CN105712086A - 材料运输装置和系统 - Google Patents
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Abstract
提供了一种材料运输装置,其包括壳体、装料口、第一入口通道、两个或更多个旋转盘、出口邻接通道以及出口邻接部件。壳体的第一入口通道与包括液体和粘度调节剂的混合物流连通,其中第一入口通道将混合物的至少一部分供应到装置的流路中。混合物在流路内与材料流结合时进一步压紧固体块的材料以抑制高压输送气体流从排放室穿过固体块并进入装置的通路。提供了包括材料运输装置的材料运输系统。提供了使用材料运输装置和材料运输系统的实施例来运输材料的方法。
Description
技术领域
本发明公开大体涉及用于运输材料的装置和系统,且更具体地涉及用在水力压裂、流化床催化裂解、精炼厂、电厂以及其他应用中的能够连续且高压操作的材料运输装置和系统。
背景技术
已经使用了多种设备来运输或者计量颗粒材料,诸如支撑剂、煤、其他矿物材料、干燥食品、以固体、颗粒形式处理的其他干货。此类运输设备包括传送带、旋转阀、闭锁式料斗、螺旋给料机等。示例性测量或计量装置包括皮带秤、容积式料斗等。为了提供颗粒材料的运输和计量这两者,典型地需要将两种类型的装置作为一个系统使用或组合。但是,一些设备设有运输和计量材料两方面的能力,例如固体给料机。
固体给料机提供诸如颗粒物、燃料或其他物质的固体的正向计量。固体给料机迫使固体进入固体锁定状态,且固体被键入固体给料机的称为轮毂的旋转部分,由此以计量的数量从入口将固体推向出口。在出口处,固体给料机会迫使固体进入压紧固体状态,以将高压与低压隔开。但是,已经发现在气体速度超过产生流体化的固体的终端速度的情况下,固体常常不能防止高压气体的回流。反过来,此回流又导致固体的流化床在到达给料机的邻接时塌陷,由此使得固体压紧状态劣化且最终瓦解。因此,需要降低正在被计量的固体的渗透性,同时还增加固体的剪切应力和凝聚力。
与固体给料机的性能相关的附加的挑战是至少部分地取决于流经入口到固体泵的旋转部分的固体的摄入效率。不幸的是,已有的固体给料机常常以批处理模式在大气压下或在高压下运行。此批处理模式会导致固体的静止凹穴、空隙或者其他不均一性,这显著地降低固体给料机的性能。因此,对于提供能够连续处理固体的材料运输装置和系统存在需求。
用于运输和/或计量颗粒物的许多这些工业和商业应用都需要水。例如,在水力压裂中,将水、支撑剂(例如沙或氧化铝)以及化学添加剂的浆状物喷射到井口中以在深岩石地层中产生并维持裂缝,天然气、石油以及卤水穿过裂缝将更自由地流动。典型地,浆状物的90%是水而9.5%是支撑剂,且化学添加剂占约0.5%。不幸的是,在压裂过程中大量的水(例如对于每1加仑油为5加仑水)变得被污染并且因此不能重新使用。因此,对于使用水之外的液体的替代压裂流体存在需求,该流体能够在支撑剂内提供足够的粘结性,以便不中断上游工艺,例如,通过固体给料机的工艺,同时还最小化成本以及潜在的环境污染。
因此提供改善前述限制中的一项或更多项的改进的材料运输装置和系统将是所期望的。
发明内容
一方面,提供了材料运输装置。在一个实施例中,材料运输装置典型地包括壳体、装料口、第一入口通道、两个或更多个旋转盘、出口邻接通道以及出口邻接部件。壳体的装料口与连续的材料流连通,其中第一入口通道将材料流引入装置的流路。壳体的第一入口通道与包括液体和粘度调节剂的混合物流连通,其中第一入口通道将混合物的至少一部分供应到装置的流路中。两个或更多个旋转盘同轴地定位在壳体内并且构造成至少部分地将流动给予材料流,以至少部分地将材料压紧成跨越流路的宽度的固体块。出口邻接部件常布置成邻近于出口通道并且构造成将固体块引出流路并引入与高压输送气体流连通的排放室。混合物在流路内与材料流结合时进一步压紧固体块的材料以抑制高压输送气体流从排放室穿过固体块并进入装置的通路。
另一方面,提供了材料运输系统。在一个实施例中,材料运输系统典型地包括与来自材料的连续的材料流连接的材料运输结构和如上描述的材料运输装置,以及与材料运输装置流体连通的喷射系统。喷射系统通常包括保持罐、与保持罐流体连通的泵以及添加剂泵。保持罐包括流体并且构造成产生包括流体的第一出口流。泵构造成接纳第一出口流并且产生包括液体的第二出口流。添加剂泵构造成给第二出口流供应粘度调节剂以产生包括混合物的第三出口流,其中第三出口流被供应给壳体的第一入口通道。
在又另一方面,提供了用于运输材料的方法。在一个实施例中,方法包括将连续的材料流引入如上所述的材料运输装置,并且使用该材料运输装置将材料流从第一位置转移至第二位置。在另一个实施例中,方法包括将从材料源提供的连续的材料流引入如上所述的材料运输系统,并且使用该材料运输系统将材料流从第一位置转移至第二位置。
本发明的第一技术方案提供了一种材料运输装置,装置包括:壳体;与连续的材料流连通的壳体的装料口,其中第一入口通道将材料流引入装置的流路;与包括液体和粘度调节剂的混合物流连通的壳体的第一入口通道,其中第一入口通道将混合物的至少一部分供应到装置的流路中;同轴地定位在壳体内的两个或更多个旋转盘,两个或更多个旋转盘构造成至少部分地将流动给予材料流,以至少部分地将材料压紧成跨越流路的宽度的固体块;与装置的流路连通的出口通道;以及出口邻接部件,其布置成邻近于出口通道并且构造成将固体块引出流路并引入与高压输送气体流连通的排放室,其中混合物在流路内与材料流结合时进一步压紧固体块的材料,以抑制高压输送气体流从排放室穿过固体块并进入装置的通路。
本发明的第二技术方案是在第一技术方案中,液体包括二氧化碳或氮气。
本发明的第三技术方案是在第一技术方案中,包括壳体的至少一个附加的入口通道,其与混合物流体连通并且将混合物流的至少另一部分供应到第一入口通道下游的装置的流路中。
本发明的第四技术方案是在第一技术方案中,材料流还包括一定量的黏土。
本发明的第五技术方案是在第一技术方案中,包括至少一个附加的流路。
本发明的第六技术方案是在第一技术方案中,排放室与排放罐连通。
本发明的第七技术方案提供了一种用于运输材料的方法,方法包括:将连续的材料流引入根据技术方案一所描述的材料运输装置;以及使用材料运输装置将材料流从第一位置转移至第二位置。
本发明的第八技术方案提供了一种材料运输系统,系统包括:a)材料运输结构,其与来自材料源的连续的材料流以及材料运输装置连接,材料运输装置包括:壳体;与连续的材料流连通的壳体的装料口,其中装料口将材料流引入装置的流路;与包括液体和粘度调节剂的混合物流连通的壳体的第一入口通道,其中第一入口通道将混合物的至少一部分供应到装置的流路中;同轴地定位在壳体内的两个或更多个旋转盘,两个或更多个盘构造成至少部分地将流动给予材料流,以至少部分地将材料压紧成跨越流路的宽度的固体块;与装置的流路连通的出口通道;以及出口邻接部件,其布置成邻近于出口通道并且构造成将固体块引出流路并引入具有高压输送气体流的排放室,其中混合物在流路内与材料流结合时进一步压紧固体块的材料,以抑制高压输送气体流从排放室穿过固体块并进入装置的通路;以及b)与材料运输装置流体连通的喷射系统,喷射系统包括:包括流体的保持罐,保持罐构造成产生包括流体的第一出口流;与保持罐流体连通的泵,泵构造成接纳第一出口流并且产生包括液体的第二出口流;以及添加剂泵,其构造成给第二出口流供应粘度调节剂以产生包括混合物的第三出口流,其中第三出口流被供应给壳体的第一入口通道。
本发明的第九技术方案是在第八技术方案中,材料运输装置的液体包括二氧化碳或氮气。
本发明的第十技术方案是在第八技术方案中,材料运输装置包括壳体的至少一个附加的入口通道,其与混合物流体连通并且将混合物流的至少另一部分供应到第一入口通道下游的装置的流路中。
本发明的第十一技术方案是在第八技术方案中,材料流还包括在材料流被引入材料运输装置之前添加到材料流中的一定量的黏土。
本发明的第十二技术方案是在第八技术方案中,包括至少一个附加的流路。
本发明的第十三技术方案是在第八技术方案中,材料流还包括添加到材料流中的一定量的黏土。
本发明的第十四技术方案是在第八技术方案中,排放室与排放罐连通。
本发明的第十五技术方案是在第八技术方案中,材料运输结构包括输送装置。
本发明的第十六技术方案是在第十五技术方案中,输送装置包括设置在材料运输装置上游的料斗。
本发明的第十七技术方案是在第十五技术方案中,输送装置包括设置在材料运输装置上游的至少两个料斗。
本发明的第十八技术方案是在第八技术方案中,材料运输结构包括用于感测颗粒空隙和密度中的至少一项的至少一个传感器。
本发明的第十九技术方案是在第八技术方案中,材料运输结构包括至少一个振动器以振动材料运输结构和其中的材料。
本发明的第二十技术方案提供了一种用于运输材料的方法,方法包括:将从材料源提供的连续的材料流引入技术方案八所描述的材料运输系统;以及使用材料运输系统将材料流从第一位置转移至第二位置。
附图说明
图1是按照本发明公开的实施例的材料运输装置的透视图。
图2是按照本发明公开的另一个实施例的材料运输装置的透视图。
图3是按照本发明公开的实施例的材料运输系统的一部分的示意图。
图4是按照本发明公开的另一个实施例的材料运输系统的一部分的示意图。
具体实施方式
有许多工业和商业背景,其中期望在高压下运输和/或计量颗粒材料。此类背景的示例,包括运输用于后续注入井口的与水结合的支撑剂以用于水力压裂,将煤或其他颗粒燃料或添加剂运输至电厂或其他工业设施中的锅炉,将煤或其他颗粒燃料或添加剂运输至气化容器或系统以用于生产电力,或者生产合成液态或气态燃料,将颗粒产物运输至烹调容器以用于生产食物、化学物或其他产物等。
本文中已经开发的材料运输装置包括该装置内与材料的连续流相结合的除水之外的液体和粘度调节剂的混合物。本文所述的材料运输装置能够提供装置内的材料的增强的粘性和锁紧效果,使得压缩的材料的渗透性降低且剪切应力升高,从而有利地抑制高压输送气体从排放室进入装置的回流。此外,通过抑制高压输送气体的回流,可以防止在装置内流化床的形成。
此外,通过在运行期间利用与支撑剂结合的非水液体,一旦支撑剂被压紧、锁定并且被引出装置的流路,则非水液体可以蒸发,由此避免支撑剂的浆状物被引向下游,这对于下游工艺会是困难的。
现在参考附图,其中贯穿若干视图相似的标号指相似的元件,图1和图2示出了可如本文所述的材料运输装置的透视图,材料运输装置用于与可如本文所述的材料运输系统的至少一部分(见图3和图4)等一起使用。
材料运输装置
在一些实施例中,材料运输装置100可包括壳体105、装料口110、第一入口通道125、两个或更多个旋转盘140、出口通道150以及出口邻接部件165。壳体105的装料口110与连续的材料流115连通,其中装料口110将材料流115引入装置100的流路120。合适材料的非限制性示例包括支撑剂、煤、催化剂和小球催化剂的颗粒物质。
壳体105的第一入口通道125与混合物流130连通,该混合物流130包括液体和粘度调节剂,其中第一入口通道125将混合物流130供应到装置100的流路120中。合适液体的非限制性示例包括二氧化碳、氮气等。如本文中所用,用词“粘度调节剂”限定为增稠剂,其在与本文所述的液体结合时增加该液体的粘度。在一些实施例中,混合物不包括粘度调节剂。
在一些实施例中,混合物包括基于混合物的总重量可为从大约75:1到大约50:1的液体对粘度调节剂的重量比。确定的是,基于混合物的总重量,重量比可为大约75:1,大约70:1,大约65:1,大约60:1,大约55:1,或者大约50:1。
两个或更多个旋转盘140可安装在轮毂135上,轮毂135继而安装在壳体105内的旋转轴145上。两个或更多个旋转盘140同轴地定位在壳体105内。在一些实施例中,两个或更多个旋转盘平行于彼此定位。两个或更多个旋转盘140、轮毂135以及旋转轴145可由带有可选速度控制器(未示出)的马达(未示出)驱动。此处可使用其他类型的驱动工具。壳体105的内表面、轮毂135的外圆柱形(或U形)表面以及两个旋转盘140的相对的内表面限定流路120,其用于使材料流和混合物流115,130穿过其中。具体地,流路120可从装料口110延伸,围绕轮毂135的外表面,并延伸至出口通道150。
在一些实施例中,可将附加的旋转盘和相关的轮毂安装在轴上,由此在装置内限定用于材料和混合物或其他附加材料和/或混合物的流的附加的流路,以增加吞吐量。
在一些实施例中,两个或更多个旋转盘和相关的轮毂铸造成单体结构,而不是分离地制造且随后安装在一起。
在一些实施例中,可将一些端口定位在出口通道150周围。在一个实施例中,示出了用于泄漏气体的一个或更多个通风口155和用于诸如二氧化碳、氮气等的密封气体的一个或更多个喷射口160。
在图1中图示的示例性实施例的运行中,材料流115通过装料口110供给并进入装置100的流路120。此外,包括液体和粘度调节剂的混合物流130至少部分地通过第一入口通道125供应并进入装置100的流路120,以与位于其中的材料流115结合。当旋转轴150被驱动时,两个或更多个旋转盘140旋转且流路120中的材料和混合物115,130的结合物通过材料的颗粒与旋转盘140的相对面以及与壳体105的内表面的摩擦接合而压紧。流路120内材料和混合物115,130的压紧导致跨越流路120的宽度由邻接或互锁的材料的颗粒构成的固体块180的形成。
在实施例中,混合物与材料流的添加增加了材料颗粒之间的摩擦接合,由此导致固体块的材料的增大压紧,从而抑制了所采用进入排放室的高压输送气体流穿过排放室的通路。更具体地,当混合物在装置内与材料流结合时,该混合物给材料提供了粘性能力或者附加的粘性能力,由此使材料能够以否则不可能的方式压紧。此外,该混合物还填充固体块的材料的颗粒空隙。这些特征有利地降低了所得到的固体块的材料的可渗透性并增加了其剪切应力和粘性。通过这样做,这不仅抑制了高压输送气体经过固体块并进入装置的回流,还防止了在出口邻接部件处或附近形成流化床。
在一些实施例中,出口邻接部件165布置成邻近于出口通道150并且构造成将固体块180引出流路120并进入排放室170。出口邻接部件165与固体块180形成接触并且起作用来将固体块180从其借助旋转盘140的旋转的环形运动路径重新引导至排放室170。结果,在装置100的运行期间出口邻接部件165会遭受显著的负载和磨损力。
在一些实施例中,出口邻接部件构造成关于装置的壳体是可插入的并且可更换的。因此,磨损的出口邻接部件可以用新的或者翻新的邻接件更换,以延长装置的运行寿命。在一个实施例中,壳体可构造成带有用于接纳呈插入件形式的出口邻接部件的底座。在另一个实施例中,出口邻接部件可以与出口通道一体形成(或者另外地与其固定在一起)为单个单元。在又另一个实施例中,出口邻接部件和出口通道可形成为单个单元并且也形成为可以向装置中的对应底座选择性地插入或从该底座去除的插入件。
在一些实施例中,装置100的出口通道150通向排放室170。在一些实施例中,排放室170可螺栓连接或者以另外的方式附接到壳体105上。在一个实施例中,排放室170与高压输送气体175或其他类型的输送介质的流连通。在又另一个实施例中,排放室170与排放罐345连通(见图3和图4)。
在一些实施例中,材料流还可包括一定量的黏土。合适的黏土的非限制性示例包括皂土、火泥、高岭石、伊利石等。黏土的添加被认为是帮助填充固体块中存在的颗粒空隙,以进一步提供固体块的材料的增加的压紧。
如本文所用,用词“混合物”指的是包括液体,液体和粘度调节剂,液体和黏土,或者液体、粘度调节剂和黏土的成分。在一些实施例中,混合物还可包括对于材料运输装置和/或系统的预期应用合适或者期望的附加成分。
在实施例中,混合物的液体的至少一部分将在材料运输装置的运行期间蒸发。不受限于单独的理论,此蒸发据信至少部分地是正在被引入装置的混合物的液体的部分压力和装置的入口压力的结果。此外,还认为此蒸发还可至少部分地是由压缩的支撑剂施加在液体上的力(即,在填充其中的空隙后将液体推出支撑剂)的结果,由此导致液体由于其从液体到气体的蒸气压力而发生相变。
在一些实例中,液体可在材料运输装置内过早地蒸发。为了防止或者减少过早蒸发,可将附加的入口通道靠近装置的出口通道定位,如图2中所示。在图2中,材料运输装置200包括壳体105的至少一个附加的入口通道285,其与混合物流130连通并且将混合物流的至少另一部分230供应到第一入口通道125下游的装置100的流路120中。此附加的入口通道以补偿可能在材料运输装置内发生的任何液体蒸发的方式而被采用。
材料运输系统
如本文所述的材料运输装置可用在材料运输系统中。现在参考图3,材料运输系统300可包括与来自材料源(未示出)的连续材料流和本文所述的材料运输装置310两者相连的材料运输结构305。材料运输系统300还可包括与材料运输装置310流体连通的喷射系统315。
在一些实施例中,喷射系统315包括保持罐320、泵330以及添加剂泵340。保持罐320包括流体并且构造成产生流体的第一出口流325。流体可包括液体、气体或液体和气体的结合物。合适流体的非限制性示例包括呈气态和/或液态形式的二氧化碳、呈气态和/或液态形式的氮气等。在一个实施例中,流体包括合适流体的结合物。泵330与保持罐320成流体连接,其中泵330构造成接纳第一出口流325并且产生液体的第二出口流335。液体包括呈液体形式的流体的成分或多种成分。添加剂泵340构造成给第二出口流335供应粘度调节剂以产生包括混合物130的第三出口流345,其中第三出口流345被供应给壳体105的第一入口通道125。
在其中保持罐包括气体的实施例中,可在泵之前将附加的设备并入到喷射系统中,使得泵接纳液体以及如果有的话最少量的气体的流。例如,在一个实施例中,可在保持罐和泵之间提供压缩机,以将可能存在于保持罐的出口流中的任何气体压缩成液体。
以下的表格1图示了当保持罐中的流体是呈液相的CO2以及当CO2呈气相时本文所述的喷射系统的示例性非限制性工艺条件。
表格1.喷射系统的工艺条件
工艺条件 | 单位 | CO2液体 | CO2气体 |
摩尔流量 | LBMOL/HR | 100 | 100 |
质量流量 | LB/HR | 4400.98 | 4400.98 |
体积流量 | CUFT/HR | 55.63666 | 1050.58 |
温度 | F | -122.4 | 11.47013 |
压力 | PSIA | 16.69595 | 364.6959 |
气体分数 | 0 | 1 | |
液体分数 | 1 | 0 | |
固体分数 | 0 | 0 | |
摩尔焓 | BTU/LBMOL | -178150 | -170420 |
质量焓 | BTU/LB | -4047.97 | -3872.426 --> |
焓流 | BTU/HR | -1.8E+07 | -1.7E+07 |
摩尔熵 | BTU/LBMOL-R | -25.057 | -7.82027 |
质量熵 | BTU/LB-R | -0.56935 | -0.17769 |
摩尔密度 | LBMOL/CUFT | 1.797376 | 0.095186 |
质量密度 | LB/CUFT | 79.10217 | 4.189097 |
平均分子量 | 44.0098 | 44.0098 |
在一些实施例中,材料运输结构305包括输送装置350。在一个实施例中,输送装置350包括设置在材料运输装置310上游的料斗。在另一个实施例中,输送装置包括设置在材料运输装置上游的至少两个料斗。
在一些实施例中,排放室170与位于材料运输装置310下游的排放罐355连通。排放罐355可包括增压容器。
在一些实施例中,如图4中所示,系统400可包括材料运输结构405,其包括具有壳体105的至少一个附加的入口通道285的材料运输装置410,该至少一个附加的入口通道285与混合物流130连通并且将混合物流的至少另一部分230供应到第一入口通道125下游的装置100的流路120中。
在一些实施例中,材料流包括一定量的黏土以增强压紧并协助填充固体块中存在的颗粒空隙。在材料运输装置包括料斗的实施例中,可在料斗之前、在料斗内或在料斗之后将黏土添加到材料流中。
在一些实施例中,材料运输结构可包括用于感测颗粒空隙和密度中的至少一项的至少一个传感器。在其中材料运输装置包括料斗的一个实施例中,料斗设有空隙或密度传感器,以用于感测料斗内部中的空隙或低密度容积(开放容积或者不充分压缩颗粒材料的容积)。
在一些实施例中,材料运输结构可包括至少一个振动器来振动材料运输结构和其中的材料。
在一些实施例中,材料运输系统可包括遍及整个系统定位的附加的部件。非限制性示例包括遍及系统的各个区段的止回阀、自动阀、截止阀等(例如图3和图4中的360)。例如,上游止回阀可包括蝶形止回阀等。蝶形止回阀可弹簧加载。在另一个示例中,截止阀可包括球阀、刀闸阀和/或沿任何定向的其他类型的阀门。
在一些实施例中,材料运输系统可通过连接件(例如通过导管和阀结构)联接到灰尘收集系统上,以用于收集运行期间可能从材料运输装置逸出的灰尘或碎片。
用于运输材料的方法
在一些实施例中,用于运输材料的方法包括将连续的材料流引入如本文所述的材料运输装置,并且使用材料运输装置将材料流从第一位置转移至第二位置。
在一些实施例中,用于运输材料的方法包括将从材料源提供的连续的材料流引入如本文所述的材料运输系统,并且使用材料运输系统将材料流从第一位置转移至第二位置。
从前文的详细描述,本文中描述的装置、系统和方法的修改和变型对于本领域技术人员将变是显而易见的。这样的修改和变型旨在落入所附权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种材料运输装置,所述装置包括:
壳体;
与连续的材料流连通的所述壳体的装料口,其中第一入口通道将所述材料流引入所述装置的流路;
与包括液体和粘度调节剂的混合物流连通的所述壳体的第一入口通道,其中所述第一入口通道将混合物的至少一部分供应到所述装置的所述流路中;
同轴地定位在所述壳体内的两个或更多个旋转盘,两个或更多个构造成至少部分地将流动给予所述材料流,以至少部分地将材料压紧成跨越所述流路的宽度的固体块;
与所述装置的所述流路连通的出口通道;以及
出口邻接部件,其布置成邻近于所述出口通道并且构造成将所述固体块引出所述流路并引入与高压输送气体流连通的排放室,
其中所述混合物在所述流路内与所述材料流结合时进一步压紧所述固体块的材料,以抑制所述高压输送气体流从所述排放室穿过所述固体块并进入所述装置的通路。
2.根据权利要求1所述的材料运输装置,其特征在于,所述液体包括二氧化碳或氮气。
3.根据权利要求1所述的材料运输装置,其特征在于,包括所述壳体的至少一个附加的入口通道,其与所述混合物流体连通并且将所述混合物流的至少另一部分供应到所述第一入口通道下游的所述装置的所述流路中。
4.根据权利要求1所述的材料运输装置,其特征在于,所述材料流还包括一定量的黏土。
5.根据权利要求1所述的材料运输装置,其特征在于,包括至少一个附加的流路。
6.根据权利要求1所述的材料运输装置,其特征在于,所述排放室与排放罐连通。
7.一种用于运输材料的方法,所述方法包括:
将连续的材料流引入根据权利要求1所述的材料运输装置;以及
使用所述材料运输装置将所述材料流从第一位置转移至第二位置。
8.一种材料运输系统,所述系统包括:
a)材料运输结构,其与来自材料源的连续的材料流以及材料运输装置连接,所述材料运输装置包括,
壳体;
与连续的材料流连通的所述壳体的装料口,其中所述装料口将所述材料流引入所述装置的流路;
与包括液体和粘度调节剂的混合物流连通的所述壳体的第一入口通道,其中所述第一入口通道将混合物的至少一部分供应到所述装置的所述流路中;
同轴地定位在所述壳体内的两个或更多个旋转盘,两个或更多个盘构造成至少部分地将流动给予所述材料流,以至少部分地将材料压紧成跨越所述流路的宽度的固体块;
与所述装置的所述流路连通的出口通道;以及
出口邻接部件,其布置成邻近于所述出口通道并且构造成将所述固体块引出所述流路并引入具有高压输送气体流的排放室,
其中所述混合物在所述流路内与所述材料流结合时进一步压紧所述固体块的所述材料,以抑制高压输送气体流从所述排放室穿过所述固体块并进入所述装置的通路;以及
b)与所述材料运输装置流体连通的喷射系统,所述喷射系统包括:
包括流体的保持罐,所述保持罐构造成产生包括所述流体的第一出口流;
与所述保持罐流体连通的泵,所述泵构造成接纳所述第一出口流并且产生包括液体的第二出口流;以及
添加剂泵,其构造成给所述第二出口流供应粘度调节剂以产生包括所述混合物的第三出口流,其中所述第三出口流被供应给所述壳体的所述第一入口通道。
9.根据权利要求8所述的材料运输系统,其特征在于,所述材料运输装置的所述液体包括二氧化碳或氮气。
10.根据权利要求8所述的材料运输系统,其特征在于,所述材料运输装置包括所述壳体的至少一个附加的入口通道,其与所述混合物流体连通并且将所述混合物流的至少另一部分供应到所述第一入口通道下游的所述装置的所述流路中。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116142800A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-05-23 | 张家港森美瑞机械有限公司 | 一种粉状物料的全自动定量上料系统及方法 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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BR112018068197B1 (pt) * | 2016-03-08 | 2022-12-20 | Typhon Technology Solutions, Llc | Sistema, método e tanque de compensação para a utilização de areia de fraturamento úmida para criação de fluido de fraturamento |
US11955782B1 (en) | 2022-11-01 | 2024-04-09 | Typhon Technology Solutions (U.S.), Llc | System and method for fracturing of underground formations using electric grid power |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5665716A (en) * | 1979-10-26 | 1981-06-03 | Hideo Nagamitsu | Conveying device |
US5887973A (en) * | 1994-11-28 | 1999-03-30 | Abb Flakt Ab | Device for mixing particulate material and liquid |
US6193402B1 (en) * | 1998-03-06 | 2001-02-27 | Kristian E. Grimland | Multiple tub mobile blender |
US20020141283A1 (en) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | In-line mixing apparatus, process for mixing reactive chemical solutions, and process for producing microcapsules |
US7556713B2 (en) * | 2004-06-22 | 2009-07-07 | Andritz, Inc. | Method and system for feeding cellulose chips to a high pressure continuous cooking system |
US20100021247A1 (en) * | 2007-04-20 | 2010-01-28 | General Electric Company | Transporting particulate material |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1243348B (it) * | 1990-07-17 | 1994-06-10 | Gpw Macchine S A S Di Giuseppe | Metodo ed apparecchiatura per compattare materiali solidi in particelle |
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- 2015-12-18 CN CN201510949664.7A patent/CN105712086B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5665716A (en) * | 1979-10-26 | 1981-06-03 | Hideo Nagamitsu | Conveying device |
US5887973A (en) * | 1994-11-28 | 1999-03-30 | Abb Flakt Ab | Device for mixing particulate material and liquid |
US6193402B1 (en) * | 1998-03-06 | 2001-02-27 | Kristian E. Grimland | Multiple tub mobile blender |
US20020141283A1 (en) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | In-line mixing apparatus, process for mixing reactive chemical solutions, and process for producing microcapsules |
US7556713B2 (en) * | 2004-06-22 | 2009-07-07 | Andritz, Inc. | Method and system for feeding cellulose chips to a high pressure continuous cooking system |
US20100021247A1 (en) * | 2007-04-20 | 2010-01-28 | General Electric Company | Transporting particulate material |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116142800A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-05-23 | 张家港森美瑞机械有限公司 | 一种粉状物料的全自动定量上料系统及方法 |
Also Published As
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