CN102689777B - 分段式固体给料泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及分段式固体给料泵。具体而言，一种系统提供有具有沿闭环路径设置的多个泵部段的分段式固体给料泵。该多个泵部段沿闭环路径串联联接在一起，并且该多个泵部段沿闭环路径移动。此外，每个泵部段均包括保持容器。

Description

分段式固体给料泵
技术领域
本文公开的主题涉及用于固体例如颗粒物质的泵。更具体而言，该泵可用于将固体原料(例如，煤)递送到整体气化联合循环(IGCC)动力设备中的气化器。
背景技术
典型的设计成用于固体例如颗粒物质的泵具有单个连续的通道。例如，该泵可旋转圆形壳体内的盘，从而沿从进口到出口的圆形路径驱动颗粒物质。遗憾的是，出口相对于该圆形路径骤然成角度，从而导致泵内的潜在堵塞、高应力和高动力需求。此外，该泵受限于圆形路径。
发明内容
以下归纳某些范围与本来要求保护的发明相称的实施例。这些实施例并非旨在限制要求保护的发明的范围，而是相反，这些实施例仅旨在提供对本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可涵盖可与以下陈述的实施例相似或不同的各种形式。
在第一实施例中，一种系统包括具有闭环路径和沿该闭环路径串联联接在一起的多个泵部段的分段式固体给料泵。另外，每个泵部段均具有保持容器，并且该多个泵部段沿闭环路径移动。
在第二实施例中，一种系统包括具有闭环路径和沿该闭环路径串联联接在一起的多个泵部段的分段式固体给料泵，其中，该多个泵部段沿该闭环路径移动。另外，该分段式固体给料泵包括沿闭环路径的第一部分设置在第一固定位置的第一材料输送区段。该第一材料输送区段包括第一输入管道、第一输出管道和在第一输入管道与第一输出管道之间延伸的第一导引件。
在第三实施例中，一种系统包括具有闭环路径和沿该闭环路径串联联接在一起的多个泵部段的分段式固体给料泵，其中，该多个泵部段沿该闭环路径移动。另外，每个泵部段均具有相对的侧壁、敞开顶部和可移动的底壁。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，全部附图中同样的附图标记表示同样的零件，其中：
图1是采用了分段式固体给料泵的整体气化联合循环(IGCC)动力设备的一个实施例的示意性框图；
图2是呈竖直布置定向的分段式固体给料泵的一个实施例的示意性侧视图；
图3是呈另一竖直布置定向的分段式固体给料泵的一个实施例的示意性侧视图；
图4是呈水平布置定向的分段式固体给料泵的一个实施例的示意性俯视图；
图5是如图4中所示的分段式固体给料泵的一个实施例的示意性侧视图；
图6是根据某些实施例的分段式固体给料泵的三个相邻泵部段的示意性侧视图；
图7是如图1-6中所示的分段式固体给料泵的泵部段的一个实施例的示意性侧视图；
图8是如图7中所示的泵部段的一个实施例的示意性俯视图；
图9是如图7中所示的泵部段的一个实施例沿线9-9截取的示意性前端截面图；
图10是如图7中所示的泵部段的一个实施例沿线10-10截取的示意性后端截面图；
图11是分段式固体给料泵沿图5的线11-11截取的示意性截面图；
图12是分段式固体给料泵沿图5的线12-12截取的示意性截面图；
图13是分段式固体给料泵沿图5的线13-13截取的示意性截面图；
图14是分段式固体给料泵沿图5的线14-14截取的示意性截面图；
图15是具有带可移动的底壁的泵部段的分段式固体给料泵的一个实施例的局部示意性侧视图；
图16是具有带可移动的底壁的泵部段的分段式固体给料泵的另一实施例的局部示意性侧视图；
图17是具有带可移动的底壁的泵部段的分段式固体给料泵的另一实施例的局部示意性侧视图；
图18是图17的分段式固体给料泵的独立导轨的一个实施例的示意性侧视图；以及
图19是具有沿闭环路径的向内弯曲部分的材料输送区段的分段式固体给料泵的一个实施例的示意性侧视图。
具体实施方式
以下将描述本发明的一个或更多特定实施例。为了尽量提供对这些实施例的简明描述，说明书中可能未描述实际实施方案的所有特征。应了解的是，在任何此类实际实施方案的开发过程中，与任何工程或设计项目中一样，必须作出许多特定实施方案的决定以实现开发者的特定目标，例如服从于可能因实施方案而异的系统相关和商业相关的约束。此外，应了解的是，此类开发努力可能复杂且耗时，但对于受益于此公开内容的普通技术人员来说却将是设计、装配和制造的常规事项。
当介绍本发明各种实施例的元件时，用词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个上述元件。用语“包含”、“包括”和“具有”旨在为包括性的并且意味着可存在所列元件以外的其它元件。
图1是采用了一个或更多分段式固体给料泵10的整体气化联合循环(IGCC)系统100的一个实施例的示图。例如，在某些实施例中，所公开的固体给料泵10可为波斯美崔克(posimetric)泵。用语“波斯美崔克”可定义为能够计量由泵10递送的物质(例如，测量该物质的量)并使该物质正向移位(例如，捕获并迫使该物质移位)。如下文详细所述，分段式固体给料泵10的实施例可包括沿闭环泵路径互相连结在一起的多个泵部段。每个泵部段均能够计量限定体积的物质例如固体燃料原料并使该物质正向移位。泵路径可呈竖直布置、水平布置或位于竖直布置与水平布置之间的任何布置定向。此外，泵路径可具有圆形形状或非圆形形状。例如，泵路径可具有在相对的弯曲部分之间带有相对的平行部分的跑道形状。再例如，泵路径可具有椭圆形状。每个泵部段均可具有构造成用以保持固体物质的容器，例如杯形的容器。每个泵部段均还可包括与相邻的泵部段重叠的相对端部，从而阻止正被泵送的物质泄漏。尽管在图1中参考IGCC系统100来说明分段式固体给料泵10，但所公开的分段式固体给料泵10的实施例可用于任何合适的应用中。
IGCC系统100产生并燃烧合成气体，即合成气，以生成电力。IGCC系统100的元件可包括固体燃料源102，其可用作对于IGCC的能量源。固体燃料源102可包括煤、石油焦、生物质、木质材料、农业废料或其它含碳的固体物品。固体燃料源102可传送到原料制备单元104。原料制备单元104可例如通过对固体燃料源102削砍、铣削、粉碎、磨碎、压块或制球而重新确定燃料源102的尺寸或形状以生成原料。该原料还可进行干燥或至少部分地干燥。备选地，原料的水分或液体含量可增加到一定程度使得该水分或液体含量不妨碍原料进入、锁定以及离开泵的能力。
在图示的实施例中，分段式固体给料泵10将原料从原料制备单元104递送到气化器106。如下文详细所述，分段式固体给料泵10构造成用以计量并加压由原料制备单元104从固体燃料源102所接收的原料。备选地，在计量或加压之后，来自原料制备单元104的原料可与运载气体例如如下文所述来自DGAN压缩机124的氮气结合，以有利于将原料输送到气化器106。在其它实施例中，可使用来自其它源的相容气体例如来自气体清洁单元110的CO2来有利于将固体原料输送到气化器106。
气化器106可将原料转化为合成气，例如一氧化碳和氢气的混合物。该转化可通过使原料在升高的压力(例如，从大约20bar至85bar)和温度(例如，大约700摄氏度至1600摄氏度)下经受受控量的蒸汽和氧气来完成，视系统100中采用的气化器106的类型而定。气化过程可包括使原料经历热解工艺，藉此加热原料。在热解工艺期间气化器106内部的温度范围可为从大约150摄氏度至700摄氏度，视用于生成原料的燃料源102而定。原料在热解工艺期间的加热可生成固体(例如，炭)和残余气体(例如，一氧化碳、氢气和氮气)。来自热解工艺的原料所剩余的炭可仅重达原始原料的重量的大约30％。
然后，在气化器106中可发生燃烧过程。燃烧可包括向炭和残余气体引入氧气。炭和残余气体可与氧气发生反应，以形成向后续的气化反应提供热量的二氧化碳和一氧化碳。在燃烧过程期间的温度范围可为从大约700摄氏度至1600摄氏度。接下来，可在气化步骤期间将蒸汽引入气化器106中。炭可与二氧化碳和蒸汽发生反应而产生温度范围为从大约800摄氏度至大约1100摄氏度的一氧化碳和氢气。实际上，气化器利用蒸汽和氧气来允许一些原料“燃烧”以产生二氧化碳并释放能量，该能量驱动进一步将原料转化为氢气和额外的一氧化碳的第二反应。
以此方式，通过气化器106来制造合成气体。该合成气体例如可包括大约85％的比例相等的一氧化碳和氢气，以及CO2、H2O、CH4、HCl、HF、COS、NH3、HCN和H2S。这种合成气体可称为脏合成气，因为它包含例如H2S。气化器106也可生成固体副产品，例如渣108，其可为湿灰料。这种渣108可从气化器106去除并将其例如作为路基或作为其它建筑材料处置。为了清洁脏合成气，可利用气体清洁单元110。气体清洁单元110可洗涤脏合成气以从脏合成气中去除HCl、HF、COS、HCN和H2S，这可包括通过例如硫处理装置112中的酸性气体去除处理而在硫处理装置112中分离硫111。此外，硫处理装置112还可包括将进入处理装置112的硫转化为含硫副产品，例如元素硫或硫酸。此外，气体清洁单元110可经由水处理单元114而从脏合成气中分离盐113，其中，水处理单元114可利用水净化技术来从脏合成气生成可用的盐113。随后，来自气体清洁单元110的气体可包括带有微量的其它化学品例如NH3(氨)和CH4(甲烷)的清洁合成气(例如，硫111已从合成气中去除)。
气体处理装置116可用于从清洁合成气中去除残余气体成分117，例如氨和甲烷，以及甲醇或任何残余化学品，或者使一部分清洁合成气一氧化碳与水发生反应以产生二氧化碳和氢气。然而，从清洁合成气中去除残余气体成分117或者使清洁合成气与水发生反应是可选的，因为清洁合成气即使在含有残余气体成分117例如尾气时也可用作燃料。在某些实施例中，清洁合成气可包括大约3％的CO、大约55％的H2和大约40％的CO2并基本上除掉了H2S。该清洁合成气可传输到燃气涡轮发动机118的燃烧器120例如燃烧室而作为可燃燃料。备选地，CO与水发生的反应可在气体清洁单元110中或其上游进行。此外，备选地，CO2可在传输到燃气涡轮发动机之前从清洁合成气中去除。在其它实施例中，在将合成气供给到燃烧器120之前，可使用压缩机来首先将合成气压缩到较高压力。
IGCC系统100还可包括空气分离单元(ASU)122。ASU 122可操作以通过例如蒸馏技术来将空气分离成成分气体。ASU 122可从由补充空气压缩机123供送至其的空气中分离氧气，并且ASU 122可将所分离的氧气转移到气化器106。另外，ASU 122可将所分离的氮气传输到稀释氮气(DGAN)压缩机124。
DGAN压缩机124可将接收自ASU 122的氮气至少压缩到与燃烧器120中相等的压力水平，以便不会与合成气的适当燃烧发生干涉。这样，一旦DGAN压缩机124已将氮气充分压缩到适当水平，DGAN压缩机124便可将经压缩的氮气传输到燃气涡轮发动机118的燃烧器120。例如，该氮气可用作稀释剂以有利于排放物的控制。在其它实施例中，在附加压缩(视情况而定)之后，该氮气也可用作运载气体以有利于向气化器106输送固体原料。
如前文所述，经压缩的氮气可从DGAN压缩机124传输到燃气涡轮发动机118的燃烧器120。燃气涡轮发动机118可包括涡轮130、驱动轴131和压缩机132，以及燃烧器120。燃烧器120可接收可从燃料喷嘴在压力下喷射的燃料，例如合成气。该燃料可与压缩空气及来自DGAN压缩机124的经压缩的氮气混合，并在燃烧器120内燃烧。这种燃烧可形成热的加压排气。
燃烧器120可将排气引向涡轮130的排气进口。随着来自燃烧器120的排气经过涡轮130，排气推动涡轮130中的涡轮叶片而使驱动轴131沿燃气涡轮发动机118的轴线旋转。如图所示，驱动轴131连接到燃气涡轮发动机118的各种构件上，包括压缩机132。
驱动轴131可将涡轮130连接到压缩机132上以形成转子。压缩机132可包括联接到驱动轴131上的叶片。因此，涡轮130中的涡轮叶片的旋转可致使将涡轮130连接到压缩机132上的驱动轴131旋转压缩机132内的叶片。压缩机132中的叶片的这种旋转致使压缩机132压缩经由压缩机132中的进气道(air intake)所接收的空气。然后，压缩空气可被供给到燃烧器120并与燃料和经压缩的氮气混合，以允许更高效的燃烧。驱动轴131也可连接到负载134上，该负载可例如为动力设备中的静止负载，例如用于产生电力的发电机。实际上，负载134可为通过燃气涡轮发动机118的旋转输出供能的任何合适的装置。
IGCC系统100还可包括蒸汽涡轮发动机136。蒸汽涡轮发动机136可驱动第二负载140。第二负载140也可以是用于生成电力的发电机。然而，第一负载134和第二负载140两者均可为能够由燃气涡轮发动机118和蒸汽涡轮发动机136驱动的其它类型的负载。另外，尽管燃气涡轮发动机118和蒸汽涡轮发动机136可驱动单独的负载134和140，如图示的实施例中所示，但燃气涡轮发动机118和蒸汽涡轮发动机136也可经由单个轴一前一后地用来驱动单个负载。蒸汽涡轮发动机136及燃气涡轮发动机118的特定构型可为特定的实施方案并且可包括任何区段组合。
系统100还可包括热回收蒸汽发生器HRSG 138。来自燃气涡轮发动机118的经加热的排气可被传输到HRSG 138内并用于加热水和产生用于向蒸汽涡轮发动机136供能的蒸汽。来自例如蒸汽涡轮发动机136的低压区段的排气可被引入冷凝器142。冷凝器142可利用冷却塔128来将经加热的水交换为被冷却的水。冷却塔128用于向冷凝器142提供冷水，以协助冷凝从蒸汽涡轮发动机136传输到冷凝器142的蒸汽。继而，来自冷凝器142的冷凝物又可引入HRSG 138中。再次的是，来自燃气涡轮发动机118的排气也可引入HRSG 138中以加热来自冷凝器142的水并产生蒸汽。
在联合循环系统例如IGCC系统100中，热排气可从燃气涡轮发动机118流动并传送到HRSG 138，在这里它可用于生成高压、高温蒸汽。然后，由HRSG 138所产生的蒸汽可经过蒸汽涡轮发动机136以产生动力。另外，所产生的蒸汽也可供送到可使用蒸汽的任何其它过程，例如供送到气化器106。燃气涡轮发动机118发生循环通常称作“至顶循环”，而蒸汽涡轮发动机136发生循环通常称作“及底循环”。通过如图1中所示组合这两个循环，IGCC系统100可在两循环中达到更大的效率。特别地，来自至顶循环的排气热可被捕获并用于生成在及底循环中使用的蒸汽。
图2是呈竖直布置定向的分段式固体给料泵10的一个实施例的示意性侧视图。如通过图例所示，交叉12表示水平X轴线或从页面引出的方向，箭头14表示水平Y轴线或平行于页面的方向，而箭头16表示竖直Z轴线或平行于页面的方向。在图示的实施例中，分段式固体给料泵10包括沿分段式泵环路或运载环路202的一部分布置的材料输送区段200。如下文详细所述，材料输送区段200通常固定在适当位置，而运载环路202相对于材料输送区段200移动。环路202包括围绕闭环路径206相继串联联接在一起的多个泵部段204。每个泵部段204均包括具有通过底壁212、敞开顶部214、相对的侧壁216、前联接器218和后联接器220所限定的保持容器210的托架(carriage)208。在图示的实施例中，每个泵部段204均使敞开顶部214远离闭环路径206向外定向。如下文进一步所述，每个托架208均至少部分地以与相邻的托架208重叠连接的方式配合在泵10的输送区段200的相对的前侧和后侧上。例如，每个托架208均具有与在前托架208的后联接器220至少部分地重叠的前联接器218，同时该托架208具有与在后托架208的前联接器218至少部分地重叠的后联接器220，从而有利于输送区段200中的相邻托架208的临时结合或接合。这样，托架208围绕闭环路径206的至少一部分而与相邻托架208至少部分地重叠。例如，如下文详细所述，相邻托架208可在闭环路径206的输入管道240和输出管道248之间至少部分地互相重叠，同时相邻托架208在闭环路径206的其它部分中可以互相重叠，也可以不互相重叠。在某些实施例中，相邻托架208可沿重叠部分互相互锁，以在输入管道240与输出管道248之间限定显著刚性的通道。另外，每个托架208均包括一个或更多轨道从动件或轮222。
图示的闭环路径206包括与每个托架208的轨道从动件或轮222接合的轨道结构224。例如，轨道结构224的实施例可包括链条、带、轨或任何合适的静止或可移动的结构。在一个实施例中，轨道从动件或轮222可为固定在轨道结构224上的可旋转或可枢转的联动装置(linkage)，而轨道结构224沿闭环路径206移动。在另一实施例中，轨道结构224可沿闭环路径206固定，而轨道从动件或轮222经驱动而沿闭环路径206移动。在又一实施例中，轨道结构224可为齿轮或可包括诸如导引件和张紧器之类的元件的带传动系统。闭环路径206可具有各种形状，例如圆形或非圆形形状。在图示的实施例中，闭环路径206具有跑道形状，其包括布置在相对的弯曲路径部分230和232之间的相对的直路径部分226和228。例如，直路径部分226可在输入管道240与输出管道248之间沿输送区段200延伸，其中直路径部分226可延伸到至少接近输入管道240处或输入管道240稍上游处和至少接近输出管道248处或输出管道248稍下游处。在其它实施例中，闭环路径206可为椭圆形的或大致弯曲的。例如，部分226可为在输入管道240与输出管道248之间沿输送区段200延伸的弯曲路径部分。此外，弯曲路径部分可具有延伸到至少接近输入管道240处或输入管道240稍上游处和至少接近输出管道248处或输出管道248稍下游处的基本上一致的弧。
在图示的实施例中，分段式固体给料泵10呈竖直布置定向。特别地，图示的闭环路径206可相对于竖直轴线16定向在竖直平面中。在图示的运载环路202的竖直定向上，直路径部分226是上部，而直路径部分228是在上部下方竖直地偏移的下部。此外，图示的材料输送区段200联接到上直路径部分226上。图示的直路径部分226和228大致互相平行，不过其它实施例可使直路径部分226和228呈非平行布置定向。相对的弯曲路径部分230和232具有相对的C形，不过在备选实施例中可采用其它弯曲形状。在图示的实施例中，每个托架208的敞开顶部214均沿上部226朝上，沿下部228朝下、沿左弯曲路径部分230朝左，以及沿右弯曲路径部分232朝右。
图示的材料输送区段200包括输入或计量区234、输出或加压区236以及中间计量和/或锁定区238。在图示的实施例中，输入或计量区234包括具有进口242、出口244和位于进口与出口244之间的封闭壁246的输入管道240。封闭壁246可包括内壁部分245和外壁部分247，其中内壁部分245延伸到托架208内部，而外壁部分247在托架208的外部周围延伸。例如，内壁部分245可成一定角度延伸到经过的托架208的底部，以引导物质流入托架208，同时还阻止物质的任何回流。输出或加压区236包括具有进口250、出口252和位于进口250与出口252之间的封闭壁254的输出管道248。封闭壁254可包括内壁部分253和外壁部分255，其中内壁部分253延伸到托架208内部，而外壁部分255在托架208的外部周围延伸。例如，内壁部分253可成一定角度延伸到经过的托架208的底部，以引导物质从托架208流出，例如，逐渐舀起物质并将其经输出管道248递送。锁定区238包括在输入管道240的封闭壁246与输出管道248的封闭壁254之间延伸的仿形的引导板或盖256。例如，盖256可在输入管道240的出口244与输出管道248的进口250之间移动的托架208的敞开顶部204上方延伸。这样，盖256完全封闭在输入管道240与输出管道248之间经过的每个托架208的保持容器210。
在某些实施例中，材料输送区段200可构造成用以输送、计量正由分段式固体给料泵10处理的物质(例如，固体燃料原料)并对该物质进行加压。例如，泵10的输入管道240可构造成用以有利于物质预备或自由流经输入管道240进入经过的容器210，使得泵10将不会匮乏该物质。在某些实施例中，可机械地协助物质流经输入管道240，例如通过机械振动，其中注意确保该振动不会与在锁定区238中实现的锁定发生干涉。此外，在某些实施例中，可气动地协助物质流经输入管道240，例如通过气动系统，其中注意确保物质有效地流入容器210中。一些实施例还可采用其它流动协助元件，以有利于物质流经输入管道240。在图示的实施例中，物质因此可沿输入方向258经进口242流入输入管道240，且然后沿输出方向260经出口244流入经过的托架208中。在图示的实施例中，每个托架208的保持容器210均具有相等且恒定的用于计量目的的容积。因此，能够基于每单位时间经过输入管道240的出口244的托架208的数量而容易地计算每单位时间泵送的物质的体积。类似地，通过监控和调节托架208经过进口240的速度，可实现对每单位时间所泵送物质的体积的计量或控制。在某些实施例中，可通过驱动机构例如带速度控制的电机来控制该速度。因此，速度控制可用于提高或降低由泵10所递送的物质的流率。在另一实施例中，一个或更多传感器可设置在一个或更多位置，以跟踪每单位时间经过泵10的一部分的托架208的数量。例如，输入或计量区234可包括一个或更多传感器，以跟踪每单位时间经过输入管道240的出口244的托架208的数量。再例如，传感器可设置在沿环路202的任何位置。
如图所示，输入管道240沿方向258和260将物质递送到经过的托架208。例如，输入方向258和260可平行于竖直轴线16并垂直于沿上直路径部分226移动的经过的托架208的运载方向268。随着物质充填每个保持容器210，每个托架208均从输入管道240朝锁定区238的盖256移动。盖256在输入管道240与输出管道248之间的每个托架208的敞开顶部314上方延伸。此外，盖256可成形为用以提供在输入管道240的出口244与盖256之间以及在盖256与输出管道248的进口250之间的平顺过渡，从而最大限度地降低过渡对物质移动通过固体给料泵10的影响。例如，图示的盖256包括弯曲的进入区段262、弯曲的离开区段264以及相对于直路径部分226的中间直区段266(例如，沿下游方向平行)。在某些实施例中，盖256可以是可调节的，以改变盖256与经过的托架208之间的容积。例如，盖256可朝经过的托架208移动或部分地移动到经过的托架208内，以降低每个托架208的运载能力，从而减小泵10的流率。同样，盖256可远离经过的托架208移动，同时仍维持盖256与托架208之间的封闭容积，以提高每个托架208的运载能力，并因此增大泵10的流率。如图所示，经过的托架208沿中间直区段266将物质从输入管道240沿运载方向268输送到输出管道248，该输出管道248然后沿输入方向270经进口250接收物质。输出管道248然后引送物质通过封闭壁254并沿输出方向272经出口252送出。例如，输出管道248可将物质例如固体燃料原料引入如图1中所示的气化器106。
盖256的弯曲的进入区段262、弯曲的离开区段264以及中间直区段266构造成用以控制物质在输入管道240与输出管道248之间的流动。弯曲的进入区段262构造成有利于物质以有所会聚的方式从输入管道240流入移动的托架208中，而弯曲的离开区段264构造成以有所发散的方式将物质从托架208逐渐引入输出管道248中。在某些实施例中，输入管道240和进入区段262构造成以有所发散的方式将物质供给到容器210内。此外，在某些实施例中，输出管道248和离开区段264可构造成以有所会聚的方式排出物质。在其它实施例中，输入管道240和进入区段262以及输出管道248和离开区段264中的至少一者构造成用以形成既不会聚也不发散的流动路径。在一些实施例中，输入管道240、进入区段262、输出管道248和离开区段264可构造成呈有利于如文中所述的泵10的操作的任何形状。
在图示的实施例中，直区段266平行于每个经过的托架208的底壁212，从而与进口234下游和出口236上游的托架208形成恒定截面积的管道，其中，底壁212和侧壁216移动并且顶壁或盖256用作静止的引导表面。在某些实施例中，盖256可直接沿托架208的敞开顶部214布置。在某些其它实施例中，盖256可在每个托架208的敞开顶部214下方部分地延伸。在一些实施例中，例如当泵10与某些可压缩的固体一起使用时，盖256可成形为沿中间锁定区238的至少一部分相对于托架208的底壁212有所会聚。此外，盖256的一些实施例可相对于经过的托架208的底壁212首先有所会聚且然后有所发散。在其它实施例中，盖256可具有有利于如文中所提供的泵10的操作的任何形状。
在到达输出管道248的进口250后，每个经过的托架208中的物质被引导到输出管道248中并通过输出管道248。例如，在图示的实施例中，盖256的弯曲的离开区段264至少部分地延伸到输出管道248的进口250内。另外，输出管道248的进口250可直接沿每个经过的托架208的底壁212布置。例如，输出管道248的进口250可在沿经过的托架208的底壁212的下游方向向上成角度，从而舀起或刮起经过的托架208的每个保持容器210中的物质。此外，输出管道248的进口250的至少一个上游边缘可成形为有利于从容器210拾起物质，包括但不限于加入一个或多个刀片状前缘。
输出管道248可具有各种有利于泵10的操作的几何形状和定向。在图示的实施例中，进入输出管道248的物质的输入方向270大致沿水平轴线14和运载方向268定向。换言之，输入方向270并未相对于沿上直路径部分226移动的经过的托架208的运载方向268骤然成角度。例如，输入方向270可至少首先平行于水平轴线14和运载方向268，且然后输入方向270可远离水平轴线14逐渐向上弯曲。再例如，输出管道248的上游管道部分273可相对于水平轴线14和运载方向268成小于大约5、10、15、20、25或30度的角度逐渐弯曲。继而，输出管道248可改变物质从上游管道部分273到下游管道部分274的方向。例如，下游管道部分274可使物质沿向下的方向、向上的方向或直水平方向转向。然而，输出管道248可基于特定实施方案的设计考虑而具有各种定向和几何形状。
在某些实施例中，输出管道248的定向和几何形状可构造成有利于物质供给到在相似或高得多的压力下操作(例如，仅计量或者既计量又加压)的下游系统内。例如，在图示的实施例中，输出管道248构造成通过结合向上的角度将物质供给到在较高压力下操作的下游系统内并经输出管道248转向。向上的角度和转向可帮助提供基本上限制或消除下游的高压流体经输出管道渗透或回流的回流阻力，同时仍能使固体原料沿下游方向流动。输入区234和锁定区238因此可在与对泵10的供送基本上相同的压力下操作，同时将物质供给到高压下游系统。同样，在某些实施例中，输出管道248的几何形状可设计成仅用于计量，且因此输出管道248可修改成显著地提高流量并且降低通过输出管道248的加压。例如，在一个实施例中，输出管道248可定向成平行于直路径部分226(例如，水平)。在另一实施例中，输出管道248可首先基本上平行于直路径部分226定向(例如，水平)，且然后远离直路径部分226转向(例如，竖直向下)。输出管道248还可包括阀或压力控制机构，例如舌形阀(flapper)，以协助泵10的起动和/或维持正从泵10排出的物质上的背压。例如，该压力控制机构可帮助锁定正通过泵10输送的物质，从而有助于实现通过泵10的期望流率。
在图示的实施例中，泵10的输送区段200中的部分重叠以相邻托架208可视为互相充分接合的程度发生，从而与固定的盖256形成渐进的刚性通道，以输送物质通过泵10的输送区段200。然而，对于某些物质，托架208、盖256、输入管道240和输出管道244之间的配合表面之间的间距可能不够小以阻止物质向分段式固体给料泵10的外壳内的所有泄漏。在一些实施例中，泵10的外壳可包括可移除的窗，以有利于定期从泵10的外壳去除所泄漏的物质。此外，在一些实施例中，泵10的外壳可具有至少一个排出端口，以有利于从泵10的外壳去除物质。另外，在一些实施例中，通过在托架208、盖256、输入管道240和输出管道244的配合面之间使用密封件，可控制物质在操作期间从输送区段200泄漏到泵10的外壳内。例如，密封件可包括但不限于刷式密封件、聚合物密封件、石墨浸渍纤维或织物密封件、或陶瓷密封件。密封件可设计成阻止固体原料的泄漏。然而，如下文所述，密封件可以阻止也可以不阻止托架208、盖256、输入管道240和输出管道244的配合面之间的流体(例如，气体)泄漏。在一些实施例中，对泵10进行标定或监控以在确定物质通过泵10的净流量时考虑物质的泄漏。
在某些实施例中，泵10在托架208、盖256、输入管道240和/或输出管道244的配合面之间包括压密密封件。压密密封件可用于在泵10下游具有升高的压力的应用(例如，较高压力的下游系统)或在泵10上游具有升高的压力的应用(例如，较高压力的上游系统)中。例如，经过锁定区234内的物质和相关泵10构件的至少一部分可采取使与供给该物质相关的压力上升到泵10下游的升高的压力。再例如，经过锁定区234内所包含的物质的至少一部分可从泵10上游的升高的压力采取与使物质的压力降低相关的压力下降。另外，在一些实施例中，可在压力降低区域上游喷射惰性气体以控制高压上游流体的泄漏。
在图示的实施例中，输入管道240和输出管道248可在它们各自的进口和出口之间具有恒定的或可变的几何形状。例如，图示的输入管道240从进口242到出口244具有有所会聚的几何形状。相反，输出管道248从进口250到出口252具有有所发散的几何形状。从输入管道240有所会聚的几何形状可构造成有利于将物质引导到经过的托架208内。输出管道248的有所发散的几何形状可构造成用以控制泵10的加压、动力需求和物质从泵10的流出。然而，输出管道248可具有各种会聚或发散的几何形状，以控制经过输出管道248的物质的流动和加压。
图示的分段式固体给料泵10还可包括控制器276、联接到控制器276上的一个或更多驱动装置278，以及联接到控制器276上的一个或更多传感器280。在某些实施例中，驱动装置278可包括电动机、燃烧发动机、液压驱动装置、气动驱动装置，或任何合适的驱动机构。驱动装置278可联接到轨道结构224或托架208中的一个或更多上，视具体实施方式而定。例如，在具有移动轨道结构224的一个实施例中，驱动装置278可联接到轨道结构224上以产生沿闭环路径206的运动。在带有静止轨道结构224的一个实施例中，驱动装置278可联接到托架208中的一个或更多上以产生托架208沿闭环路径206的移动。该一个或更多传感器280可包括托架计数器、重量传感器、速度传感器或任何其它合适的感测机构，以有利于对分段式固体给料泵10的控制。控制器276可配置成基于来自一个或更多传感器280的输入而控制驱动装置278的扭矩和/或速度。例如，控制器276可根据每单位时间经过的托架208的数量、每个托架208中的物质的体积或重量或其它输入来提高或降低驱动装置278的速度。控制器276也可从外部源例如如图1中所示的原料制备单元104、气化器106或IGCC系统100的其它构件接收输入。在一些实施例中，速度或体积控制结合了对容器210的体积充填效率予以考虑的调节，例如，托架速度的影响和由固体给料泵10计量的物质的物理特性。在更多实施例中，对可影响容器210的体积充填效率的物理特性进行在线测量并且使用测得的特性值来进行控制。控制器276还可控制盖256的位置，从而改变在盖256与经过的托架208之间递送的物质的体积。
图3是图2的分段式固体给料泵10的一个实施例的示意性侧视图，图示了相对于竖直轴线16呈不同的竖直布置定向的备选构型。在图示的实施例中，分段式固体给料泵10具有相对于竖直轴线16定向在竖直平面中的闭环路径206，其中，闭环路径206相对于图2的实施例旋转大约90度。特别地，图示的闭环路径206具有平行于竖直轴线16定向的相对的直路径部分226和228，而相对的弯曲路径部分230和232互相上下竖直地布置。在该备选的竖直布置中，材料输送区段200也随同直路径部分226旋转大约90度。
在此实施例中，输入管道240沿大致竖直的输入方向258接收物质到进口242内，且然后也沿大致竖直的方向260将物质递送到经过的托架208内。继而，由每个托架208的保持容器210运载的物质沿竖直运载方向268从输入管道240朝输出管道248传送。沿锁定区238的盖256沿竖直轴线16定向，从而在由每个托架208运载的物质到达输出管道248之前引导该物质并保持该物质免于溢出。在到达输出管道248后，物质沿大致竖直的输入方向270进入输出管道248的进口250。如上所述，输入方向270可至少首先平行于运载方向268，在图示的实施例中该运载方向268平行于竖直轴线16。然而，输入方向270可从进口250穿过上游管道部分273远离运载方向268和竖直轴线16稍微成角度或者逐渐成角度。
在图示的实施例中，输出管道248具有在上游管道部分273与下游管道部分274之间的中间管道部分282。在该中间管道部分282中，输出管道248可相对于运载方向268和竖直轴线16转向大约90度或更多。结果，下游管道部分274可沿水平轴线14定向。然而，在图示的实施例中，下游管道部分274沿向上成角度的输出方向272递送物质通过出口252。例如，输出方向272可相对于水平轴线14成大约0、10、20或30、40或50度角。因此，中间管道部分282中的转向可有利于物质的加压，从而有利于物质通向输出管道248下游的较高压力系统的供给或计量。例如，转向角度、转向扩大以及输出管道248的总体几何形状可与物质相协作地起作用以对物质进行加压，同时维持相关的动力以在期望的水平经输出管道248输送物质。
在一些实施例中，输出管道248可相对于竖直轴线16沿竖直向下的方向或成角度向下的方向递送物质。在这种实施例中，输入管道240和输出管道248大致沿相同的方向(也即，向下)定向。与在中间管道部分282中具有向上转向的实施例相反，使输出管道248沿向下的方向定向的实施例可提供计量而无需使经过输出管道248传送的物质的压力上升。换言之，向下定向的输出管道248可提供压力降低或者不提供压力变化，同时仍能够在分段式固体给料泵10中计量物质。
在其它实施例中，流动方向可在图3中所示的分段式固体给料泵10中逆转。例如，图示的管道248可用作输入管道，而图示的管道240可用作输出管道。同样，这些管道240和248的定向和几何形状可因实施方案而异。例如，管道240和248可向上、向下或大致水平地成角度。此外，管道240和248可具有大致平行的定向、垂直定向或相对于彼此的任何合适的角度。在一个实施例中，管道248可沿向上的方向成角度以接收物质，而管道240可向上、水平或向下地成角度。同样，各种构型和几何形状均在所公开的实施例的范围内。
图4是定向在水平平面中的分段式固体给料泵10的一个实施例的示意性俯视图。然而，在某些实施例中，图4的泵10可定向在竖直平面或在水平平面与竖直平面之间的成角度的平面中。如图所示，运载环路202和闭环路径206平行于水平轴线12和14，使得每个托架208的敞开顶部214均沿竖直方向16从页面竖直向上朝外。因此，与图2和图3的实施例相反，敞开顶部214的定向并未沿运载环路202改变，而是相反，它始终沿整个运载环路202朝上。运载环路202可沿底壁212或相对的侧壁216中的一个而联接到每个托架202上(或引导每个托架202)。因此，每个托架208的前联接器218和后联接器222可经修改以维持通过输送区段200的相邻的托架208之间的合适重叠，同时还使托架208能够沿闭环路径206的相对的弯曲路径部分230和232灵活移动。
此外，一对材料输送区段200分开地沿直路径部分226和直路径部分228竖直叠置在运载环路202上。在一些实施例中，泵10可包括沿运载环路202设置的任何数量的材料输送区段200(例如，1至10个)。例如，泵10可包括2、3、4或更多材料输送区段200。结果，图示的泵10的实施例包括沿单个闭环路径206互相相对地设置的两个单独的材料输送区段200。例如，每个材料输送区段200均可沿相应的直路径部分226或228中的一个设置。因此，图4的泵10具有比图2和图3的泵10更大的容量，因为图4的泵10具有两个单独的输入管道240和两个单独的输出管道248。换言之，对于给定的运载环路202，两个材料输送区段200显著增加了泵10的容量。
在某些实施例中，两个材料输送区段200可单独或互相结合地操作。例如，控制器276可接收来自设置在每个输入或计量区234的传感器280的反馈、来自指示对物质的需求的外部传感器的反馈，或来自指示物质供应的外部传感器的反馈。例如，控制器276可接收来自传感器280的计量反馈或来自原料制备单元104、气化器106或IGCC系统100的其它部分的外部控制信号。根据物质通过分段式固体给料泵10的期望流量，控制器276可经由驱动装置278来调节速度，或者选择性地接合或分离计量区234中的一个或两个。例如，控制器276可阻止物质流入计量区234中的一个，从而停用特定的材料输送区段200。这样，分段式固体给料泵10对物质向气化器106(或其它下游系统)的通过量(throughput)具有更大的控制。
图5是如图4中所示的分段式固体给料泵10的一个实施例的示意性侧视图。如上所述，图示的泵10在各种实施例中可呈水平布置、竖直布置或位于水平布置与竖直布置之间的布置。然而，如图所示，轨道结构224平行于通过水平轴线12和14的水平平面定向，使得运载环路202和材料输送区段200竖直地设置在轨道结构224上方。例如，泵区段204可以在最左边向页面内弯曲并在最右边向页面外弯曲的方式沿闭环路径206移动。在图示的实施例中，每个托架208均具有设置在底壁212与轨道结构224之间的一个或更多轨道从动件或轮222。另外，每个托架208的敞开顶部214均基本上或完全由输入管道240与输出管道248之间的仿形的引导板或盖256所覆盖。
在图示的实施例中，输入管道240具有类似于图2的实施例的构型，而输出管道248具有与图2的实施例不同的构型。例如，输出管道248沿水平轴线14在基本上平行的定向上与移动的托架208相交并逐渐地竖直上升且具有相对恒定的截面积。管道248与移动的托架208之间的平缓接口角度可显著提高分段式固体给料泵10的性能。例如，平缓接口角度可降低通过泵10输送的物质卡住或堵塞的可能性，同时还降低足以使托架208和物质沿材料输送区段200移动的驱动装置278的动力。换言之，平缓接口角度可减小泵部段204沿闭环路径206移动的阻力。如图5所示，输出管道248可转向大约60至120度，70至110度，80至100度，或约90度。然而，在泵10的各种实施例中，输入管道240和输出管道248可具有任何角度、定向和形状。
图6、图7、图8、图9和图10是可用于如图1-5中所示的分段式固体燃料泵10中的泵部段204的一个实施例的不同视图。图6是运载环路202的三个泵部段204的侧视图，图示了相邻托架208经由前联接器218和后联接器220的重叠的互相连接。如图所示，每个托架208均具有与相邻的后联接器220匹配的前联接器218，同时每个托架208还具有与相邻的前联接器218匹配的后联接器220。这些前联接器218和后联接器220的重叠的互相连接基本上捕集越过相邻托架208的物质。例如，前联接器218与后联接器220之间的重叠可提供托架相互之间沿底壁212和相对的侧壁216的重叠。此外，在某些实施例中，每个泵部段204均可沿至少一个配合表面结合至少一个密封件，以减少物质和其它工艺流体(例如但不限于高压气体)的泄漏。
图7是如图1-6中所示的泵部段204的一个实施例的侧视图。如图所示，泵部段204具有设置在托架208的相对端上的前联接器218和后联接器220。在图示的实施例中，前联接器218具有凹入底壁212和相对的侧壁216中的凹进部分300。后联接器220具有从底壁212和相对的侧壁216向外延伸的凸出部分302。在某些实施例中，每个托架208均可具有凹进部分300设置在后联接器220处而凸出部分302设置在前联接器218处的相反构型。在任一布置中，凹进部分300和凸出部分302均具有构造成用以互相配合在相邻托架208之间的显著相似或相同的尺寸。例如，凹进部分300可相对于底壁212的底部表面310具有竖直深度304、水平深度306和竖直偏移308。同样，凸出部分302可相对于底部表面310具有竖直深度312、水平深度314和竖直偏移316。部分300和302的这些尺寸和形状可构造成有利于相邻托架208之间的移动和相邻托架208的对齐，同时提供在相邻的前联接器218和后联接器220之间的充分重叠。
图8是如图1-7中所示的泵部段204的一个实施例的俯视图。如图所示，凹进部分300凹入相对的侧壁216中，而凸出部分302从相对的侧壁216向外突出。特别地，图示的凹进部分300相对于侧壁216的内侧表面320以侧向偏移318凹入到两个相对的侧壁216中。相反，凸出部分302以与内侧表面320齐平的侧向厚度322从两个相对的侧壁216突出。在图示的实施例中，凹进部分300和凸出部分302的尺寸318和322基本上相等，并且显著小于相对的侧壁216的厚度324。相邻托架208之间的凸出部分300和凹进部分302的接合提供沿两侧壁216和底壁212的充分重叠。
图9是泵部段204沿图7的线9-9截取的截面端视图。特别地，图9图示了托架208的前联接器218的凹进部分300的截面。在图示的实施例中，凹进部分300具有延伸到底壁212和相对的侧壁216中的U形凹部326。然而，在泵部段204的其它实施例中，凹部326可具有各种形状和构型。
图10是泵部段204沿图7的线10-10截取的截面端视图。特别地，图10图示了托架208的后联接器220的凸出部分302的截面。如图所示，凸出部分302具有从底壁212和相对的侧壁216向外延伸的U形突出体328。如应了解的，U形突出体328构造成用以与相邻的托架208的U形凹部326匹配，从而提供沿相邻托架208的底壁212和相对的侧壁216的重叠。
图11、图12、图13和图14是经图5的线11-11、线12-12、线13-13和14-14截取的截面。这些图图示了从锁定区238到加压区236内并穿过加压区236的过渡。特别地，图11是锁定区238中的截面图，图示了设置在托架208中的一个上的盖256。如图所示，盖256在敞开顶部214上和托架208的相对的侧壁216周围延伸。这样，盖256和托架208将保持容器210完全包封在托架208内部。在图示的实施例中，盖256具有朝下的U形，而托架208具有朝上的U形。这些相对的U形互相重叠，以阻止留置在保持容器210中的物质的任何泄漏。在某些实施例中，密封件结合在托架208、盖256或这两者中，以有利于对泄漏的控制。
图12是材料输送区段200的加压区236的截面图，图示了与托架208中的一个对接的输出管道248。特别地，输出管道248包括上管道部分340和下管道部分342，以捕集由托架208的保持容器210递送的物质。在图示的实施例中，上管道部分340在敞开顶部214上和托架208的相对的侧壁216周围延伸，而下管道部分342沿底壁212设置在托架208内部。类似地，尽管在图12中未示出，但输入管道248可具有上管道部分和下管道部分，其中下管道部分延伸到托架208的底部以引导物质流入托架208中，同时阻止物质的任何回流。如图12中所示，上管道部分340具有朝下的U形，而托架208具有朝上的U形。这些相对的U形互相重叠，以阻止留置在保持容器210中的物质的任何泄漏。另外，下管道部分342可首先紧邻底部内表面344与底壁212对接。换言之，下管道部分342可与托架208的底部内表面344具有紧密间隙。这样，下管道部分342构造成用以沿向上的方向引导保持容器210内的物质远离底部内表面344，从而导送物质通过输出管道248。在某些实施例中，下管道部分342的前缘具有锐角，以使固体原料易于从托架208过渡到输出管道248内。例如，下管道部分342的前缘可呈介于大约0度与30度之间的锐角，例如介于大约5度与20度之间的角度。在一些实施例中，一个或更多密封件设置在下管道部分342与托架208之间。此外，一些实施例包括位于托架208与上管道部分340和下管道部分342两者之间的一个或更多密封件。
图13是加压区236沿图5的线13-13截取的截面图，进一步图示了输出管道248在图12中所示的位置下游的过渡。如图所示，输出管道248的下管道部分342从底部内表面344显著偏离，如通过竖直偏移346所示。同样，输出管道248的上管道部分340相对于下管道部分342竖直地扩大，如通过竖直偏移348所示。因此，上管道部分340和下管道部分342使来自经过的托架208的保持容器210的内容物远离运载环路202向上逐渐上升，而同时扩大输出管道248的竖直高度。在一些实施例中，输出管道248可维持竖直偏移348，而不是沿下游方向扩大竖直偏移348。在其它实施例中，输出管道248可使竖直偏移348沿下游方向减小。
图14是输出和加压区236沿图5的线14-14截取的截面图，图示了输出管道248在图13中所示的位置下游的过渡。如图所示，上管道部分340和下管道部分342已合并为单个无缝管道。该无缝管道在输出管道248内形成平顺区域，其有利于物质经管道248流向下游处理。
如图5、图11、图12、图13和图14大致所示，图示的泵10以计量物质并对物质进行加压的方式将物质传递到锁定区238和输出或加压区236内并通过锁定区238和输出或加压区236。特别地，图5图示了输出管道248中的向上转向，而图12和图13图示了升起的底部(例如，下管道部分342)，其有利于物质从托架208过渡到输出管道248内。输出管道248也可在物质传送经过输出管道248时实现对物质的加压。例如，托架208沿输入管道240与输出管道248之间的锁定区238锁定物质(例如，煤)，从而推动物质靠在输出管道248上并进入输出管道248。输出管道248然后在输出管道248的密封管道部分中的物质中产生压力。在一些实施例中，输出管道248可不包括带有升起的底部(例如，下管道部分342)的向上转向，并且可不对物质进行加压。代替的是，输出管道248可具有随后向下转向的直输出路径。然而，在各种实施例中，输出管道248可具有各种几何形状和构型。此外，输出管道248的某些实施例可包括或不包括构造成用以控制背压和/或维持压力的阀。
图15是如图1-14中所示的分段式固体给料泵10的一个实施例的局部示意性侧视图，图示了托架208的可移动的底壁212。在某些实施例中，可移动的底壁212可提供物质从托架208进入输出管道248中的更为平顺的过渡。如图所示，每个托架208均包括具有联接到托架208上的托架接头360和沿导轨364设置的轨道接头362的可移动的底壁212。例如，接头360和362可包括构造成用以使可移动的底壁212能够旋转的一个或更多销，视沿闭环路径206的位置而定。导轨364可包括绕托架208的相对两侧定位的一对相对的通道，使得相对的轨道接头362从托架208突出到导轨364内。同样，托架接头360可包括布置在位于每个相应的托架208的相对的侧壁216中的通道中的一个或更多销。
随着托架208在沿闭环路径206的运载方向268上移动，导轨364改变位置，从而引导轨道接头362朝向或远离相应的托架208。这样，轨道接头362与导轨364之间的接口引起可移动的底壁216旋转，以改善与材料输送区段200的对接。例如，如图所示，可移动的底壁212可保持在输入管道240和盖256下方沿计量区234和锁定区238大致水平。在到达加压区236的输出管道248后，导轨364可致使可移动的底壁212沿向下的方向逐渐枢转或旋转，以在可移动的底壁212与输出管道248的下管道部分342之间形成渐缩形的接口366。例如，托架接头360可有利于底壁212的向下且稍微的向后移动。作为这种移动的结果，每个托架208的底壁212均能够掠过下管道部分342的底部前缘而不会例如由于旋转而开启相邻底壁212之间的间隙，直到两个相邻托架208之间的匹配接头360以至少一定的偏移距离移动经过下管道部分342的前缘之后。例如，该偏移距离可包括但不限于经过下管道部分342的前缘的1厘米至5厘米。底壁212的旋转也可因泵10的不同实施方案而改变。例如，可移动的底壁212与下管道部分342之间的角度368的范围可在大约0度到20度之间。在某些实施例中，角度368可小于大约5、10、15、20、25或30度。渐缩形的接口366可显著改善从托架208进入输出管道248内的过渡。
图16是如图1-15中所示的分段式固体给料泵10的一个实施例的局部示意性侧视图，图示了带有可移动的底壁212的托架208。在图示的实施例中，每个底壁212均经由枢转臂382而联接到导轨380上。例如，导轨380的曲率可控制枢转臂382和可移除的底壁212沿闭环路径206的旋转定向。在某些实施例中，导轨380可包括带、链条或与每个枢转臂382上的销匹配的导引通道。类似于图15的实施例，导轨380和枢转臂382构造成用以将可移动的底壁212定位在沿计量区234和锁定区238的大致水平的位置，同时使可移动的底壁212在加压区236附近逐渐地枢转。换言之，在接近输出管道248后，导轨380可改变相对于托架208的方向和位置，从而使枢转臂382旋转底壁212，以在底壁212与输出管道248的下管道部分342之间形成渐缩形的接口386。同样，底壁212与下管道部分342之间的角度388的范围可为大约0度到20度。例如，角度388可小于大约5、10、15、20、25或30度。此外，每个底壁212的前缘均可包括在前一底壁212下方延伸以最大限度地减少在相邻托架208之间的接口处的泄漏的短伸出部383。例如，伸出部383可随着托架208在下管道部分342附近旋转，例如在底壁212相对于下管道部分342的前缘接近和经过期间，阻止相邻底壁212之间的泄漏。
图17是如图1-16中所示的分段式固体给料泵10的一个实施例的局部示意性侧视图，图示了带有可移动的底壁212的托架208。在图示的实施例中，每个托架208均联接到互相独立且彼此不同的第一导轨400和第二导轨402上。更具体而言，导轨400联接到每个托架208的相对的侧壁216上，而导轨402独立地联接到每个托架208的底壁212上。结果，相对的侧壁216根据第一导轨400与第二导轨402之间的差异而顺循与底壁212不同的路线。
在图示的实施例中，支承底壁212的导轨402在托架208接近输出管道248时从支承相对的侧壁216的导轨400发散，如箭头268所示。这样，导轨402使底壁212沿向下的方向404逐渐移动，以有利于在底壁212与输出管道248的下管道部分342之间的平顺对接。如图所示，每个底壁212均具有包括渐缩形顶部表面406的矩形形状。渐缩形顶部表面406朝输出管道248相对于方向268具有负角度408。例如，角度408可为大约5至45度。随着每个底壁212接近下管道部分342，渐缩形顶部表面406沿下管道部分342的渐缩形底部表面410滑动。例如，渐缩形底部表面410可类似于渐缩形顶部表面406的角度408而成角度，以提供具有最小间隙的平顺过渡。渐缩形表面406和410的匹配角度可降低所泵送物质泄漏的可能性，从而减少浪费。
如图所示，每个底壁212均包括轴412和导引轮414。轴412延伸穿过联接到联动装置418上的轴导引件416，该联动装置418经由枢转接头420而联接到相邻联动装置418上。联动装置418和枢转接头420联接到每个托架208的相对的侧壁216上，并且如箭头422所示那样顺循导轨400。例如，每个托架208均可形成由相对的侧壁216和联动装置418限定的U形结构。导引轮412被卡合在相对的轨426之间的槽424中，使得导引轮412如箭头428所示那样沿导轨402滑动。在某些实施例中，轴导引件416可包括构造成用以实现轴412的向上和向下移动的中空管，从而允许底壁212根据轮414沿导轨402的位置向上和向下移动。如上所述，导轨402在接近输出管道248的区域中从导轨400发散。如图所示，导轨402具有远离导轨400的角度430。在某些实施例中，角度430可与每个底壁212的渐缩形顶部表面406和下管道部分342的渐缩形底部表面420的角度408基本上相同。这样，基本上匹配的角度可改善底壁212至下管道部分342的过渡，同时显著防止相邻底壁212与下管道部分342之间的任何泄漏。
图18是分段式固体给料泵10的一个实施例的示意性侧视图，图示了图16的独立的导轨400和402。在图示的实施例中，分段式固体给料泵10包括沿运载环路202设置的一对相对的材料输送区段200，其中运载环路202由独立的导轨400和402限定。特别地，如上文参考图17所述，导轨400构造成用以引导每个托架208的相对的侧壁216和联动装置418的移动，而导轨402构造成用以引导每个托架208的底壁212的移动。
图示的导轨402在对应于每个材料输送区段200的输入管道240和输出管道248的四个位置从导轨400发散。因此，导轨402在输入管道240与输出管道248之间包括沿每个材料输送区段200的平行路径450，而导轨402在输入管道240和输出管道248的过渡区域中包括不平行路径(例如，发散路径452和会聚路径454)。例如，随着每个托架208接近输出管道248，发散路径452可降低底壁212的高度。随着每个托架208接近输入管道240，会聚路径454可增加底壁212的高度。底壁212的这些高度变化连同渐缩形顶部表面406一起显著改善了托架208相对于输入管道240和输出管道248的过渡，同时还降低了泄漏的可能性。如应了解的，在其它实施例中，第一引导路径400和第二引导路径402可具有各种备选构型。
图19是分段式固体给料泵10的一个实施例的示意性侧视图，图示了沿闭环路径206的向内弯曲部分460设置的材料输送区段200。在图示的实施例中，输入管道240和输出管道248设置在闭环路径206的向内弯曲部分460和向外弯曲部分466和468之间的过渡部462和464处。此外，输入管道240和输出管道248可垂直于闭环路径206的平面定向。另外，图示的实施例将每个托架208的敞开顶部214朝盖256向外定向，该盖256具有对应于闭环路径206的向内弯曲部分460的向内弯曲形状。同样，在泵10的各种实施例中，闭环路径206可具有任何合适的几何形状或构型。
在某些实施例中，泵10可配置有清洁装置，以有利于在泵10的操作期间或者在泵10离线(即，停机)时从泵10的部段、内部构件和其它部分的表面去除和收集聚集的物质。例如，该清洁装置可包括但不限于刷、自动吹风机以及集尘器。在一些实施例中，泵10可基于至少一个传感器或至少一个定时器而连续地和/或自动地执行清洁操作(例如，去除和收集)。
本书面描述使用了包括最佳模式在内的实例来公开本发明，并且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制造和利用任何装置或系统以及执行任何所结合的方法。本发明可取得专利的范围通过权利要求来限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例没有不同于权利要求的文字语言所描述的结构元件，或者它们包括与权利要求的文字语言无实质性区别的同等结构元件，则认为此类其它实例包含在权利要求的保护范围内。

Claims (15)

1.一种系统，包括：
分段式固体给料泵，其包括：
闭环路径；和
沿所述闭环路径串联联接在一起的多个泵部段，其中，每个泵部段均包括托架，并且所述多个泵部段沿所述闭环路径移动；
其中，所述分段式固体给料泵包括沿所述闭环路径的第一部分设置的第一输送区段，其中，所述第一输送区段包括第一输入管道、第一输出管道以及在所述第一输入管道与所述第一输出管道之间延伸的第一导引件；以及
其中，所述第一输出管道包括上管道部分和下管道部分，所述上管道部分覆盖移动通过所述第一输出管道的每个泵部段的保持容器，以及所述下管道部分朝移动通过所述第一输出管道的每个泵部段的底壁延伸到所述保持容器中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个泵部段均包括具有所述保持容器的所述托架，所述保持容器具有沿相对的侧壁从敞开顶部的开口延伸到所述底壁的第一和第二轴向端部开口，其中所述第一和第二轴向端部开口设置于每个泵部段的轴向相对端部。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，相邻的泵部段包括沿所述相对的侧壁和所述底壁的重叠连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述重叠连接包括U形接口。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，每个泵部段的所述底壁均包括构造成用以相对于所述相对的侧壁移动的可移动部分。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述可移动的部分包括构造成用以相对于所述相对的侧壁旋转的可旋转部分。
7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统包括联接到每个泵部段的所述底壁上的导轨。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分段式固体给料泵包括沿所述闭环路径的第二部分设置的第二输送区段，其中，所述第二输送区段包括第二输入管道、第二输出管道以及在所述第二输入管道与所述第二输出管道之间延伸的第二导引件，其中，所述第一部分和所述第二部分是所述闭环路径的相对的直部分。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一输出管道包括相对于所述闭环路径成一定角度延伸到每个经过的泵部段的所述保持容器中的下管道部分，并且所述角度小于45度。
10.一种系统，包括：
分段式固体给料泵，其包括：
闭环路径；
沿所述闭环路径串联联接在一起的多个泵部段，其中，所述多个泵部段沿所述闭环路径移动；和
沿所述闭环路径的第一部分延伸的、设置在第一固定位置的第一材料输送区段，其中，所述第一材料输送区段包括第一输入管道、第一输出管道和在所述第一输入管道与所述第一输出管道之间延伸的第一导引件；以及
沿所述闭环路径的第二部分延伸的、设置在第二固定位置的第二材料输送区段，其中，所述第二材料输送区段包括第二输入管道、第二输出管道和在所述第二输入管道与所述第二输出管道之间延伸的第二导引件；
其中，所述第一输出管道包括上管道部分和下管道部分，所述上管道部分覆盖移动通过所述第一输出管道的每个泵部段的保持容器，以及所述下管道部分朝移动通过所述第一输出管道的每个泵部段的底壁延伸到所述保持容器中。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，每个泵部段均包括托架，所述托架具有限定所述保持容器的底壁、相对的侧壁以及敞开顶部，其中，相邻的泵部段包括沿所述相对的侧壁和所述底壁的重叠连接。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，每个泵部段均包括构造成用以相对于所述泵部段移动的可移动的壁部分。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述可移动的壁部分包括构造成用以相对于所述泵部段旋转的可旋转的壁部分。
14.一种系统，包括：
分段式固体给料泵，其包括：
闭环路径；和
沿所述闭环路径串联联接在一起的多个泵部段，其中，所述多个泵部段沿所述闭环路径移动，其中，每个泵部段均包括相对的侧壁、敞开顶部以及可移动的底壁；以及
独立于所述闭环路径的导轨，其中，每个泵部段的所述可移动的底壁相对于每个泵部段均具有基于沿所述导轨的位置而变化的部段定向或部段位置；
其中，所述分段式固体给料泵包括沿所述闭环路径的第一部分设置的第一输送区段，其中，所述第一输送区段包括第一输入管道、第一输出管道以及在所述第一输入管道与所述第一输出管道之间延伸的第一导引件；以及
其中，所述第一输出管道包括上管道部分和下管道部分，所述上管道部分覆盖移动通过所述第一输出管道的每个泵部段的保持容器，以及所述下管道部分朝移动通过所述第一输出管道的每个泵部段的底壁延伸到所述保持容器中。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，每个泵部段的所述可移动的底壁均具有大致平行于所述闭环路径的第一定向和相对于所述闭环路径大致倾斜的第二定向，每个泵部段的所述可移动的底壁在沿所述输入管道和所述导引件移动时均具有所述第一定向，以及每个泵部段的所述可移动的底壁在沿所述输出管道移动时均具有所述第二定向。
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