CN103359460A - 用于抽吸固体进料进和/或出固体进料泵的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于抽吸固体进料进和/或出固体进料泵的系统。具体而言,一种系统包括固体进料泵。该固体进料泵包括:外壳;转子,设置在外壳中;弯曲通路,设置在转子与外壳之间;固体进料入口,联接到弯曲通路;固体进料出口,联接到弯曲通路;以及可旋转套筒,配置成旋转而主动抽吸固体进料进入固体进料入口中或者从固体进料出口出来。
Description
技术领域
本文所公开的主题涉及固体进料泵,且更具体而言涉及用于抽吸固体进料进和/或出固体进料泵的系统。
背景技术
固体进料泵在多种工业中用来运输固体,例如微粒物质。一般而言,固体进料泵沿着从入口到出口的移动路径(例如,旋转部分)运输固体。固体进料泵的性能至少部分取决于通过入口流到固体进料泵的旋转部分的固体的引入效率。遗憾的是,在固体中固体和/或空隙的任何可变引入均可导致由固体进料泵泵送的固体的不稳定流率和/或不稳定压力。
发明内容
以下概括了在范围上与原始要求保护的发明相称的某些实施例。这些实施例并不意图限制所要求保护的发明的范围,而是,这些实施例仅仅意图提供本发明的可能形式的简要概括。实际上,本发明可涵盖可类似于或不同于下文所述实施例的多种形式。
根据第一实施例,一种系统包括固体进料泵。该固体进料泵包括:外壳;转子,设置在外壳中;弯曲通路,设置在转子与外壳之间;固体进料入口,联接到弯曲通路;固体进料出口,联接到弯曲通路;以及可旋转套筒,配置成旋转而主动抽吸固体进料进入固体进料入口中或者从固体进料出口出来。
根据第二实施例,一种系统包括可旋转套筒,其配置成联接到固体进料泵的固体进料入口或固体进料出口并且旋转而主动抽吸固体进料进入固体进料入口中或者从固体进料出口出来,其中,可旋转套筒包括中空圆筒、内表面以及远离内表面延伸到固体进料的流中的至少一个螺旋隆起(ridge)。
根据第三实施例,一种系统包括固体进料泵。该固体进料泵包括:外壳;转子,设置在外壳中;固体进料通路,设置在转子与外壳之间;固体进料入口,联接到固体进料通路;以及固体进料出口,联接到固体进料通路。固体进料泵还包括设置在固体进料入口内的可旋转套筒,其中,可旋转套筒配置成旋转而主动抽吸固体进料到固体进料入口中。固体进料泵还包括联接到固体进料入口的上游端的振动器筒件(spool piece),其中,振动器筒件包括在该振动器筒件内位于中央的振动器。振动器在固体进料流的方向上延伸到可旋转套筒的开口中,并且振动器配置成将固体进料主动传送至固体进料入口中。
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的特点、方面和优点将变得更好理解,在所有附图中相似的标号表示相似的部分,其中:
图1为具有设置在固体进料入口内的可旋转套筒的固体进料泵的实施例的示意截面图;
图2为具有设置在固体进料入口和固体进料出口两者内的可旋转套筒的固体进料泵的实施例的示意截面图;
图3为图1和图2的可旋转套筒的示意底视图;
图4为图1和图2的可旋转套筒的示意侧视图;以及
图5为具有设置在固体进料入口内的可旋转套筒和振动器的固体进料泵的实施例的示意截面图。
具体实施方式
将在下文描述本发明的一个或更多具体实施例。在提供这些实施例的简要描述的努力中,在说明书中可能未描述实际实施方式的所有特征。应当了解,在任何此类实际实施方式的开发中,如在任何工程或设计项目中,必须做出许多具体实施决策来实现开发者的具体目标,例如符合系统相关和商业相关的约束,这些约束可随实施方式变化。此外,应当了解,这些开发努力可能是复杂且耗时的,但对受益于本公开的本领域普通技术人员而言却将是设计、制作和制造的常规任务。
当介绍本发明的各种实施例的元件时,用词“一”、“一个”、“该”和“所述”意图表示存在一个或更多该元件。术语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的且意味着可存在除所列元件之外的额外元件。
所公开的实施例包括用于维持固体进和/或出固体进料泵的期望压力水平和流率的系统。特别地,固体进料泵包括可旋转套筒,其配置成旋转而主动抽吸固体进料进入泵的固体进料入口中或者从泵的固体进料出口出来。可旋转套筒可设置在固体进料入口和/或固体进料出口内。可旋转套筒为中空圆筒,带有远离内表面延伸到固体流中的至少一个隆起。至少一个隆起可沿着可旋转套筒的内表面成螺旋形。在某些实施例中,可旋转套筒包括多个隆起。隆起的设计取决于由固体进料泵加工的固体的类型。隆起可在长度、宽度、高度和/或角度或斜度(pitch)方面不同。备选地,隆起可包括相同的长度、宽度、高度和/或角度或斜度。设置在固体进料入口中的可旋转套筒的内表面可在固体流到固体进料入口中的方向上会聚,而设置在固体进料出口中的可旋转套筒的内表面可在固体流从固体进料出口出来的方向上发散。可旋转套筒的外表面可包括齿轮齿(例如,套筒齿轮齿),并且固体进料泵可包括致动机构(例如,带有蜗轮齿、驱动马达的驱动轴等)以经由齿轮齿使可旋转套筒旋转。在某些实施例中,致动机构可包括:传感器,用于确定适合于使可旋转套筒旋转的扭矩量;以及控制器,用于基于来自传感器的输入而调整可旋转套筒的旋转速度。在其它实施例中,致动机构和控制器可能能够暂时使套筒的旋转方向反向持续足以排除可在泵入口中形成的堵塞或阻塞的时段。在另外的实施例中,泵外壳可合并传感器,该传感器能够检测在泵入口中固体进料内的空隙,并且致动机构和控制器可配置成增加套筒的旋转速度以便排除空隙。在另外的实施例中,固体进料泵包括联接到泵入口的上游端的振动器筒件,其中,振动器筒件包括在延伸到可旋转套筒和固体进料入口中的筒件内位于中央的振动器,以将固体进料主动传送到固体进料入口中。利用可旋转套筒(和振动器)控制将固体抽吸进和/或出固体进料泵的能力为高效的泵操作确保了加压固体通过泵的可靠、稳定的流率,同时降低了进料系统的复杂性和成本。进料系统的复杂性和成本的这种降低是由于排除了使变化的固体流率平缓通常所需的下游设备,变化的固体流率可由不具有本发明所述特征的固体泵产生。特别地,可旋转套筒的隆起和振动器帮助破碎固体、填充空隙且确保固体进和/或出固体进料泵的恒定流。
图1为具有可旋转套筒12的固体进料泵10(例如,固体燃料泵)的实施例的示意截面图,可旋转套筒12旋转而主动抽吸固体进料或固体原料进入泵10的入口(例如,固体进料入口)或入口连接件14中。可旋转套筒12绕套筒12的轴线15沿周向13旋转。如图所示,可旋转套筒12设置在泵10的入口14中。在某些实施例中,可旋转套筒12可设置在泵10的出口(例如,固体进料出口)或出口连接件16中。在一些实施例中,入口14和出口16可包括可旋转套筒12。可旋转套筒12可为中空圆筒,其包括:内表面18;外表面20;第一开口22,用于接收固体进料(例如,从固体进料仓);以及第二开口24,用于将固体进料排出到固体进料泵10的固体进料通路26(例如弯曲通路)中。在某些实施例中,内表面18在固体进料流从第一开口22到第二开口24的方向上会聚(例如,逐渐减小的直径28)(例如,设置在入口14中的套筒12,参见图2)。在其它实施例中,内表面18在固体进料流的方向上发散(例如,逐渐增加的直径86)(例如,设置在出口16中的套筒12,参见图2)。在某些实施例中,直径28可减小,或者直径86(参见图2)可以线性方式(例如,直圆锥形表面)或非线性方式(例如,弯曲圆锥形表面)增加。如图所示,可旋转套筒12沿着套筒12的长度30包括恒定的直径(例如,内径28)。应当指出,图1为泵10和套筒12的简化图,并且为了清楚而可省略一些机械细节。例如,套筒12可包括在套筒12的两端附近(例如,开口22和24附近)的旋转轴承,以向套筒12提供旋转支撑。此外,套筒12还可包括旋转密封件,以阻止加工材料泄漏到套筒12与在泵10的入口14中的其安装孔之间的狭窄环形间隙中。
此外,如在下文中更详细描述的,固体进料泵10可包括联接到泵入口14的上游端的振动器筒件(参见图5)。振动器筒件包括在该振动器筒件内位于中央的振动器。振动器延伸到可旋转套筒12和入口14中,并且振动而将固体进料主动传送到入口14中。
套筒12的内表面18包括远离该内表面18(即,朝轴线12径向向内)延伸到固体原料的流中的一个或更多凸出隆起32。如图所示,可旋转套筒12包括多个凸出隆起32。内表面18上的隆起32的数量可在1至200、1至50、1至10、50至100、100至150、150至200以及它们之间的所有子范围内。例如,隆起32的数量可为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、100、150、200,或者任何其它数量。如图所示,每个隆起32至少部分地绕轴线15成螺旋形和/或沿着套筒12的内表面18的长度30有角度地延伸。此外,每个隆起32包括高度34(参见图4)、宽度36、长度38以及其螺旋相对于套筒12的轴线15的斜度或角度40。隆起32的长度38可沿着套筒12的整个长度30(如图所示)或者仅仅套筒12的长度30的一部分(参见图2)延伸。在某些实施例中,隆起32的长度38可延伸套筒12长度30的大约1%至100%、1%至50%、50%至100%、25%至50%、50%至75%以及它们之间的所有子范围。例如,隆起32的长度38可延伸套筒12的长度30的大约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或100%,或者任何其它百分比。隆起32可为直的或弯曲的。此外,隆起32可沿着长度30为连续的或分段的。隆起32相对于套筒12的轴线15的角度或斜度40可在大约0至89度、0至45度、15至30度、45至89度以及它们之间的所有子范围内。例如,隆起32的角度或斜度40可为大约0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或89度,或者任何其它角度或斜度。如图所示,多个隆起32中的每个隆起32具有相对于彼此相同的高度34、宽度36、长度38和角度或斜度40。在某些实施例中,至少一个隆起32可在高度34、宽度36、长度38和/或角度或斜度40方面不同于多个隆起32中的另一隆起32(参见图2)。在一些实施例中,高度34、宽度36和角度或斜度40可沿着每个隆起32为恒定的或可变的。隆起32的所有这些参数可影响进料速率、压力和/或其它参数。
凸出隆起32可经由已知的多种制造技术在可旋转套筒12的内表面18上制造。例如,一种这样的技术包括直接金属激光烧结。直接金属烧结使得能够在可旋转套筒12的内表面18上制造复杂的设计。隆起相对于套筒12可为一体的(即,一件式)或者分开的/可移除的。此外,在某些实施例中,可旋转套筒12可从固体进料泵10的入口14和/或出口16移除。例如,可旋转套筒12可包括将套筒12联接到入口14和/或出口的内部凸缘,其也使得套筒12的移除成为可能。因此,响应于进料材料的改变,可在入口14和/或出口16内交换在内表面上18带有不同设计的各种套筒12,所述不同设计针对固体进料的不同材料或不同材料类别而被优化。
套筒12的外表面20的一部分包括齿轮齿42(例如,套筒齿轮齿),其围绕(例如,360度围绕)外表面20沿周向13分布。齿轮齿42相对于轴线15从外表面20径向向外延伸。如在下文中更详细描述的,致动机构44接合齿轮齿42以使套筒12旋转。致动机构44包括驱动轴46、驱动该驱动轴46的马达48、传感器50以及控制器52。在某些实施例中,套筒12安放于其中的泵外壳54中的孔可包括传感器51以检测套筒12的旋转速度。在其它实施例中,泵外壳54中的孔可包括传感器以检测套筒12的旋转方向。驱动轴46可包括蜗轮驱动轴,其包括接合套筒12的齿轮齿42的蜗轮齿。如图所示,套筒12的齿轮齿42和驱动轴46均位于套筒12的开口24(例如,出口端)附近,以使得在泵10的外壳54内对驱动轴46的充分支撑成为可能。如在下文中更详细描述的,驱动轴46的长度横向于(即,交叉于)套筒12绕轴线15的长度30延伸。轴46经由马达48的旋转而驱动套筒12的旋转。马达48可包括传感器50。传感器50确定使套筒12旋转所需的扭矩量。在某些实施例中,传感器51(例如,设置在泵外壳54中套筒12附近)可确定套筒12的旋转速度或旋转方向。在某些实施例中,传感器51(例如,设置在泵外壳54中套筒12附近)可确定在固体进料入口12中是否发生了堵塞。在某些其它实施例中,传感器51(例如,设置在泵外壳54中固体进料通路26的入口附近)可检测空隙在进入泵的固体进料内的存在。马达48还可包括控制器52。控制器52从传感器50、51接收输入(例如,适合于使套筒12旋转的扭矩量)且基于该输入而经由马达48调整套筒12的旋转速度。例如,如果传感器50感测到太多的扭矩,则套筒12可能旋转太快,这可导致固体堵塞在入口14中。响应于太多扭矩的传感器输入,控制器52经由马达48减缓套筒12的旋转速度。相反,传感器50可能感测到太少的扭矩,且控制器52可经由马达48加快套筒12的旋转。因此,控制器52可响应于来自传感器50的输入而减小或排除在克服压力梯度向前运送固体进料的泵10的旋转速度与由套筒12的旋转导致的进入的固体进料的线性速度之间的任何失配。在一些实施例中,可在固体进料入口14中检测到堵塞,且控制器52经由马达48暂时使套筒12的旋转方向反向。在某些实施例中,利用套筒12中的一个或更多传感器,套筒12的旋转速度可被检测且用作控制器52的输入以调整马达48的扭矩。在其它实施例中,利用在固体进料通路入口26附近合并到泵外壳54中的空隙传感器51,可检测空隙的存在,并且可提高套筒12的旋转速度,以便排除固体进料中的空隙且确保泵入口14可靠地被供应无空隙固体进料。
关于固体进料泵10,泵10可为由纽约州斯卡奈塔第的通用电气公司制造的波斯美崔克(Posimetric)进料机。术语“波斯美崔克”为通用电气公司和/或其分支机构的商标,并且它指泵10的以下能力:克服压力梯度积极地移位(例如,强制移位)固体,同时其准确地计量(例如,测量固体量)并控制固体流率。泵10能够计量且积极地移位限定体积的物质,例如固体燃料原料(例如,碳质原料)。特别地,固体进料泵10配置成运输固体进料。泵路径可具有圆形或弯曲的形状。泵10可用于任何合适的应用中,例如整体气化联合循环(IGCC)系统、气化系统、固体燃料运输系统或者它们的任意组合。其它合适的应用包括化学品、肥料、代用天然气、运输燃料或氢气的生产。泵10可将固体燃料输送至气化器、锅炉、燃烧器和/或反应器。实际上,泵10可用于其中必须克服压力梯度来运输固体的任何应用中。
如图1所示,固体进料泵10包括外壳54、入口14(例如,固体进料入口)、出口16(例如,固体进料出口)以及转子17。在某些实施例中,泵10的入口14和出口16的位置可变化。转子17可包括联接到轮毂19的两个基本相对且平行的转盘(未示出)。转盘未示出,因为它们均不在该图的平面中,一个在图的平面上方,且另一个在图的平面下方。可经由合适的紧固件连接在一起或者可由单件材料机械加工的两个转盘和轮毂19可相对于外壳54绕旋转轴线58沿旋转方向56从入口14朝出口16移动。入口14和出口16可联接到固体进料通路26,该固体进料通路26为由两个圆盘的内平行表面、轮毂19的外凸面以及泵外壳54的内凹面57形成的弯曲、圆形或环形的通路。在某些实施例中,泵10包括多于一个通路26(例如,2至10个通路),其中多个通路26绕共同旋转轴线58设置且由连接到共同轮毂19的多个转盘分开。如图1所示,通路26设置在未示出的两个转盘之间且在外壳54内。固体进料引导件60(例如,支座)可邻近出口16设置。固体进料引导件60可在转盘之间跨通路26延伸。当盘沿旋转方向56旋转时,转盘和固体进料引导件60相互作用而形成滑动界面(未示出)。当轮毂19沿旋转方向56旋转时,转子17的轮毂19和固体进料引导件60相互作用而形成滑动界面62。特别地,轮毂19配置成沿着与固体进料引导件60的滑动界面62移动。
当微粒物质(例如,固体进料)通过入口14的开口63进给时,固体进料泵10可沿转子18的旋转方向56赋予微粒物质(例如,固体燃料进料)切向力或推力。微粒物质沿方向64从入口14运输至出口16。此外,微粒物质在从泵10的出口16排出之前从低压移至高压。在通过泵10运输期间,微粒物质锁止在锁止区域66中,压力增加,并且以大体恒定的速率离开泵10。当微粒物质旋转通过通路26时,微粒物质遇到固体进料引导件60的引导壁68,该引导壁68邻近出口16设置,跨通路26延伸。微粒物质由固体进料引导件60转移通过出口16的开口70,例如进入连接到高压容器的出口管中或者进入输运管线中。管可将微粒物质(例如,固体燃料原料)输送到气化器,气化器然后将原料转化为合成气体或合成气。
当固体进料(例如,从固体进料仓提供的)靠近固体进料泵10的入口14时,致动机构44驱动套筒12的旋转。套筒12绕其轴线15沿周向13的旋转使得凸出隆起32能够将固体进料抽吸到入口14中且然后到通路26中。隆起32可帮助破碎固体、减少空隙、混合以及大体形成进入入口14的固体的更一致的尺寸和分布。而且,隆起32可帮助驱动固体以确保进入泵10中的期望进给速率。如上所述,致动机构44的构件(例如,马达48、传感器50和控制器52)可控制套筒12的旋转速度。利用可旋转套筒12控制将固体进料抽吸到固体进料泵10中的能力为高效的泵操作确保了加压固体通过泵10的可靠、稳定的流率,同时通过排除不需要的下游缓流设备而降低了进料系统的复杂性和成本。
如上所述,在某些实施例中,固体进料泵10可包括设置在出口16中的可旋转套筒12。图2为具有设置在入口14和出口16两者中的可旋转套筒12(即,可旋转套筒72、74)的固体进料泵10(例如,固体进料泵)的实施例的示意截面图。应当指出,固体进料泵10的实施例可包括在入口14、出口16或两者中的套筒12。一般而言,固体进料泵10和可旋转套筒12如图1中所述,但有一些例外。特别地,套筒72的内表面18在固体进料流从第一开口22到第二开口24的方向上会聚。因此,套筒72的内表面18的内径28从第一开口22向第二开口24逐渐变窄(例如,以线性或非线性方式)。内表面18可形成直圆锥形表面或弯曲圆锥形表面。此外,套筒72的内表面18上的凸出隆起32在高度34、宽度36、长度38和/或其螺旋相对于套筒12的轴线15的角度或斜度40方面彼此不同。例如,隆起76的宽度36不同于隆起78的宽度36,隆起76的长度38不同于隆起78和80两者的长度38,并且隆起78的斜度或角度40不同于隆起80的斜度或角度40。如上所述,隆起32的长度38可沿着套筒12的整个长度30或者仅仅套筒12的长度30的一部分(例如,隆起76)延伸。在某些实施例中,隆起32的长度38可延伸套筒12的长度30的大约1%至100%、1%至50%、50%至100%、25%至50%、50%至75%以及它们之间的所有子范围。例如,隆起32的长度38可延伸套筒12的长度30的大约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或100%,或者任何其它百分比。隆起32相对于套筒12的轴线15的角度或斜度40可在大约0至89度、0至45度、15至30度、45至89度以及它们之间的所有子范围内。例如,隆起32的角度或斜度40可为大约0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或89度,或者任何其它角度或斜度。
设置在出口16中的套筒74包括:第一开口81,用于从弯曲通路26接收固体进料;以及第二开口82,用于将固体进料从固体进料泵10排出。可旋转套筒74旋转而经由隆起32将固体进料从出口16主动抽出。与套筒72相反,套筒74的内表面84在固体进料流从第一开口81到第二开口82的方向上发散。特别地,内表面84的直径86(即,内径)从第一开口81向第二开口82增加(例如,以线性或非线性方式)。内表面84可形成直圆锥形表面或弯曲圆锥形表面。如图所示,套筒74的多个隆起32中的每个隆起32具有相对于彼此相同的高度34、宽度36、长度38和角度或斜度40。在某些实施例中,套筒74的至少一个隆起32可在高度34、宽度36、长度38和/或角度或斜度40方面不同于多个隆起32中的另一隆起32。
每个套筒12联接到其自身的致动机构44、89。套筒72用的致动机构44如图1中所述。类似于套筒72,套筒74包括外表面88的一部分,其包括相对于轴线15围绕(例如,360度围绕)外表面88沿周向13分布的齿轮齿90(例如,套筒齿轮齿)。齿轮齿90从外表面88径向向外延伸。致动机构89接合齿轮齿90以使套筒74旋转。致动机构89包括驱动轴92、驱动该驱动轴92的马达94、传感器96以及控制器98。套筒74用的致动机构89的构件类似于套筒72用的致动机构44的构件,如上文在图1中所述。如图所示,每个马达48、94包括单个控制器52、98。然而,在某些实施例中,马达48、94可共享共同的控制器来控制套筒72、74两者的旋转速度。经由套筒72控制将固体进料抽入固体进料泵10中和/或经由套筒74控制将固体进料从固体进料泵10抽出的能力为高效的泵操作确保了加压固体通过泵10的可靠、稳定的流率,同时通过排除不需要的下游缓流设备而降低了进料系统的复杂性和成本。
图3和图4分别是图1和图2的可旋转套筒12的示意性底视图和侧视图。可旋转套筒12如上文所述。特别地,套筒12可为中空圆筒,其包括:内表面18;外表面20;第一开口22,用于接收固体进料(例如,从固体进料仓);以及第二开口24,用于将固体进料排出到固体进料泵10的固体进料通路26(例如弯曲通路)中。虽然以下论述描述了设置在入口14中的套筒12,但以下论述也适用于设置在出口16中的套筒12,除了开口22用于从通路26接收固体进料且开口24用于将固体进料从固体进料泵10排出之外。在出口套筒的情况下,外表面20包括齿轮齿42(例如,套筒齿轮齿),其在开口22附近的套筒12的一部分上。如针对入口套筒的情况所示的,套筒12的齿轮齿42和驱动轴46位于套筒12的开口24附近,以使得在泵10的外壳54内对驱动轴46的充分支撑成为可能。齿轮齿42围绕(例如,360度围绕)套筒12的外表面20和轴线15沿周向13分布。而且,齿轮齿42如由箭头100所示从外表面20径向向外延伸。外表面20上的齿轮齿42的数量可在5至200、10至50、50至100、100至150、150至200以及它们之间的所有子范围内。例如,齿轮齿42的数量可为10、20、30、40、50、100、150、200或者任何其它数量。如在下文中更详细描述的,致动机构44接合齿轮齿42以使套筒12旋转。
如上所述,致动机构44包括驱动轴46和驱动该驱动轴46的马达48。如图所示,驱动轴46可包括蜗轮驱动轴,其包括接合套筒12的齿轮齿42的蜗轮齿102。驱动轴46上的蜗轮齿102的数量可在2至100、5至50、10至25、50至100、75至100以及它们之间的所有子范围内。例如,蜗轮齿102的数量可为10、20、30、40、50、60、70、80、90或100,或者任何其它数量。驱动轴46的长度104横向于(即,交叉于)套筒12的长度30延伸(参见图1和图2)。驱动轴46包括端部106和108。端部106联接到支撑轴承105(例如,近端支撑轴承)和马达48的马达驱动器,而端部108联接到支撑轴承107(例如,远端支撑轴承)。轴46经由马达48的旋转经由蜗轮齿102与套筒齿轮齿42的相互作用而驱动套筒12的旋转,以使得凸出隆起302能够抽吸固体进料进和/或出固体进料泵10。
如图所示,可旋转套筒12的内表面18包括多个隆起32,它们全部具有相同的几何形状。然而,在一些实施例中,至少一个隆起32在高度34、宽度36、长度38、角度或斜度40方面不同于其它隆起32。例如,隆起110的高度34可不同于隆起112的高度34。每个隆起32的高度34可为直径28的大约1%至50%、2%至25%或者3%至10%。而且,如图所示,隆起32至少部分地沿着可旋转套筒12的长度30成螺旋形和/或有角度地延伸。隆起32可帮助破碎固体、减少空隙、混合以及大体形成进入入口14的固体的更一致的尺寸和分布。而且,隆起32可帮助将固体驱动到入口中,以确保进入泵10中的期望进给速率。经由可旋转套筒12控制将固体进料抽吸进和/或出固体进料泵10的能力为高效的泵操作确保了加压固体通过泵10的可靠、稳定的流率,同时通过排除不需要的下游缓流设备而降低了进料系统的复杂性和成本。
图5为具有设置在固体进料入口14内的可旋转套筒12和振动器114(例如,铅笔型振动器)的固体进料泵10的实施例的示意截面图。固体进料泵10和可旋转套筒12如上文在图1中所述。此外,固体进料泵10包括联接到泵入口14的上游端118的振动器筒件116。振动器筒件116包括在该振动器筒件116内位于中央的振动器114。振动器筒件116经由大约120度间隔开的三个支撑件120而支撑振动器114。在某些实施例中,支撑件120的数量可在1至10、1至5、1至3、3至5以及它们之间的所有子范围内。例如,支撑件120的数量可为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10,或者任何其它数量。振动器114延伸到可旋转套筒12和入口14中,并且振动而将固体进料主动传送到入口14中。特别地,振动器114在固体进料流的方向上轴向延伸到套筒12的开口22中。振动器114可沿着套筒12的整个长度30或者仅仅套筒12的长度30的一部分延伸到开口22中。在某些实施例中,振动器114可延伸套筒12的长度30的大约1%至100%、1%至50%、50%至100%、25%至50%、50%至75%以及它们之间的所有子范围到开口22中。例如,振动器114可延伸套筒12的长度30的大约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或100%或者任何其它百分比到开口22中。振动器114(例如,铅笔型振动器)的移动排除或防止了可在从固体进料仓到入口14的固体进料内形成的气体填充的空隙空间。振动器114及其支撑件120包括空气动力或流体动力平滑的形状(例如,翼片形状),以促进微粒固体围绕并经过它们的移动。振动器114由筒件116外部的功率源122提供功率。功率源112可提供电功率或气动功率。电功率或气动功率通过在其中一个支撑件120中的通道123传送至振动器114。隆起32和振动器114均帮助混合、破碎以及均匀地分布固体,同时还减少空隙。利用可旋转套筒12控制将固体抽吸进和/或出固体进料泵10的能力为高效的泵操作确保了加压固体通过泵10的可靠、稳定的流率,同时通过排除不需要的下游缓流设备而降低了进料系统的复杂性和成本。
所公开实施例的技术效果包括用于维持固体进和/或出固体进料泵10的期望压力水平和流率的系统。特别地,固体进料泵10包括可旋转套筒12,其旋转而主动抽吸固体进料进入泵10的固体进料入口14中和/或从泵10的固体进料出口16出来。可旋转套筒12包括隆起32以抽吸固体进料进和/或出泵10。致动机构44使套筒12旋转,而且控制套筒12的旋转速度和旋转方向。在某些实施例中,固体进料泵10可包括振动器筒件116,该振动器筒件116包括联接到泵入口14的上游端118的振动器114,其中,振动器114延伸到套筒12的开口22中,以将固体进料主动传送到固体进料入口14中。经由可旋转套筒12控制将固体进料抽吸进和/或出固体进料泵10的能力为高效的泵操作确保了加压固体通过泵10的可靠、稳定的流率,同时通过排除不需要的下游缓流设备而降低了进料系统的复杂性和成本。
本书面描述使用示例来公开本发明,包括最佳模式,并且还使本领域技术人员能够实践本发明,包括做出和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定,并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有与权利要求的字面语言并无差别的结构元件,或者如果它们包括与权利要求的字面语言并无实质差别的等同结构元件,则这样的其它示例意图在权利要求的范围内。
Claims (20)
1.一种系统,包括:
固体进料泵,其包括:
外壳;
转子,其设置在所述外壳中;
弯曲通路,其设置在所述转子与所述外壳之间;
固体进料入口,其联接到所述弯曲通路;
固体进料出口,其联接到所述弯曲通路;以及
可旋转套筒,其配置成旋转而主动抽吸固体进料进入所述固体进料入口中或者从所述固体进料出口出来。
2. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述可旋转套筒设置在所述固体进料入口内。
3. 根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述可旋转套筒包括内表面、用于接收固体进料的第一开口、以及用于将固体进料排出到所述弯曲通路中的第二开口,其中,所述内表面在固体进料流从所述第一开口到所述第二开口的方向上会聚。
4. 根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述可旋转套筒包括用于接收固体进料的第一开口、以及用于将固体进料排出到所述弯曲通路中的第二开口,并且其中,所述固体进料泵包括联接到所述固体入口的上游端的振动器筒件,其中,所述振动器筒件包括在该振动器筒件内位于中央的振动器,所述振动器在所述固体进料流从所述第一开口到所述第二开口的方向上延伸到所述可旋转套筒的第一开口中,并且所述振动器配置成将固体进料主动传送到所述固体进料入口中。
5. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述可旋转套筒设置在所述固体进料出口内。
6. 根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述可旋转套筒包括内表面、用于从所述弯曲通路接收固体进料的第一开口、以及用于将固体进料从所述固体进料泵排出的第二开口,其中,所述内表面在固体进料流从所述第一开口到所述第二开口的方向上发散。
7. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述可旋转套筒包括中空圆筒、内表面以及至少一个隆起,所述至少一个隆起远离所述内表面延伸到所述固体进料的流中。
8. 根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述可旋转套筒包括多个隆起,其中,至少一个隆起在长度、宽度、高度或斜度方面不同于所述多个隆起中的另一隆起。
9. 根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述可旋转套筒包括多个隆起,并且所述多个隆起中的每个隆起具有相同的长度、宽度、高度和斜度。
10. 根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述至少一个隆起沿着所述可旋转套筒的内表面成螺旋形。
11. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述可旋转套筒包括外表面,并且所述外表面的一部分包括套筒齿轮齿,其中,所述固体进料泵包括致动机构,所述致动机构配置成经由所述套筒齿轮齿使所述可旋转套筒旋转。
12. 根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述致动机构包括驱动轴和驱动马达,所述驱动轴具有蜗轮齿,所述蜗轮齿配置成接合所述可旋转套筒的套筒齿轮齿,所述驱动马达联接到所述驱动轴且配置成使所述驱动轴旋转。
13. 根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述致动机构包括传感器和控制器,所述传感器配置成确定使所述可旋转套筒旋转所需的扭矩量,所述控制器配置成基于来自所述传感器的输入而调整所述可旋转套筒的旋转速度。
14. 根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述致动机构包括传感器,所述传感器配置成确定在所述固体进料入口中是否发生了堵塞,并且其中,所述致动机构配置成暂时使所述旋转套筒的旋转方向反向,以便减轻所述固体进料入口中的堵塞。
15. 根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述致动机构包括传感器,所述传感器配置成检测在进入所述固体进料泵的固体进料中的空隙,并且其中,所述致动机构配置成基于来自所述传感器的输入而调整所述可旋转套筒的旋转速度。
16. 一种系统,包括:
可旋转套筒,其配置成联接到固体进料泵的固体进料入口或固体进料出口并且旋转而主动抽吸固体进料进入所述固体进料入口中或者从所述固体进料出口出来,其中,所述可旋转套筒包括中空圆筒、内表面以及至少一个螺旋隆起,所述至少一个螺旋隆起远离所述内表面延伸到所述固体进料的流中。
17. 根据权利要求16所述的系统,其特征在于,所述可旋转套筒包括多个隆起,其中,至少一个隆起在长度、宽度、高度或斜度方面不同于所述多个隆起中的另一隆起。
18. 根据权利要求16所述的系统,其特征在于,所述可旋转套筒包括多个隆起,并且所述多个隆起中的每个隆起具有相同的长度、宽度、高度和斜度。
19. 根据权利要求16所述的系统,其特征在于,包括具有所述可旋转套筒的固体进料泵。
20. 一种系统,包括:
固体进料泵,其包括:
外壳;
转子,其设置在所述外壳中;
固体进料通路,其设置在所述转子与所述外壳之间;
固体进料入口,其联接到所述固体进料通路;
固体进料出口,其联接到所述固体进料通路;
可旋转套筒,其设置在所述固体进料入口内,其中,所述可旋转套筒配置成旋转而主动抽吸固体进料到所述固体进料入口中;以及
振动器筒件,其联接到所述固体进料入口的上游端,其中,所述振动器筒件包括在该振动器筒件内位于中央的振动器,所述振动器在所述固体进料流的方向上延伸到所述可旋转套筒的开口中,并且所述振动器配置成将固体进料主动传送到所述固体进料入口中。
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