BR102012005665B1

BR102012005665B1 - sistema compreendendo uma bomba de alimentação de sólido segmentado

Info

Publication number: BR102012005665B1
Application number: BR102012005665A
Authority: BR
Inventors: L Aldred Derek; A Rader Jeffery; s stevenson John
Original assignee: Air Prod & Chem; Gen Electric
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2019-12-31
Also published as: EP2500566B1; IN2012DE00559A; BR102012005665A2; US20120234652A1; CN102689777B; CN102689777A; US8544633B2; EP2500566A1

Abstract

sistema. a presente invenção refere-se a uma bomba para um sólido, como matéria particulada. mais particularmente, a bomba pode ser utilizada para entregar matéria-prima sólida (por exemplo, carvão) para um gaseificador em uma usina de força de ciclo combinado de gaseificação integrada (igcc). o sistema compreende uma bomba (10) de alimentação de sólido segmentado, que compreende um trajeto de ciclo fechado (206); e uma pluralidade de segmentos (204) de bomba (10) acoplados juntos em série ao longo do trajeto de ciclo fechado (206), em que cada segmento (204) de bomba (10) compreende um receptáculo de retenção, e a pluralidade de segmento (204) de bomba (10) se move ao longo do trajeto de ciclo fechado (206).

Description

“SISTEMA COMPREENDENDO UMA BOMBA DE ALIMENTAÇÃO DE SÓLIDO SEGMENTADO”

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a uma bomba para um sólido, como matéria particulada. Mais particularmente, a bomba pode ser utilizada para entregar matéria-prima sólida (por exemplo, carvão) para um gaseificador em uma usina de força de ciclo combinado de gaseificação integrada (IGCC).

Antecedentes da Invenção [002] Uma bomba típica designada para sólidos, como matéria particulada, tem um único canal contínuo. Por exemplo, a bomba pode girar um disco dentro de um compartimento circular, com isso guiando a matéria particulada ao longo de um trajeto circular a partir de uma entrada para uma saída. Porém, a saída é abruptamente angulada relativa ao trajeto circular, com isso provocando potencial entupimento, altas tensões, e elevadas exigências de energia na bomba. Além disso, a bomba está limitada a um trajeto circular.

Descrição da Invenção [003] Determinadas realizações de acordo com o escopo da invenção originalmente reivindicada são resumidas abaixo. Estas realizações não pretendem limita o escopo da invenção reivindicada, mas na verdade estas realizações pretendem apenas fornecer um breve sumário de formas possíveis da invenção. Logo, a invenção pode abranger uma variedade de formas que pode ser similar ou diferente das realizações estabelecidas abaixo.

[004] Em uma primeira realização, um sistema inclui uma bomba de alimentação de sólido segmentado que tem um trajeto de ciclo fechado e uma pluralidade de segmentos de bomba acoplados em série ao longo do trajeto de ciclo fechado. Além disso, cada segmento de bomba tem um receptáculo de retenção, e a pluralidade de segmentos de bomba se move ao

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 9/139

2/44 longo do trajeto de ciclo fechado.

[005] Em uma segunda realização, um sistema inclui uma bomba de alimentação de sólido segmentado que tem um trajeto de ciclo fechado e uma pluralidade de segmentos de bomba acoplados em série ao longo do trajeto de ciclo fechado, em que a pluralidade de segmentos de bomba se move ao longo do trajeto de ciclo fechado. Além disso, a bomba de alimentação de sólido segmentado inclui uma primeira seção de transporte de material disposta em uma primeira posição fixa ao longo de uma primeira porção do trajeto de ciclo fechado. A primeira seção de transporte de material inclui um primeiro duto de entrada, um primeiro duto de saída, e um primeiro guia que se estende entre o primeiro duto de entrada e o primeiro duto de saída.

[006] Em uma terceira realização, um sistema inclui uma bomba de alimentação de sólido segmentado que tem um trajeto de ciclo fechado e uma pluralidade de segmentos de bomba acoplados em série ao longo do trajeto de ciclo fechado, em que a pluralidade de segmentos de bomba move ao longo do trajeto de ciclo fechado. Além disso, cada segmento de bomba tem paredes laterais opostas, um topo aberto, e uma parede de fundo móvel.

Breve Descrição dos Desenhos [007] Estes e outros recursos, aspectos, e vantagens da presente invenção serão mais bem entendidos quando a seguinte descrição detalhada for lida com referência aos desenhos em anexo em cujos caracteres similares representam partes similares nos desenhos, em que:

a Figura 1 um diagrama de bloco esquemático de uma realização de uma usina de força de ciclo combinado de gaseificação integrada (IGCC) que utiliza uma bomba de alimentação de sólido segmentado;

a Figura 2 é uma vista lateral esquemática de uma realização de uma bomba de alimentação de sólido segmentado orientada em uma

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 10/139

3/44 disposição vertical;

a Figura 3 é uma vista lateral esquemática de uma realização de uma bomba de alimentação de sólido segmentado orientada em outra disposição vertical;

a Figura 4 é uma vista de topo esquemática de uma realização de uma bomba de alimentação de sólido segmentado orientada em uma disposição horizontal;

a Figura 5 é uma vista lateral esquemática de uma realização da bomba de alimentação de sólido segmentado como ilustrado na Figura 4;

a Figura 6 é uma vista lateral esquemática de três segmentos adjacentes de bomba de uma bomba de alimentação de sólido segmentado de acordo com determinadas realizações;

a Figura 7 é uma vista lateral esquemática de uma realização de um segmento de bomba de uma bomba de alimentação de sólido segmentado como ilustrado nas Figuras 1 a 6;

a Figura 8 é uma vista de topo esquemática de uma realização do segmento de bomba como ilustrado na Figura 7;

a Figura 9 é uma vista transversal esquemático da extremidade frontal de uma realização do segmento de bomba como ilustrado na Figura 7, tomada ao longo da linha 9-9;

a Figura 10 é uma vista transversal esquemático da extremidade traseira de uma realização do segmento de bomba como ilustrado na Figura 7, tomada ao longo da linha 10-10;

a Figura 11 é uma vista transversal esquemática da bombade alimentação de sólido segmentado tomada ao longo da linha 11-11 da Figura 5;

a Figura 12 é uma vista transversal esquemática da bombade alimentação de sólido segmentado tomada ao longo da linha 12-12 da Figura 5;

a Figura 13 é uma vista transversal esquemática da bombade

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 11/139

4/44 alimentação de sólido segmentado tomada ao longo da linha 13-13 da Figura 5; a Figura 14 é um esquemático cruz-seção vista da bomba de alimentação de sólido segmentado tomada ao longo da linha 14-14 da Figura 5;

a Figura 15 é uma vista lateral parcial esquemática de uma realização de uma bomba de alimentação de sólido segmentado que tem segmentos de bomba com paredes de fundo móvel; A Figura 16 é uma vista lateral parcial esquemática de outra realização de uma bomba de alimentação de sólido segmentado que tem segmentos de bomba com paredes de fundo móvel;

a Figura 17 é uma vista lateral parcial esquemática de outra realização de uma bomba de alimentação de sólido segmentado que tem segmentos de bomba com paredes de fundo móvel;

a Figura 18 é uma vista lateral esquemática de uma realização de trilhos guia independentes da bomba de alimentação de sólido segmentado da Figura 17; e a Figura 19 é uma vista lateral esquemática de uma realização de uma bomba de alimentação de sólido segmentado que tem uma seção de transporte de material ao longo de uma porção curvada para dentro de um trajeto de ciclo fechado.

Descrição de Realizações da Invenção [008] Uma ou mais realizações específicas da presente invenção será descrita abaixo. Em um esforço para fornecer uma descrição concisa destas realizações, todos os recursos de uma implantação real podem não ser descritos na especificação. Deve ser reconhecido que no desenvolvimento de qualquer de tal implantação real, como em qualquer projeto de engenharia ou de desenho, diversas decisões específicas de implantação devem ser tomadas para atender os objetivos específicos dos desenvolvedores, como conformidade com restrições de sistema e de negócios, que podem variar de

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 12/139

5/44 uma implantação para outra. Além disso, deve ser reconhecido que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas ainda assim seria um empreendimento rotineiro de projeto, fabricação, e produção para aqueles de habilidade comum que tem o benefício desta divulgação.

[009] Ao introduzir elementos de várias realizações da presente invenção, os artigos “um,” “uma,” “o,” e “dito(a)” pretendem dizer que há um ou mais dos elementos. Os termos “que compreende,” “que inclui,” e “que tem” pretendem ser inclusivos e dizer que pode ter elementos adicionais diferentes dos elementos listados.

[010] A Figura 1 é um diagrama de uma realização de um sistema 100 de ciclo combinado de gaseificação integrada (IGCC) que utiliza um ou mais bombas de alimentação de sólido segmentado 10. Por exemplo, em determinadas realizações, as bombas de alimentação de sólido 10 divulgadas podem ser bombas posimétricas. O termo “posimétrico” pode ser definido como capaz de medição (por exemplo, medir uma quantidade de) e deslocar positivamente (por exemplo, prender e forçar deslocamento de) uma substância entregue pela bomba 10. Como discutido em detalhe abaixo, as realizações da bomba de alimentação de sólido segmentado 10 podem incluir uma pluralidade de segmentos de bomba interligados ao longo de um trajeto de bomba de ciclo fechado. Cada segmento de bomba é capaz de medir e deslocar positivamente um volume definido de uma substância, como uma matéria-prima de combustível sólido. O trajeto de bomba pode ser orientado em uma disposição vertical, uma disposição horizontal, ou qualquer disposição entre vertical e horizontal. Além disso, o trajeto de bomba pode ter um formato circular ou um formato não-circular. Por exemplo, o trajeto de bomba pode ter um formato de pista de corrida com porções paralelas opostas entre porções curvadas opostas. Como exemplo adicional, o trajeto de bomba pode ter um formato oval. Cada segmento de bomba pode ter um receptáculo, como um

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 13/139

6/44 receptáculo em formato de taça, configurado para segurar uma substância sólida. Cada segmento de bomba também pode incluir extremidades opostas que se sobrepõem a segmentos de bomba adjacentes, com isso bloqueando vazamento da substância sendo bombeada. Embora a bomba de alimentação de sólido segmentado 10 seja discutida com referência ao sistema de IGCC 100 na Figura 1, as realizações divulgadas da bomba de alimentação de sólido segmentado 10 podem ser utilizadas em qualquer aplicação adequada.

[011] O sistema de IGCC 100 produz e queima um gás sintético, ou seja, syngas, para gerar eletricidade. Elementos do sistema de IGCC 100 podem incluir uma fonte de combustível sólido 102 que pode ser utilizado como uma fonte de energia para o IGCC. A fonte de combustível sólido 102 pode incluir carvão, coque de petróleo, biomassa, madeira com base em materiais, dejetos agrícolas, ou outros itens sólidos que contém carbono. A fonte de combustível sólido 102 pode ser passada a uma unidade de preparação de matéria-prima 104. A unidade de preparação de matéria-prima 104 pode, por exemplo, redimensionar ou reformatar a fonte de combustível 102 ao cortar, usinar, triturar, pulverizar, briquetar, ou peletizar a fonte de combustível sólido 102 para gerar matéria-prima. A matéria-prima também pode ser seca ou pelo menos parcialmente seca. De forma alternativa, a umidade ou teor de líquido da matéria-prima pode ser aumentado até que a umidade ou teor de líquido não impeça a habilidade de a matéria-prima entrar, manter-se, e sair da bomba.

[012] Na realização ilustrada, a bomba de alimentação de sólido segmentado 10 entrega a matéria-prima a partir da unidade de preparação de matéria-prima 104 a um gaseificador 106. Como discutido em detalhe abaixo, a bomba de alimentação de sólido segmentado 10 é configurada para medir e pressurizar a matéria-prima recebida pela unidade de preparação de matériaprima 104 a partir da fonte de combustível sólido 102. De forma alternativa,

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 14/139

7/44 após medição ou pressurização, a matéria-prima vinda da unidade de preparação de matéria-prima 104 pode ser combinada com um gás transportador, como nitrogênio a partir do compressor DGAN 124, como descrito abaixo, para facilitar transporte da matéria-prima para o gaseificador 106. Em outras realizações, gases compatíveis a partir de outras fontes, como CO2 a partir da unidade de limpeza de gás 110, podem ser utilizados para facilitar o transporte da matéria-prima sólida ao gaseificador 106.

[013] O gaseificador 106 pode converter a matéria-prima em um syngas, por exemplo, uma combinação de monóxido de carbono e hidrogênio. Esta conversão pode ser executada ao submeter a matéria-prima a uma quantidade controlada de vapor e oxigênio em pressões elevadas, por exemplo, a partir de aproximadamente 2 MPa 8,5 MPa (20 bar a 85 bar), e temperaturas, por exemplo, aproximadamente de 700 graus Celsius a 1.600 graus Celsius, dependendo do tipo de gaseificador 106 utilizado no sistema 100. O processo de gaseificação pode incluir que a matéria-prima passe por um processo de pirólise, em que a matéria-prima é aquecida. As temperaturas dentro do gaseificador 106 podem variar a partir de aproximadamente 150 graus Celsius a 700 graus Celsius durante o processo de pirólise, dependendo da fonte de combustível 102 utilizado para gerar a matéria-prima. O aquecimento da matéria-prima durante o processo de pirólise pode gerar um sólido, (por exemplo, carvão), e gases residuais, (por exemplo, monóxido de carbono, hidrogênio e nitrogênio). O carvão remanescente da matéria-prima a partir do processo de pirólise pode apenas pesar até aproximadamente 30% do peso da matéria-prima original.

[014] Um processo de combustão então pode ocorrer no gaseificador 106. A combustão pode incluir introdução de oxigênio ao carvão e gases residuais. O carvão e gases residuais podem reagir com o oxigênio para formar dióxido de carbono e monóxido de carbono, que fornece calor para as

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 15/139

8/44 reações de gaseificação subsequentes. As temperaturas durante o processo de combustão podem variar a partir de aproximadamente 700 graus Celsius a 1.600 graus Celsius. Em seguida, o vapor pode ser introduzido ao gaseificador 106 durante uma etapa de gaseificação. O carvão pode reagir com o dióxido de carbono e vapor para produzir monóxido de carbono e hidrogênio em temperaturas que variam a partir de aproximadamente 800 graus Celsius a 1.100 graus Celsius. Em essência, o gaseificador utiliza vapor e oxigênio para permitir que parte da matéria-prima seja queimada para produzir dióxido de carbono e libera energia, o que aciona uma segunda reação que converte ainda matéria-prima em hidrogênio e monóxido de carbono adicional.

[015] Desta forma, um gás resultante é produzido pelo gaseificador 106. Este gás resultante pode, por exemplo, incluir aproximadamente 85% de monóxido de carbono e hidrogênio em proporções iguais, assim como CO2, H2O, CH4, HCl, HF, COS, NH3, HCN e H2S. Este gás resultante pode ser chamado de syngas sujo, já que contém, por exemplo, H2S. O gaseificador 106 também pode gerar subprodutos sólidos, como escória 108, que pode ser um material de cinza úmido. Esta escória 108 pode ser removida do gaseificador 106 e disposto de, por exemplo, como base de material de estrada ou como outro material de construção. Para limpar o syngas sujo, uma unidade de limpeza de gás 110 pode ser utilizada. A unidade de limpeza de gás 110 pode depurar o syngas sujo para remover o HCl, HF, COS, HCN, e H2S do syngas sujo, o que pode incluir separação de enxofre 111 em um processador de enxofre 112 em, por exemplo, um processo de remoção de gás ácido no processador de enxofre 112. Além disso, o processador de enxofre 112 também pode incluir conversão do enxofre que entra no processador 112 em um subproduto que contém enxofre, como enxofre elemental ou ácido sulfúrico. Além disso, a unidade de limpeza de gás 110 pode separar sais 113 do syngas sujo por uma unidade de tratamento de água 114 que pode utilize

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 16/139

9/44 técnicas de purificação de água para gerar sais 113 úteis a partir do syngas sujo. De forma subsequente, o gás da unidade de limpeza de gás 110 pode incluir syngas limpo, (por exemplo, o enxofre 111 foi removido do syngas), com quantidades de traço de outros produtos químicos, por exemplo, NH3 (amônia) e CH4 (metano).

[016] Um processador de gás 116 pode ser utilizado para remover componentes de gás residual 117 a partir do syngas limpo como, amônia e metano, assim como metanol ou quaisquer produtos químicos residuais, ou para reagir uma porção do monóxido de carbono do syngas limpo com água para produzir dióxido de carbono e hidrogênio. Entretanto, a remoção de componentes de gás residual 117 a partir do syngas limpo ou reação do syngas limpo com água é opcional, já que o syngas limpo pode ser utilizado como um combustível mesmo quando contém os componentes de gás residual 117, por exemplo, gás efluente. Em determinadas realizações, o syngas limpo pode incluir aproximadamente 3% de CO, aproximadamente 55% de H2, e aproximadamente 40% de CO2 e é substancialmente despojado de H2S. Este syngas limpo pode ser transmitido a um combustor 120, por exemplo, uma câmara de combustão, de um motor de turbina a gás 118 como combustível inflamável. De forma alternativa, a reação de CO com água pode ser realizada em ou a montante de unidade de limpeza de gás 110. Além disso, alternativamente, CO2 pode ser removido a partir do syngas limpo antes da transmissão para o motor de turbina a gás. Em outras realizações, um compressor pode ser utilizado para primeiro comprimir o syngas para pressão maior antes de alimentar o syngas no combustor 120.

[017] O sistema de IGCC 100 pode incluir ainda uma unidade de separação de ar (ASU) 122. A ASU 122 pode operar para separar ar nos gases componentes com, por exemplo, técnicas de destilação. A ASU 122 pode separar oxigênio do ar alimentado à mesma a partir de um compressor de ar

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 17/139

10/44 suplementar 123, e a ASU 122 pode transferir o oxigênio separado ao gaseificador 106. De forma adicional, a ASU 122 pode transmitir nitrogênio separado a um compressor de nitrogênio diluente (DGAN) 124.

[018] O compressor DGAN 124 pode comprimir o nitrogênio recebido a partir da ASU 122 pelo menos até níveis de pressão iguais àqueles no combustor 120, para não interferir com a combustão apropriada do syngas. Logo, uma vez que o compressor DGAN 124 adequadamente comprimiu o nitrogênio até um nível apropriado, o compressor DGAN 124 pode transmitir o nitrogênio comprimido para o combustor 120 do motor de turbina a gás 118. O nitrogênio pode ser utilizado como um diluente para facilitar controle de emissões, por exemplo. Em outras realizações, após compressão adicional (se apropriado), o nitrogênio também pode ser utilizado como um gás transportador para facilitar transporte da matéria-prima sólida para o gaseificador 106.

[019] Como descrito anteriormente, o nitrogênio comprimido pode ser transmitido do compressor DGAN 124 para o combustor 120 do motor de turbina a gás 118. O motor de turbina a gás 118 pode incluir uma turbina 130, um eixo de acionamento 131 e um compressor 132, assim como o combustor 120. O combustor 120 pode receber combustível, como syngas, que pode ser injetado sob pressão a partir de bocais de combustível. Este combustível pode ser misturado com ar comprimido assim como nitrogênio comprimido a partir do compressor DGAN 124, e consumido dentro do combustor 120. Esta combustão pode produzir gases de exaustão pressurizados a quente.

[020] O combustor 120 pode direcionar os gases de exaustão em direção a uma entrada de exaustão da turbina 130. À medida que os gases de exaustão do combustor 120 passam através da turbina 130, os gases de exaustão forçam as lâminas de turbina na turbina 130 a girarem o eixo de acionamento 131 ao longo de um eixo geométrico do motor de turbina a gás

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 18/139

11/44

118. Como ilustrado, o eixo de acionamento 131 é conectado a vários componentes do motor de turbina a gás 118, que incluem o compressor 132.

[021] O eixo de acionamento 131 pode conectar a turbina 130 ao compressor 132 para formar um rotor. O compressor 132 pode incluir lâminas acopladas ao eixo de acionamento 131. Logo, o giro das lâminas de turbina na turbina 130 pode fazer com que o eixo de acionamento 131 que conecta a turbina 130 ao compressor 132 a girar as lâminas dentro do compressor 132. Este giro das lâminas no compressor 132 faz com que o compressor 132 comprima ar recebido por uma admissão de ar no compressor 132. O ar comprimido pode então ser alimentado ao combustor 120 e misturado com combustível e nitrogênio comprimido para permitir combustão de maior eficiência. O eixo de acionamento 131 também pode ser conectado à carga 134, que pode ser uma carga estática, como um gerador elétrico para produzir energia elétrica, por exemplo, em uma usina de força. Logo, a carga 134 pode ser qualquer dispositivo adequado que é movido pelo produto rotacional do motor de turbina a gás 118.

[022] O sistema de IGCC 100 também pode incluir um motor de turbina a vapor 136. O motor de turbina a vapor 136 pode acionar uma segunda carga 140. A segunda carga 140 também pode ser um gerador elétrico para gerar energia elétrica. Entretanto, a primeira e segunda cargas 134, 140 podem ser outros tipos de cargas capazes de ser acionadas pelo motor de turbina a gás 118 e pelo motor de turbina a vapor 136. Além disso, embora o motor de turbina a gás 118 e o motor de turbina a vapor 136 possa acionar cargas separadas 134 e 140, como mostrado na realização ilustrada, o motor de turbina a gás 118 e o motor de turbina a vapor 136 também podem ser utilizados em conjunto para acionar uma única carga por um único eixo. A configuração específica do motor de turbina a vapor 136, assim como o motor de turbina a gás 118, pode ser específica de implantação e pode incluir

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 19/139

12/44 qualquer combinação de seções.

[023] O sistema 100 também pode incluir um gerador a vapor de recuperação de calor HRSG 138. O gás de exaustão aquecido a partir do motor de turbina a gás 118 pode ser transportado para o HRSG 138 e utilizado para aquecer água e produzir vapor utilizado para impulsionar o motor de turbina a vapor 136. A exaustão a partir de, por exemplo, uma seção de baixa pressão do motor de turbina a vapor 136 pode ser direcionada para um condensador 142. O condensador 142 pode utilizar uma torre de resfriamento 128 para permutar água aquecida por água resfriada. A torre de resfriamento 128 age para fornecer água fria para o condensador 142 para ajudar na condensação do vapor transmitido para o condensador 142 a partir do motor de turbina a vapor 136. O material condensado do condensador 142 pode, por sua vez, ser direcionado para o HRSG 138. De novo, a exaustão a partir do motor de turbina a gás 118 também pode ser direcionada para o HRSG 138 para aquecer a água a partir do condensador 142 e produzir vapor.

[024] Em sistemas de ciclo combinado como o sistema de IGCC 100, exaustão quente pode fluir a partir do motor de turbina a gás 118 e passar para o HRSG 138, onde a mesma pode ser utilizada para gerar vapor de alta pressão e de alta temperatura. O vapor produzido pelo HRSG 138 pode então ser passado através do motor de turbina a vapor 136 para geração de energia. Além disso, o vapor produzido também pode ser alimentado em quaisquer outros processos em que o vapor pode ser utilizado, como para o gaseificador 106. O ciclo de geração do motor de turbina a gás 118 é amiúde referido como o “ciclo de revestimento”, enquanto o ciclo de geração do motor de turbina a vapor 136 é amiúde referido como o “ciclo de deposição”. Ao combinar estes dois ciclos como ilustrado na Figura 1, o sistema de IGCC 100 pode levar a eficiências maiores em ambos os ciclos. Em particular, o calor de exaustão a partir do ciclo de revestimento pode ser capturado e utilizado para gerar vapor

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 20/139

13/44 para uso no ciclo de deposição.

[025] A Figura 2 é uma vista lateral esquemática de uma realização da bomba de alimentação de sólido segmentado 10 orientada em uma disposição vertical. Como indicado pela legenda, a cruz 12 indica um eixo geométrico X horizontal ou direção para fora da página, a seta 14 indica um eixo geométrico Y horizontal ou direção paralela à página, e a seta 16 indica um eixo geométrico Z vertical ou direção paralela à página. Na realização ilustrada, a bomba de alimentação de sólido segmentado 10 inclui uma seção de transporte de material 200 disposto ao longo de uma porção de um ciclo de bomba segmentada ou ciclo de carro 202. Como discutido em detalhe abaixo, a seção de transporte de material 200 é em geral fixa em posição, enquanto o ciclo de carro 202 se move relativa à seção de transporte de material 200. O ciclo 202 inclui uma pluralidade de segmentos de bomba 204 acoplados um após o outro em série sobre um trajeto de ciclo fechado 206. Cada segmento de bomba 204 inclui um carro 208 que tem um receptáculo de retenção 210 definido por uma parede de fundo 212, um topo aberto 214, paredes laterais opostas 216, um acoplamento frontal 218, e um acoplamento traseiro 220. Na realização ilustrada, cada segmento de bomba 204 orienta o topo aberto 214 para fora e para longe do trajeto de ciclo fechado 206. Como também discutido abaixo, cada carro 208 pelo menos parcialmente se equipara em uma conexão sobreposta com carros adjacentes 208 nos lados frontal e traseiro opostos na seção de transporte 200 de bomba 10. Por exemplo, cada carro 208 tem o acoplamento frontal 218 pelo menos parcialmente sobreposto com o acoplamento traseiro 220 de um carro frontal 208, enquanto o carro 208 tem o acoplamento traseiro 220 pelo menos parcialmente sobreposto com o acoplamento frontal 218 de um carro traseiro 208 que facilita a junção ou engate temporário de carros adjacentes 208 na seção de transporte 200. Desta forma, os carros 208 são pelo menos parcialmente sobrepostos com os carros

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 21/139

14/44 adjacentes 208 em pelo menos uma porção do trajeto de ciclo fechado 206. Por exemplo, como discutido em detalhe abaixo, os carros adjacentes 208 podem pelo menos parcialmente se sobrepor um ao outro entre um duto de entrada 240 e um duto de saída 248 do trajeto de ciclo fechado 206, enquanto os carros adjacentes 208 podem ou não se sobrepor um ao outro em outras porções do trajeto de ciclo fechado 206. Em determinadas realizações, os carros adjacentes 208 pode se entrelaçar um com o outro ao longo de porções sobrepostas para definir um canal substancialmente rígido entre o duto de entrada 240 e o duto de saída 248. Além disso, cada carro 208 inclui um ou mais seguidores de trilho ou rodas 222.

[026] O trajeto de ciclo fechado 206 ilustrado inclui uma estrutura de trilho 224 engatada com os seguidores de trilho ou rodas 222 de cada carro 208. Por exemplo, as realizações da estrutura de trilho 224 podem incluir uma corrente, uma correia, um corrimão, ou qualquer estrutura móvel ou estática adequada. Em uma realização, os seguidores de trilho ou rodas 222 podem ser elos fixos giratórios ou pivotáveis em relação à estrutura de trilho 224, enquanto a estrutura de trilho 224 se move ao longo do trajeto de ciclo fechado 206. Em outra realização, a estrutura de trilho 224 pode ser fixa ao longo do trajeto de ciclo fechado 206, enquanto os seguidores de trilho ou rodas 222 são acionados para se moverem ao longo do trajeto de ciclo fechado 206. Ainda em outra realização, a estrutura de trilho 224 pode ser um sistema de acionamento de engrenagem ou correia que pode incluir elementos como guias e tensionadores. O trajeto de ciclo fechado 206 pode ter uma variedade de formatos, como um formato circular ou um formato não circular. Na realização ilustrada, o trajeto de ciclo fechado 206 tem um formato de pista de corrida, que inclui porções opostas de trajeto direto 226 e 228 dispostas entre porções de trajeto curvado oposto 230 e 232. Por exemplo, a porção de trajeto direto 226 pode se estender ao longo da seção de transporte 200 entre o duto de entrada

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 22/139

15/44

240 e o duto de saída 248, em que a porção de trajeto direto 226 pode se estender pelo menos próxima ou levemente a montante do duto de entrada 240 e pelo menos próxima ou levemente a jusante do duto de saída 248. Em outras realizações, o trajeto de ciclo fechado 206 pode ser oval ou substancialmente curvado. Por exemplo, a porção 226 pode ser uma porção de trajeto curvado que se estende ao longo da seção de transporte 200 entre o duto de entrada 240 e o duto de saída 248. Além disso, a porção de trajeto curvado pode ter um arco substancialmente constante que se estende pelo menos próxima ou levemente a montante do duto de entrada 240 e pelo menos próxima ou levemente a jusante do duto de saída 248.

[027] Na realização ilustrada, a bomba de alimentação de sólido segmentado 10 é orientada em uma disposição vertical. Em particular, o trajeto de ciclo fechado 206 ilustrado pode ser orientado em um plano vertical relativo ao eixo geométrico vertical 16. Na orientação vertical ilustrada do ciclo de carro 202, a porção de trajeto direto 226 é uma porção superior, enquanto a porção de trajeto direto 228 é uma porção inferior verticalmente deslocada abaixo da porção superior. Além disso, a seção de transporte de material 200 ilustrada é acoplada à porção superior de trajeto direto 226. As porções de trajeto direto 226 e 228 ilustradas são geralmente paralelas uma com a outra, embora outras realizações podem orientar as porções de trajeto direto 226 e 228 em uma disposição não paralela. As porções de curvado trajeto oposto 230 e 232 têm formatos em C opostos, embora outros formatos curvados podem ser empregados em realizações alternativas. Na realização ilustrada, o topo aberto 214 de cada carro 208 defronta-se para cima ao longo da porção superior 226, para baixo ao longo da porção inferior 228, para a esquerda ao longo da porção esquerda de trajeto curvado 230, e para a direita ao longo da porção direita de trajeto curvado 232.

[028] A seção de transporte de material 200 ilustrada inclui uma

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 23/139

16/44 ou zona de entrada ou de medição 234, uma zona de saída ou de pressurização 236, e uma zona intermediário de medição ou de aprisionamento 238. Na realização ilustrada, a zona de entrada ou de medição 234 inclui um duto de entrada 240 que tem uma entrada 242, uma saída 244, e uma parede fechada 246 entre a entrada e a saída 244. A parede fechada 246 pode incluir uma porção de parede interna 245 e uma porção de parede externa 247, em que a porção de parede interna 245 se estende até um interior dos carros 208 enquanto a porção de parede externa 247 se estende em torno de um exterior dos carros 208. Por exemplo, a porção de parede interna 245 pode se estender até o fundo dos carros passantes 208 a um ângulo para fluxo guia de uma substância aos carros 208, enquanto também bloqueia qualquer fluxo de retorno da substância. A zona de saída ou de pressurização 236 inclui um duto de saída 248 que tem uma entrada 250, uma saída 252, e uma parede fechada 254 entre a entrada 250 e a saída 252. A parede fechada 254 pode incluir uma porção de parede interna 253 e uma porção de parede externa 255, em que a porção de parede interna 253 se estende até um interior dos carros 208 enquanto a porção de parede externa 255 se estende em torno de um exterior dos carros 208. Por exemplo, a porção de parede interna 253 pode se estender até o fundo dos carros passantes 208 a um ângulo para fluxo guia de uma substância para fora dos carros 208, por exemplo, gradualmente colher e entregar a substância através do duto de saída 248. A zona de aprisionamento 238 inclui uma placa guia contornada ou cobertura 256 que se estende entre a parede fechada 246 do duto de entrada 240 e a parede fechada 254 do duto de saída 248. Por exemplo, a cobertura 256 pode se estender sobre os topos abertos 214 dos carros 208 que se movem entre a saída 244 do duto de entrada 240 e a entrada 250 do duto de saída 248. Desta forma, a cobertura 256 fecha completamente o receptáculo de retenção 210 de cada carro 208 que passa entre o duto de entrada 240 e o duto de saída 248.

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 24/139

17/44 [029] Em determinadas realizações, a seção de transporte de material 200 pode ser configurado para transportar, medir, e pressurizar a substância (por exemplo, uma matéria-prima de combustível sólido) tratada pela bomba de alimentação de sólido segmentado 10. Por exemplo, o duto de entrada 240 de bomba 10 pode ser configurado para facilitar o fluxo pronto ou livre de substância através do duto de entrada 240 para receptáculos de passagem 210, tal que bomba 10 não será exaurida da substância. Em determinadas realizações, o fluxo de substância através do duto de entrada 240 pode ser mecanicamente assistida, como por vibração mecânica, em que cuidado é tomado para garantir que a vibração não interfira com o aprisionamento bem-sucedido na zona de aprisionamento 238. Além disso, em determinadas realizações, o fluxo de substância através de duto de entrada 240 pode ser pneumaticamente assistido, como por um sistema pneumático, em que cuidado é tomado para garantir que a substância flua efetivamente para os receptáculos 210. Algumas realizações também podem empregar outros elementos auxiliadores de fluxo para facilitar o fluxo de substância através do duto de entrada 240. Na realização ilustrada, a substância logo pode fluir para o duto de entrada 240 através da entrada 242 em uma direção de entrada 258, e então através da saída 244 para um carro passante 208 em uma direção de saída 260. Na realização ilustrada, o receptáculo de retenção 210 de cada carro 208 tem um volume igual e constante para propósitos de medição. Logo, um volume de substância bombeada por unidade de tempo pode ser facilmente calculado com base no número de carros 208 que passam pela saída 244 do duto de entrada 240 por unidade de tempo. De forma similar, a medição ou controle do volume de substância bombeada por unidade de tempo pode ser realizado ao monitorar e ajustar a velocidade com que os carros 208 passam pela entrada 240. Em determinadas realizações, a velocidade pode ser controlada por um mecanismo de acionamento, como um

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 25/139

18/44 motor com controle de velocidade. Logo, o controle de velocidade pode ser utilizado para aumentar ou diminuir a taxa de fluxo de substância sendo entregue pela bomba 10. Em outra realização, um ou mais sensores pode ser disposto em um ou mais locais para rastrear o número de carros 208 que passam por uma porção da bomba 10 por unidade de tempo. Por exemplo, a zona de entrada ou de medição 234 pode incluir um ou mais sensores para rastrear o número de carros 208 que passam pela saída 244 do duto de entrada 240 por unidade de tempo. Como exemplo adicional, os sensores podem ser dispostos em qualquer local ao longo do ciclo 202.

[030] Como ilustrado, o duto de entrada 240 entrega a substância para os carros passantes 208 nas direções 258 e 260. Por exemplo, as direções de entrada 258 e 260 podem ser paralelas ao eixo geométrico vertical 16 e perpendiculares a uma direção de carro 268 dos carros passantes 208 que se movem ao longo da porção superior de trajeto direto 226. À medida que a substância preenche cada receptáculo de retenção 210, cada carro 208 se move a partir do duto de entrada 240 em direção à cobertura 256 da zona de aprisionamento 238. A cobertura 256 se estende sobre o topo aberto 314 de cada carro 208 entre o duto de entrada 240 e o duto de saída 248. Além disso, a cobertura 256 pode ser conformada para fornecer uma transição suave entre a saída 244 do duto de entrada 240 e a cobertura 256, e entre a cobertura 256 e a entrada 250 do duto de saída 248, com isso minimizando o efeito das transições no movimento de substância através de bomba de alimentação de sólido 10. Por exemplo, a cobertura ilustrada 256 inclui uma seção de entrada curvada 262, uma seção de saída curvada 264, e uma seção intermediária direta 266 (por exemplo, paralela na direção a jusante) relativa à porção de trajeto direto 226. Em determinadas realizações, a cobertura 256 pode ser ajustável para variar um volume entre a cobertura 256 e os carros passantes 208. Por exemplo, a cobertura 256 pode ser movida em direção a ou

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 26/139

19/44 parcialmente aos carros passantes 208 para diminuir uma capacidade de carregamento de cada carro 208, com isso reduzindo a taxa de fluxo da bomba

10. Assim, a cobertura 256 pode ser movida para longe dos carros passantes 208, enquanto ainda mantém um volume fechado entre a cobertura 256 e os carros 208, para aumentar uma capacidade de carregamento de cada carro 208 e, logo, aumentar a taxa de fluxo da bomba 10. Como ilustrado, os carros passantes 208 transportam a substância a partir do duto de entrada 240 em uma direção de carro 268 ao longo da seção intermediária direta 266 para o duto de saída 248, que então recebe a substância através da entrada 250 em uma direção de entrada 270. O duto de saída 248 então direciona a substância através da parede fechada 254 e para fora através da saída 252 em uma direção de saída 272. Por exemplo, o duto de saída 248 pode direcionar a substância, como uma matéria-prima de combustível sólido, para o gaseificador 106 como mostrado na Figura 1.

[031] A seção de entrada curvada 262, a seção de saída curvada 264, e a seção intermediária direta 266 da cobertura 256 são configuradas para controlar o fluxo de substância entre os dutos de entrada e saída 240 e 248. A seção de entrada curvada 262 é configurada para facilitar o fluxo de substância a partir do duto de entrada 240 para os carros 208 em movimento de uma maneira um tanto convergente, enquanto a seção de saída curvada 264 é configurada para guiar gradualmente a substância a partir dos carros 208 para o duto de saída 248 de uma maneira um tanto divergente. Em determinadas realizações, o duto de entrada 240 e a seção de entrada 262 são configurados para alimentar a substância aos receptáculos 210 em uma maneira um tanto divergente. Além disso, em determinadas realizações, o duto de saída 248 e a seção de saída 264 podem ser configurados para descarregar a substância em uma maneira um tanto convergente. Em outras realizações, pelo menos um de duto de entrada 240 e a seção de entrada 262, e o duto de saída 248 e a seção

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 27/139

20/44 de saída 264 são configurados para produzir um trajeto de fluxo que não é convergente nem divergente. Em algumas realizações, o duto de entrada 240, a seção de entrada 262, o duto de saída 248, e a seção de saída 264 podem ser configurados para ter qualquer formato que facilite a operação da bomba 10 como descrito nesta invenção.

[032] Na realização ilustrada, a seção direta 266 é paralela à parede de fundo 212 de cada carro passante 208 que forma um duto de área transversal constante com os carros 208 a jusante da entrada 234 e a montante da saída 236, em que a parede de fundo 212 e paredes laterais 216 estão em movimento e a parede ou cobertura de topo 256 serve como uma superfície guia estática. Em determinadas realizações, a cobertura 256 pode ser disposta diretamente ao longo dos topos abertos 214 dos carros 208. Em determinadas outras realizações, a cobertura 256 pode se estender parcialmente abaixo do topo aberto 214 de cada carro 208. Em algumas realizações, como quando a bomba 10 é utilizada com determinados sólidos compressíveis, a cobertura 256 pode ser conformada para convergir ligeiramente relativa às paredes de fundo 212 dos carros 208 ao longo de pelo menos uma porção da zona de aprisionamento intermediária 238. Além disso, algumas realizações da cobertura 256 podem primeiro convergir e então divergir ligeiramente relativo às paredes de fundo 212 dos carros passantes 208. Em outras realizações, a cobertura 256 pode ter qualquer formato que facilite a operação da bomba 10 como apresentado nesta invenção.

[033] Ao alcançar a entrada 250 do duto de saída 248, a substância em cada carro passante 208 é guiada para e através do duto de saída 248. Por exemplo, na realização ilustrada, a seção de saída curvada 264 da cobertura 256 se estende pelo menos parcialmente para a entrada 250 do duto de saída 248. Além disso, a entrada 250 do duto de saída 248 pode ser disposta diretamente ao longo de a parede de fundo 212 de cada carro

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 28/139

21/44 passante 208. Por exemplo, a entrada 250 do duto de saída 248 pode ser angulada para cima em uma direção a jusante ao longo da parede de fundo 212 dos carros passantes 208, com isso colhendo ou retirando a substância em cada receptáculo de retenção 210 dos carros passantes 208. Além disso, pelo menos uma borda a montante da entrada 250 do duto de saída 248 pode ser conformada para facilitar a colheita de substância a partir dos receptáculos 210 que incluem, mas não estão limitados a incorporar um ou mais bordas de guia similares a faca.

[034] O duto de saída 248 pode ter uma variedade de geometrias e orientações para facilitar a operação da bomba 10. Na realização ilustrada, uma direção de entrada 270 da substância que entra no duto de saída 248 é orientada de forma geral ao longo do eixo geométrico horizontal 14 e da direção de carro 268. Em outras palavras, a direção de entrada 270 não é abruptamente angulada em relação à direção de carro 268 dos carros 208 que passam se movendo ao longo da porção de trajeto direto superior 226. Por exemplo, a direção de entrada 270 pode ser ao menos inicialmente paralela ao eixo geométrico horizontal 14 e à direção de carro 268, e então a direção de entrada 270 pode se curvar gradualmente para cima para longe do eixo geométrico horizontal 14. Como exemplo adicional, uma porção de duto a montante 273 do duto de saída 248 pode se curvar gradualmente em um ângulo de menos que aproximadamente 5, 10, 15, 20, 25, ou 30 graus em relação ao eixo geométrico horizontal 14 e à direção de carro 268. Por sua vez, o duto de saída 248 pode alterar a direção da substância da porção de duto a montante 273 para uma porção de duto a jusante 274. Por exemplo, a porção de duto a jusante 274 pode voltar a substância em uma direção a jusante, uma direção para cima, ou uma direção horizontal direta. No entanto, o duto de saída 248 pode ter uma variedade de orientações e geometrias com base nas considerações de projeto específicas por implantação.

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 29/139

22/44 [035] Em certas realizações, a orientação e geometria do duto de saída 248 pode ser configurada para facilitar a alimentação da substância em um sistema a jusante que opera a uma pressão similar ou muito mais alta, por exemplo, somente medição ou tanto medição como pressurização. Por exemplo, na realização ilustrada, o duto de saída 248 é configurado para alimentar a substância em um sistema a jusante que opera a uma pressão mais alta por incorporação de um ângulo para cima e uma volta através do duto de saída 248. O ângulo para cima e a volta podem ajudar a fornecer uma resistência de fluxo de retorno que substancialmente limita ou elimina a permeação ou o fluxo de retorno do fluido de alta pressão a jusante através do duto de saída, enquanto ainda permite o fluxo da matéria-prima sólida na direção a jusante. A zona de entrada 234 e zona de aprisionamento 238 assim podem operar substancialmente à mesma pressão que o abastecimento para a bomba 10, enquanto alimenta a substância a um sistema a jusante de alta pressão. Novamente, em certas realizações, a geometria do duto de saída 248 pode ser projetada para medição somente, e assim o duto de saída 248 pode ser modificado para melhorar significantemente o fluxo e reduzir a pressurização através do duto de saída 248. Por exemplo, em uma realização, o duto de saída 248 pode ser orientado paralelo à porção de trajeto direto 226 (por exemplo, horizontal). Em outra realização, o duto de saída 248 pode ser inicialmente orientado substancialmente paralelo à porção de trajeto direto 226 (por exemplo, horizontal), e então voltado para longe da porção de trajeto direto 226 (por exemplo, verticalmente a jusante). O duto de saída 248 também pode incluir uma válvula ou mecanismo de controle de pressão, tal como uma charneira, para auxiliar a partida da bomba 10 e/ou para manter uma pressão de retorno na substância que é descarregada da bomba 10. Por exemplo, o mecanismo de controle de pressão pode ajudar a aprisionar a substância que é transportada através da bomba 10, assim ajudando a atingir uma taxa de

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 30/139

23/44 fluidez desejada através da bomba 10.

[036] Na realização ilustrada, a sobreposição parcial na seção de transporte 200 da bomba 10 ocorre na extensão que os carros adjacentes 208 podem ser considerados como estando completamente engatados entre si, assim formando um canal rígido de progresso com cobertura fixa 256 para transportar a substância através da seção de transporte 200 da bomba 10. No entanto, em certas substâncias, o espaçamento entre as superfícies correspondente entre os carros 208, a cobertura 256, o duto de entrada 240, e o duto de saída 244 podem não ser suficientemente pequenas para bloquear todo o vazamento da substância no invólucro da bomba de alimentação de sólido segmentado 10. Em algumas realizações, o invólucro da bomba 10 pode incluir uma janela removível para facilitar a remoção periódica de substância que vazou do invólucro da bomba 10. Além disso, em algumas realizações, o invólucro da bomba 10 pode ter ao menos uma porta de descarga para facilitar a remoção da substância do invólucro de bomba 10. Adicionalmente, em algumas realizações, o vazamento da substância da seção de transporte 200 no invólucro da bomba 10 durante a operação pode ser controlado com uso de vedações entre as faces correspondentes dos carros 208, a cobertura 256, o duto de entrada 240, e o duto de saída 244. Por exemplo, as vedações podem incluir, mas não se limitam a, vedações de escova, vedações poliméricas, fibra impregnada com grafite ou vedações de tecido, ou vedações de cerâmica. As vedações podem ser projetadas para bloquear o vazamento da matéria-prima sólida. No entanto, conforme discutido abaixo, as vedações podem ou não bloquear o vazamento de fluido (por exemplo, gás) entre as faces correspondentes dos carros 208, a cobertura 256, o duto de entrada 240, e o duto de saída 244. Em algumas realizações, a bomba 10 é calibrada ou monitorada contabilizar o vazamento de substância na determinação do fluxo líquido de substância através da bomba 10.

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 31/139

24/44 [037] Em certas realizações, a bomba 10 inclui vedações apertadas por pressão entre as faces correspondentes dos carros 208, cobertura 256, duto de entrada 240, e/ou duto de saída 244. As vedações apertadas por pressão podem ser úteis em aplicações que têm uma pressão elevada a jusante da bomba 10 (por exemplo, um sistema a jusante de pressão mais alta) ou uma pressão elevada a montante da bomba 10 (por exemplo, um sistema a montante de pressão mais alta). Por exemplo, uma elevação de pressão associada à alimentação de uma substância a uma pressão elevada a jusante da bomba 10 pode ser tomada através de ao menos uma porção da substância e associada aos componentes da bomba 10 dentro da zona de aprisionamento 234. Como exemplo adicional, uma queda de pressão associada à diminuição da pressão da substância de uma pressão elevada a montante da bomba 10 pode ser tomada através de ao menos uma porção da substância contida dentro da zona de aprisionamento 234. Adicionalmente, em algumas realizações, um gás inerte pode ser injetado a montante da região de diminuição de pressão para controlar o vazamento de um fluido a montante de alta pressão.

[038] Na realização ilustrada, o duto de entrada 240 e o duto de saída 248 podem ter geometrias constantes ou variáveis entre suas respectivas entradas e saídas. Por exemplo, o duto de entrada 240 ilustrado tem uma geômetra de certa forma convergente da entrada 242 para a saída 244. Em contraste, o duto de saída 248 tem uma geometria de certa forma divergente da entrada 250 para a saída 252. A geometria de certa forma convergente do duto de entrada 240 pode ser configurada para facilitar a orientação da substância nos carros que passam 208. A geometria de certa forma divergente do duto de saída 248 pode ser configurada para controlar a pressurização, necessidades de energia e fluxo da substância fora da bomba 10. No entanto, o duto de saída 248 pode ter uma variedade de geometrias convergentes e

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 32/139

25/44 divergentes para controlar o fluxo e pressurização da substância que passa através do duto de saída 248.

[039] A bomba de alimentação de sólido segmentado 10 ilustrada pode também incluir um controlador 276, um ou mais acionadores 278 acoplados ao controlador 276, e um ou mais sensores 280 acoplados ao controlador 276. Em certas realizações, o acionador 278 pode incluir um motor elétrico, um motor à combustão, um acionador hidráulico, um acionador pneumático, ou qualquer outro mecanismo de acionamento adequado. O acionador 278 pode ser acoplado à estrutura de trilho 224 ou um ou mais dos carros 208 dependendo da realização particular. Por exemplo, em uma realização que tem uma estrutura de trilho 224 que se move, o acionador 278 pode ser acoplado à estrutura de trilho 224 para provocar o movimento ao longo do trajeto de ciclo fechado 206. Em uma realização com uma estrutura de trilho 224 estacionária, o acionador 278 pode ser acoplado a um ou mais dos carros 208 para provocar o movimento dos carros 208 ao longo do trajeto de ciclo fechado 206. O um ou mais sensores 280 podem incluir um contador de carro, um sensor de peso, um sensor de velocidade, ou qualquer outro mecanismo de sensoriamento adequado para facilitar o controle da bomba de alimentação de sólido segmentado 10. O controlador 276 pode ser configurado para controlar o torque e/ou velocidade do acionador 278 com base na entrada do um ou mais sensores 280. Por exemplo, o controlador 276 pode aumentar ou diminuir a velocidade dos acionadores 278 dependendo do número de carros que passam 208 por tempo, o volume ou peso da substância e cada carro 208, ou outras entradas. O controlador 276 também pode receber entrada de fontes externas, tal como a unidade de preparação de matéria-prima 104, o gaseificador 106, ou outros componentes do sistema IGCC 100 conforme mostrado na FIGURA 1. Em algumas realizações, o controle de velocidade ou volumétrico incorpora um ajuste que leva em conta a eficácia de preenchimento

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 33/139

26/44 volumétrico dos receptáculos 210, tal como os efeitos da velocidade do carro e as propriedades físicas da substância que são medidas pela bomba de alimentação de sólido10. Em realizações adicionais, as propriedades físicas que podem afetar a eficácia de preenchimento volumétrico dos receptáculos 210 são medidas on-line e os valores medidos das propriedades são usados para controle. O controlador 276 também pode controlar a posição da cobertura 256, assim variando o volume de uma substância que é entregue entre a cobertura 256 e os carros que passam 208.

[040] A FIGURA 3 é uma vista lateral esquemática de uma realização da bomba de alimentação de sólido segmentado 10 da FIGURA 2, que ilustra uma configuração alternativa orientada em uma disposição vertical diferente em relação ao eixo geométrico vertical 16. Na realização ilustrada, a bomba de alimentação de sólido segmentado 10 tem o trajeto de ciclo fechado 206 orientado em um plano vertical em relação ao eixo geométrico vertical 16, em que o trajeto de ciclo fechado 206 é girado aproximadamente 90 graus em relação à realização da FIGURA 2. Particularmente, o trajeto de ciclo fechado 206 ilustrado tem as porções de trajeto direto opostas 226 e 228 orientadas paralelas ao eixo geométrico vertical 16, enquanto as porções de trajeto curvado opostas 230 e 232 são verticalmente dispostas uma sobre a outra. Nesta disposição vertical alternativa, a seção de transporte de material 200 é também girada em aproximadamente 90 graus juntamente com a porção de trajeto direto 226.

[041] Nesta realização, o duto de entrada 240 recebe uma substância na entrada 242 em uma direção de entrada de forma geral vertical 258, e então entrega a substância também em uma direção de forma geral vertical 260 nos carros que passam 208. Por sua vez, a substância levada pelo receptáculo de retenção 210 de cada carro 208 passa na direção de carro vertical 268 do duto de entrada 240 em direção ao duto de saída 248. A

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 34/139

27/44 cobertura 256 ao longo da zona de aprisionamento 238 é orientada ao longo do eixo geométrico vertical 16, assim guiando e retendo a substância levada por cada carro 208 para não derramar antes de alcançar o duto de saída 248. Alcançando o duto de saída 248, a substância entra na entrada 250 do duto de saída 248 em uma direção de entrada de forma geral vertical 270. Conforme discutido acima, a direção de entrada 270 pode ser ao menos inicialmente paralela à direção de carro 268, que é paralela ao eixo geométrico vertical 16 na realização ilustrada. No entanto, a direção de entrada 270 pode ser ligeiramente angulada ou gradualmente angulada para longa da direção de carro 268 e do eixo geométrico vertical 16 a partir da entrada 250 através da porção de duto a montante 273.

[042] Na realização ilustrada, o duto de saída 248 tem uma porção de duto intermediária 282 entre a porção de duto a montante 273 e a porção de duto a jusante 274. Nesta porção de duto intermediária 282, o duto de saída 248 pode se voltar em aproximadamente 90 graus ou mais em relação à direção de carro 268 e ao eixo geométrico vertical 16. Como resultado, a porção de duto a jusante 274 pode ser orientada ao longo do eixo geométrico horizontal 14. No entanto, na realização ilustrada, a porção de duto a jusante 274 entrega a substância através da saída 252 em uma direção de saída angulada para cima 272. Por exemplo, a direção de saída 272 pode ser angulada em aproximadamente 0, 10, 20, ou 30, 40, ou 50 graus em relação ao eixo geométrico horizontal 14. Desta forma, a volta na porção de duto intermediária 282 pode facilitar a pressurização da substância para facilitar a alimentação ou medição da substância a um sistema de pressão mais alta a jusante do duto de saída 248. Por exemplo, o ângulo da volta, a expansão da volta, e a geometria geral do duto de saída 248 podem trabalhar em conjunto com a substância para pressurizar a substância, enquanto montem a energia associada para transportar a substância através do duto de saída 248 a um

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 35/139

28/44 nível desejado.

[043] Em algumas realizações, o duto de saída 248 pode entregar a substância de uma direção verticalmente para baixo ou uma direção para baixo angulada em relação ao eixo geométrico vertical 16. Em tal realização, o duto de entrada 240 e o duto de saída 248 são de forma geral orientados na mesma direção, isto é, para baixo. Em contraste a uma realização que tem uma volta para cima na porção de duto intermediária 282, uma realização que direciona o duto de saída 248 em uma direção para baixo pode fornecer medição sem um aumento de pressão na substância que passa através do duto de saída 248. Em outras palavras, um duto de saída direcionado para baixo 248 pode fornecer ou uma diminuição de pressão ou nenhuma mudança de pressão, enquanto ainda permite a medição da substância na bomba de alimentação de sólido segmentado 10.

[044] Em outras realizações, a direção do fluxo pode ser revertida na bomba de alimentação de sólido segmentado 10 mostrada na FIGURA 3. Por exemplo, o duto ilustrado 248 pode funcionar como um duto de entrada, enquanto o duto ilustrado 240 pode funcionar como um duto de saída. Novamente, a orientação e geometria desses dutos 240 e 248 podem variar de uma implantação para outra. Por exemplo, os dutos 240 e 248 podem ser angulados para cima, para baixo, ou de forma geral horizontal. Além disso, os dutos 240 e 248 podem ter orientações de forma geral paralelas, perpendiculares, ou qualquer ângulo adequado em relação uma a outra. Em uma realização, o duto 248 pode ser angulado em uma direção para cima para receber uma substância, enquanto o duto 240 pode ser angulado para cima, horizontal, ou para baixo. Novamente, uma variedade de configurações e geometrias está dentro do escopo das realizações reveladas.

[045] A FIGURA 4 é uma vista superior esquemática de uma realização da bomba de alimentação de sólido segmentado 10 orientada em

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 36/139

29/44 um plano horizontal. No entanto, em certas realizações, a bomba 10 da FIGURA 4 pode ser orientada em um plano vertical ou um plano angulado entre os planos horizontal e vertical. Conforme ilustrado, o ciclo de carro 202 e o trajeto de ciclo fechado 206 são paralelos aos eixos geométricos horizontais 12 e 14, de forma que o topo aberto 214 de cada carro 208 se volta verticalmente para cima fora da página na direção vertical 16. Assim, em contraste com as realizações das FIGURAS 2 e 3, a orientação do topo aberto 214 não se altera ao longo do ciclo de carro 202, mas, pelo contrário, está constantemente voltada para cima ao longo de todo o ciclo de carro 202. O ciclo de carro 202 pode ser acoplado a (ou guiar) cada carro 202 ao longo da parede inferior 212 ou uma das paredes laterais opostas 216. Desta forma, os acoplamentos frontal e traseiro 218 e 222 de cada carro 208 podem ser modificados para manter uma sobreposição adequada entre carros adjacentes 208 através da seção de transporte 200, enquanto também permite o movimento flexível dos 208 ao longo das porções de trajeto curvado opostas 230 e 232 do trajeto de ciclo fechado 206.

[046] Além disso, um par das seções de transporte de material 200 é verticalmente empilhado sobre o ciclo de carro 202 separadamente juntamente com a porção de trajeto direto 226 e a porção de trajeto direto 228. Em algumas realizações, a bomba 10 pode incluir qualquer número de seções de transporte de material 200 (por exemplo, 1 a 10) dispostas ao longo do ciclo de carro 202. Por exemplo, a bomba 10 pode incluir 2, 3, 4, ou mais seções de transporte de material 200. Como resultado, a realização ilustrada da bomba 10 inclui duas seções de transporte de material separadas 200 dispostas opostas entre si ao longo do trajeto de ciclo fechado único 206. Por exemplo, cada seção de transporte de material 200 pode ser disposta ao longo das respectivas porções de trajeto direto 226 ou 228. Assim, a bomba 10 da FIGURA 4 tem uma capacidade maior que as bombas 10 das FIGURAS 2 e 3,

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 37/139

30/44 devido ao fato de que a bomba 10 da FIGURA 4 tem dois dutos de entrada separados 240 e dois dutos de saída separados 248. Em outras palavras, as duas seções de transporte de material 200 substancialmente aumentam a capacidade da bomba 10 para um dado ciclo de carro 202.

[047] Em certas realizações, as duas seções de transporte de material 200 podem ser operadas sozinhas ou em combinação entre si. Por exemplo, o controlador 276 pode receber retroalimentação dos sensores 280 dispostos em cada entrada ou zona de medição 234, retroalimentação de sensores externos que indica uma demanda por uma substância, ou retroalimentação de sensores externos que indica um abastecimento de uma substância. Por exemplo, o controlador 276 pode receber retroalimentação de medição dos sensores 280 ou sinais de controle externos da unidade de preparação de matéria-prima 104, o gaseificador 106, ou outras porções do sistema IGCC 100. Dependendo do fluxo desejado da substância através da bomba de alimentação de sólido segmentado 10, o controlador 276 pode ajustar a velocidade por meio do acionador 278, ou seletivamente engatar ou desengatar uma ou ambas as zonas de medição 234. Por exemplo, o controlador 276 pode bloquear o fluxo da substância em uma das zonas de medição 234, assim desabilitando aquela seção de transporte de material particular 200. Desta maneira, a bomba de alimentação de sólido segmentado 10 tem um controle maior sobre a taxa de transferência da substância para o gaseificador 106 (ou outro sistema a jusante).

[048] A FIGURA 5 é uma vista lateral esquemática de uma realização da bomba de alimentação de sólido segmentado 10 conforme ilustrado na FIGURA 4. Conforme discutido acima, a bomba ilustrada 10 pode ter uma disposição horizontal, uma disposição vertical, ou uma disposição entre as disposições horizontal e vertical em várias realizações. No entanto, conforme ilustrado, a estrutura de trilho 224 é orientada paralela ao plano

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 38/139

31/44 horizontal através dos eixos geométricos horizontais 12 e 14, de forma que o ciclo de carro 202 e a seção de transporte de material 200 são dispostos verticalmente sobre a estrutura de trilho 224. Por exemplo, o segmento de bombas 204 pode se mover ao longo do trajeto de ciclo fechado 206 de uma maneira curva para dentro página na extrema esquerda e curva para fora da página na extrema direita. Na realização ilustrada, cada carro 208 tem um ou mais seguidores de trilho ou rodas 222 dispostas entre a parede inferior 212 e a estrutura de trilho 224. Adicionalmente, o topo aberto 214 de cada carro 208 é substancialmente ou inteiramente coberto pela placada de guia contornada ou cobertura 256 entre o duto de entrada 240 e o duto de saída 248.

[049] Na realização ilustrada, o duto de entrada 240 tem uma configuração similar à realização da FIGURA 2, enquanto o duto de saída 248 tem uma configuração diferente daquela da realização da FIGURA 2. Por exemplo, o duto de saída 248 se cruza com os carros em movimento 208 em uma orientação substancialmente paralela ao longo do eixo geométrico horizontal 14 e se eleva verticalmente de forma gradual e com área de seção transversal relativamente constante. O ângulo de interface gradual entre o duto 248 e os carros em movimento 208 pode melhorar substancialmente o desempenho da bomba de alimentação de sólido segmentado 10. Por exemplo, o ângulo de interface gradual pode reduzir a possibilidade de interferência ou obstrução da substância que é transportada pela bomba 10, enquanto também reduz a energia do acionador 278 suficiente para mover os carros 208 e a substância ao longo da seção de transporte de material 200. Em outras palavras, o ângulo de interface gradual pode reduzir a resistência ao movimento do segmento de bombas 204 ao longo do trajeto de ciclo fechado 206. Conforme ilustrado na FIGURA 5, o duto de saída 248 pode se voltar aproximadamente 60 a 120 graus, 70 a 110 graus, 80 a 100 graus, ou cerca de 90 graus. No entanto, a entrada e dutos de saída 240 e 248 podem ter

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 39/139

32/44 qualquer ângulo, orientação, e formatos em várias realizações da bomba 10.

[050] As FIGURAS 6, 7, 8, 9, e 10 são vistas diferentes de uma realização de um segmento de bomba 204 que pode ser usado na bomba de alimentação de sólido segmentado 10 conforme ilustrado nas FIGURAS 1 a 5. A FIGURA 6 é uma vista lateral de três segmentos de bomba 204 do ciclo de carro 202, que ilustra uma interconexão de sobreposição de carros adjacentes 208 por meio do acoplamento frontal 218 e o acoplamento traseiro 220. Conforme ilustrado, cada carro 208 tem o acoplamento frontal 218 combinado com um acoplamento traseiro adjacente 220, enquanto cada carro 208 também tem o acoplamento traseiro 220 combinado com um acoplamento frontal adjacente 218. A interconexão de sobreposição desses acoplamentos frontal e traseiro 218 e 220 substancialmente captura uma substância através dos carros adjacentes 208. Por exemplo, a sobreposição entre os acoplamentos frontal e traseiro 218 e 220 pode fornecer sobreposição ao longo da parede inferior 212 e as paredes laterais opostas 216 de um carro a outro. Além disso, em certas realizações, cada segmento de bomba 204 pode incorporar ao menos uma vedação ao longo de ao menos uma superfície correspondente para reduzir o vazamento da substância e outros fluidos de processo, tal como, mas não limitado a, gás de alta pressão.

[051] A FIGURA 7 é uma vista lateral de uma realização do segmento de bomba 204 conforme ilustrado nas FIGURAS 1 a 6. Conforme ilustrado, o segmento de bomba 204 tem os acoplamentos frontal e traseiro 218 e 220 dispostos em extremidades opostas do carro 208. Na realização ilustrada, o acoplamento frontal 218 tem uma porção fêmea 300 rebaixada na parede inferior 212 e nas paredes laterais opostas 216. O acoplamento traseiro 220 tem uma porção macho 302 que se estende para fora da parede inferior 212 e as paredes laterais opostas 216. Em certas realizações, cada carro 208 pode ter uma configuração revertida com a porção fêmea 300 disposta no

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 40/139

33/44 acoplamento traseiro 220 e a porção macho 302 disposta no acoplamento frontal 218. Em ambas as disposições, a porção fêmea 300 e a porção macho 302 têm dimensões substancialmente similares ou idênticas configuradas para se encaixarem entre si entre carros adjacentes 208. Por exemplo, a porção fêmea 300 pode ter uma profundidade vertical 304, uma profundidade horizontal 306, e um desvio vertical 308 em relação a uma superfície inferior 310 da parede inferior 212. Similarmente, a porção macho 302 pode ter uma profundidade vertical 312, uma profundidade horizontal 314, e um desvio vertical 316 em relação à superfície inferior 310. Essas dimensões e formatos das porções 300 e 302 podem ser configuradas para facilitar o movimento entre e o alinhamento de carros adjacentes 208, enquanto fornece sobreposição substancial entre acoplamentos frontal e traseiro adjacentes 218 e 220.

[052] A FIGURA 8 é uma vista superior de uma realização do segmento de bomba 204 conforme ilustrado nas FIGURAS 1 a 7. Conforme ilustrado, a porção fêmea 300 é rebaixada nas paredes laterais opostas 216, enquanto a porção macho 302 se sobressai para fora das paredes laterais opostas 216. Particularmente, a porção fêmea ilustrada 300 é rebaixada em ambas as paredes laterais opostas 216 por um desvio lateral 318 em relação a uma superfície lateral interior 320 das paredes laterais 216. Em contraste, a porção macho 302 se sobressai de ambas as paredes laterais opostas 216 com uma espessura lateral 322 nivelada com as superfícies laterais interiores 320. Na realização ilustrada, as dimensões 318 e 322 das porções fêmea e macho 300 e 302 são substancialmente equivalentes, e são substancialmente menores que uma espessura 324 das paredes laterais opostas 216. A disposição das porções fêmea e macho 300 e 302 entre carros adjacentes 208 fornece uma sobreposição substancial ao longo de ambas as paredes laterais 216 e a parede inferior 212.

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 41/139

34/44 [053] A FIGURA 9 é uma vista final em seção transversal do segmento de bomba 204 tomada ao longo da linha 9-9 da FIGURA 7. Particularmente, a FIGURA 9 ilustra uma seção transversal da porção fêmea 300 do acoplamento frontal 218 do carro 208. Na realização ilustrada, a porção fêmea 300 tem um recesso em formato de U 326 que se estende na parede inferior 212 e nas paredes laterais opostas 216. No entanto, o recesso 326 pode ter uma variedade de formatos e configurações em outras realizações do segmento de bomba 204.

[054] A FIGURA 10 é uma vista final em seção transversal do segmento de bomba 204 tomada ao longo da linha 10-10 da FIGURA 7. Particularmente, a FIGURA 10 ilustra uma seção transversal da porção macho 302 do acoplamento traseiro 220 do carro 208. Conforme ilustrado, a porção macho 302 tem uma protuberância em formato de U 328 que se estende para fora da parede inferior 212 e das paredes laterais opostas 216. Conforme percebido, a protuberância em formato de U 328 é configurada para se combinar com o recesso em formato de U 326 de um carro adjacente 208, assim fornecendo sobreposição ao longo das paredes inferiores 212 e das paredes laterais opostas 216 dos carros adjacentes 208.

[055] As FIGURAS 11, 12, 13 e 14 são vistas em seção transversal tomadas através da linha 11-11, linha 12-12, linha 13-13, e 14-14 da FIGURA 5. Essas figuras ilustram a transição da zona de aprisionamento 238 em e através da zona de pressurização 236. Particularmente, a FIGURA 11 é uma na zona de aprisionamento 238, que ilustra a cobertura 256 disposta sobre um dos carros 208. Conforme ilustrado, a cobertura 256 se estende sobre o topo aberto 214 e ao redor das paredes laterais opostas 216 do carro 208. Desta maneira, a cobertura 256 e o carro 208 fecham completamente o receptáculo de retenção 210 dentro do carro 208. Na realização ilustrada, a cobertura 256 tem um formato em U que se volta para baixo, enquanto o carro

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 42/139

35/44

208 tem um formato em U que se volta para cima. Esses formatos em U opostos se sobrepõem entre si para bloquear qualquer vazamento de uma substância que se encontre no receptáculo de retenção 210. Em certas realizações, as vedações são incorporadas nos carros 208, na cobertura 256, ou em ambos, para facilitar o controle de vazamento.

[056] A FIGURA 12 é uma vista em seção transversal da zona de pressurização 236 da seção de transporte de material 200, que ilustra o duto de saída 248 que realiza a interface com um dos carros 208. Particularmente, o duto de saída 248 inclui uma porção de duto superior 340 e uma porção de duto inferior 342 para capturar uma substância que é entregue pelo receptáculo de retenção 210 do carro 208. Na realização ilustrada, a porção de duto superior 340 se estende sobre o topo aberto 214 e ao redor das paredes laterais opostas 216 do carro 208, enquanto a porção de duto inferior 342 é disposta dentro do carro 208 ao longo da parede inferior 212. Similarmente, embora não ilustrado na FIGURA 12, o duto de entrada 248 pode porções de duto superior e inferior, em que a porção de duto inferior se estende até uma parte inferior dos carros 208 para guiar o fluxo de uma substância nos carros 208 enquanto bloqueia qualquer fluxo de retorno da substância. Conforme ilustrado na FIGURA 12, a porção de duto superior 340 tem um formato de U voltado para baixo, enquanto o carro 208 tem um formato de U voltado para cima. Esses formatos de U opostos se sobrepõem entre si para bloquear qualquer vazamento de uma substância que se encontra no receptáculo de retenção 210. Adicionalmente, a porção de duto inferior 342 pode inicialmente realizar a interface com a parede inferior 212 em proximidade com uma superfície interior inferior 344. Em outras palavras, a porção de duto inferior 342 pode ter uma folga apertada com a superfície interior inferior 344 do carro 208. Desta maneira, a porção de duto inferior 342 é configurada para guiar a substância dentro do receptáculo de retenção 210 em uma direção para cima

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 43/139

36/44 para longe da superfície interior inferior 344, assim canalizando a substância através do duto de saída 248. Em certas realizações, a borda principal da porção de duto inferior 342 tem um ângulo agudo pra facilitar a transição da matéria-prima sólida do carro 208 para dentro do duto de saída 248. Por exemplo, a borda principal da porção de duto inferior 342 pode ser um ângulo agudo entre aproximadamente 0 e 30 graus, tal como um ângulo entre aproximadamente 5 e 20 graus. Em algumas realizações, uma ou mais vedações são dispostas entre a porção de duto inferior 342 e o carro 208. Além disso, algumas realizações incluem uma ou mais vedações entre carro 208 e ambas a porção de duto superior 340 e a porção de duto inferior 342.

[057] A FIGURA 13 é uma vista em seção transversal da zona de pressurização 236 tomada ao longo da linha 13-13 da FIGURA 5, que ilustra ainda a transição do duto de saída 248 a jusante da posição mostrada na FIGURA 12. Conforme ilustrado, a porção de duto inferior 342 do duto de saída 248 é substancialmente desviada da superfície interior inferior 344, conforme indicado pelo desvio vertical 346. Similarmente, a porção de duto superior 340 do duto de saída 248 é verticalmente expandida em relação à porção de duto inferior 342, conforme indicado pelo desvio vertical 348. Assim, as porções de duto superior e inferior 340 e 342 elevam gradualmente os conteúdos dos receptáculos de retenção 210 dos carros que passam 208 para cima e para longe do ciclo de carro 202, enquanto simultaneamente expandem a altura vertical do duto de saída 248. Em algumas realizações, o duto de saída 248 pode manter ao invés de expandir o desvio vertical 348 na direção a jusante. Em outras realizações, o duto de saída 248 pode entrar em contato com o desvio vertical 348 na direção a jusante.

[058] A FIGURA 14 é uma vista em seção transversal da saída e da zona de pressurização 236 tomada ao longo da linha 14-14 da FIGURA 5, que ilustra a transição do duto de saída 248 a jusante da posição mostrada na

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 44/139

37/44

FIGURA 13. Conforme ilustrado, a porção de duto superior 340 e a porção de duto inferior 342 se uniram em um duto contínuo único. O duto contínuo cria uma região lisa dentro do duto de saída 248, que facilita o fluxo da substância através do duto 248 em direção ao processo à jusante.

[059] Conforme ilustrado de forma geral pelas FIGURAS 5, 11, 12, 13 e 14, a bomba ilustrada 10 transfere uma substância em e através da zona de aprisionamento 238 e da saída ou zona de pressurização 236 de uma maneira que mede e pressuriza a substância. Particularmente, a FIGURA 5 ilustra uma volta para cima no duto de saída 248, e as FIGURAS 12 e 13 ilustram um fundo que se eleva (por exemplo, a porção de duto inferior 342), o que facilita a transição da substância dos carros 208 para dentro do duto de saída 248. O duto de saída 248 também pode permitir a pressurização da substância conforme a substância passa através do duto de saída 248. Por exemplo, os carros 208 aprisionam a substância (por exemplo, carvão) ao longo da zona de aprisionamento 238 entre a entrada e os dutos de saída 240 e 248, assim forçando a substância contra e para dentro do duto de saída 248. O duto de saída 248 então cria pressão na substância na porção de duto selada do duto de saída 248. Em algumas realizações, o duto de saída 248 pode não incluir uma volta para cima com um fundo que se eleva (por exemplo, a porção de duto inferior 342), e pode não pressurizar a substância. Ao invés disso, o duto de saída 248 pode ter um trajeto de saída direto que subsequentemente se volta para baixo. No entanto, o duto de saída 248 pode ter uma variedade de geometrias e configurações em várias realizações. Além disso, certas realizações do duto de saída 248 podem incluir ou excluir uma válvula configurada para controlar uma pressão de retorno e/ou manter uma pressão.

[060] A FIGURA 15 é uma vista lateral esquemática parcial de uma realização da bomba de alimentação de sólido segmentado 10 conforme

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 45/139

38/44 ilustrado nas FIGURAS 1 a 14, que ilustra uma parede inferior móvel 212 do carro 208. Em certas realizações, a parede inferior móvel 212 pode fornecer uma transição mais suave da substância dos carros 208 para dentro do duto de saída 248. Conforme ilustrado, cada carro 208 inclui uma parede inferior móvel 212 que tem uma junta de carro 360 acoplada ao carro 208 e uma junta de trilho 362 disposta ao longo de um trilho guia 364. Por exemplo, as juntas 360 e 362 podem incluir um ou mais pinos configurados para permitir a rotação da parede inferior móvel 212 dependendo da posição ao longo do trajeto de ciclo fechado 206. O trilho guia 364 pode incluir um par de canais opostos posicionados sobre os lados opostos dos carros 208, de forma que juntas de trilho opostas 362 sobressaiam dos carros 208 no trilho guia 364. Similarmente, a junta de carro 360 pode incluir um ou mais pinos dispostos em canais localizados nas paredes laterais opostas 216 de cada carro respectivo 208.

[061] Conforme os carros 208 se movem na direção de carro 268 ao longo do trajeto de ciclo fechado 206, o trilho guia 364 muda de posições, assim guiando a junta de trilho 362 em direção ou para longe do respectivo carro 208. Desta maneira, a interface entre a junta de trilho 362 e o trilho guia 364 provoca a rotação da parede inferior móvel 216 para melhorar a interface com a seção de transporte de material 200. Por exemplo, conforme ilustrado, as paredes inferiores móveis 212 podem permanecer de forma geral horizontais ao longo da zona de medição 234 e da zona de aprisionamento 238 abaixo do duto de entrada 240 e da cobertura 256. Mediante a chegada ao duto de saída 248 da zona de pressurização 236, o trilho guia 364 pode fazer com que a parede inferior móvel 212 gradualmente se articule ou gire em uma direção para baixo para criar uma interface cuneiforme 366 entre as paredes inferiores móveis 212 e a porção de duto inferior 342 do duto de saída 248. Por exemplo, a junta de carro 360 pode facilitar um movimento para baixo e ligeiramente para trás das paredes inferiores 212. Como resultado deste

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 46/139

39/44 movimento, a parede inferior 212 de cada carro 208 é capaz de deslizar através da borda principal inferior da porção de duto inferior 342 sem abrir vãos entre as paredes inferiores adjacentes 212, por exemplo, devido à rotação até após a junta correspondente 360 entre dois carros adjacentes 208 se move ao menos uma distância de desvio depois da borda principal da porção de duto inferior 342. Por exemplo, a distância de desvio pode incluir, mas não se limita a, 1 a 5 centímetros depois da borda principal da porção de duto inferior 342. A rotação das paredes inferiores 212 também pode variar pelas diferentes implantações da bomba 10. Por exemplo, um ângulo 368 entre a parede inferior móvel 212 e a porção de duto inferior 342 pode estar na faixa entre aproximadamente 0 a 20 graus. Em certas realizações, o ângulo 368 pode ser menor que aproximadamente 5, 10, 15, 20, 25, ou 30 graus. A interface cuneiforme 366 pode melhorar substancialmente a transição dos carros 208 para o duto de saída 248.

[062] A FIGURA 16 é uma vista lateral esquemática parcial de uma realização da bomba de alimentação de sólido segmentado 10 conforme ilustrado nas FIGURAS 1 a 15, que ilustra carros 208 com paredes inferiores móveis 212. Na realização ilustrada, cada parede inferior 212 é acoplada a um trilho guia 380 por meio de um braço articulado 382. Por exemplo, a curvatura do trilho guia 380 pode controlar a orientação rotacional do braço articulado 382 e a parede inferior removível 212 ao longo do trajeto de ciclo fechado 206. Em certas realizações, o trilho guia 380 pode incluir uma correia, uma corrente, ou um canal guia que se combina com os pinos em cada braço articulado 382. Similarmente à realização da FIGURA 15, o trilho guia 380 e os braços articulados 382 são configurados para posicionar a parede inferior móvel 212 em uma posição de forma geral horizontal ao longo da zona de medição 234 e da zona de aprisionamento 238, enquanto gradualmente articula a parede inferior móvel 212 na proximidade da zona de pressurização 236. Em outras

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 47/139

40/44 palavras, mediante a aproximação do duto de saída 248, o trilho guia 380 pode mudar de direções ou posições em relação ao carro 208, assim fazendo com que os braços articulados 382 girem as paredes inferiores 212 para criar uma interface cuneiforme 386 entre as paredes inferiores 212 e a porção de duto inferior 342 do duto de saída 248. Novamente, um ângulo 388 entre a parede inferior 212 e a porção de duto inferior 342 pode estar na faixa de aproximadamente 0 a 20 graus. Por exemplo, o ângulo 388 pode ser menor que aproximadamente 5, 10, 15, 20, 25, ou 30 graus. Além disso, a borda principal de cada parede inferior 212 pode incluir uma extensão curta 383 que se estende sob a parede inferior anterior 212 para minimizar o vazamento na interface entre carros adjacentes 208. Por exemplo, as extensões 383 podem bloquear o vazamento entre paredes inferiores adjacentes 212 conforme os carros 208 giram na proximidade da porção de duto inferior 342, por exemplo, durante a aproximação e passagem das paredes inferiores 212 em relação borda principal da porção de duto inferior 342.

[063] A FIGURA 17 é uma vista lateral esquemática parcial de uma realização da bomba de alimentação de sólido segmentado 10 conforme ilustrado nas FIGURAS 1 a 16, que ilustra carros 208 com paredes inferiores móveis 212. Na realização ilustrada, cada carro 208 é acoplado a um primeiro trilho guia 400 e um segundo trilho guia 402, que são independentes e diferentes entre si. Mais especificamente, o trilho guia 400 se acopla às paredes laterais opostas 216 de cada carro 208, enquanto o trilho guia 402 independentemente se acopla à parede inferior 212 de cada carro 208. Como resultado, as paredes laterais opostas 216 seguem uma rota diferente das paredes inferiores 212 de acordo com as diferenças entre o primeiro e segundo trilhos guias 400 e 402.

[064] Na realização ilustrada, o trilho guia 402 que suporta as paredes inferiores 212 diverge do trilho guia 400 que suporta as paredes

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 48/139

41/44 laterais opostas 216 conforme os carros 208 se aproximam do duto de saída 248, conforme indicado pelas setas 268. Desta maneira, o trilho guia 402 gradualmente move as paredes inferiores 212 em uma direção para baixo 404 para facilitar uma interface suave entre as paredes inferiores 212 e a porção de duto inferior 342 do duto de saída 248. Conforme ilustrado, cada parede inferior 212 tem um formato retangular com uma superfície superior cuneiforme 406. A superfície superior cuneiforme 406 tem um ângulo negativo 408 em relação à direção 268 em direção ao duto de saída 248. Por exemplo, o ângulo 408 pode ser aproximadamente 5 a 45 graus. Conforme cada parede inferior 212 se aproxima da porção de duto inferior 342, a superfície superior cuneiforme 406 desliza ao longo de uma superfície inferior cuneiforme 410 da porção de duto inferior 342. Por exemplo, a superfície inferior cuneiforme 410 pode ser angulada similarmente ao ângulo 408 da superfície superior cuneiforme 406 para fornecer uma transição suave com uma folga mínima. Os ângulos combinados das superfícies 406 e 410 podem reduzir a possibilidade de vazamento da substância bombeada, assim reduzindo o desperdício.

[065] Conforme ilustrado, cada parede inferior 212 inclui uma haste 412 e uma roda guia 414. A haste 412 se estende através de um guia de haste 416 acoplado a uma ligação 418, que é acoplada a ligações adjacentes 418 por meio de juntas de articulação 420. As ligações 418 e juntas de articulação 420 são acopladas às paredes laterais opostas 216 de cada carro 208, e seguem o trilho guia 400 conforme indicado pelas setas 422. Por exemplo, cada carro 208 pode formar uma estrutura em formato de U definida pelas paredes laterais opostas 216 e a ligação 418. A roda guia 412 é capturada em um sulco 424 entre barras opostas 426, de forma que a roda guia 412 deslize ao longo do trilho guia 402 conforme indicado pelas setas 428. Em certas realizações, o guia de haste 416 pode incluir um tubo oco configurado para permitir movimento para cima e para baixo da haste 412,

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 49/139

42/44 assim permitindo o movimento para cima e para baixo da parede inferior 212 de acordo com a posição da roda 414 ao longo do trilho guia 402. Conforme apostado acima, o trilho guia 402 diverge do trilho guia 400 na região de aproximação do duto de saída 248. Conforme ilustrado, o trilho guia 402 tem um ângulo 430 para longe do trilho guia 400. Em certas realizações, o ângulo 430 pode ser substancialmente o mesmo que o ângulo 408 da superfície superior cuneiforme 406 de cada parede inferior 212 e a superfície inferior cuneiforme 410 da porção de duto inferior 342. Desta maneira, os ângulos substancialmente correspondidos podem melhorar a transição das paredes inferiores 212 para a porção de duto inferior 342, enquanto substancialmente previnem qualquer vazamento entre paredes inferiores adjacentes 212 e a porção de duto inferior 342.

[066] A FIGURA 18 é uma vista lateral esquemática de uma realização da bomba de alimentação de sólido segmentado 10, que ilustra os trilhos guias independentes 400 e 402 da FIGURA 16. Na realização ilustrada, a bomba de alimentação de sólido segmentado 10 inclui um par de seções de transporte de material opostas 200 dispostas ao longo do ciclo de carro 202, em que o ciclo de carro 202 é definido pelos trilhos guias independentes 400 e 402. Particularmente, conforme discutido acima com referência à FIGURA 17, o trilho guia 400 é configurado para guiar o movimento das paredes laterais opostas 216 e a ligação 418 de cada carro 208, enquanto o trilho guia 402 é configurado para guiar o movimento da parede inferior 212 de cada carro 208.

[067] O trilho guia ilustrado 402 diverge do trilho guia 400 em quatro localizações que correspondem ao duto de entrada 240 e ao duto de saída 248 de cada seção de transporte de material 200. Desta forma, o trilho guia 402 inclui um trajeto paralelo 450 ao longo de cada seção de transporte de material 200 entre a entrada e duto de saídas 240 e 248, enquanto o trilho guia 402 inclui trajetos não paralelos (por exemplo, trajetos divergentes 452 e

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 50/139

43/44 trajetos convergentes 454) na região de transição dos dutos de entrada e saída 240 e 248. Por exemplo, conforme cada carro 208 se aproxima do duto de saída 248, o trajeto divergente 452 pode diminuir a altura da parede inferior 212. Conforme cada carro 208 se aproxima do duto de entrada 240, o trajeto convergente 454 pode aumentar a altura da parede inferior 212. Essas variações da altura na parede inferior 212, juntamente com as superfícies superiores cuneiformes 406, substancialmente melhoram a transição dos carros 208 em relação à entrada e duto de saídas 240 e 248, enquanto também reduzem a possibilidade de vazamento. Conforme percebido, o primeiro e o segundo trajetos guia 400 e 402 podem ter uma variedade de configurações alternativas em outras realizações.

[068] A FIGURA 19 é uma vista lateral esquemática de uma realização da bomba de alimentação de sólido segmentado 10, que ilustra a seção de transporte de material 200 disposta ao longo de uma porção curvada para dentro 460 do trajeto de ciclo fechado 206. Na realização ilustrada, o duto de entrada 240 e o duto de saída 248 são dispostos nas transições 462 e 464 entre a porção curvada para dentro 460 e as porções curvadas para fora 466 e 468 do trajeto de ciclo fechado 206. Além disso, a entrada e os dutos de saída 240 e 248 podem ser orientados perpendicularmente ao plano do trajeto de ciclo fechado 206. Adicionalmente, a realização ilustrada orienta o topo aberto 214 de cada carro 208 para fora em direção à cobertura 256, que tem um formato curvado pra dentro que corresponde à porção curvada para dentro 460 do trajeto de ciclo fechado 206. Novamente, o trajeto de ciclo fechado 206 pode ter qualquer geometria ou configuração adequada em várias realizações da bomba 10.

[069] Em certas realizações, a bomba 10 pode ser configurada com equipamento de limpeza para facilitar a remoção e coleta de substância acumulada das superfícies dos segmentos, componentes internos, e outras

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 51/139

44/44 porções da bomba 10 durante a operação da bomba 10 ou enquanto a bomba 10 está desconectada (isto é, desligada). Por exemplo, o equipamento de limpeza pode incluir, mas não se limita a, escovas, sopradores automáticos, e coletores de poeira. Em algumas realizações, a bomba 10 pode realizar continuamente e/ou automaticamente operações de limpeza (por exemplo, remoção e coleta) com base em ao menos um sensor ou ao menos um temporizador.

[070] Essa descrição por escrito usa exemplos para revelar a invenção, incluindo o melhor modo, e também habilita um técnico no assunto a praticar a invenção, incluindo produzir e usar quaisquer dispositivos e sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que acorram a um técnico no assunto Tais outros exemplos pretendem estar dentro do escopo das reivindicações se tiverem elementos estruturais que não difiram da linguagem literal das reivindicações, ou se incluírem elementos estruturais com diferenças não substanciais da linguagem literal das reivindicações.

Claims

Reivindicações

1. SISTEMA COMPREENDENDO UMA BOMBA (10) DE ALIMENTAÇÃO DE SÓLIDO SEGMENTADO, que compreende:

um trajeto de ciclo fechado (206); e uma pluralidade de segmentos (204) de bomba (10) acoplados juntos em série ao longo do trajeto de ciclo fechado (206), em que cada segmento (204) de bomba (10) compreende um receptáculo de retenção (210), e a pluralidade de segmentos (204) de bomba (10) se move ao longo do trajeto de ciclo fechado (206);

em que a bomba (10) de alimentação de sólido segmentado compreende uma primeira seção de transporte (200) disposta ao longo de uma primeira porção do trajeto de ciclo fechado (206), em que a primeira seção de transporte (200) compreende um primeiro duto de entrada (240), um primeiro duto de saída (248), e um primeiro guia (238) que se estende entre o primeiro duto de entrada (240) e o primeiro duto de saída (248); e caracterizado pelo fato de que o primeiro duto de saída (248) compreende uma porção de duto superior (340) e uma porção de duto inferior (342), sendo que a porção de duto superior (340) cobre o receptáculo de retenção (210) de cada segmento (204) de bomba (10) que se move pelo primeiro duto de saída (248), e a porção de duto inferior (342) se estende até o receptáculo de retenção (210) em direção a uma parede inferior (212) de cada segmento (204) de bomba (10) que se move pelo primeiro duto de saída (248).
2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada segmento (204) de bomba (10) compreende um carro (208) que tem a parede inferior (212), paredes laterais opostas (216), e um topo aberto (214) que define o receptáculo de retenção (210).
3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que segmentos (204) de bomba (10) adjacentes compreendem

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 53/139

2/4 uma conexão de sobreposição (218, 220) ao longo das paredes laterais opostas (216) e da parede inferior (212).
4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a conexão de sobreposição (218, 220) compreende uma interface em formato de U.
5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a parede inferior (212) de cada segmento (204) de bomba (10) compreende uma porção móvel configurada para se mover em relação às paredes laterais opostas (216).
6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a porção móvel compreende uma porção giratória configurada para girar em relação às paredes laterais opostas (216).
7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende um trilho guia acoplado (402) à parede inferior (212) de cada segmento (204) de bomba (10).
8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a bomba (10) de alimentação de sólido segmentado compreende uma segunda seção de transporte disposta ao longo de uma segunda porção do trajeto de ciclo fechado (206), em que a segunda seção de transporte compreende um segundo duto de entrada, um segundo duto de saída e um segundo guia que se estende entre o segundo duto de entrada e o segundo duto de saída, em que a primeira e a segunda porção são porções diretas opostas do trajeto de ciclo fechado (206).
9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro duto de saída (248) compreende a porção de duto inferior (342) que se estende para o receptáculo de retenção (210) de cada segmento (204) de bomba (10) de passagem a um ângulo em relação ao trajeto de ciclo fechado (206) e o ângulo é menor que 45 graus.

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 54/139

3/4
10. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações

I a 3, caracterizado por compreender a primeira seção de transporte de material (200) disposta em uma primeira posição fixa ao longo da primeira porção do trajeto de ciclo fechado (206), em que a primeira seção de transporte de material (200) compreende o primeiro duto de entrada (240), o primeiro duto de saída (248) e o primeiro guia (238) que se estende entre o primeiro duto de entrada (240) e o primeiro duto de saída (248).
11. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que cada segmento de bomba (10) compreende uma porção de parede móvel configurada para se mover em relação ao segmento de bomba (204).
12. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a porção de parede móvel compreende uma porção de parede giratória configurada para girar em relação ao segmento de bomba (204).
13. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações

II a 12, caracterizado pelo fato de que a bomba (10) de alimentação de sólido segmentado compreende uma segunda seção de transporte disposta em uma segunda porção fixa ao longo de uma segunda porção do trajeto de ciclo fechado (206), em que a segunda seção de transporte compreende um segundo duto de entrada, um segundo duto de saída e um segundo guia que se estende entre o segundo duto de entrada e o segundo duto de saída.
14. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada segmento de bomba (204) compreende paredes laterais opostas (216), um topo aberto (214), e a parede inferior (212) móvel, e o sistema compreende, ainda, pelo menos um dentre:

um trilho guia independente do trajeto de ciclo fechado (206), em que a parede inferior (212) móvel de cada segmento de bomba (204) tem uma orientação de segmento ou uma posição de segmento em relação a cada

Petição 870190071071, de 25/07/2019, pág. 55/139

4/4 segmento de bomba (204) que varia com base em uma posição ao longo do trilho guia (400, 402); e uma seção de transporte de material disposta em uma posição fixa ao longo de uma porção do trajeto de ciclo fechado (206), em que a seção de transporte de material compreende um duto de entrada, um duto de saída e um guia que se estende entre o duto de entrada e o duto de saída.
15. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada segmento de bomba (204) compreende paredes laterais opostas (216), um topo aberto (214), e a parede inferior (212) móvel; em que a parede inferior (212) móvel de cada segmento de bomba (204) tem uma primeira orientação paralela ao trajeto de ciclo fechado (206) e uma segunda orientação inclinada em relação ao trajeto de ciclo fechado (206), sendo que a parede inferior (212) móvel de cada segmento de bomba (204) tem a primeira orientação enquanto se move ao longo do primeiro duto de entrada (240) e o primeiro guia (238) e a parede inferior (212) móvel de cada segmento de bomba (204) tem a segunda orientação enquanto se move ao longo do primeiro duto de saída (248).