Распределитель для шнекового фильтрующего центробежного сепаратора
Группа изобретений относится к центрифугам, в частности к распределителям, которые могут быть использованы в шнековом фильтрующем центробежном сепараторе, например в горизонтальной шнековой фильтрующей центрифуге или в вертикальной шнековой фильтрующей центрифуге. Согласно первому варианту распределитель для шнекового фильтрующего центробежного сепаратора включает первую пластину, имеющую в основном плоскую поверхность, обращенную к выходному отверстию питательного трубопровода, причем в основном плоская поверхность наклонена или отклонена так, что периферийная часть первой пластины толще ее внутренней части. При этом первая пластина закреплена внутри шнекового фильтрующего центробежного сепаратора. Согласно другому варианту распределитель для шнекового фильтрующего центробежного сепаратора включает первую пластину, имеющую поверхность и отверстие для приема шлама, и по меньшей мере один буртик, прикрепленный к первой пластине. Каждый буртик отходит от поверхности к выходному отверстию питательного трубопровода так, что наиболее удаленная часть буртика находится ближе к выходному отверстию питательного трубопровода, чем поверхность первой пластины, когда распределитель установлен в шнековом фильтрующем центробежном сепараторе. Шнековый фильтрующий центробежный сепаратор включает корпус, питательный трубопровод, присоединенный к корпусу, имеющий выходное отверстие, через которое шлам подается в полость корпуса, фильтрующий узел, установленный внутри полости корпуса для приведения его во вращение внутри корпуса, шнековый узел, установленный с возможностью приведения во вращение внутри полости корпуса и расположенный внутри фильтрующего узла, и распределитель, выполненный в соответствии с вышеуказанными вариантами. Распределитель расположен между питательным трубопроводом и шнековым узлом. Техническим результатом является снижение износа сита фильтрующего узла за счет изменения распределения скорости шлама, вызываемого распределителем. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 18 ил.
Ссылки на родственные заявки
Настоящая заявка является международной заявкой, претендующей на приоритет предварительной патентной заявки США №№61/917656, поданной 18 декабря 2013 г.; 61/976800, поданной 08 апреля 2014 г., и 62/047115, поданной 08 сентября 2014 г.
Область техники
Настоящее изобретение относится к центрифугам. В частности, настоящее изобретение относится к распределителям, которые могут быть использованы в шнековом фильтрующем (ситовом) центробежном сепараторе, например горизонтальной шнековой фильтрующей центрифуге или вертикальной шнековой фильтрующей центрифуге.
Уровень техники
С примерами устройств, относящихся к центрифугам, можно ознакомиться из патентов US 1334023, 1664769, 1903795, 2370353, 2727631, 2752043, 3087621, 3302895, 3307703, 3315810, 3361264, 3411631, 3418097, 3782643, 3837913, 4063959, 4922625, 4961722, 5426866 и 5616245, и публикации патентной заявки 2011/0006016. Центрифуги некоторых типов могут быть использованы для измельчения породы или других материалов. Центрифуги других типов могут быть использованы для разделения различных материалов.
Например, шнековые фильтрующие центрифуги могут быть использованы в некотором оборудовании для отделения жидкости от твердого зернистого материала. Например, в патенте US 8257587 раскрывается шнековая фильтрующая центрифуга, выполненная с возможностью приема шлама и отделения твердых частиц от жидкости в шламе. В качестве другого примера, в патентах US 3428246, 5256289 и 5410795 раскрываются вертикальные центрифуги, выполненные с возможностью отделения твердого материала от жидкости шлама.
Шнековые фильтрующие центрифуги могут быть выполнены с возможностью использования перфорированного барабана, вращающегося с одной скоростью, и шнека, вращающегося с другой скоростью, с тем, чтобы способствовать отделению твердых частиц от жидкости. В процессе работы, перфорированный барабан зачастую подвергается интенсивному износу в определенных локальных зонах. В результате, перфорированный барабан требует регулярной замены. Замена барабана влечет расходы и нежелательные простои в работе, когда оператор останавливает центрифугу на некоторое время для снятия старого перфорированного и замены его новым.
Раскрытие изобретения
В настоящем изобретении предлагается распределитель для шнекового фильтрующего центробежного сепаратора. В некоторых вариантах выполнения, распределитель может включать первую пластину, имеющую в целом плоскую поверхность, обращенную к выходному отверстию питательного трубопровода, когда первая пластина закреплена внутри шнекового фильтрующего центробежного сепаратора. В целом плоская поверхность может быть наклонена или отклонена таким образом, что периферийная часть первой пластины толще внутренней части этой пластины.
Другие варианты выполнения распределителя для шнекового фильтрующего центробежного сепаратора могут включать первую пластину, имеющую поверхность, отверстие для приема шлама и по меньшей мере один буртик (выступающую краевую часть), прикрепленный к первой пластине. Когда распределитель установлен в шнековом фильтрующем центробежном сепараторе, каждый буртик может выступать от поверхности в сторону выходного отверстия питательного трубопровода так, чтобы наиболее удаленная часть буртика располагалась ближе к выходному отверстию питательного трубопровода, чем плоская поверхность первой пластины. Наиболее удаленная часть каждого буртика может образовывать наиболее удаленную поверхность буртика, которая наклонена, отклонена, имеет ступенчатую форму или криволинейна. В некоторых вариантах выполнения, распределитель может иметь только один буртик, в то время как в других вариантах выполнения может иметь два или более буртиков, разнесенных друг от друга. В других вариантах выполнения, распределитель может иметь несколько буртиков различной высоты или имеющих различный наклон, отклонение, кривизну или плоские поверхности, непосредственно соприкасающиеся друг с другом, образующие группу ступенчатых или ярусных буртиков, формирующих единую, неразделенную поверхность.
Также предлагается распределитель для шнекового фильтрующего центробежного сепаратора, включающий первую пластину, имеющую отверстие для приема шлама, вторую пластину, разнесенную с первой пластиной, и несколько разнесенных перегораживающих элементов, прикрепленных к по меньшей мере первой или второй пластинам для формирования проходов, начинающихся вблизи отверстия первой пластины и кончающихся вблизи внешнего края второй пластины. Перегораживающие элементы могут быть разнесены друг от друга так, чтобы соседние перегораживающие элементы образовывали проход, по которому шлам, поступивший из отверстия первой пластины, мог пройти к выходу распределителя и далее мог быть направлен к фильтрующему узлу шнекового фильтрующего центробежного сепаратора.
Также предлагается шнековый фильтрующий центробежный сепаратор. Сепаратор может включать распределитель в любом варианте его выполнения.
Другие детали, задачи и преимущества изобретения станут очевидными из представленного ниже описания некоторых предпочтительных вариантов выполнения изобретения и некоторых предпочтительных способов их использования.
Краткое описание чертежей
В прилагаемых чертежах показаны частные варианты выполнения шнековых фильтрующих центробежных сепараторов и распределителя для этих сепараторов, а также проиллюстрированы некоторые частные способы их использования. Следует иметь в виду, что одинаковые ссылочные номера, использованные на чертежах, могут обозначать одни и те же компоненты.
На фиг. 1 представлен перспективный вид первого частного варианта выполнения шнекового фильтрующего центробежного сепаратора;
на фиг. 2 представлен вид сечения первого частного шнекового фильтрующего центробежного сепаратора, проходящего по линии II-II на фиг. 1;
на фиг. 3 представлен увеличенный вид поперечного сечения первого частного варианта выполнения шнекового фильтрующего центробежного сепаратора, на котором с увеличением показан первый частный вариант выполнения распределителя первого частного варианта выполнения шнекового фильтрующего центробежного сепаратора;
на фиг. 4 представлен перспективный вид первого частного варианта распределителя первого частного варианта выполнения шнекового фильтрующего центробежного сепаратора;
на фиг. 5 представлен вид поперечного сечения, иллюстрирующий первый частный вариант выполнения распределителя и части шнекового узла 31, к которому прикреплен первый частный вариант выполнения распределителя, для первого частного варианта выполнения шнекового фильтрующего центробежного сепаратора;
на фиг. 6 представлен вид поперечного сечения, аналогичный виду на фиг. 5, иллюстрирующий первый частный вариант выполнения распределителя и шнекового узла, к которому прикреплен первый частный вариант выполнения распределителя, для второго частного варианта выполнения шнекового фильтрующего центробежного сепаратора, в котором используется второй частный вариант выполнения распределителя;
на фиг. 7 представлен вид поперечного сечения третьего частного варианта выполнения распределителя, который может быть использован в вариантах выполнения шнекового фильтрующего центробежного сепаратора;
на фиг. 8 представлен вид поперечного сечения четвертого частного варианта выполнения распределителя, который может быть использован в вариантах выполнения шнекового фильтрующего центробежного сепаратора;
на фиг. 9 представлен вид поперечного сечения пятого частного варианта выполнения распределителя, который может быть использован в вариантах выполнения шнекового фильтрующего центробежного сепаратора;
на фиг. 10-16 представлены перспективные виды шестого и седьмого частных вариантов выполнения распределителя, который может быть использован в вариантах выполнения шнекового фильтрующего центробежного сепаратора;
на фиг. 17 представлен перспективный вид восьмого частного варианта выполнения распределителя, который может быть использован в вариантах выполнения шнекового фильтрующего центробежного сепаратора;
на фиг. 18 представлен перспективный вид восьмого частного варианта выполнения распределителя со снятой крышкой, для демонстрации элементов, разнесенных друг от друга на плите основания распределителя для формирования перегородок распределителя.
Подробное описание осуществления изобретения
Как показано на фиг 1-3, шнековый фильтрующий центробежный сепаратор 1 может включать корпус 4 и питательный трубопровод 3, присоединенный к подвижно закрепленной стенке 6 корпуса. В некоторых вариантах выполнения, подвижно закрепленная стенка 6 может представлять собой дверку или крышку люка, шарнирно соединенную с основной частью корпуса 4 посредством петель 2. Корпус также может иметь опоры 5, выполненные с возможностью непосредственного соединения с платформой или другой поверхностью для крепления корпуса 4.
Подвижно закрепленная стенка 6 может быть перемещена из открытого положения в закрытое положение. В открытом положении, стенка 6 может открывать корпус 4, обеспечивая оператору или другому лицу доступ в полость, образованную внутри корпуса 4 с тем, чтобы дать возможность оператору или другому лицу выполнять работу по обслуживанию или иные операции внутри корпуса 4. Например, в полости корпуса могут быть расположены шнековый узел 31 и фильтрующий узел 33, и стенка 6 может быть перемещена в открытое положение для обеспечения возможности технического обслуживания, связанного с заменой или ремонтом элементов этих компонентов. В закрытом положении, стенка 6 может закрывать полость корпуса 4 для того, чтобы в полость в корпусе 4 через питательный трубопровод мог быть подан материал для отделения твердого зернистого материала, находящегося в жидкости шлама.
Питательным трубопроводом 3 может быть труба, трубопровод или другой канал, по которому проходит шлам для его подачи в шнековый фильтрующий центробежный сепаратор 1 для того, чтобы твердый зернистый материал внутри шлама мог быть отделен от жидкости шлама. К питательному трубопроводу может быть присоединен насос или иной механизм, заставляющий шлам перемещаться к шнековому фильтрующему центробежному сепаратору 1. Зернистым материалом может быть минерал или руда, например уголь, золото, серебро, медь, железо или иной материал. Жидкостью шлама может быть вода либо эта жидкость может включать воду или жидкость другого типа.
Шнековый фильтрующий центробежный сепаратор 1 может включать двигатель или приводное устройство 7 другого типа. В альтернативном варианте, шнековый фильтрующий центробежный сепаратор 1 может быть выполнен с возможностью соединения с двигателем или приводным устройством. Приводным устройством одного типа, которое может быть использовано, является узел привода, раскрытый в патенте US 8257587. Патент US 8257587 веден в настоящее описание посредством ссылки. В других вариантах выполнения, в шнековом фильтрующем центробежном сепараторе 1 может быть использовано приводное устройство 7 другого типа.
Приводное устройство 7 может включать электродвигатель, выполненный с возможностью вращения приводного ремня для вращения вала 15, проходящего во внутреннюю полость корпуса 4. Как шнековый узел 31, так и фильтрующий узел 33 соединены с валом 15 внутри корпуса 4 так, что вращением вала 15 вращается сито 33а фильтрующего узла 33 и шнек шнекового узла 31. Шнековый узел 31 и фильтрующий узел 33 могут быть скреплены с валом 15 крепежными элементами, сваркой или соединением другого типа.
Шнековый узел 31 и фильтрующий узел 33 оба могут быть соединены с валом так, что шнековый узел 31 вращается со скоростью, отличающейся от скорости вращения фильтрующего узла. Различие в скоростях вращения между фильтрующим узлом 33 и шнековым узлом 31 может способствовать отделению жидкости от твердых частиц в шламе, подаваемом в корпус 4 по питательному трубопроводу 3.
В некоторых вариантах выполнения, шнековый узел 31 может быть соединен с валом 15 так, что скорость вращения шнекового узла 31 больше скорости вращения фильтрующего узла 33. В других вариантах выполнения, шнековый узел 31 может быть соединен с валом 15 так, что скорость вращения шнекового узла 31 меньше скорости вращения фильтрующего узла 33. Шнековый узел 31 и фильтрующий узел 33 могут быть прикреплены к валу 15 так, что различие в скорости вращения шнекового узла 31 и фильтрующего узла 33 выражается фиксированным отношением либо регулируется так, что различия в скорости вращения между фильтрующим узлом 33 и шнековым узлом 31 являются переменной величиной.
К корпусу шнекового узла могут быть прикреплены лопатки 31а так, что они вращаются, когда вращается шнековый узел 31, благодаря вращению вала 15, приводимого во вращение приводным устройством 7, соединенным с валом 15 посредством приводного ремня или другого соединительного механизма. Каждая лопатка 31а шнека может быть прикреплена к корпусу шнека сваркой, болтами или креплением другого типа. Лопатками шнека могут быть элементы криволинейной или спиральной формы, которая способствует перемещению шлама внутри полости корпуса и в пространстве между фильтрующим узлом 33 и шнековым узлом 31.
Фильтрующий узел 33 может включать сито 33а, имеющее вид перфорированного барабана или другой конструкции, имеющей большое количество отверстий, размер которых обеспечивает прохождение жидкости, но на сите 33а задерживается твердый зернистый материал, благодаря чему твердый материал задерживается между ситом 33а и корпусом шнекового узла 31, а жидкость шлама может быть вытеснена из твердого зернистого материала и корпуса шнека за пределы сита 33а. Жидкость может быть перемещена за счет вращения шнекового узла 31 и фильтрующего узла 33 таким образом, что она выводится из полости корпуса 4 через по меньшей мере одно выпускное отверстие для жидкости, образованное в корпусе. Твердый зернистый материал может быть выведен из по меньшей мере одного выпускного отверстия для твердых частиц, образованного в корпусе 4.
К каждому выпускному отверстию для жидкости могут быть присоединены трубы или другие трубопроводы для получения отводимой жидкости и подачи ее к другому устройству или механизму. Трубы или другие трубопроводы могут быть присоединены к каждому выпускному отверстию для твердых частиц для приема отделенного твердого зернистого материала и транспортировки этого материала к другому устройству. В альтернативном варианте, с каждым выпускным отверстием для твердых частиц может быть совмещен бункер или другое накопительное устройство для приема отделенного твердого зернистого материала. Зернистый материал может затем периодически разгружаться из бункера или удаляться из него иным способом для дальнейшей транспортировки или обработки.
Как показано, например, на фиг. 3, со шнековым узлом 31 или валом 15 может быть соединен распределитель 21, установленный в полости корпуса 4 так, что он располагается между (i) выходным отверстием 3а питательного трубопровода, через которое в полость корпуса подается шлам, и (ii) лопатками 31а шнекового узла 31 таким образом, что шлам, подаваемый в полость через питательный трубопровод 3, входит в соприкосновение с распределителем 21 и отклоняется распределителем к ситу 33а фильтрующего узла 33. Распределитель 21 может быть соединен с валом 15 или шнековым узлом 33 и вращается, когда вал 15, фильтрующий узел 33 и шнековый узел 31 приводятся во вращение приводным устройством 7. Размеры и форма распределителя 21 могут быть выбраны так, чтобы направлять шлам, подаваемый в полость корпуса через выпускное отверстие 3а питательного трубопровода 3, таким образом, чтобы он распределялся в пределах заранее установленного углового диапазона от лицевой стороны внутренней плоской поверхности 22а распределителя. Размеры и форма распределителя 21 могут быть выбраны так, чтобы шлам, подаваемый в полость корпуса через впускное отверстие 3а питательного трубопровода 3, направлялся с заранее установленной скоростью к фильтрующему узлу 33, выбираемой в соответствии со скоростью, с которой вращается сито фильтрующего узла (например, имеет распределение скорости в координатах x, y и (или) z, равное или отличающееся не более чем на 50% от распределения скорости вращения сита, или находящеся в пределах от 60 до 140% величин распределения скорости сита 33а). Заранее установленной скоростью может быть скорость, находящаяся в интервале приемлемых скоростей, или в пределах заданного допуска от требуемой рабочей точки, или желательного значения профиля распределения скорости (например, отличающееся не более, чем на 10% или 20% от заданного значения рабочей точки или заданного значения распределения скорости). Заранее заданная скорость может быть выбрана так, чтобы придать выходящему шламу такую заранее установленную скорость вращения или скорость, имеющую вращательный компонент скорости, которые находились бы в пределах диапазона заранее установленных скоростей вращения с тем, чтобы выходящий шлам уже двигался в направлении вращения, в котором вращается сито 33а. Скорость шлама, выходящего из выхода распределителя, также может быть меньше или больше скорости шлама, на которой шлам поступает на вход распределителя, благодаря форме одной или более перегородок распределителя, образующих проходы в распределителе, по которым шлам может проходить через распределитель 21 при его перемещении из входа распределителя к выходу распределителя. Скорость шлама на выходе распределителя может также быть меньше или больше скорости шлама, с которой шлам поступает во вход распределителя, за счет формы лабиринта внутри распределителя, через который проходит шлам при его движении от входа распределителя к выходу распределителя. Распределение скорости шлама, выбрасываемого из распределителя 21, может быть выполнено с возможностью уменьшения скольжения шлама по поверхности сита 33а для снижения износа, испытываемого ситом 33а.
Как показано, например, на фиг. 4, распределитель 21 может включать первую пластину 22, имеющую лицевую сторону с внутренней плоской поверхностью 22а, окруженной периферийным (круговым) буртиком 22b, проходящим над плоской поверхностью или отходящим от нее. Периферийный буртик может отходить от плоской поверхности 22а к выходному отверстию 3а питательного трубопровода 3 и передней стенке 6 корпуса на расстояние, например, от 20 до 80 мм, когда стенка находится в закрытом положении. В одном варианте выполнения, буртик 22b может отходить от плоской поверхности 22а в сторону выходного отверстия 3а питательного трубопровода 3 и передней стенки 6 корпуса на 40 мм, когда стенка находится в закрытом положении, и иметь ширину 50 мм, так, что наибольшее удаление периферийного буртика от края или лицевой поверхности распределителя 21 составляет 50 мм. Плоская поверхность 22а может проходить внутрь от периферийного буртика 22b к центру распределителя 21. Плоская поверхность 22а также может иметь несколько отверстий 22с, размер которых соответствует крепежным элементам (например, болтам или винтам), проходящим сквозь распределитель к валу 15 и (или) шнековому узлу 31 для присоединения распределителя 21 к валу 15 и (или) шнековому узлу 31.
В некоторых вариантах выполнения, буртик 22b может быть отлит как единое целое или сформирован как единое целое с пластиной, образующей плоскую поверхность 22а. В других вариантах выполнения, буртик 22b может представлять собой плоский прокат или стержнеобразный элемент, имеющий кольцеобразную форму (например, форму кольца, кольцеобразную прямоугольную форму или кольцеобразную многоугольную форму), прикрепленный сваркой, стежковым соединением или иным способом к пластине или другому элементу, образующему плоскую поверхность 22а. Пластина или другой элемент, образующий плоскую поверхность 22а, могут иметь круглую, овальную, скругленную или многоугольную форму.
Буртик 22b может отходить от плоской поверхности 22а в сторону выходного отверстия 3а питательного трубопровода 3 так, что буртик 22b может действовать как перегородка, помогая задерживать часть шлама после того, как он отражен плоской поверхностью 22а, для рассеивания шлама по относительно широкой поверхности сита 33а фильтрующего узла 33. Рассеивание шлама, вызываемое буртиком 22b, также может способствовать снижению скорости, с которой шлам входит в соприкосновение с ситом 33а фильтрующего узла 33. Снижение скорости шлама и его рассеяние буртиком 22b может уменьшить износ, которому подвергаются некоторые области 33а, благодаря чему износ сита 33а происходит более равномерно по сравнению с другими обычно используемыми конструкциями, износ которых в некоторых местах может быть значительно выше по сравнению с другими местами благодаря скорости и количеству шлама, отклоняемого в эти места.
Подразумевается, что распределитель 21 может включать в своей конструкции более одного буртика 22b. Например, первый буртик 22b может примыкать к внешнему краю распределителя, а второй буртик может быть расположен внутри внешнего буртика и разнесен с ним с образованием промежутка или канала между этими двумя буртиками. В другом варианте, буртик 22b может быть единственным буртиком на распределителе, однако он может не примыкать к внешнему краю. Вместо этого, буртик может располагаться внутри, между центром лицевой поверхности распределителя 21, обращенной к отверстию 3а питательного трубопровода, и внешним краем лицевой поверхности распределителя 21, обращенной к отверстию 3а питательного трубопровода.
По своим размерам и форме каждый буртик может иметь прямоугольное поперечное сечение, либо может иметь другие формы или размеры. Например, каждый буртик может иметь треугольное поперечное сечение, либо может иметь поперечное сечение в виде другого многоугольника, для обеспечения требуемого рассеяния шлама. В другом примере, форма поперечного сечения каждого буртика может быть круговой, овальной, скругленной, либо может иметь другую кривизну. Форма буртика 22b может быть выбрана такой, чтобы позволять устанавливать угол, под которым проходит наиболее удаленная поверхность 22g буртика 22b, для отклонения распределителем шлама, поступающего из отверстия 3а питательного трубопровода, в заранее определенные места или области. Например, наиболее удаленная поверхность 22g буртика может быть сформирована планарной с тем, чтобы поверхность была вертикальной, когда распределитель установлен в полости корпуса 4, как это показано на фиг. 1.
В другом примере, наиболее удаленная поверхность 22g буртика может быть криволинейной, либо линейно наклоненной относительно абсолютной вертикали на заранее выбранный угол, составляющий от 5° до 85° относительно абсолютной вертикали. Например, наиболее удаленная поверхность 22g буртика может быть гладкой, в основном плоской, линейно проходящей поверхностью, наклоненной или отклоненной под углом от 5° до 85°, или, более предпочтительно, наклоненной или отклоненной под углом от 15° до 60°. В еще одном примере, наиболее удаленная поверхность 22g буртика может быть криволинейной или может быть выпуклой или вогнутой формы.
В других примерах конфигураций буртиков различных типов, буртик 22b может быть выполнен так, что поверхность наиболее удаленной части буртика шире самой внутренней части 22h буртика, которая непосредственно прикреплена к корпусу распределителя 21. В другом примере, буртик может иметь такую форму, что поверхность наиболее удаленной части буртика тоньше самой внутренней части буртика, непосредственно прикрепленной к корпусу распределителя. 21. В еще одном примере, один или более буртиков распределителя могут быть выполнены так, чтобы иметь криволинейную форму, образующую несколько пазов внутри буртика, например, волнообразного профиля, либо буртик может иметь несколько образованных на нем различных разнесенных друг от друга зубцов.
В качестве других примеров различных буртиков распределителя, можно привести распределитель, имеющий один или более буртиков, образующих друг с другом единое целое. Один буртик может иметь меньшую или большую толщину, чем другие буртики так, что наиболее удаленные поверхности каждого буртика расположены на различных расстояниях. Изменения в расстоянии, на которое буртикают эти наиболее удаленные поверхности, могут образовывать уступы, имеющие или не имеющие наклонный переход между ними. На фиг. 7, 8 и 9 представлены различные примеры наиболее удаленных поверхностей 22g таких буртиков 22b.
Высота, длина или толщина буртика также могут быть любыми из ряда различных величин. Например, толщина буртика, которая может определять, насколько буртик возвышается над поверхностью 22а распределителя 21, может иметь любую из ряда возможных величин. Аналогично, ширина буртика может быть любой из ряда подходящих величин, например, ширина может быть в интервале 5-100 мм, или ширина может превышать 100 мм, или быть менее 5 мм. Например, при расположении на внешнем крае распределителя, буртик 22b может быть расположен с наибольшим удалением 5-100 мм от стороны распределителя, обращенной к отверстию 3а питательного трубопровода 3.
В других вариантах выполнения, распределитель 21 может быть выполнен в виде пластинчатого элемента, имеющего наклоненную или отклоненную поверхность 22d так, что периферийная часть 22f поверхности 22d выступает наружу в направлении отверстия 3а питательного трубопровода 3 больше, чем внутренняя часть 22е, прилегающая к центру поверхности 22d распределителя 21. Например, центральная часть, или внутренняя часть 22е распределителя может иметь толщину только 1-10 мм, в то время как внешний край распределителя может иметь толщину от 30 до 100 мм так, что внешняя периферийная часть 22f распределителя толще внутренней части 22е распределителя и отходит дальше наружу в сторону отверстия 3а питательного трубопровода, по сравнению с внутренней частью 22е распределителя 21. Поверхность 22d может быть в целом гладкой поверхностью, например, плоской или в основном плоской поверхностью, наклоненной так, чтобы поверхность 22d выступала наружу под углом θ к внешнему краевому участку распределителя. Угол θ может составлять от 1° до 65° и, более предпочтительно, от 5° до 30°.
Наклоненная или отклоненная поверхность 22d, образуемая распределителем 21, может обеспечивать распределение шлама и регулирование угла падения на сито фильтрующего узла, и способствовать снижению энергии удара шлама так, чтобы шлам, подводимый к части сита, в основном находящейся внутри сита 33а, при этом распределяется по большей поверхности сита, по сравнению с распределителем 21 с плоской, планарной поверхностью.
Кроме того, подразумевается, что выходящий из распределителя 21 поток может быть использован для управления и (или) придания направления движению шламу, уже распределенному на сито 33а. Это может быть достигнуто путем придания формы одному или более буртикам распределителя 21, обеспечивающей такое направление выброса потока шлама, чтобы удар приходился в точку, где замедляется естественный поток распределенного шлама (затруднено свободное прохождение потока). Этим можно способствовать отклонению шлама от части сита 33а, ближайшей к вершине шнекового узла 31, и отведению к частям сита 33а, расположенным глубже в полости корпуса 4.
В некоторых вариантах выполнения, конструкция распределителя 21 шнекового фильтрующего центробежного сепаратора 1 может включать одну или более радиальных лопастей, проходящих в радиальном направлении от центральной области ко внешней части распределителя. Каждая лопасть 60 может иметь криволинейную форму, может быть линейно проходящей лопастью, либо может быть линейно проходящей лопастью, имеющей один или более криволинейных участков (например, прямая лопасть с криволинейной внешней концевой частью). Каждая лопасть может представлять собой единую конструкцию, либо может состоять из нескольких элементов, скрепленных вместе для формирования вытянутого элемента.
Вблизи лопастей 60 могут располагаться одно или более колец. Вторая пластина 23, образующая первую поверхность распределителя 21, может быть разнесена с первой пластиной 22 распределителя так, чтобы кольца и лопасти 60 располагались между первой и второй пластинами 22 и 23. Вторая пластина 23 может представлять собой элемент многоугольной формы, кольцеобразный элемент, или кольцевой элемент, образующий внутреннее впускное отверстие, например центральное отверстие 23а, размер которого позволяет получать шлам от питательного трубопровода 3, а первая пластина 22 может иметь круглую форму или представлять собой пластину с иной формой (например, многоугольной, эллиптической и т.д.). Первая пластина 22 может представлять собой сплошную конструкцию или иметь непрерывную поверхность без какого-либо центрального отверстия так, чтобы шлам, проходящий через центральное отверстие 23а, не проходил прямо через основную часть первой пластины 22.
Каждое кольцо может быть разнесено от каждого другого между первой и второй пластинами 22 и 23 для образования проходов 26, по которым шлам может проходить вдоль распределителя по мере того как он направляется распределителем к ситу фильтрующего узла 33.
Как показано на фиг. 10-16, вариант выполнения распределителя 21 может включать вторую пластину 23, разнесенную с первой пластиной 22. К первой пластине 22 может быть прикреплена выступающая часть 61, которая может отходить от первой пластины 22 и располагаться внутри отверстия в валу 15 и (или) шнекового узла 31, для соединения с валом 15 и (или) шнековым узлом 31. Для прикрепления выступающей части 61 к валу 15 и (или) шнековому узлу 31 могут использоваться один или более крепежных элементов или крепежных механизмов другого типа, для обеспечения прикрепления выступающей части 61 к валу 15 и (или) шнековому узлу 31 после того, как выступающая часть 61 по меньшей мере частично установлена внутри этого отверстия.
Во второй пластине 23 может быть образовано центральное отверстие 23а, размер и форма которого позволяют подавать в него шлам из питательного трубопровода 3. Центральным отверстием 23а может быть впускное отверстие для приема шлама, для распределения его распределителем. Шлам может быть направлен через отверстие 23а для приведения его в соприкосновение с первой пластиной 22 и далее через лабиринт, образованный по меньшей мере одной радиально проходящей лопастью 60 и одним или более кольцами. Например, могут быть использованы несколько секций 62 лабиринта, каждая из которых образована по меньшей мере одной лопастью 60, прикрепленной к первой пластине 22 и проходящей в радиальном направлении из области вблизи центра первой пластины 22 к области внешнего края первой пластины 22. Лопасти 60 могут проходить в радиальном направлении из области вблизи внутренней части первой пластины 22 и (или) второй пластины 23, к внешней части первой пластины 22 и (или) второй пластины 23. В некоторых вариантах выполнения, первая сторона каждой лопасти 60 прикреплена к первой пластине 22, а противоположная вторая сторона лопасти 60 прикреплена ко второй пластине 23. В других вариантах выполнения, лопасти 60 могут быть прикреплены только к первой пластине 22 вблизи первой стороны лопасти, и могут быть отделены от второй пластины 23 или соприкасаться с ней вблизи противоположной второй стороны лопасти 60.
Длина каждой радиально расходящейся лопасти 60 направлена вдоль оси y, показанной на фиг. 1, когда распределитель 21 установлен внутри горизонтального шнекового фильтрующего центробежного сепаратора 1, как это показано на фиг. 2. Шириной каждой лопасти является расстояние, на которое она простирается в направлении x системы координат, показанной на фиг. 1, когда распределитель 21 установлен внутри горизонтального шнекового фильтрующего центробежного сепаратора 1, представленного на фиг. 1-2. Толщиной лопасти 60 является расстояние, на которое лопасть 60 простирается в направлении z, когда распределитель 21 прикреплен к горизонтальному шнековому фильтрующему центробежному сепаратору 1, как это показано на фиг. 1-2.
Кольца распределителя могут иметь различные формы, например, как показано на фиг. 10-13.
Распределитель 21 может быть выполнен с возможностью использования любого числа колец и любого числа радиальных лопастей 60. Например, в вариантах выполнения распределитель 21 может быть выполнен с возможностью использования большего или меньшего числа колец и большего или меньшего числа лопастей, чем распределитель 21, показанный на фиг. 10-13, для формирования лабиринтов, имеющих больше или меньше промежутков и (или) больше или меньше каналов.
Например, как показано на фиг. 14-16, первое внутреннее кольцо 73 может быть прикреплено к первой пластине 22, а второе внешнее кольцо 74 может быть прикреплено ко второй пластине 23.
В некоторых вариантах выполнения, распределитель 21 шнекового фильтрующего центробежного сепаратора 1 может включать вторую пластину 23, выполненную в виде крышки, которая разнесена с первой пластиной 22, которая может быть выполнена в виде плиты основания. Вторая пластина 23 может иметь центральное отверстие 23а, которое может использоваться в качестве впускного отверстия для распределителя 21. Первая пластина 22 может иметь несколько отверстий 22с, по размеру предназначенных для введения вала 15 или соединителя для присоединения первой пластины к валу 15. К первой пластине 22 вблизи ее наружной кромки может быть прикреплен периферийный буртик 22b. Периферийный буртик 22b может проходить от внешнего края 22b первой пластины 22 ко второй пластине 23. В некоторых вариантах выполнения, конструкция периферийного буртика 22b может включать по меньшей мере один уступ 24. Между периферийным буртиком 22b и внешним краем второй пластины 23 может быть образовано пространство для формирования выходов распределителя 21, через которые шлам выбрасывается из распределителя 21.
В других альтернативных вариантах, периферийный буртик 22b может быть прикреплен ко второй пластине 23 вблизи внешнего края этой пластины и может проходить в направлении внешнего края первой пластины 22. Для таких вариантов выполнения, между периферийным буртиком 22b и внешним краем второй пластины 23 может быть образован промежуток, обеспечивающий выброс шлама из распределителя через отверстие, создаваемое этим промежутком. Такой периферийный буртик 22b может включать один или более уступ, либо в стенке также может быть образована иная структура, способствующая необходимому движению выходного потока шлама.
Первая и вторая пластины 22 и 23 конструктивно могут представлять собой круглые пластинчатые элементы, либо элементы многоугольной формы, овальные, эллиптические, кольцеобразные, или кольцевые элементы многоугольной, в целом круглой, овальной или иной формы. Каждая из первой и второй пластин 22 и 23 могут быть выполнены из металла, сплава, композитного материала или подходящего материала другого типа.
Перегораживающие элементы 25 для формирования перегородок распределителя 21 могут быть расположены между первой и второй пластинами 22 и 23. Перегораживающие элементы 25 могут быть прикреплены к первой пластине 22 посредством одного или более крепежных элементов, например, винтов или болтов, или механизмов крепления другого типа (например, сварки и пр.). Например, каждый из перегораживающих элементов 25 также может быть прикреплен ко второй пластине 23 и (или) первой пластине 22 посредством одного или более крепежных средств или иных механизмов крепления. В другом примере, перегораживающие элементы 25 могут составлять единое целое с первой пластиной 22 благодаря сварному соединению или введены в конструкцию первой пластины использованием литья, а ко второй пластине 23 могут быть прикреплены винтами или болтами или крепежными элементами другого типа для прикрепления второй пластины 23 к первой пластине 22.
В варианте выполнения распределителя 21, для выполнения конкретных требований к конструкции может использоваться любое число перегораживающих элементов 25.
Вторая пластина 23 может иметь центральное внутреннее отверстие 23а, образующее впускное отверстие для приема шлама из выходного отверстия 3а питательного трубопровода 3. Первая пластина 22, перегораживающие элементы 25 и вторая пластина 23 могут быть разнесены друг от друга для формирования проходов 26, через которые шлам, поступающий через трубопровод 3, передается для его распределения на сито 33а фильтрующего узла. Шлам может выводиться из распределителя через отверстия, образованные проходящим по внешнему контуру буртиком 22b, внешними концевыми частями перегораживающих элементов 25 и первой и второй пластинами 22 и 23.
Каждый из перегораживающих элементов 25 может быть выполнен с возможностью прохождения в радиальном направлении вдоль части диаметра или ширины первой пластины 22. Например, каждый перегораживающий элемент 25 может иметь внутренний конец 51, находящийся вблизи центра первой пластины 22 и центрального отверстия 23а второй пластины 23. Каждая перегородка 25 может также иметь внешний конец 52, с противоположной от внутреннего конца 51 стороны, который примыкает к внешнему краю второй пластины 23, внешнему краю первой пластины 22 и проходящему по верхнему краю буртику 21b. Каждый перегораживающий элемент также может иметь первую сторону 53 и вторую сторону 54, противоположную первой стороне 53. Первая и вторая стороны 53 и 54 могут проходить в радиальном направлении вдоль радиальной линии L между верхней и нижней частями перегораживающего элемента, и проходить в осевом направлении на высоту Н перегораживающего элемента 25 между первой и второй пластинами 22 и 23. Между двумя соседними разнесенными перегораживающими элементами 25 может быть образован проход 26 так, что первая сторона одного из этих перегораживающих элементов и вторая сторона другого из этих перегораживающих элементов 25 образуют соответствующий один из проходов 26, проходящих от центральной области распределителя, куда поступает шлам от питательного трубопровода 3, к выходу распределителя, находящегося вблизи внешней области распределителя. Первая и вторая стороны 53, 54 могут образовывать поверхности разной формы для взаимодействия с противоположной стороной соседнего расположенного на расстоянии перегораживающего элемента 25, для формирования прохода 26 между этими противоположными сторонами разнесенных соседних перегораживающих элементов 25 и первой и второй пластинами 22 и 23, имеющего определенную форму и размер, для управления распределением скорости шлама, который должен выбрасываться из выхода распределителя, когда шлам выводится из распределителя через этот проход 26 так, чтобы распределяемый по ситу 33а шлам имел распределение скорости в соответствии с заранее выбранным интервалом распределения скорости или имел заранее выбранное распределение скорости. Это заранее выбранное распределение скорости или заранее выбранный интервал распределения скорости могут быть заданы так, чтобы распределение скорости вращения шлама более точно соответствовало распределению скорости вращения сита 33а (например, отличалось не более, чем на 50% от распределения скорости вращения сита 33а).
В некоторых вариантах выполнения, каждый перегораживающий элемент 25 от своего внутреннего конца 51 до внешнего конца 52 может включать отличающиеся сегменты, расположенные поперек других смежных с ними сегментов на перегораживающем элементе, проходящем из области вблизи центра пластины 22 к окрестности внешнего края второй пластины 23, внешнего края первой пластины 22, и периферийного буртика 22b. Соседние сегменты перегородки могут быть ориентированы в поперечном направлении, в целом перпендикулярно (например, в пределах 5°-30° от перпендикуляра, в пределах 10°-25° от перпендикуляра, или в пределах 5°-10° от перпендикуляра и т.д.), или перпендикулярно друг к другу с криволинейным соединяющим сегментом между соседними сегментами, или с линейной кромкой, образованной между соседними сегментами.
Например, первая сторона 53 каждого перегораживающего элемента 25 может быть выполнена с возможностью включения первого линейного сегмента 53а, проходящего от внутреннего конца 51 ко второму скругленному сегменту 53b. Второй скругленный сегмент проходит, образуя выпуклость, от первого сегмента 53а к третьему сегменту 53с. В альтернативных вариантах выполнения, второй сегмент 53b может образовывать вогнутую поверхность, или скругленную, или углубленную поверхность, проходящую между первым и третьим сегментами 53а и 53с. Третий сегмент 53с может проходить линейно от второго сегмента 53b к четвертому сегменту 53d. Четвертый сегмент 53d может образовывать выпуклую поверхность с первой стороны 53, отходящую от третьего сегмента 53с к пятому сегменту 53е. В альтернативных вариантах выполнения, четвертый сегмент 53d может образовывать вогнутую поверхность, или скругленную, или углубленную поверхность, проходящую между третьим и пятым сегментами 53с и 53е. Пятый сегмент 53е может проходить линейно от четвертого сегмента 53d к шестому сегменту 53f. Шестой сегмент 53f может выпукло проходить от пятого сегмента 53е к седьмому сегменту 53g. В альтернативных вариантах выполнения, шестой сегмент 53f может вогнуто проходить между пятым и седьмым сегментами 53е и 53g, либо может образовывать углубленную поверхность или скругленную поверхность другого типа между пятым и седьмым сегментами 53е и 53g. Седьмой сегмент 53g может отходить линейно от шестого сегмента 53f к восьмому сегменту 53h. Восьмой сегмент 53h может выпукло отходить от седьмого сегмента 53g к девятому сегменту 53i. В альтернативных вариантах выполнения, восьмой сегмент 53h может вогнуто отходить от седьмого сегмента 53g к девятому сегменту 53i, либо может образовывать скругленный или углубленный сегмент первой стороны 53 другого типа между седьмым и девятым сегментами 53g и 53i. Девятый сегмент 53i может отходить от восьмого сегмента 53h к внешнему концу 52 перегораживающего элемента 21е, прилегающему к внешней стенке 2If. Например, последний конец девятого сегмента 51i может быть расположен вблизи или касаться периферийного буртика 22b, либо образовывать поверхность, отходящую прямо от буртика 22b в радиальном направлении внутрь к восьмому сегменту 53h первой стороны 53 перегораживающего элемента 25.
С первого по девятый сегменты 53a-53i первой стороны 53 каждого перегораживающего элемента могут образовывать непрерывную поверхность первой стороны 53, проходящей от внутреннего конца 51 к внешнему концу 52, примыкающему к периферийному буртику 22b, либо соприкасающемуся с этим буртиком. Контур поверхности первой стороны 53 может быть образован с первого по девятый сегментами 53a-53i, и может быть выбран так, чтобы эта поверхность воздействовала на шлам, проходящий по проходу 26, и отбрасывала шлам, ударяющий в первую сторону 53, назад (например, внутрь в сторону центра первой пластины 22) для изменения потока шлама, проходящего по проходу, для замедления или ускорения скорости шлама, по мере его прохождения по проходу 26 к выходу из распределителя.
Третий сегмент 53с может проходить линейно под углом от 70° до 110° относительно первого сегмента 53а. Пятый сегмент 53е может проходить линейно под углом от 70° до 110° относительно третьего сегмента 53с. Седьмой сегмент 53g может проходить линейно под углом от 70° до 110° относительно пятого сегмента 53е, а девятый сегмент 53i может проходить линейно под углом от 70° до 110° относительно седьмого сегмента 53g. Форма закругленных второго и шестого сегментов 53b и 53f может быть выбрана с возможностью улучшения прохождения потока шлама вдоль первой стороны 53 так, чтобы часть этого шлама подавалась в центр прохода 26 между соседними перегораживающими элементами 25, образующими этот проход. Форма закругленных четвертого и восьмого сегментов 53d и 53h может быть выбрана с возможностью подачи части шлама также в направлении центра прохода 26, с одновременным созданием поверхности, блокирующей или иным образом меняющей профиль потока шлама между закругленной поверхностью этого сегмента и непосредственно примыкающими к нему линейными сегментами, для замедления или иного изменения профиля потока шлама, проходящего по проходу 26.
Вторая сторона 54 каждого перегораживающего элемента 25 может проходить от внутреннего конца 51 к внешнему концу 52 перегораживающего элемента 25. Вторая сторона 54 может быть противоположна первой стороне 53 так, что первая сторона 53 обращена в первом направлении, а вторая сторона 54 обращена во втором направлении, противоположном первому направлению. Вторая сторона 54 может включать несколько сегментов, определяющих контур поверхности второй стороны 54. В некоторых вариантах выполнения, этот контур может быть таким же, как и контур первой стороны 53, или может быть согласован с ним. В других вариантах выполнения, этот контур может отличаться от контура первой стороны 53.
Например, вторая сторона 54 может включать первый сегмент 54а, проходящий линейно от внутреннего конца 51 в сторону второго сегмента 54b. Второй сегмент 54b отходит линейно от первого сегмента 54а под углом, который может составлять от 70° до 110° (например, под углом 90°, 80°, 100° и т.д.) относительно первого сегмента 54а, в направлении третьего сегмента 54с. Первый и второй сегменты могут образовывать между собой угол, который лежит на границе между первым и вторым сегментами. Второй сегмент 54b может проходить к третьему сегменту 54с. Третий сегмент 54с может быть скругленным сегментом, проходящим по выпуклой траектории от второго сегмента 54b к четвертому сегменту 54d. Четвертый сегмент 54d может проходить линейно от третьего сегмента 54с к пятому сегменту 54е. Четвертый сегмент 54d может проходить линейно под углом от 70° до 110° относительно второго сегмента 54b. Пятый сегмент 54е может проходить линейно от четвертого сегмента 54d под углом от 70° до 110° относительно четвертого сегмента 54d в направлении шестого сегмента 54f. На границе между четвертым и пятым сегментами 54d и 54е может быть образован угол. Шестой сегмент 54f может быть скругленным, например, может быть сегментом, проходящим по выпуклой траектории от пятого сегмента к седьмому сегменту 54g. Седьмой сегмент 54g может проходить линейно от шестого сегмента до внешнего конца 52, примыкающего к периферийному буртику 22b и внешним краям первой пластины 22 и второй пластины 23. Седьмой сегмент 54g может проходить линейно под углом от 70° до 110° относительно пятого сегмента 54е. В некоторых вариантах выполнения, скругленные третий и (или) шестой сегменты 54с и 54f могут образовывать вогнутые, или углубленные, поверхности в качестве альтернативы выпуклым поверхностям.
Каждый из перегораживающих элементов 25 может располагаться в непосредственной близости с разнесенными с ним перегораживающими элементами 25, образуя проходы 26. Внутренние концы 51 перегораживающих элементов могут располагаться на первом расстоянии D1 от других ближайших перегораживающих элементов 25. Внешние концы 52 могут располагаться на втором расстоянии D2 от внешних концов 52 ближайших перегораживающих элементов 25. Первое расстояние D1 может быть меньше второго расстояния D2 для обеспечения снижения скорости шлама по мере его прохождения по проходу 26. Форма перегораживающих элементов 25 также может быть выбрана так, чтобы ближайшие перегораживающие элементы находились друг от друга на третьем расстоянии D3 и четвертом расстоянии D4 в разных разнесенных друг от друга местах между их внутренними концами 51 и внешними концами 52. В некоторых вариантах выполнения, ближайшие перегораживающие элементы 25, расположенные на расстоянии друг от друга для формирования одного из проходов 26, могут быть разнесены один от другого на третье расстояние D3 в точке, позиция которой соответствует расположению второго сегмента 53b первой стороны 53 перегораживающего элемента и третьего сегмента 54 с второй стороны 54 другого перегораживающего элемента. В некоторых вариантах выполнения, ближайшие перегораживающие элементы 25, разнесенные друг от друга для формирования проходов 26, могут находиться один от другого на четвертом расстоянии D4 в точке, позиция которой соответствует расположению шестого сегмента 53f первой стороны 53 одного перегораживающего элемента и шестого сегмента 54f второй стороны другого перегораживающего элемента.
Третье расстояние D3 может быть меньше первого расстояния D1 и меньше второго расстояния D2. В других вариантах выполнения, третье расстояние D3 может быть больше первого расстояния D1 и меньше второго расстояния D2. Четвертое расстояние D4 может быть меньше первого, второго и третьего расстояний D1, D2 и D3, может быть больше первого, второго и третьего расстояний D1, D2 и D3, либо может быть меньше некоторых из этих расстояний и больше других из этих расстояний (например, больше первого и третьего расстояний D1 и D3, но меньше второго расстояния D2; больше второго расстояния D2, но меньше первого и третьего расстояний D1 и D3; больше первого расстояния D1, но меньше второго и третьего расстояний D2, D3; больше второго и третьего расстояний D2, D3, но меньше первого расстояния D1; больше третьего расстояния D3, но меньше первого и второго расстояний D1, D2 и т.д.).
Внутренние концы 51 ближайших перегораживающих элементов также могут находиться на различном расстоянии от точки вдоль первой пластины 22, соответствующей центру центрального отверстия 23а, в которое может поступать шлам от питательного трубопровода, или от точки на первой пластине 22, соответствующей наружной кромке центрального отверстия 23а распределителя. Например, внутренний конец 51 первого перегораживающего элемента 25 может находиться на пятом расстоянии D5 от центра первой пластины 22 или точки на первой пластине 22, соответствующей точке, совмещенной с наружной кромкой центрального отверстия 23а второй пластины 23. Внутренний конец 51 второго перегораживающего элемента 25, ближайшего к этому первому перегораживающему элементу со второй стороны 54 первого перегораживающего элемента, может находиться на шестом расстоянии D6 от центра первой пластины 22, или точки на первой пластине 22, соответствующей точке, совмещенной с наружной кромкой центрального отверстия 23а второй пластины 23. Пятое расстояние D5 может быть равно шестому расстоянию D6, меньше шестого расстояния D6 или больше шестого расстояния D6.
Внутренний конец третьего перегораживающего элемента, ближайшего к первому перегораживающему элементу 25 с первой стороны 53 первого перегораживающего элемента, может располагаться на заранее заданном расстоянии от центра первой пластины 22, или точки на первой пластине 22, соответствующей точке, совмещенной с наружной кромкой центрального отверстия 23а второй пластины 23. Например, внутренний конец 51 этого третьего перегораживающего элемента может быть расположен на пятом расстоянии D5, шестом расстоянии D6 или седьмом расстоянии D7 от центра первой пластины 22 или точки на первой пластине 22, соответствующей точке, совмещенной с наружной кромкой центрального отверстия 23а второй пластины 23. Седьмое расстояние D7 может быть больше шестого расстояния D6 и меньше пятого расстояния D5, либо может быть больше пятого расстояния D5 и меньше шестого расстояния D6.
Внутренние концы 51 перегораживающих элементов 25 могут быть расположены так, что группа перегораживающих элементов образует заранее заданную структуру, расходящуюся от центра первой пластины 22 или точки на первой пластине 22, соответствующей точке, совмещенной с наружной кромкой центрального отверстия 23а второй пластины 23. Например, перегораживающие элементы 25 этой группы могут быть расположены таким образом, что их внутренние концы находятся на разных расстояниях от центра первой пластины 22, а именно на пятом расстоянии D5 и шестом расстоянии D6 так, что внутренний конец каждого перегораживающего элемента, находящийся на пятом расстоянии D5 от центра второй пластины 23, находится в непосредственной близости к перегораживающим элементам, внутренние концы которых расположены на шестом расстоянии D6 от центра первой пластины. Каждые перегораживающие элементы, внутренние концы которых располагаются на расстоянии D6 от центра первой пластины 22, также могут находиться в ближайшем соседстве с перегораживающими элементами, внутренние концы которых располагаются на пятом расстоянии D5 от центра первой пластины.
В другом примере, перегораживающие элементы могут располагаться таким образом, что перегораживающие элементы, внутренние концы которых располагаются на расстоянии D5 от первой пластины 22, своей первой стороной 53 примыкают к перегораживающему элементу, внутренний конец 51 которого расположен на шестом расстоянии D6 от центра первой пластины, и примыкают своей второй стороной 54 к перегораживающему элементу, внутренний конец 51 которого находится на седьмом расстоянии D7 от центра первой пластины 22. Каждый перегораживающий элемент, внутренний конец которого расположен на седьмом расстоянии D7 от центра первой пластины 22, может примыкать со своей второй стороны 54 к перегораживающему элементу, внутренний конец 51 которого расположен на пятом расстоянии D5 от центра первой пластины 22, и может примыкать своей первой стороной 53 к перегораживающему элементу, первый конец 51 которого находится на расстоянии D6 от центра первой пластины 22. Каждый перегораживающий элемент, внутренний конец 51 которого находится на шестом расстоянии D6 от центра первой пластины 22, может непосредственно примыкать со своей первой стороны 53 к перегораживающему элементу, внутренний конец 51 которого находится на пятом расстоянии D5 от центра первой пластины 22, и может непосредственно примыкать со своей второй стороны 54 к перегораживающему элементу, внутренний конец 51 которого находится на седьмом расстоянии D7 от центра первой пластины 22.
Эти изменения расстояний входа и выхода каждого прохода 26, в добавление к первой и второй сторонам 53, 54 перегораживающих элементов, образующих боковые стенки прохода, блокирующего, замедляющего или иным образом изменяющего параметры потока шлама при его движении по проходу, способствуют уменьшению скорости или увеличению скорости шлама, проходящего через распределитель, а также изменению распределения скорости шлама (например, придают шламу вращательные составляющие скорости вдоль различных осей, и т.д.) перед выбросом шлама с выхода распределителя 21. Размер и форма внешнего периферийного буртика 22b также могут быть выбраны так, чтобы направлять шлам, выбрасываемый распределителем на сито 33а с нужным распределением скорости так, чтобы распределение скорости шлама, выбрасываемого из распределителя, соответствовало или в основном соответствовало, распределению вращательной составляющей скорости сита 33а, обладая при этом требуемым распределением компонента скорости в направлении, проходящем сквозь сито 33а. Например, распределитель может быть выполнен с возможностью выбрасывания шлама из распределителя через выход распределителя к ситу 33а таким образом, чтобы распределение вращательной составляющей скорости шлама соответствовало распределению скорости вращения сита 33а, или чтобы распределение вращательной составляющей скорости шлама находилось в интервале от 80% до 120% распределения скорости вращения сита 33а, либо так, чтобы распределение вращательной составляющей скорости шлама находилось в интервале от 50% до 150% распределения скорости вращения сита 33а, либо так, чтобы распределение вращательной составляющей скорости шлама отличалось по величине не более, чем на 30% от распределения скорости вращения сита.
Было установлено, что варианты выполнения распределителя позволяют сформировать такие параметры износа сита 33а фильтрующего узла 33, что срок службы сита становится значительно выше по сравнению с ситами обычных шнековых фильтрующих центрифуг. Например, было установлено, что варианты выполнения распределителя 21 позволяют увеличить срок службы сита 33а фильтрующего узла 33 в два или более раза по сравнению с ситом в обычной шнековой фильтрующей центрифуге.
Варианты выполнения распределителя 21 могут быть использованы при модернизации существующих обычных шнековых фильтрующих центробежных сепараторов. Например, оператор может извлечь старый распределитель из обычного шнекового фильтрующего центробежного сепаратора и затем присоединить вариант выполнения распределителя 21 к валу или шнековому узлу шнекового фильтрующего центробежного сепаратора. Для шнековых фильтрующих центробежных сепараторов, не имеющих распределителя, вариант выполнения распределителя 21 может быть прикреплен к шнековому узлу или валу шнекового фильтрующего центробежного сепаратора, для его модернизации вариантом выполнения распределителя 21.
Кроме того, размеры и форма вариантов выполнения распределителя 21 могут быть выбраны с возможностью использования распределителя в вертикальных шнековых фильтрующих центробежных сепараторах, угловых шнековых фильтрующих центрифугах (например, в центрифуге, вращающейся вокруг оси, расположенной под углом 45° к горизонтали), или в горизонтальных шнековых фильтрующих центробежных сепараторах. В вертикальных шнековых фильтрующих центробежных сепараторах, поверхность распределителя 21, обращенная к выходному отверстию питательного трубопровода для отклонения шлама, подаваемого в сепаратор, может смотреть вверх к выходному отверстию питательного трубопровода, когда она соединена с валом или шнековым узлом в полости корпуса. Перегородки распределителя могут быть вытянуты по длине, направленной поперек потока шлама, подаваемого в распределитель, в то время как высота, или ширина, лопастей направлена вверх, к выходному отверстию питательного трубопровода. В горизонтальных шнековых фильтрующих центробежных сепараторах, поверхность распределителя 21, обращенная к выходному отверстию питательного трубопровода для отклонения шлама, подаваемого в сепаратор, может иметь буртик 22b или наклоненную поверхность 22d, проходящую горизонтально наружу к выходному отверстию 3а питательного трубопровода 3, при установке на шнековом узле 31 или валу 15 внутри полости корпуса 4. Кроме того, в горизонтальных шнековых фильтрующих центробежных сепараторах, поверхность распределителя 21, обращенная к выходному отверстию питательного трубопровода для отклонения шлама, подаваемого в сепаратор, может быть ориентирована так, что высота, или ширина, перегородок направлена горизонтально (например, проходит горизонтально вдоль горизонтальной оси, например оси x, показанной на фиг. 1) в сторону отверстия питательного трубопровода, в то время как радиально направленная длина перегородок проходит поперек этого отверстия от центральной части распределителя к области внешней части распределителя (например, проходит вертикально вдоль вертикальной оси, например, оси y, показанной на фиг. 1). Для угловых шнековых фильтрующих центрифуг, распределитель 21 может быть обращен к выходному отверстию питательного трубопровода для отклонения шлама в направлении, наклоненном или отклоненном относительно горизонтали, но не точно вертикальном. Для угловых шнековых фильтрующих центрифуг, предполагается, что распределитель 21, обращенный к выходному отверстию питательного трубопровода для отклонения шлама, подаваемого в сепаратор, может быть ориентирован так, что высота, или ширина, перегородок направлена горизонтально и вертикально (т.е., проходит горизонтально вдоль горизонтальной оси, например, оси x, показанной на фиг. 1, и также вертикально вдоль вертикальной оси, например, оси y, показанной на фиг. 1) в сторону отверстия питательного трубопровода, в то время как радиальная длина перегородок направлена поперек этого отверстия, проходя от центральной части распределителя к области внешней части распределителя (например, проходит под углом к вертикальной оси, например, оси y, показанной на фиг. 1, оси по глубине, или ширине, например, оси z, показанной на фиг. 1).
Перегородки, образуемые перегораживающими элементами 25 распределителя 21, могут быть выполнены с возможностью регулирования скорости шлама таким образом, что распределение скорости шлама, выбрасываемого распределителем 21 в направлении сита 33а, аналогично распределению скорости вращающегося сита. Например, перегородки могут быть выполнены с возможностью отжимания шлама назад, против направления вращения так, что шлам на выходе распределителя имеет распределение скорости, которое равно распределению скорости вращения сита 33а, или отличается от него не более чем на 50% (например, в не более 10% от распределения скорости вращения сита 33а, не более 15% от распределения скорости вращения сита 33а, не более 20-25% от распределения скорости вращения сита 33а, не более 40% от распределения скорости вращения сита 33а, и т.д.). Было установлено, что подобное изменение распределения скорости шлама, вызываемое распределителем 21, может сократить износ, испытываемый ситом фильтрующего узла 33, поскольку кинетическая энергия шлама, передаваемая ситу, может быть значительно снижена этим изменением скорости шлама благодаря воздействию распределителя 21. Например, подобное изменение профиля распределения скорости шлама на выходе варианта выполнения распределителя может сократить износ, испытываемый ситом, настолько, что срок службы сита до его замены существенно увеличится, по сравнению с ситами обычных шнековых фильтрующих центробежных сепараторов (например, срок службы составит 150% срока службы обычных шнековых фильтрующих центробежных сепараторов, срок службы удвоится или утроится по сравнению со сроком службы сит шнековых фильтрующих центробежных сепараторов).
Обычные распределители зачастую выдают шлам на сито так, что он не имеет или почти не имеет вращательного компонента скорости. Сообщая выходящему шламу вращательный компонент скорости, что позволяют осуществить варианты выполнения распределителя 21, можно ожидать, что сито 33а будет испытывать меньший износ, поскольку скорость шлама, входящего в соприкосновение с ситом, лучше соответствует скорости вращения сита, по сравнению с обычными центробежными сепарационными устройствами, и будет значительно увеличен срок службы сит у вариантов выполнения сепараторов с распределителем 21, по сравнению с ситами обычных центробежных сепараторов.
Следует иметь в виду, что варианты выполнения распределителя 21 могут иметь различные размеры в соответствии с разными требованиями проектирования. Например, форма наружной крышки распределителя может быть любой для формирования впускного отверстия требуемого размера в соответствии с конкретными требованиями проектирования. В некоторых вариантах выполнения, распределителю 21 может быть придана форма пластинчатого элемента, имеющего плоскую наклоненную или отклоненную поверхность 22d, либо форма пластинчатого элемента, имеющего плоскую, планарную поверхность, например, плоскую поверхность 22а и буртик 22b, сформированный на внешнем краевом участке этого пластинчатого элемента. Пластинчатым элементом может быть пластина круглой формы или пластина, имеющая другую форму. В другом примере, число перегораживающих элементов 25, их форма и размеры, и интервалы между перегораживающими элементами 25 могут быть изменены в соответствии с конкретным набором требований проектирования. Например, перегородки могут иметь форму поперечного сечения любого типа, например, прямоугольную, многоугольную, овальную или круговую. В другом примере, число разнесенных колец и число радиально расходящихся лопастей может быть любым, в соответствии с конкретным набором требований проектирования. Например, в некоторых вариантах выполнения может использоваться менее шести лопастей или более шести лопастей, а в некоторых вариантах выполнения может использоваться более трех колец или менее 2 колец. Форма и размеры лопастей и колец могут быть любыми, в соответствии с конкретным набором требований проектирования. Например, конструкция лопастных элементов, формирующих каждую лопасть 60, может иметь поперечное сечение любой формы, например, L-образное поперечное сечение, треугольное, прямоугольное, многоугольное, овальное или круглое поперечное сечение. В другом примере, каждое кольцо может представлять собой единую конструкцию (например, кольцо, выполненное из металла, например, стали) или может быть конструкцией, сформированной из нескольких соединенных друг с другом элементов, скрепленных вместе для формирования кольцевой конструкции, то есть, кольцеобразной конструкции, в основном окружающей заданную область первой пластины 22 и (или) второй пластины 23, или заданный объем между первой и второй пластинами 22 и 23. Кольцо, или кольцевая конструкция, которая может быть использована в вариантах выполнения распределителя, может представлять собой кольцеобразную конструкцию, образующую центральный проем, или центральное отверстие, имеющее круглую, эллиптическую или многоугольную форму (например, кольцеобразную круговую конструкцию, кольцеобразную овальную конструкцию, кольцеобразную прямоугольную конструкцию, кольцеобразную шестиугольную конструкцию, кольцеобразную восьмиугольную конструкцию, или кольцеобразную десятиугольную конструкцию). Эта конструкция или кольцевые элементы, формирующие каждое кольцо, могут иметь поперечное сечение, соответствующее любой конструкции, например L-образное, треугольное, прямоугольное или круглое поперечное сечение.
Варианты выполнения распределителя могут быть изготовлены из подходящих материалов любого типа и посредством любого процесса изготовления, которые удовлетворяют конкретному набору требований проектирования. Например, распределитель может быть изготовлен из стали, железа, керамического материала, сплава или композиционного материала. В некоторых вариантах выполнения, внешняя поверхность 22а распределителя может быть по большей части гладкой (например, гладкой является по меньшей мере 50% поверхности), и может быть в основном плоской (например, по большей части плоской с относительно небольшими отклонениями в толщине пластинчатого элемента, образующего поверхность, например, поверхность, имеющую отклонения от ±1 мм до ±5 мм по высоте или толщине). В некоторых вариантах выполнения, поверх по меньшей мере части распределителя, или даже распределителя целиком, может быть нанесен износостойкий материал по типу штукатурки, для улучшения износостойкости поверхностей распределителя, которые должны соприкасаться со шламом, при установке и использовании распределителя в центробежном сепарационном устройстве. Например, распределитель 21 может быть выполнен литьем керамики или белого чугуна в требуемую форму, для получения распределителя целиком. В другом примере, литьем могут быть изготовлены разные компоненты распределителя 21 с последующим их соединением одним или несколькими механизмами крепления. После литья распределителя в целом или его различных компонентов, части распределителя могут быть подвергнуты механической или иной обработке для получения определенной формы, с защитой поверхностей износостойким облицовочным компонентом, и (или) могут быть прикреплены к другим компонентам распределителя посредством сварки, крепежных элементов, или иными крепежными механизмами, или с использованием их комбинации.
В то время как выше были показаны и описаны некоторые частные варианты выполнения пластины распределителя и шнекового фильтрующего центробежного сепаратора, а также способов его изготовления и использования, должно быть хорошо понятно, что изобретение не ограничено только ими, но может иметь другие различные варианты выполнения и использования в пределах области притязаний, определяемых приведенной ниже формулой.
1. Распределитель для шнекового фильтрующего центробежного сепаратора, включающий первую пластину, имеющую в основном плоскую поверхность, обращенную к выходному отверстию питательного трубопровода, когда первая пластина закреплена внутри шнекового фильтрующего центробежного сепаратора, причем в основном плоская поверхность наклонена или отклонена так, что периферийная часть первой пластины толще ее внутренней части.
2. Распределитель для шнекового фильтрующего центробежного сепаратора, включающий:
первую пластину, имеющую поверхность и отверстие для приема шлама; и
по меньшей мере один буртик, прикрепленный к первой пластине, причем каждый буртик отходит от поверхности к выходному отверстию питательного трубопровода так, что наиболее удаленная часть буртика находится ближе к выходному отверстию питательного трубопровода, чем поверхность первой пластины, когда распределитель установлен в шнековом фильтрующем центробежном сепараторе.
3. Распределитель по п. 2, в котором наиболее удаленная часть каждого буртика образует наиболее удаленную поверхность буртика, которая наклонена, отклонена, имеет ступени, ярусы или криволинейна.
4. Распределитель по п. 2, включающий:
вторую пластину, разнесенную с первой пластиной; и
несколько разнесенных друг от друга перегораживающих элементов, прикрепленных к по меньшей мере первой пластине или второй пластине, для формирования проходов, проходящих от области отверстия первой пластины к области наружной кромки второй пластины, причем перегораживающие элементы разнесены друг от друга так, что ближайшие перегораживающие элементы образуют проход, по которому шлам, поступивший в отверстие первой пластины, может проходить к выходу распределителя в направлении фильтрующего узла шнекового фильтрующего центробежного сепаратора.
5. Распределитель по п. 4, в котором каждый проход выполнен с возможностью выдачи шлама с выхода распределителя с заданным распределением вращательной составляющей скорости шлама, отличающейся не более чем на 50% от скорости вращения сита фильтрующего узла.
6. Распределитель по п. 4, в котором несколько перегораживающих элементов формируют несколько проходов, причем каждый из перегораживающих элементов расположен между первой и второй пластинами, имеет внутренний конец, внешний конец, первую сторону, проходящую вдоль второй пластины между внутренним концом и внешним концом, и вторую сторону, противоположную первой стороне и проходящую вдоль второй пластины между внутренним концом и внешним концом, так что первая сторона этого перегораживающего элемента образует боковую стенку одного из проходов, а вторая сторона этого перегораживающего элемента образует боковую стенку другого из проходов.
7. Распределитель по п. 4, в котором имеется несколько перегораживающих элементов, разнесенных друг относительно друга для формирования числа проходов, равного числу перегораживающих элементов.
8. Распределитель по п. 7, в котором каждым перегораживающим элементом является удлиненный элемент, проходящий вдоль первой пластины от области, примыкающей к внутренней части первой пластины, к внешней части первой пластины.
9. Распределитель по п. 4, в котором несколько сегментов каждого перегораживающего элемента криволинейны и несколько сегментов каждого перегораживающего элемента проходят линейно.
10. Распределитель по п. 4, в котором:
вторая пластина является кольцевым элементом, образующим отверстие, представляющее собой впускное отверстие распределителя, причем первой пластиной является пластинчатый элемент круговой или кольцеобразной формы; и
перегораживающие элементы прикреплены к первой и второй пластинам так, что они располагаются между ними.
11. Шнековый фильтрующий центробежный сепаратор, включающий:
корпус,
питательный трубопровод, присоединенный к корпусу, имеющий выходное отверстие, через которое шлам подается в полость корпуса,
фильтрующий узел, установленный внутри полости корпуса для приведения его во вращение внутри корпуса,
шнековый узел, установленный с возможностью приведения во вращение внутри полости корпуса и расположенный внутри фильтрующего узла, и
распределитель по любому из пп. 1-10, расположенный между питательным трубопроводом и шнековым узлом.
12. Шнековый фильтрующий центробежный сепаратор по п. 11, представляющий собой горизонтальный шнековый фильтрующий центробежный сепаратор, вертикальный шнековый фильтрующий центробежный сепаратор или наклоненный под углом шнековый фильтрующий центробежный сепаратор.
13. Шнековый фильтрующий центробежный сепаратор по п. 11, представляющий собой вертикальный шнековый фильтрующий центробежный сепаратор или горизонтальный шнековый фильтрующий центробежный сепаратор, причем шнековый узел способен вращаться со скоростью, отличающейся от скорости вращения фильтрующего узла для отделения твердого зернистого материала от жидкости шлама.
14. Шнековый фильтрующий центробежный сепаратор по п. 11, в котором распределитель состоит из первой пластины, имеющей плоскую поверхность и периферийный буртик, располагающийся смежно с внешним краем первой пластины и отходящий от плоской поверхности к выходному отверстию питательного трубопровода так, что наиболее удаленная поверхность периферийного буртика находится ближе к выходному отверстию питательного трубопровода, чем плоская поверхность первой пластины.
15. Шнековый фильтрующий центробежный сепаратор по п. 11, в котором распределитель состоит из первой пластины, имеющей гладкую поверхность, обращенную к выходному отверстию питательного трубопровода и наклоненную или отклоненную так, что она расходится наружу под углом от 1° до 65° от внутренней части первой пластины к внешнему краю первой пластины.
16. Шнековый фильтрующий центробежный сепаратор по п. 11, в котором распределитель состоит из первой пластины, имеющей в основном плоскую поверхность, обращенную к выходному отверстию питательного трубопровода и наклоненную или отклоненную так, что толщина периферийной части первой пластины больше толщины внутренней части первой пластины.
17. Шнековый фильтрующий центробежный сепаратор по п. 11, в котором распределитель состоит из первой пластины, имеющей в основном плоскую поверхность и по меньшей мере один буртик, расположенный на в основном плоской поверхности первой пластины и отходящий от в основном плоской пластины к выходному отверстию питательного трубопровода так, что толщина буртика больше толщины части первой пластины, имеющей в основном плоскую поверхность.
18. Шнековый фильтрующий центробежный сепаратор по п. 11, в котором распределитель имеет по меньшей мере один буртик, а часть распределителя, прилегающая к каждому буртику, и каждый буртик выполнены с возможностью формирования угла столкновения шлама с ситом фильтрующего узла для снижения энергии шлама, ударяющего в сито.
19. Шнековый фильтрующий центробежный сепаратор по п. 11, в котором выброс шлама из распределителя на сито фильтрующего узла выполнен с возможностью придания такого направления движению шлама, уже распределенного на сито, что выбрасываемый поток сталкивается с ситом в точке, где затруднено свободное прохождение потока ранее распределенного шлама через сито.
20. Распределитель по п. 2, дополнительно включающий:
вторую пластину, разнесенную с первой пластиной;
по меньшей мере одну лопасть, прикрепленную к по меньшей мере первой пластине или второй пластине;
по меньшей мере одно кольцо, примыкающее к лопасти;
причем лопасть и кольцо располагаются между первой пластиной и второй пластиной для образования там лабиринта так, чтобы шлам, поступающий на вход распределителя, мог проходить по лабиринту к выходу распределителя для придания направления движению шлама с выхода на фильтрующий узел шнекового фильтрующего центробежного сепаратора.
