[001] A presente divulgação refere-se a uma bomba de extrusão de carvão seco para gaseificação de carvão, e mais particularmente a uma cadeia para a mesma.
[002] O processo de gaseificação de carvão envolve conversão de carvão ou outros sólidos contendo carbono em gás de síntese. Embora tanto carvão seco como lama de água sejam usados no processo de gaseificação, o bombeamento de carvão seco pode ser mais termicamente eficiente que a tecnologia de lama de água corrente.
[003] A fim de otimizar o processo e aumentar a eficiência mecânica de gaseificação de carvão seco, o uso de bombas de extrusão de carvão seco tem-se tornado cada vez mais comum em gaseificação de carvão seco. Algumas bombas de extrusão de carvão seco disponíveis atualmente sofrem de zonas internas de falha de cisalhamento e problemas de estagnação de fluxo. A presença de zonas de falha pode levar a redução de eficiência mecânica.
SUMÁRIO [004] Uma cadeia para uma bomba de extrusão de material particulado de acordo com um aspecto de exemplo da presente divulgação inclui uma pluralidade de enlaces, cada um da pluralidade de enlaces tendo um corpo de enlace e uma borda de enlace, em que cada borda de enlace da pluralidade de enlaces pelo menos parcialmente se sobrepõe ao corpo de enlace de um enlace adjacente da pluralidade de enlaces.
[005] A cadeia para uma bomba de extrusão de material particulado de acordo com um aspecto de exemplo da presente divulgação inclui uma pluralidade de enlaces frontais, cada um da pluralidade de enlaces frontais tendo um corpo de enlace frontal com uma borda de enlace frontal sobreposta.
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Uma pluralidade de enlaces traseiros, cada um da pluralidade de enlaces traseiros tendo um corpo de enlace traseiro com uma borda de enlace traseiro sobreposta, cada borda de enlace frontal sobreposta pelo menos parcialmente sobrepõe-se a um corpo de enlace adjacente traseiro e cada borda de enlace traseiro sobreposta pelo menos parcialmente sobrepõe-se a um corpo de enlace adjacente frontal.
[006] Uma bomba para transportar material particulado de acordo com um aspecto de exemplo da presente divulgação inclui uma via de passagem definida em parte por pelo menos uma cadeia, a cadeia inclui uma pluralidade de enlaces frontais, cada um da pluralidade de enlaces frontais tendo um corpo de enlace frontal com uma borda de enlace frontal sobreposta, e uma pluralidade de enlaces traseiros, cada um da pluralidade de enlaces traseiros tendo um corpo de enlace traseiro com uma borda de enlace traseiro sobreposta, cada borda de enlace frontal sobreposta pelo menos parcialmente sobrepõe-se a um corpo de enlace adjacente traseiro e cada borda de enlace traseiro sobreposta pelo menos parcialmente sobrepõe-se a um corpo de enlace adjacente frontal.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [007] Várias características se tornarão aparentes para aqueles que são versados na arte a partir da descrição detalhada a seguir da modalidade não limitativa divulgada. Os desenhos que acompanham a descrição detalhada podem ser resumidamente descritos conforme a seguir:
[008] A fig. 1A é uma vista em perspectiva de uma bomba de extrusão de carvão seco.
[009] A fig. 1B é uma vista frontal da bomba de extrusão de carvão seco.
[0010] A fig. 2A é uma vista explodida de um conjunto de enlace para uma bomba de extrusão de carvão seco.
Petição 870190008453, de 25/01/2019, pág. 6/37 / 11 [0011] A fig. 2B é uma vista em perspectiva do conjunto de enlace da fig. 2A.
[0012] A fig. 2C é uma vista lateral da cadeia ilustrando uma zona de contaminação ao longo de uma barra de transferência de carga definida entre rodas dentadas de acionamento.
[0013] A fig. 3A é uma vista explodida de outro conjunto de enlace para uma bomba de extrusão de carvão seco.
[0014] A fig. 3B é uma vista em perspectiva do conjunto de enlace da fig. 3A.
DESCRIÇÃO DETALHADA [0015] As figs. 1A e 1B esquematicamente ilustram uma vista em perspectiva e frontal, respectivamente, de uma bomba de extrusão de carvão seco 10 para transporte de um material particulado seco, tal como um carvão seco pulverizado. Embora a bomba 10 esteja abordada como transportando carvão seco, a bomba 10 pode transportar qualquer material particulado seco, e pode ser usada em várias indústrias, incluindo, mas não estando limitada aos seguintes mercados: petroquímico, energia elétrica, alimentos e agrícola.
[0016] A bomba 10 geralmente inclui uma entrada 12, uma via de passagem 14, uma saída 16, uma primeira barra de transferência de carga 18 A, uma segunda barra de transferência de carga 18B, um primeiro selo raspador 20A, um segundo selo raspador 20B, um primeiro conjunto de acionamento 22A, um segundo conjunto de acionamento 22B, uma válvula 24, e uma parede de extremidade 26. O carvão seco pulverizado é introduzido na bomba pela entrada 12, comunicada através da via de passagem 14, e expelido da bomba 10 na saída 16. A via de passagem 14 é definida pela primeira cadeia 28A e segunda cadeia 28B, que estão posicionadas substancialmente paralelas e opostas uma da outra. A primeira cadeia 28A, juntamente com a segunda cadeia 28B, conduz o carvão seco pulverizado através da via de passagem 14. É importante compreender que a primeira
Petição 870190008453, de 25/01/2019, pág. 7/37 / 11 cadeia 28A e segunda cadeia 28B são geralmente semelhantes, com a exceção de que a primeira cadeia 28A é conduzida em uma direção oposta à segunda cadeia 28B, de tal modo que apenas a primeira cadeia 28A e sistemas associados a ela serão descritos detalhadamente aqui. É importante ainda compreender que o termo cadeia conforme utilizado neste documento opera como uma correia para transportar material particulado seco e gerar trabalho da interação entre a primeira cadeia 28A, a segunda cadeia 28B e o material entre as mesmas.
[0017] A primeira cadeia 28A é formada de um conjunto de enlaces 30 tendo uma pluralidade de enlaces frontais 30A e uma pluralidade de enlaces traseiros 30B conectados em uma relação de série alternada e contínua por um eixo de enlace 32 que também suporta uma pluralidade de rodas de deslocamento 34 (fig. 2A). As rodas de deslocamento 34 são montadas no eixo de enlace 32 e funcionam para transferir as cargas compressivas mecânicas normais ao conjunto de enlaces 30 para a barra de transferência de carga 18A (fig. 2C).
[0018] As primeira e segunda barras de transferência de carga 18A e 18B são posicionadas respectivamente dentro da primeira cadeia 28A e segunda cadeia 28B. A primeira barra de transferência de carga 18A carrega a carga mecânica da primeira cadeia 28A e mantém a seção da primeira cadeia 28A que define a via de passagem 14 de uma forma substancialmente linear (fig. 2B). O carvão seco pulverizado que está sendo transportado através da via de passagem 14 cria tensões sólidas sobre a primeira cadeia 28A tanto em uma direção para fora compressiva contrária a via de passagem 14, bem como em uma direção ascendente de cisalhamento para a entrada 12. As cargas para fora compressivas são carregadas do conjunto de enlaces 30 para o eixo de enlace 32, para as rodas de deslocamento 34, e para a primeira barra de transferência de carga 18A (fig. 2C). A primeira barra de transferência de carga 18A impede assim a primeira cadeia 28A de colapsar para a primeira
Petição 870190008453, de 25/01/2019, pág. 8/37 / 11 seção interior 36A da primeira cadeia 28A à medida que o carvão pulverizado seco é transportado através da via de passagem 14. As cargas ascendentes de cisalhamento são transferidas do conjunto de enlaces 30 diretamente para as rodas dentadas de acionamento 38A, 38B e o conjunto de acionamento 22A. [0019] O primeiro selo raspador 20A é posicionado próximo à via de passagem 14 e à saída 16. A primeira cadeia 28 A e o primeiro selo raspador 20A formam um selo entre a bomba 10 e o ambiente exterior. Assim, as partículas de carvão seco pulverizado que são capturadas entre a primeira cadeia 28A e o primeiro selo raspador 20A se transformam em um selo de pressão móvel para a primeira cadeia 28A. A superfície exterior do primeiro selo raspador 20A define um ângulo relativamente pequeno com a seção retilínea da primeira cadeia 28A para retirar o fluxo de carvão seco pulverizado para fora da primeira cadeia móvel 28A. O ângulo impede estagnação de carvão seco pulverizado que poderia levar a baixa eficiência mecânica da bomba. Em uma modalidade de exemplo, o primeiro selo raspador 20A define um ângulo de 15 graus com a seção retilínea da primeira cadeia 28A. O primeiro selo raspador 20A pode ser feito de qualquer material adequado, incluindo, por exemplo, aço-ferramenta endurecido.
[0020] O primeiro conjunto de acionamento 22A pode ser posicionado dentro da primeira seção interior 36A da primeira cadeia 28A e aciona a primeira cadeia 28A em uma primeira direção. O primeiro conjunto de acionamento 22A inclui pelo menos duas rodas dentadas de acionamento 38A e 38B posicionadas em extremidades opostas da primeira cadeia 28A. Na modalidade divulgada não limitativa, cada uma das rodas dentadas de acionamento 38A e 38B tem um par de bases de roda dentada em formato geralmente circular 40 com uma pluralidade de dentes de roda dentada 42 que se estende respectivamente a partir da mesma para rotação sobre um eixo S (fig. 2C). Os dentes de roda dentada 42 interagem com a primeira cadeia 28A para acionar a primeira cadeia 28A em torno das rodas dentadas de
Petição 870190008453, de 25/01/2019, pág. 9/37 / 11 acionamento 38A e 38B. Em uma modalidade de exemplo, o primeiro conjunto de acionamento 22A rotaciona a primeira cadeia 28A em uma taxa de entre aproximadamente 1 pé por segundo e aproximadamente 5 pés por segundo (ft/s) (1,52 m/s).
[0021] A válvula 24 é posicionada próxima à saída 16 da bomba 10 e é comutável entre uma posição aberta e uma posição fechada. Uma fenda 44 corre através da válvula 24 e controla se o carvão seco pulverizado pode passar ou não através da saída 16 da bomba 10 para um tanque de descarga (não mostrado) posicionado abaixo da bomba 10. A largura da fenda 44 é maior que a saída 16 entre os selos raspadores 20A e 20B. Quando a válvula 24 está na posição fechada, a fenda 44 não fica alinhada com a via de passagem 14 e a saída 16, impedindo o carvão seco pulverizado de sair da bomba 10. A válvula 24 fica tipicamente na posição fechada quando as primeira e segunda cadeias 28 A e 28B da bomba 10 não estão rotacionando.
[0022] A válvula 24 permanece na posição fechada à medida que a bomba 10 é ligada. Uma vez que as primeira e segunda cadeias 28A e 28B começam a rotacionar, a válvula 24 é rotacionada a 90 graus para a posição aberta (fig. 1B). Quando a válvula 24 está na posição aberta, a fenda 44 é alinhada com a via de passagem 14 e a saída 16 para comunicar-se com o carvão seco pulverizado na via de passagem 14 e escoar através da bomba 10 e para o tanque de descarga. Em uma modalidade de exemplo, a válvula 24 é uma válvula de cilindro.
[0023] A distância entre as rodas dentadas 38 A e 38B, em cada um dos primeiro e segundo conjuntos de acionamento 22A e 22B, o meio ângulo de convergência theta entre barras de transferência de carga 18A e 18B, e a distância de separação entre os selos raspadores 20A e 20B podem ser definidos para atingir a mais alta eficiência mecânica de bombeamento de sólidos possível para um material particulado seco particular sem incorrer em contrafluxo de sólidos e erupção prejudiciais dentro da bomba 10. As altas
Petição 870190008453, de 25/01/2019, pág. 10/37 / 11 taxas de eficiência mecânica de bombeamento de sólidos são geralmente obtidas quando o trabalho mecânico exercido sobre os sólidos pela bomba 10 é reduzido a próximo a condições isentrópicas (ou seja, nenhum deslizamento de sólidos).
[0024] Referindo-se às figs. 2A-2C, o conjunto de enlaces 30 provê uma superfície plana ao longo da barra de transferência de carga 18A, bem como a flexibilidade para girar cada roda dentada 38A, 38B. A primeira cadeia 28A define a primeira seção interior 36A em que o primeiro conjunto de acionamento 22A pode estar localizado.
[0025] O conjunto de enlaces 30 inclui a pluralidade de enlaces frontais 30A e a pluralidade de enlaces traseiros 30B que são conectados ao eixo de enlaces 32. O eixo de enlaces 32 provê engate nos dentes de roda dentada 42. O conjunto de enlaces 30 e eixo de enlaces 32 podem ser feitos de qualquer material adequado, incluindo, por exemplo, aço-ferramenta endurecido. Cada enlace frontal 30A está localizado adjacente a um enlace traseiro 30B em uma disposição alternativa.
[0026] Cada enlace frontal 30A geralmente inclui um corpo de enlace frontal 50 com uma borda de enlace frontal sobreposta 50B e uma pluralidade de placas de enlace frontal 52A, 52B, 52C. Embora três placas de enlace frontal 52A, 52B, 52C estejam divulgadas na modalidade ilustrada, é importante compreender que qualquer número de placas de enlace pode alternativamente ser provido. Cada uma da pluralidade de placas de enlace frontal 52A, 52B, 52C inclui uma primeira abertura 53 A e uma segunda abertura 53B. O termo “corpo conforme utilizado aqui define a seção de cada enlace que provê uma superfície de trabalho primária adjacente à via de passagem 14. O termo ressalto conforme utilizado aqui define a seção de cada enlace que se estende do corpo para pelo menos parcialmente sobreporse e ser suportada por um “corpo” adjacente. É importante compreender que o ressalto pode estender-se da seção de flanco ascendente ou da seção de flanco
Petição 870190008453, de 25/01/2019, pág. 11/37 / 11 descendente do respectivo corpo. É importante compreender que o termo placa inclui, mas não está limitado a, membros planos que se estendem a partir do corpo.
[0027] Cada enlace traseiro 30B geralmente inclui um corpo de enlace traseiro 54 com uma borda de enlace traseiro sobreposta 54A e uma pluralidade de placas de enlace traseiro 56A, 56B. Embora duas placas de enlace traseiro 52A, 52B estejam divulgadas na modalidade ilustrada, é importante compreender que qualquer número de placas de enlace pode ser alternativamente provido. Cada um da pluralidade de placas de enlace traseiro 56A, 56B inclui uma primeira abertura 57 A e uma segunda abertura 57B.
[0028] A primeira abertura 53 A e a segunda abertura 53B de cada enlace frontal 30A são conectadas respectivamente à primeira abertura 57A de um enlace traseiro 30B e à segunda abertura 57B de outro enlace traseiro 30B através de um eixo de enlace respectivo 32 (fig. 2B). O enlace traseiro 30B e enlace traseiro 30B estão ligados a cada lado do enlace frontal 30A.
[0029] Uma roda de deslocamento 34, - duas por eixo de enlace 32 nesta modalidade não limitativa - estão montadas entre a placa de enlace frontal 52A e a placa de enlace traseiro 56A, bem como entre a placa de enlace frontal 52C e a placa de enlace traseiro 56B (fig. 2B). A roda de deslocamento 34 em uma modalidade não limitativa pode incluir um colar de mancal.
[0030] As placas de enlace traseiro 56A, 56B acompanham a placa de enlace frontal central 52B, de tal modo que as placas de enlace traseiro 56A, 56B ficam localizadas fora da roda dentada de acionamento 38A, 38B à medida que a primeira cadeia 28A e a segunda cadeia 28B são acionadas através disso, enquanto a placa de enlace frontal central 52B passa entre a base de roda dentada 40 (fig. 2C).
[0031] Cada borda de enlace frontal 50B pelo menos parcialmente sobrepõe-se ao corpo de enlace traseiro adjacente 54, e cada borda de enlace
Petição 870190008453, de 25/01/2019, pág. 12/37 / 11 traseiro sobreposta 54A pelo menos parcialmente sobrepõe-se ao corpo de enlace frontal adjacente 50. Um selo efetivo é provido desse modo pela geometria da linha de cadeira frontal 30A e linha de cadeia traseira 30B. Esta geometria facilita transporte do material particulado seco com injeção mínima do mesmo no conjunto de enlaces 30.
[0032] Referindo-se à fig. 2C, cada enlace frontal 30A sobrepõe-se ao enlace traseiro adjacente respectivo 30B em uma zona de contaminação para impedir aprisionamento de objetos estranhos (em inglês, FOD). A zona de contaminação é definida geralmente ao longo da via de passagem 14 por pelo menos o comprimento da barra de transferência de carga 18A. A zona de contaminação é definida geralmente ao longo da distância linear entre as rodas dentadas 38A e 38B. Ou seja, a primeira cadeia 28A, a segunda cadeia 28B definem uma superfície selada que transporta o material particulado seco ao longo da zona de contenção.
[0033] Cada enlace frontal 30A separa-se pelo menos parcialmente do enlace traseiro adjacente respectivo 30B para fora da zona de contaminação e geralmente em torno das rodas dentadas 38A e 38B para permitir que o FOD seja recusado. Ou seja, a primeira cadeia 28A, a segunda cadeia 28B separamse pelo menos parcialmente para rejeitar material particulado seco para fora da zona de contenção. Notadamente, a borda de enlace frontal 50B e a borda de enlace traseiro 54A estão localizadas geralmente ao longo de uma seção de franco descendente do corpo de enlace frontal respectivo 50 e o corpo de enlace traseiro 54. Ou seja, a borda de enlace frontal 50B e a borda de enlace traseiro 54A acompanham a direção rotacional das primeira e segunda cadeias respectivas 28 A e 28B.
[0034] Referindo-se à fig. 3A, outro conjunto de enlaces 80 inclui uma pluralidade de enlaces frontais 80A e uma pluralidade de enlaces traseiros 80B. Cada enlace frontal 80A geralmente inclui a corpo de enlace frontal 82 com uma borda de enlace frontal sobreposta 82A e uma pluralidade
Petição 870190008453, de 25/01/2019, pág. 13/37 / 11 de placas de enlace frontal 84A, 84B, 84C, 84D. Cada um da pluralidade de placas de enlace frontal 84A, 84B, 84C, 84D incluem uma primeira abertura 86A e uma segunda abertura 86B.
[0035] Cada enlace traseiro 80B geralmente inclui um corpo de enlace traseiro 88 com uma borda de enlace traseiro sobreposta 88A e uma pluralidade de placas de enlace traseiro 90A, 90B, 90C, 90D. Cada um da pluralidade de placas de enlace traseiro 90A, 90B, 90C, 90D inclui uma primeira abertura 92A e uma segunda abertura 92B.
[0036] Cada enlace frontal 80A está localizado adjacente a um enlace traseiro 80B em uma disposição alternativa com um eixo de enlace 94. Cada eixo de enlace 94 suporta uma roda de deslocamento 96, - três por eixo de enlace 94 nesta modalidade não limitativa - são montados respectivamente entre as placas de enlace frontal 84A, 84B, 84C, 84D e as placas de enlace traseiro 90A, 90B, 90C, 90D. Ou seja, as placas de enlace traseiro 90A, 90B ficam localizadas entre as placas de enlace frontal 84A, 84B, e as placas de enlace traseiro 90C, 90D ficam localizadas entre as placas de enlace frontal 84C, 84D.
[0037] Uma bucha 98 pode ser montada em cada seção de extremidade do eixo de enlace 94 para reter o eixo de enlace 94 dentro do eletro frontal conectado 80A e o enlace traseiro 80B, e, desse modo, reter cada enlace frontal 80A em cada enlace traseiro 80B (fig. 3B). A bucha 98 pode ser utilizada ainda para prover uma superfície de engate para uma roda dentada de acionamento 100. Cada roda dentada de acionamento 100 inclui geralmente bases em formado circular 102 com uma pluralidade de dentes de roda dentada 104 que se estende respectivamente a partir das mesmas. Notadamente, nesta modalidade não limitativa, a roda dentada de acionamento 100 é montada em uma posição par fora em relação ao conjunto de enlaces 80. Uma roda dentada de acionamento 100 pode ser montada em
Petição 870190008453, de 25/01/2019, pág. 14/37 / 11 ambos os lados de um conjunto de acionamento 108 para acompanhar uma barra de transferência de carga 106.
[0038] É importante compreender que termos posicionais relativos, tais como frontal, traseiro, superior, inferior, acima, abaixo, e similares, são em referência a orientação operacional normal do veículo e não devem ser considerados de outro modo limitativos.
[0039] É importante compreender que números de referência iguais identificam elementos correspondentes ou similares ao longo de todos os diversos desenhos. É igualmente importante compreender que embora uma disposição de componente particular esteja divulgada na modalidade ilustrada, outras disposições se beneficiarão da mesma.
[0040] Embora sequências de etapa particulares estejam mostradas, descritas e reivindicadas, é importante compreender que etapas podem ser realizadas em qualquer ordem, separadas ou combinadas, a menos de do contrário indicado, e ainda se beneficiarão da presente divulgação.
[0041] A descrição precedente é de exemplo em vez de definida pelas limitações incluídas na mesma. Várias modalidades não limitativas estão divulgadas neste documento, no entanto, uma pessoa com conhecimento da arte reconhecerá que várias modificações e variações à luz dos ensinamentos acima se enquadrarão nas reivindicações apensas. É importante, portanto, compreender que dentro do escopo das reivindicações apenas, a divulgação pode ser reproduzida diferente de como especificamente descrito. Por essa razão, as reivindicações apensas devem ser estudadas para determinar o escopo e conteúdo verdadeiros.