CN107406779B - 用于输送散料的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于输送散料的装置(1)，其包括：能够移动的输送构件和外壁，外壁相对于输送构件是固定的，其中，装置连接到进一步处理室(23)，进一步处理室(23)用于接收和进一步处理散料(4)，并且使用动态密封件，动态密封件相对于进一步处理室(23)与在处理时位于上游的区域之间的不同压力提供密封。动态密封件的密封成分(11)由材料充填物或材料密封件形式的密封剂构成，在输送装置的运行期间材料充填物或材料密封件能够再生，其中密封成分(11)提供自待被输送的散料(4)的支流或提供自单独的密封剂源。本发明还涉及用于将散料输送到进一步处理室(23)或加压空间的方法，其中对于相对于不同压力进行密封，动态密封件的密封成分(11)由待被输送的散料流的支流(26)形成和/或由单独的密封剂流形成。

Description

用于输送散料的装置和方法

技术领域

本发明涉及根据方案1的前续部分的用于输送散料的装置和根据方案10的用于输送散料的方法。将能够为糊状、粉状、块状、可自由流动/具有自由流动性或黏的输送材料的散料输送到压力室中。

背景技术

为了将诸如煤等的干散料引入到诸如气化反应器等的加压室中，使用这种类型的输送装置或泵，这种类型的输送装置或泵还称作干料泵。

当在气化反应器中对煤进行处理时，为了设备的有效率运行，高温和/或25bar至80bar的压力是普遍的。特别是对于低质煤的气化或在燃料来自生物质的情况下，在输送特定的散料方面，不能忽视某些需求。通常，对于提供基材而言，不应当是高成本的，其中提供基材包括基材的传送、粉碎、分类和存储。另外，输送装置应当是鲁棒且低廉的，并且在输送过程期间，应当大幅地避免导致压力损失的处理气体的离开。另外，必须考虑的是，在残留水分或水分含量方面具有非常不同的特性并频繁地呈现出波动的燃料形式的特定散料是粗颗粒的，或者甚至具有撞击输送装置的表面的攻击性或特性。

在输送装置或输送装置的作业空间中产生相对于环境压力的所需压力的处理气体的损失根本上取决于作业空间的相应密封。一方面，存在诸如活塞泵、盘泵、旋转给送器或彼此前后配置的压力容器的输送装置，其中借助于在几何上被限定的部件来实现密封。使用机械密封件、活塞环或彼此相对延伸的软密封部件和硬密封部件。

就部件根据待被输送的散料的特定性质而较快或较慢磨损而言，散料对部件的密封效果有影响。因此，在设计这种输送装置时，对于密封效果，通常必须解决部件的磨损和部件的更换与密封之间的兼顾。

大多数前述输送装置或干料泵相对昂贵、具有高的能量损失且整体效率非常低。

例如，能够在WO 95/06610A1或US 4 197 092 A中找到使用由待被处理的材料制成的材料插件(material plug)形式的密封件的输送装置。在这方面，这些装置将材料连续地输送到压力室中。然而，在这两示例中，需要大量的能量来将材料插件压实到实现期望的密封效果的程度。在输送过程中必须将待被输送的全部散料连续或断续地压实成期望的材料插件的致密度。这对非均质材料是特别困难的，并且这还会对与插件接触的部件引起高的磨损。

另外，必须在输送过程之前将所有输送材料处理成其能够穿过装置和压实部的程度。这提高了在输送过程之前处理散料的支出。

发明内容

相比之下，本发明的目的是以最低可能的能量消耗将散料输送到压力室中，并且无论材料性能如何波动均对输送提供保证。在这方面，应当克服了从现有技术已知的缺点和前述缺点。

根据本发明，所述目的通过根据方案1的装置和根据方案10的方法而得以实现。有利的改进方案是从属方案的主题。

本发明提供用于输送散料的装置，该装置包括：能够移动的输送构件以及外壁，外壁相对于输送构件是固定的，其中装置能够被加压或连接到进一步处理室或压力室，进一步处理室或压力室用于接收和进一步处理散料。在这种情况下，动态密封件相对于进一步处理室与在处理时位于上游的区域之间的不同压力提供密封。这意味着，布置在输送装置中的动态密封件必须经受住进一步处理室与在处理时位于上游的区域(例如，环境压力或散料源)之间的不同压力。在这里，动态密封件将被理解为在输送装置的可动部件与固定部件之间提供密封作用的部件或元件。在本发明中，由密封剂制成的动态密封件的密封成分被设置成材料充填物或材料密封件的形式，在输送装置的运行期间材料充填物或材料密封件能够再生，其中，与已知的输送装置相比，密封成分仅提供自待被输送的散料的支流和/或提供自单独的密封剂源。

这具有如下优点：不必施加用于压实全部散料输送流的能量，而仅施加用于支流或单独的密封剂流的能量。另外，散料的仅一部分由此在其初始性能方面发生改变，使得无需在进入压力室之前或在进入压力室之时使恢复该初始性能。

尽管如此，由散料或单独的密封剂制成的密封成分用作可再生的消耗密封物，并且在气化处理期间还能够使用/进一步处理在运行期间必然发生的磨掉物(abration)。因磨损而形成在例如输送装置的内侧的沟槽或凹陷被通过在处理过程期间利用散料或密封剂使密封成分再生并填充相关联的凹陷来补偿。

因而，能够以低的用于密封的能量消耗制得具有非常高的使用寿命的输送装置。

在这方面，动态密封件的密封成分能够被提供为主密封件或副密封件。在主密封件的情况下，动态密封件的密封成分全部由散料支流的材料或单独的密封剂流或两者的混合物构成。可选地，密封成分能够具有传统的成形套部件(shaping sleeve component)，该套部件的来自散料的支流或密封剂流的填充物能够被作为副密封件提供。在副密封件的情况下，密封成分的密封效果由该套部件与填充物的联合作用产生。

本发明的改进方案提供：动态密封件被设置为在输送装置的能够移动的输送构件或固定的外壁平移或转动的密封件。

因而，动态密封件能够使用在例如输送装置中，输送装置包括缸体和活塞，活塞能够在缸体中来回移动，活塞被设置为输送构件。这里，动态密封件能够沿径向配置于缸体壁和活塞两者。

因此，动态密封件的材料充填物或材料密封件形式的密封成分能够被成形为密封套。

在这种情况下，如果密封套具有尽可能小的壁厚，一方面，密封套对于维持在运行期间产生的力和压力而言足够的大，另一方面，密封套是小的使得仅存在少量和/或小体积的材料充填物或材料密封件，则是有利的。

当压实装置、由压实装置通过的压实路径、密封室、缸体、形状和活塞的阻力彼此匹配，使得在由压实装置产生的压实期间密封材料的径向向外扩展受到抑制时，改善了密封效果。

可选地，动态密封件的密封成分还能够被作为插件或盘配置于可往复的活塞的端面。在这种情况下，能够使用已经被压实的插件或已经被压实的盘，或者压实装置能够被配置成使得能够将引入输送装置的密封材料处理成密封成分。

对于动态密封件的密封成分的材料组分，可以将一种添加剂或多种添加剂添加到散料的支流和/或单独的密封剂流。有利地，这些添加剂仅具有相对于压力室中的进一步处理非活性的特性。因而，待被输送的散料的材料性质不会受到单独的密封剂流或添加剂的不利影响。

例如，能够想到将水、油(例如，废油)、石墨、油脂或具有优选良好的滑动和/或润滑性能的其它润滑剂作为添加剂。优选地，一方面，添加剂会使密封成分相对于输送装置的滑动性能最优化，另一方面，特别是在液状添加剂的情况下，添加剂会改善密封材料的可流动性，以便改善为了密封成分的再生而对密封材料的给送。

另外，本发明的改进方案提供：提供动态密封件的包括糊状或液体材料的密封成分。能够通过例如添加液体添加剂来在形状方面调节该性质。该性质的优点是改善了密封成分的出于再生目的的输送能力。在这种情况下，用来自源的处于压力下的给送物替换移除的致密成分。

此外，本发明提供用于将散料输送到加压室的方法，其中对于使输送装置相对于环境压力或散料源密封，动态密封件的密封成分由待被输送的散料流的支流形成和/或由单独的密封剂流形成。

在这种情况下，借助于能够移动的输送构件能够将密封剂从支流和/或密封剂流连续或断续地输送到输送装置的作业空间中，该空间能够用于进行压实。

即使在输送装置的运行期间给送到散料流的密封剂从单独的密封剂流离开，也能够使该密封剂与待被输送到压力室或进一步处理室中的散料被一起处理，因为这不会使散料的材料性质改变或变坏。这同样适用于已经从散料流离开并添加到添加剂中的密封剂，以便可能地改善黏性或滑动性能。

一方面，以这种方式实现了稳定的输送装置，另一方面，以这种方式实现了能够有效率运行的输送装置。

附图说明

以下借助于示出了不同示例性实施方式的附图更详细地说明本发明。在附图中：

图1示出了本发明的并入本发明的方法中的输送装置的第一实施方式的示意图；

图2示出了密封剂给送单元的区域中的沿着图1的通过输送装置的线II的截面图；

图3示出了当压实装置从制得的密封成分离开并伴随着输送装置的活塞沿进一步处理室的方向同时移动时输送装置的状态；

图4示出了当密封成分被压实时活塞和压实装置的往复状态；

图5示出了当散料流被活塞加压时输送装置的状态；

图6示出了散料被引入进一步处理室的瞬间；

图7示出了输送装置的作业空间的空出状态；

图8示出了本发明的输送装置的第二实施方式；

图9示出了本发明的方法的图示。

具体实施方式

附图本质上只是示意性的，并且仅用于有助于理解本发明。为相同的元件提供相同的附图标记。

图1示出了本发明的输送装置1的第一实施方式。输送装置1被设计为固体输送泵。输送装置1具有作为固定外壁的缸体3和作为可动输送构件的活塞8。固定外壁3还限定出作业空间2，在作业空间2中，活塞8能够沿着长度方向轴线7来回移动。作业空间2能够填充散料4。散料4来自包括具有输送器螺杆6的给送装置5的散料源。

活塞8的外侧与缸体3的内侧或内表面9之间存在密封间隙10。密封间隙10借助于动态密封件而密封，动态密封件的密封成分11以主密封件(main seal)或材料密封件(material seal)的形式设置。密封成分11被制成为环状，并且具有抵靠活塞8的锥形外表面13的内表面12。

活塞8具有呈长孔方式的槽14，压实装置16的销15在槽14中被引导。压实装置16以中空带孔轴(hollow-bore shaft)的方式制成。

密封成分11由散料4的支流构成，但是还包含少量添加剂成分和/或与散料不同的成分。

在图示的示例性实施方式中，首先将待被处理的散料4从开始材料给送器17供给到输送流分配器或输送流分配装置18。在这方面，经由过滤器、筛、粉碎、滚动或研磨处理，将待被输送的散料中的例如90％散料直接给送到给送装置5，并且在相同或相似的预处理步骤之后将剩余的10％材料给送到图2所示的密封成分给送单元19。

在这种情况下，密封成分给送单元19能够被设计为“侧方给送器”或“上方给送器”。示出了所谓的“侧方给送器”，其中经由侧方入口将待被输送的散料引入到输送装置1的作业空间2中。如从图1明显的，能够任选地经由添加剂支路20向密封成分给送单元19给送添加剂，并且添加剂能够与散料流的支流26混合。

缸体3的下端具有突出到进一步处理室23中的出口。该出口由封闭部件21封闭，使得能够在缸体3的作业空间2中建立用于进一步处理的相对应压力。

图3示出了用于形成动态密封件的作为主密封件或材料密封件的密封成分11的密封空间的填充。压实装置16沿与进一步处理室23的方向相反的方向移动，通过密封成分11相对于作业空间2的内壁的摩擦来保持活塞8。结果，开放出间隙4，间隙4的容积与密封成分的因磨损而去除的体积近似对应。随后在密封成分给送单元19的区域中重新补充该体积，因而该体积再生。

在下一步骤中，如图4所示，作为作业空间2中的压力增大的结果，压实装置16和活塞8朝向彼此移动；一方面，这会致使密封成分11的材料的压实，另一方面，这会致使材料受到径向向外的力，后者在径向上受输送装置1的外壁(在这里，为缸体3的内表面9)的限制。在任意情况下，可动输送构件与输送装置1之间的密封间隙10均由密封成分11封闭。

在后续步骤中如何将散料4从待被输送的散料流压实到缸体3的作业空间2中，以及如何建立与压力室23的压力对应的压力在图5中是明显的，其中建立与压力室23的压力对应的压力仅能够通过密封成分11的存在而得以实现。

刚一到达限定的压力，就能够例如经由副活塞22打开输送装置1的作业空间2，并且使散料4如图6所示地排出成为可能。

然而，在这种情况下，散料4大部分未被压实，而仅作业空间2具有进一步处理室23中占优的压力。在图5的压缩阶段和图6的排出阶段之后，使缸体3的作业空间2再次与进一步处理室23隔离。通过撤回活塞8，还使作业空间2如图7所示地再次空出。

图8示出了本发明的输送器系统24的第二实施方式。在这里，本发明的两个输送器系统24被彼此垂直地使用。两个输送器系统24均具有出口，出口开放到进一步处理室23中，并且进一步处理室23能够为例如压力容器的一部分。有利地，在两个组合的输送器系统24的情况下，当压实阶段已经在一个缸体中进行时，排出过程发生在另一缸体中。为了实现进一步处理室23的近似连续的给送，还能够使多个这样的输送器系统彼此组合。

图9再次示意性地示出了将散料输送到进一步处理空间23中的过程。在开始材料给送时，在输送流分配装置18处将待被输送的散料流分配成主流和支流26。另外，为了材料密封件形式的密封成分的制得能够添加来自添加剂支路20的添加剂。

而作为已经说明的方法的可选方案，燃料制备发生在步骤25，能够在单独的步骤27制得作为主密封件或副密封件的动态密封件。例如，材料密封件能够以盘或止挡件的形式制得。任选地，这能够伴随着添加剂的添加或通过简单的压实来进行。可选地，为了被填充为成形弹性密封成分(shaping elastic seal element)的副密封件的制得还能够使用支流26。为了检查主密封件或副密封件的密封效果，能够提供额外的质量测试28。然后，在进一步处理室中在步骤29对来自燃料制备25和来自支流26的具有或不具有添加剂的制备好的散料进行进一步处理，其中动态密封件能够在其自身的处理过程中制得，或者能够作为最终的密封件而引入到输送过程中。

本发明的输送装置和本发明的输送方法的优点在于，因为无需压实全部散料流或输送流，所以与压实或连续压实输送装置相比，能够显著地减少相对于环境压力地密封压力室所需的能量。

然而，通过多个输送器系统的组合，能够实现进一步处理室23或压力室的近似连续的填料。

附图标记说明

1 用于输送散料的装置、输送装置

2 作业空间

3 缸体

4 散料

5 给送装置

6 输送器螺杆

7 长度方向轴线

8 活塞

9 缸体的内表面

10 密封间隙

11 密封成分

12 密封成分的内表面

13 活塞的外表面

14 槽

15 销

16 压实装置

17 开始材料给送器

18 输送流分配装置

19 密封成分给送单元

20 添加剂支路

21 密封部件

22 副活塞

23 进一步处理室、压力室

24 输送器系统

25 燃料制备

26 散料流的支流

27 密封成分制得

28 质量测试

29 制品处理

Claims (12)

1.一种用于输送散料的装置(1)，所述装置(1)包括：

-能够移动的输送构件，以及

-外壁，其相对于所述输送构件是固定的，

-其中

-所述装置连接到进一步处理室(23)，所述进一步处理室(23)用于接收和进一步处理所述散料(4)，并且

-使用动态密封件，所述动态密封件相对于所述进一步处理室(23)与在处理时位于上游的区域之间的不同压力提供密封，其特征在于，所述动态密封件的密封成分(11)由材料充填物或材料密封件形式的密封剂构成，在所述装置的运行期间所述材料充填物或材料密封件能够再生，其中所述密封成分提供自待被输送的所述散料的支流或提供自待被输送的所述散料的支流和单独的密封剂源。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述动态密封件的密封成分(11)被提供为主密封件或副密封件。

3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述动态密封件被设置为在所述装置(1)的能够移动的输送构件或固定的外壁处的平移或转动的密封件。

4.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)包括缸体(3)和活塞(8)，所述活塞(8)能够在所述缸体(3)中来回移动，所述活塞(8)被设置为所述输送构件。

5.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述动态密封件的材料充填物或材料密封件形式的密封成分(11)被成形为密封套。

6.根据权利要求5所述的装置(1)，其特征在于，所述密封套具有尽可能小的壁厚，一方面，所述密封套对于维持在运行期间产生的力和压力而言足够的大，另一方面，所述密封套足够的小使得仅少量和/或小体积的所述材料充填物或所述材料密封件必须被压实。

7.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)包括鼓状体或筒体，所述输送构件被设置为在所述鼓状体或所述筒体中转动的转轮。

8.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述动态密封件的材料充填物或材料密封件形式的密封成分(11)包含一种或多种添加剂。

9.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述动态密封件的密封成分(11)以由糊状或液体材料制成的能够再生的所述材料充填物或所述材料密封件的形式被提供。

10.一种用于将散料输送到进一步处理室(23)或加压室中的方法，其中为了使输送装置(1)相对于环境压力或散料源密封，动态密封件的密封成分(11)由待被输送的散料流的支流(26)形成或由待被输送的散料流的支流(26)和单独的密封剂流形成。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，借助于能够移动的输送构件将所述密封剂从所述支流(26)或待被输送的散料流的支流(26)和密封剂流连续或断续地输送到所述输送装置(1)的作业空间(2)中，该空间能够用于进行压实和/或能够在该空间中压实。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述输送装置(1)的运行期间将用于所述动态密封件的密封成分(11)的所述密封剂添加到所述散料流，并且在压力室或所述进一步处理室(23)中使所述密封剂与所述散料流被一起处理。

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