤维62可以具有例如但不限于随机的、短纤维结构，非织造结构、单向结构、三维结构或类似结构的纤维结构。在一个示例中，纤维62是相对柔软的并且因此不会硬化柔性密封件54的聚酰胺纤维。可选的，只要未使得柔性密封件54太硬而不能围绕闭合环状结构42的端部有效地转向，纤维62可以由聚合物、碳、玻璃、金属或它们的组合的其它成分制成。
如图4所示，柔性密封件54相对于间隙的内部56(图2)和闭合环状结构，位于链段40的上部工作表面44a下方。因此，工作表面44a承受颗粒材料的载荷，并且工作表面44a布置成遮蔽柔性密封件54免于直接暴露于颗粒材料。
柔性材料54固定在对应的瓦片链段44和链节43之间，或夹在对应的瓦片链段44和链节43之间。在该示例中，瓦片链段44使用紧固件F固定至对应的链节43，紧固件F可以是螺栓诸如此类的。多个紧固件F可以用于将各个瓦片链段44固定至各个链节43。在这方面，柔性密封件54可以包括对应的孔口54a，紧固件穿过孔口54a被接纳。紧固件的变紧在瓦片链段44与链节43之间夹紧柔性密封件54。
再次参考图2，当颗粒传送带26围绕链轮38移动时，间隙G的尺寸根据链段40的位置沿闭合环状结构42变化。例如，在沿线性延伸的位置，例如在图2中的闭合环状结构42的底部或顶部，存在最小间隙尺寸，该最小间隙尺寸在图4中被描述。在沿闭合环状结构42的端部的位置，在该位置颗粒传送带26转向，间隙G的尺寸增大至最大间隙尺寸，该最大间隙尺寸在图6中被描述。柔性密封件54松弛地横跨间隙G，使得柔性密封件当间隙G在最小间隙尺寸与最大间隙尺寸之间变化时，没有被拉伸超过其弹性极限。
处于最小间隙尺寸时，柔性密封件54是足够弹性的以在间隙内形成褶皱64(图4)。如示出的，褶皱64可以是向上定向，或是向下定向。当链段40移动并且在闭合环状结构42的端部转向时，使得给定的间隙达到其最大尺寸，柔性密封件54从图4示出中的折叠状态展开至如图6中示出的扩展的，但仍然是松弛的或未紧扣的状态。
图7示出了根据图1中示出的部分的固体颗粒泵20的侧视图。相对于围绕闭合环状结构42的长度方向，瓦片链段44具有宽度W1，并且柔性密封件54具有宽度W2，宽度W2比宽度W1大。因此，柔性密封件54沿着每个瓦片链段44的侧向延伸，并且在密封基台70处邻接外侧壁28。
还如图8所示的，防卷曲设备72可以可选地包括在固体颗粒泵20中，以阻止在间隙G和瓦片链段44的外侧的柔性密封件54的部分的卷曲。在该示例中，防卷曲设备72包括围绕颗粒传送带26延伸的内带72a和外带72b，柔性密封件54夹在内带72a和外带72b之间。内带72a可以使用紧固件、粘合剂诸如此类的固定至对应的链节43。类似地，外带72b可以使用紧固件诸此类的固定至对应的链节43。带72a/72b比柔性密封件54硬，并且因此保持柔性密封件，并且当链段40围绕承载梁返回履带式轨道34移动时限制或阻止柔性密封件54起褶或卷曲。即，柔性密封件54可以在间隙G的区域中折叠并且延伸，但在间隙G的侧面区域中不折叠、不卷曲或不起褶，否则在那些侧面区域中会助于积聚颗粒材料。另外，在柔性密封件54与外侧壁28之间的密封基台70还用于确保没有颗粒材料绕过柔性密封件54渗入闭合环状结构42的内部56。
尽管在示出的示例中示出了特征的组合，但不是所有的特征需要被组合以实现本公开的各个实施方案的益处。换言之，根据本公开的实施方案的所设计的***将没有必要包括在附图的任何一个中示出的所有特征或包括在附图中示意性示出的所有部分。此外，一个示例性实施方案的选择的特征可以与其它的示例性实施方案的选择的特征结合。
前面的描述是示例性的，而不是在本质上是限制性的。对本领域的那些技术人员可以变得明显的本公开的示例的变化和修改未必会脱离本公开的实质。给予本公开的法律保护范围仅通过研究以下权利要求来确定。

Claims (17)

1.一种固体颗粒泵，包括：
多个链段，每个链段具有上部工作表面、内链节和外部瓦片，所述多个链段以连续的闭合环状结构附接至彼此，其中在邻近的多个链段之间具有间隙；
柔性密封件，其横跨所述间隙延伸并且密封所述间隙的内部免于与所述间隙的外部流体地连通，其中，所述柔性密封件相对于所述连续的闭合环状结构的所述内部处在所述上部工作表面下方；并且
其中，所述上部工作表面承受颗粒材料的载荷并且遮蔽所述柔性密封件免于直接暴露于所述颗粒材料。
2.根据权利要求1所述的固体颗粒泵，其中，相邻对的所述多个链段的所述上部工作表面重叠。
3.根据权利要求1所述的固体颗粒泵，其中，所述多个链段分别包括分别地与具有上部工作表面的瓦片链段固定在一起的链节，并且所述柔性密封件固定在所述链节与所述瓦片链段之间。
4.根据权利要求1所述的固体颗粒泵，其中，所述柔性密封件松弛地横跨所述间隙。
5.根据权利要求1所述的固体颗粒泵，其中，所述柔性密封件包括横跨所述间隙的褶皱。
6.根据权利要求1所述的固体颗粒泵，其中，所述间隙在尺寸上根据相邻对的所述多个链段的位置围绕所述连续的闭合环状结构在最大间隙尺寸与最小间隙尺寸之间变化，并且所述柔性密封件在所述最大间隙尺寸处是松弛的。
7.根据权利要求6所述的固体颗粒泵，其中，所述柔性密封件在所述最小间隙尺寸处是折叠的。
8.根据权利要求1所述的固体颗粒泵，其中，所述多个链段分别包括分别地与具有上部工作表面的瓦片链段固定在一起的链节，所述瓦片链段各自具有垂直于围绕所述连续的闭合环状结构的长度方向的第一宽度，并且所述柔性密封件具有也垂直于所述长度方向的比所述第一宽度大的第二宽度。
9.根据权利要求1所述的固体颗粒泵，还包括防卷曲设备，所述防卷曲设备是可操作的以阻止所述间隙的外侧的、所述柔性密封件的部分卷曲。
10.根据权利要求9所述的固体颗粒泵，其中，所述防卷曲设备包括围绕所述连续的闭合环状结构延伸的内带和外带，所述内带与所述外带比所述柔性密封件硬，并且所述柔性密封件夹在所述内带与所述外带之间。
11.根据权利要求1所述的固体颗粒泵，其中，所述柔性密封件包括弹性体。
12.根据权利要求1所述的固体颗粒泵，其中，所述柔性密封件包括纤维增强弹性体。
13.一种用于输送颗粒材料的固体颗粒泵，包括：
送料器入口；
送料器出口，其在所述送料器入口的下游；
颗粒传送带，其是可操作的以将颗粒材料从所述送料器入口输送到所述送料器出口，所述颗粒传送带包括以连续的闭合环状结构链接至彼此的多个链段并包括柔性密封件，其中在相邻对的所述多个链段之间具有间隙，所述柔性密封件横跨所述间隙延伸并且密封所述连续的闭合环状结构的内部以与所述连续的闭合环状结构的外部隔绝开；
其中，每个链段包括上部工作表面，其中，所述柔性密封件相对于所述连续的闭合环状结构的所述内部处在所述上部工作表面下方；并且
其中，所述上部工作表面承受所述颗粒材料的载荷并且遮蔽所述柔性密封件免于直接暴露于所述颗粒材料。
14.根据权利要求13所述的固体颗粒泵，其中，所述柔性密封件的外侧与邻近所述颗粒传送带的外侧壁邻接。
15.根据权利要求13所述的固体颗粒泵，其中，所述颗粒传送带至少部分地界定在所述送料器入口与所述送料器出口之间的线性通道。
16.一种用于管理输送颗粒材料的固体颗粒泵的污染的方法，所述方法包括：
使用闭合环状颗粒传送带将颗粒材料从固体颗粒泵的入口输送至在所述固体颗粒泵的入口的下游的固体颗粒泵出口；和
密封所述闭合环状颗粒传送带的内部以与位于所述闭合环状颗粒传送带的外部处的所述颗粒材料隔绝开，以限制所述颗粒材料渗入到所述闭合环状颗粒传送带的内部中；
其中所述闭合环状颗粒传送带包括多个链段和柔性密封件，其中每个链段包括上部工作表面，并且所述柔性密封件相对于所述闭合环状颗粒传送带的所述内部处在所述上部工作表面下方；并且
其中所述上部工作表面承受所述颗粒材料的载荷并且遮蔽所述柔性密封件免于直接暴露于所述颗粒材料。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述密封包括使用所述柔性密封件横跨间隙进行密封。
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