用于将散料输送到压力室中的装置和方法 |
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| 申请号 | CN201680013811.2 | 申请日 | 2016-03-04 | 公开(公告)号 | CN107429177A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 申克普若赛斯欧洲有限公司; | 发明人 | H·法伯尔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及用于将尘状或粒状的散料连续地输送到压 力 室中的装置，其包括：入口(14)，通过入口供给或从散料 存储器 排出散料；壳体(6，7，9)，其沿着转动轴线(13)配置；输送区域(h1，h2，h3)，其与入口(14)相连；以及轴(1)，其在壳体(6，7，9)中转动并且包括配置于周缘的输送器部件(2)。转动轴线(13)、壳体(6，7，9)和轴(1)竖直地配置，在压力室与入口之间的输送区域(h3)中配置有能够再生的材料密封止挡物形式的 密封件 ，所述密封件使压力室密封。壳体(7)在壳体内壁具有多边形、凹陷或至少一个螺旋状延伸的槽(8)，多边形、凹陷或槽(8)的定向垂直于输送器部件的二维定向地延伸。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于将尘状或粒状的散料连续地输送到压力室中的装置，所述装置包括： |
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| 说明书全文 | 用于将散料输送到压力室中的装置和方法技术领域背景技术[0002] 在煤气化领域中，已知将粉状或块状的煤给送到气化器/反应器中，在气化器/反应器中，压力和空气条件优于利用蒸汽和氧气使煤以高温分解进行反应的压力和条件，从而生成一氧化碳和氢气及其它反应物形式的可燃气体。 [0003] 因为在气化器中能够获得高达80bar的压力条件，所以技术任务是将粉状煤从无压的散料存储器连续地输送到相对应的压力室中。在这种情况下，在原理上所要避免的是，气体沿与煤的输送方向相反的方向从压力室离开。这样的压力损失将对给送过程有影响，并且使为了控制气化处理而使散料或煤的连续给送变得不可能。 [0004] 一方面，必须抵抗非常高的压力地输送煤或散料。另一方面，将获得自煤的煤或气体尽可能连续地输送到随后的高温分解处理，以便保证尽可能没有有害物质地进行均匀的高温分解。因此，在上述输送过程中，所要避免的是来自燃烧室/反应器的压力室的反应对散料的作用。 [0005] 例如，从US 4 197 092已知一种具有中空给送轴的离心泵，通过中空给送轴将煤与蒸汽和氧气形式或二氧化碳形式的气体的混合物引入到气化器的压力室中。泵具有筒状壳体并在壳体的面对压力室的端处具有截头圆锥状内轮廓。叶轮可转动地安装在壳体中并还具有与壳体的端相对应的截头圆锥状的端。在叶轮与壳体之间的边缘区域中，气体平行于煤地输送通过叶轮的中空内部。气体和煤两者均会撞击离心泵的出口处的甩料板(slinger plate)。归因于气体通道与碳通道之间的位于甩料板的连接开口，气体和煤以煤分散在气体中的方式在与离心泵相连的室中混合。然后，通过喷嘴将煤-气混合物输送到压力室中。 [0006] 因为所要避免的是压力室的压力损失，所以在上述解决方案中必须在输送装置与压力室之间设置具有可控喷嘴的附加室，这是因为否则煤-气混合物将会从压力室被压回到散料存储器中。 [0007] 此外，从GB 2 029 355 A已知一种用于将微粒状散料或粉煤输送到压力室中的类似装置。在这里，压实的散料形成用作抵抗压力室中的高压的屏障的密封插件。这意味着，微粒状散料在装置中是被同时输送和压实的。因此，归因于散料给送与压力室之间的大的压差，要对输送装置的密封和性能施加高的要求。 发明内容[0008] 因此，基于该背景，目的是改善用于将散料输送到压力室或相对应的过程中的装置。 [0010] 本发明提供用于将尘状、粒状、糊状、粉状、块状、可倒入、自由流动或粘的散料输送到压力室中的装置，其包括：入口，通过该入口从散料存储器供给或排出散料；壳体，其沿着转动轴线配置；输送区域，其与入口相连；以及轴，其在壳体中转动，并且包括配置于周缘的输送器部件。在这方面，转动轴线、壳体和轴竖直地配置。根据本发明，压力室与输送区域之间设置有能够再生的材料密封止挡物形式的密封件，密封件使压力室密封。在这里，能够想到输送区域与压力室之间的大于或等于3bar至80bar、优选为10bar的压力差。此外，在所述装置的面对压力室的端处或在所述装置的输送区域的端处，所述装置包括出口，通过该出口将散料输送到压力室中。优选地，材料密封止挡物使输送装置的出口密封。本发明的装置能够使用在机械地输送散料整体的系统和主要气动地输送散料的系统两者中。特别是在散料的气动输送领域中，能够用本发明的装置替换压力范围为2bar至10bar的用于高压引入的舱(bin)。根据给送气体，还能够想到具有待被克服的为50bar的压力差的均匀应用区域。 [0011] 所述装置的输送区域包括通风区域、压实区域和密封区域。在通风区域中，已经从存储器离开的散料被转动的轴和轴的配置于周缘的输送器部件输送和预压实，至此，存在于散料颗粒之间的空气/气体被向上排出。在这种情况下，轴能够是筒状或锥状的。 [0012] 在压实区域中，散料被转动的轴和配置于周缘的输送器部件以如下形式压实：其开始压实，先前为块状或粉状的散料颗粒被进一步压实。在压实区域中，输送装置的壳体在其内壁能够具有多边形(polygon)、凹陷或螺旋状延伸的槽。凹陷或槽以其定向垂直于输送器部件的二维定向的方式被理想地配置。以这种方式，实现了已经被压实的散料更容易沿输送装置的出口的方向输送并不随着轴和相应的输送器部件转动。 [0013] 在密封区域中，散料最终仅以被压实、实心、不可透过或致密的材料密封止挡物的形式存在，这确保了压力室与散料存储器之间的密封功能。 [0014] 因此，转动的轴在轴颈中终止、在输送装置的密封区域中不具有输送器部件。这意味着，输送装置的轴和壳体的内壁两者在密封区域中均能够具有平滑表面。因此，轴或轴颈与壳体内壁之间的间隙限定出由于逐渐压实而使散料被加压的截面形状。优选地，能够再生的材料密封止挡物设置在位于轴与壳体和/或轴颈与壳体之间的环状间隙中。因此，材料密封止挡物自身具有筒状。 [0015] 本发明的改进方案提供：轴的配置于周缘的输送器部件在通风区域中被设置为输送叶片。这些输送叶片以刀片状或浆状的小叶片形式制成。这些输送叶片可以以均匀的或连续减小的距离螺旋状地配置于轴。优选地，刀片状的输送叶片的定向以如下方式改变：从入口向压实区域前进、从竖直形状向水平形状转变、呈近似螺旋状。 [0016] 优选地，在周缘配置有输送器部件的轴在压实区域中被设置为具有沿输送方向减小的每节距长度体积的压实螺杆、筒状螺旋件或阿基米德螺旋件(Archimedean spiral)。在该区域中，输送器部件绕着轴以螺旋的形式延伸。因此，绕着轴卷绕的输送器部件或螺旋的节距h和螺旋角α＝arctan(h/2π·r)两者均能够改变。 [0017] 本发明的改进方案提供：输送装置的出口设置于壳体的周缘。因此，筒状或锥状的壳体在其端处可以具有在侧表面中以限定高度h延伸的至少一个开口。此外，在输送装置的面对压力室的端，输送装置在轴向上能够是封闭的。为此，轴的或轴颈的端能够具有板状或锥状的扩大部。这意味着，压实的散料或压实的材料密封止挡物支撑于该板或扩大部。然后，压实的散料的材料排出经由配置于周缘的一个或多个出口发生。 [0018] 如果要改变待被输送到压力室中的散料的量，则除了改变轴的驱动速度以外，还能够改变出口的几何形状。在出口位于周缘的情况下，能够相应地增大或减小出口的高度。为此，提供：位于轴的端处的扩大部和壳体的至少一部分以能够相对于彼此移动的方式布置。因此，具有输送器部件的完整的轴能够以能够沿输送方向移动的方式安装在壳体中。此外，壳体能够设置有确定出口的高度的可动套筒。 [0019] 本发明的改进方案提供用于将尘状或粒状的散料输送到压力室中的输送器系统，其中已经说明了的输送装置被包含散料存储器的第一容器扩展。散料从散料存储容器相应地连续离开进入用于将散料输送到压力室中的装置。为了确保容器抵抗压力室中占优的压力，除了材料密封止挡物以外，能够在容器与输送装置之间布置盘阀等形式的机械密封装置。 [0020] 本发明还提供用于将尘状、粉状、块状或粒状的散料输送到压力室中的方法。为了补偿散料存储器与压力室之间的压力差，根据如下步骤来输送散料。首先，将散料从散料容器或从散料存储器排出到输送装置中。可选地，使散料从容器存储器离开。接下来，在输送装置中对待被处理或待被输送的散料进行通风，并且同时沿压力室的方向输送该散料。然后，对散料流进行进一步输送和压实，直到散料流被压成经受散料供给与压力室之间的压力差的材料密封止挡物。作为连续输送散料的结果，材料密封止挡物被进一步传输到输送装置的出口。附图说明 [0021] 以下将借助附图更详细地说明本发明。 [0022] 图1示出了本发明的输送装置的截面图； [0023] 图2示出了本发明的输送装置的第二变型例的截面图，其中壳体和轴的输送器部件在压实区域中的几何形状改变； [0024] 图3示出了本发明的输送装置的第三变型例的截面； [0025] 图4示出了本发明的输送装置的第四变型例的截面图。 具体实施方式[0026] 附图本质上只是示意性的，并且仅用于有助于理解本发明。为相同或等同的元件提供相同的附图标记。 [0027] 图1示出了用于将块状、粒状或粉状散料从散料存储器输送到压力室的输送装置。在本示例性实施方式中，煤从散料容器(未示出)离开并通过入口14给送到输送装置。输送装置包括竖直配置的轴1，轴1经由传动系12连接到位于输送装置的外侧的马达M并由马达M驱动。这致使件货(piece goods)的输送方向在重力的方向上从上向下。这促进了输送装置的均匀填充。此外，输送装置包括围绕轴1的转动对称的壳体11、6、7、9。具有筒状区域和锥状区域两者的壳体11、6、7、9从入口14延伸到出口15。 [0028] 轴1绕着竖直的转动轴线13相应转动，转动轴线13同时还代表壳体11、6、7、9的转动轴线。 [0029] 在本示例性实施方式中，轴1以不被支撑的方式安装在输送装置中。这意味着，轴1仅在一侧安装在输送装置中，因此在轴1的面对压力室的端不设置承载件。另外，轴1能够可移动地布置在输送装置中。此外，轴1在周缘具有配置于轴1的输送器部件2。散料在轴1与壳体11、6、7、9之间的间隙中相应地传输通过输送装置。 [0030] 能够在从入口14到出口15的范围将输送装置的输送路径划分成多个输送区域，在输送方向上该多个输送区域被划分成进入区域h0、通风区域(venting region)h1、压实区域h2和密封区域h3。进入区域11以可靠地避免散料的架桥现象(bridge formation)的方式被设计。根据待被输送的散料，确定壳体内壁与传动系12之间的限定空隙或限定直径。 [0031] 根据输送区域，在输送器部件2的形状和定向方面，输送器部件2与散料的输送和压实的程度相应地被适配。在通风区域h1中，输送器部件2以检测散料并将散料给送到随后的压实区域h2的刀片或叶片的方式被设置。输送器部件2能够通过仅施加适度的力并因而抵抗在通风区域中过度压实而使散料足够通风。 [0032] 在随后的压缩区域h2中，输送器部件2以刀片的形式、螺旋的形状配置于轴1，从而产生整刃刀片螺杆(full-blade screw)形式的压实螺杆3。轴与壳体内壁之间的间隙的高度相应地减小到螺旋的节距。为了实现散料的进一步压实，能够例如通过减小螺旋的节距或使壳体内径沿出口15的方向渐缩来进一步减小该体积。 [0033] 压实螺杆3对待被输送的散料施加大的力。在压实区域h2中，材料的体积密度大幅增大，使得材料开始被压实。归因于材料压实度的增大，摩擦力也增大。为了防止正在被压实着的散料随着轴1转动，壳体壁是有凹陷的。这意味着，向内的壳体壁中设置有至少一个槽8，该槽也从上向下螺旋状地延伸。在这种情况下，槽8描绘出与压实螺杆3的节距相反的螺旋形状。由此，凹陷或槽8被定向成与轴1的刀片状输送器部件始终呈理想的角度。在这种情况下，刀片状输送器部件沿着壳体7的槽8沿输送方向向下推压实的散料。由此，将压实的散料支撑在凹陷中，因而有效地防止了该散料共转。 [0034] 相比之下，在输送装置的密封区域h3中，轴1具有无输送器部件的平滑表面。在该区域h3中，壳体9的壳体内壁中也不设置槽或凹陷，从而在轴颈4与壳体内壁之间产生作为空间的环状间隙。 [0035] 在该环状间隙中，压实的散料被压出压实区域h2、压入密封区域h3。因为轴1或轴颈4在其面对压力室的端处具有使输送装置在轴向上封闭的扩大部5，所以在密封区域h3的下端处开始形成材料密封止挡物。在运行期间随着轴1转动的扩大部5相应地用作偏转板，并且相应地用作材料密封止挡物的固定构件。材料密封止挡物自身被从上方反复地填充新的压实的材料并穿过密封区域h3。在壳体9的下区域中，在周缘配置有出口15。出口15能够由布置在壳体9的出口的区域中的套筒10封闭，或者出口15的尺寸能够改变。图中的箭头相应地表示套筒10的移动方向。 [0036] 在输送装置的空闲状态下，套筒10完全地封闭出口15。在图中用虚线示出该状态。在开始运转期间，套筒10继续维持在封闭位置，并且帮助建立材料密封止挡物。一旦材料密封止挡物在一定输送时间之后达到所需强度使得材料密封止挡物能够经受住压力室与入口14处的环境压力之间的压力差，套筒10就被向上拉动并使输送装置的出口15释放。然后，材料密封止挡物的材料在轴1的随后用作偏转板的扩大部5处散开，并且作为通过出口15进入压力室的松散材料而离开输送装置。套筒10的中间位置可以作为期望输送能力的功能。 当输送装置停止时，然后相应地执行套筒10的封闭。 [0037] 本发明的根据图2的输送装置的第二变型例具有设置于壳体内壁的槽8的几何形状，与第一实施方式相比，所述几何形状改变。槽8还以螺旋的形式延伸，但是相比于图1中的第一实施方式，槽8具有不同的倾斜度或节距。在这里，槽8也描绘出与压实螺杆3的节距相反的螺旋形状。 [0038] 在本发明的图3的输送装置的第三变型例中，相比之下，槽8具有变化的导程角。相对于压实螺杆3的转动轴线13或长度方向轴线，槽8的导程角从入口14沿出口15的方向减小。而槽8在压实螺杆3的面对入口14的上端处具有最陡的导程角，该角度沿出口的方向减小直到槽在出口的区域中平行或近似平行于压实螺杆3的转动轴线13或长度方向轴线地延伸为止。 [0039] 此外，图4示出了本发明的输送装置的第四变型例，其中与图3所示的实施方式相比，槽8平行或近似平行地延伸的区域延长。 [0040] 附图标记说明 [0041] 1 轴 [0042] 2 输送器部件 [0043] 3 压实螺杆 [0044] 4 轴颈 [0045] 5 扩大部 [0046] 6 壳体通风区域 [0047] 7 壳体压实区域 [0048] 8 槽/凹陷/多边形 [0049] 9 壳体密封区域 [0050] 10 套筒 [0051] 11 进入部 [0052] 12 驱动部 [0053] 13 转动轴线 [0054] 14 入口 [0055] 15 出口 [0056] M 马达 |
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