Сепарационное устройство с двойным приводом и способ уменьшения налипания в сепарационном устройстве

Сепарационное устройство с двойным приводом и способ уменьшения налипания в сепарационном устройстве

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к сепарационным устройствам, предназначенным для работы с суспензиями и пульпами, в частности к сепарационному устройству, содержащему устройство для сдвигания пульпы. Указанное устройство было разработано прежде всего для применения в сгустителях и описано ниже со ссылкой на данную область применения. Однако следует понимать, что изобретение не ограничено данной конкретной областью применения.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Нижеследующее описание известного уровня техники служит для представления изобретения в соответствующем техническом контексте и позволяет должным образом оценить его значимость. Однако если четко не указано иное, ссылка на любой известный уровень техники в данном описании не должна считаться признанием того, что данный уровень техники широко известен или относится к общеизвестным сведениям в данной области техники.

Сепарационные устройства, такие как сгустители, осветлители и уплотнители, как правило, применяются для выделения твердых фракций из суспензий (обычно содержащих твердые частицы, взвешенные в жидкости) и находят широкое применение при разработке горных месторождений, обработке минерального сырья, обработке пищевых продуктов, рафинировании сахара, очистке воды, очистке сточных вод и в других подобных отраслях промышленности. Как правило, данные устройства содержат чан, в котором происходит осаждение твердых частиц из суспензии или раствора и их оседание на дно в виде пульпы или шлама, подлежащего откачиванию и восстановлению. Таким образом, разбавленный раствор, имеющий более низкую относительную плотность, смещается по направлению к верхней части чана, где происходит его удаление по сливному желобу. Сначала суспензию, подлежащую сгущению, подают по питающей трубе, каналу или линии в питающий стакан, расположенный в основном чане. Обычно имеется гребковый узел, установленный с возможностью вращения вокруг центрального приводного вала и, как правило, содержащий по меньшей мере два гребных рычага со скребками, обеспечивающими перемещение осажденного материала в направлении внутрь для сбора через придонное выпускное отверстие.

В процессе обработки, разделения и извлечения минерального сырья тонкоизмельченная руда находится во взвешенном состоянии в виде пульпы в соответствующей жидкой среде, такой как вода, при консистенции, которая обеспечивает возможность протекания и осаждения в статических условиях. Осаждение пульпы из суспензии происходит вследствие совместного воздействия силы тяжести и химических и/или механических процессов либо без участия последних. На начальном этапе в суспензию может быть добавлен коагулянт и/или флокулянт, улучшающий процесс осаждения. Затем суспензию тщательно перемешивают в сепарационном устройстве, например сгустителе, для содействия группированию твердых частиц с образованием в итоге более плотных и крупных «агрегатов» из частиц пульпы, которые выпадают в осадок из суспензии. Как правило, твердые частицы в агрегатах пульпы захватывают жидкость, также называемую раствором.

Как правило, в чане постепенно образуется несколько зон или слоев материала, имеющих разную объемную плотность, как проиллюстрировано на фиг.1А. В нижней части чана 1 пульпа образует относительно плотную зону 2 из уплотненной пульпы или твердых частиц 3, которые часто имеют вид связанных агрегатов (то есть агрегаты пульпы находятся в непрерывном контакте друг с другом). Данную зону 2 обычно называют «постелью пульпы» или связанным слоем пульпы. Расположенная над постелью 2 пульпы зона 4 замедленного осаждения содержит твердые частицы 5, которые еще не прошли полное осаждение или уплотнение. То есть твердые частицы или агрегаты 5 еще не находятся в непрерывном контакте друг с другом (не связаны). Над зоной 4 замедленного осаждения расположена зона 6 «свободного осаждения», в которой твердые частицы или агрегаты 7 частично взвешены в жидкости и оседают в направлении нижней части чана 1. Следует понимать, что зона 4 не всегда представляет собой четко ограниченную зону между связанным слоем 2 и зоной 6 свободного осаждения. Вместо этого указанная зона 4 может образовывать переход или поверхность раздела, которая расположена между связанным слоем 2 и зоной 6 свободного осаждения и плавно переходит в них. Над зоной 6 расположена осветленная зона 8 разбавленного раствора, в которой присутствуют мелкие твердые частицы и происходит удаление разбавленного раствора из чана 1 при помощи сливного желоба (не показан). На фиг.1А также изображены загрузочный стакан 9 и придонное выпускное отверстие 10, предназначенное для удаления уплотненной пульпы 3 из чана 1.

До настоящего времени традиционно считалось, что для поддержания соответствующей придонной плотности в пределах постели 2 пульпы необходимо отсутствие возмущений указанной постели и зоны 4 замедленного осаждения для обеспечения возможности осаждения плотных агрегатов твердых частиц с получением требуемой уплотненной структуры. Как следствие, большинство разработок в области технологии сепарационных устройств относятся к усовершенствованиям процесса осаждения либо в загрузочном стакане, либо в зоне 6 свободного осаждения, а не к любым процессам, которые могут нарушить уплотненную структуру твердых частиц в постели 3 пульпы или частично спрессованных твердых частиц в зоне 4 замедленного осаждения.

Кроме того, было установлено, что по мере увеличения глубины постели 2 пульпы проникновение высвобожденной жидкости через указанную постель 2 и ее миграция вверх в осветленную зону 8 становятся все более затруднительными. Одно предложенное решение заключается в выполнении дренажных стержней, прикрепленных к гребным рычагам и способствующих удалению указанной жидкости с увеличением, таким образом, придонной плотности и, следовательно, эффективности процесса сепарации. Указанные стержни, как правило, расположены на равных расстояниях друг от друга для образования в постели пульпы дренажных каналов, равномерно разнесенных по диаметру чана, и предназначены для минимизации возмущений постели пульпы.

Кроме того, было установлено, что вращение гребкового узла, выполненного со стержнями или без них, повышает вероятность поворота постели пульпы, которое также известно как налипание. Налипание возникает, когда вокруг гребкового узла образуются отдельные агломераты из частиц пульпы, называемые «комками» или «островками», что приводит к увеличению крутящего момента, необходимого для вращения гребкового узла, а также к уменьшению активного сечения для сепарации. Таким образом, это приводит к уменьшению плотности сгущенной пульпы. В случае использования гребкового узла агломераты, как правило, скапливаются вокруг рычагов и стержней гребкового узла и, следовательно, вращаются при вращении гребкового узла. При налипании, когда образуется агломерат, весь уплотненный пласт пульпы не должен обязательно вращаться, так же как и остальное содержимое чана-сгустителя, - фактически вращается только агломерат. Как следствие, данное явление отрицательно влияет на производительность и эффективность сгустителя, что обусловлено тремя основными причинами. Во-первых, скопление агломератов вокруг гребкового узла затрудняет формирование требуемой постели относительно равномерной сгущенной пульпы и уменьшает активные сечения для сепарации, тем самым уменьшая плотность пульпы, или придонную плотность. Во-вторых, увеличение крутящего момента, который необходим для вращения гребкового узла, повышает износ на приводном узле, что приводит к более частому проведению технического обслуживания и, следовательно, к увеличению времени простоя сгустителя. В-третьих, налипание препятствует выполнению основной функции гребкового узла, которая заключается в сгребании осевших твердых частиц к центральному месту выгрузки.

Были предложены различные решения для уменьшения или предотвращения процесса налипания. Одно из предложенных решений заключается в размещении неподвижных перегородок или стержней, которые препятствуют образованию агломератов путем разрушения любых подобных образований вокруг гребкового узла.

Целью изобретения является устранение или уменьшение влияния одного или более недостатков известного уровня техники или по меньшей мере создание подходящего альтернативного решения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с первым аспектом в изобретении предложено сепарационное устройство, предназначенное для отделения пульпы от загружаемого материала и содержащее чан для приема загружаемого материала, гребковый узел, установленный с возможностью вращения в чане для обеспечения перемещения пульпы по направлению к его выпускному отверстию, и сдвигающее устройство, предназначенное для сдвигания пульпы в чане и установленное с возможностью перемещения независимо от гребкового узла.

Если в контексте четко не указано иначе, на протяжении всего описания и формулы изобретения выражения «содержит», «содержащий» и т.п. следует истолковывать в охватывающем смысле, в отличие от исключающего или исчерпывающего смысла, другими словами, как «включая, но не ограничиваясь указанным».

Благодаря выполнению сдвигающего устройства с возможностью перемещения независимо от гребкового узла указанное устройство может перемещаться со скоростью и/или в направлении, которые отличаются от скорости и/или направления гребкового узла. Это приводит к сложному перемещению текучей среды и к турбулентности, которая уменьшает или полностью устраняет тенденцию агломерирования пульпы вокруг сдвигающего устройства и/или гребкового узла с уменьшением или предотвращением, таким образом, образования комков в постели пульпы. В результате повышается эффективность сепарации, выполняемой сепарационным устройством, что увеличивает придонную плотность восстановленных твердых частиц.

Предпочтительно, гребковый узел прикреплен к первому приводному валу с возможностью вращения вокруг первой оси, а сдвигающее устройство прикреплено ко второму приводному валу с возможностью вращения вокруг второй оси. В одном предпочтительном варианте второй приводной вал концентричен первому приводному валу.

Предпочтительно, сдвигающее устройство вращается в направлении, противоположном направлению вращения гребкового узла.

Предпочтительно, сдвигающее устройство выполнено с возможностью вращения вокруг второй оси со сменой направления на противоположное. Предпочтительно, направление вращения сдвигающего устройства вокруг второй оси меняется на противоположное периодическим образом.

В еще одном альтернативном варианте гребковый узел прикреплен к первому приводному валу с возможностью вращения вокруг первой оси, а сдвигающее устройство прикреплено ко второму приводному валу с возможностью перемещения вдоль первой оси или по существу параллельно ей. Предпочтительно, сдвигающее устройство перемещается вдоль первой оси или параллельно ей с возможностью скольжения. В одном предпочтительном варианте второй приводной вал концентричен первому приводному валу.

Предпочтительно, сдвигающее устройство перемещается по существу вертикально относительно постели пульпы. В одном предпочтительном варианте сдвигающее устройство совершает по существу возвратно-поступательное перемещение в вертикальном направлении.

Предпочтительно, первая ось является центральной осью чана.

Предпочтительно, сепарационное устройство содержит первый приводной механизм, предназначенный для приведения во вращение первого приводного вала. Предпочтительно, первый приводной механизм содержит один редукторный привод. В альтернативном варианте первый приводной механизм содержит один или более шестеренчатых приводов. Для первого приводного механизма легко могут использоваться приводы других типов, например гидравлический приводной двигатель.

Предпочтительно, сепарационное устройство содержит второй приводной механизм, независимый от первого приводного механизма и предназначенный для приведения в движение второго вала. Предпочтительно, второй приводной механизм содержит один редукторный привод. В альтернативном варианте второй приводной механизм содержит один или более шестеренчатых приводов. В одном варианте выполнения второй приводной механизм содержит периферический привод. Для первого приводного механизма легко могут использоваться приводы других типов, например гидравлический приводной двигатель.

В одном предпочтительном варианте второй приводной механизм содержит приводной механизм, расположенный у наружного края чана, предпочтительно периферический приводной механизм. В другом предпочтительном варианте второй приводной механизм коаксиален второму приводному валу.

Предпочтительно, сдвигающее устройство расположено над гребковым узлом. В одном предпочтительном варианте гребковый узел расположен смежно с нижней частью чана.

Предпочтительно, выполняется регулирование одного или более параметров сдвига с учетом интенсивности потока загружаемого материала, подаваемого в чан, и/или одного или более рабочих параметров для обеспечения регулируемого приложения оптимального сдвигающего усилия к пульпе, проходящей через область чана. На протяжении всего описания и формулы изобретения выражение «интенсивность потока» означает расход потока твердых частиц, взвешенных в текучей среде (обычно жидкости), измеряемый в тоннах на квадратный метр в час (т/м²ч). В контексте сепарации минерального сырья выражение «интенсивность потока» используется применительно к твердым частицам пульпы, взвешенным в шламе. Несмотря на то что концентрация твердых частиц или плотность пульпы в суспензии может изменяться при перемещении пульпы через чан, поток твердых частиц может рассматриваться как независящий от плотности пульпы и выражаться в виде интенсивности потока.

Предпочтительно, параметры сдвига выбираются из группы, в которую входят скорость сдвигающего устройства, форма сдвигающего устройства и глубина области сдвига.

Предпочтительно, рабочие параметры выбираются из группы, в которую входят состав пульпы, размер частиц пульпы, скорость потока пульпы в чане, предел текучести пульпы, вязкость пульпы, относительная придонная плотность, весовое процентное содержание придонной части и скорость введения флокулянта в загружаемый материал.

Предпочтительно, один или более параметров сдвига могут регулироваться в ответ на изменения интенсивности потока и/или одного или более рабочих параметров.

Предпочтительно, сепарационное устройство содержит датчик интенсивности потока, предназначенный для контроля интенсивности потока суспензии. Предпочтительно, сепарационное устройство содержит один или более датчиков, предназначенных для контроля одного или более рабочих параметров. Предпочтительно, сепарационное устройство содержит блок или систему управления, связанную с датчиком интенсивности потока и/или датчиками контроля рабочих параметров.

Кроме того, авторами изобретения было неожиданно обнаружено, что возмущение пульпы, предпочтительно в виде сдвига, может привести к повышению эффективности процесса сепарации, в особенности процесса осаждения, происходящего в сгустителе. Полагается, что путем создания возмущения, по существу равномерного по всей зоне возмущения, связанная пульпа в указанной зоне нарушается вследствие разрушения, возмущения, перераспределения, переориентации или «встряхивания» мест непрерывного контакта между частицами пульпы или вследствие силового воздействия на пульпу. Данное нарушение связанной пульпы в зоне возмущения обеспечивает возможность высвобождения захваченной жидкости в направлении вверх к осветленной зоне разбавленного раствора и увеличивает плотность пульпы, расположенной ниже зоны возмущения, по сравнению с плотностью пульпы, расположенной над указанной зоной.

На протяжении всего описания под выражениями «нарушать», «нарушающий» и «нарушение», а также их производными подразумевается разрушение, возмущение, перераспределение, переориентация или «встряхивание» частиц или вещества, а также приложение силы к частицам или веществу. В контексте данного изобретения указанные выражения применяются для обозначения разрушения, возмущения, перераспределения, переориентации, «встряхивания» упорядоченной структуры связанной пульпы или приложения к ней силы, в том числе к местам непрерывного контакта между частицами связанной пульпы, но не ограничиваясь этим.

Предпочтительно, сдвигающее устройство по меньшей мере частично погружено в область чана. Предпочтительно, указанная область содержит часть зоны замедленного осаждения. Более предпочтительно, указанная область содержит нижнюю часть зоны замедленного осаждения. В альтернативном варианте указанная область содержит часть постели пульпы (слоя связанной пульпы). В одном предпочтительном варианте указанная область содержит только верхнюю часть постели пульпы (связанного слоя пульпы). В другом особенно предпочтительном варианте указанная область содержит только верхнюю половину постели пульпы (связанного слоя пульпы). В еще одном альтернативном варианте указанная область содержит часть зоны замедленного осаждения и часть постели пульпы (связанного слоя пульпы). В одном варианте выполнения указанная область содержит зону замедленного осаждения и постель пульпы (связанный слой пульпы).

Кроме того, в одном варианте выполнения сдвигающее устройство предпочтительно прикладывает сдвигающее усилие по существу равномерно по всей зоне возмущения в верхней области связанного слоя пульпы, образованного из агрегатов пульпы, оседающих на дно чана, с обеспечением нарушения связанной пульпы в зоне возмущения в течение заданного периода времени. Более предпочтительно, сдвигающее устройство прикладывает сдвигающее усилие по всей зоне возмущения в течение заданного периода времени. В результате пульпа, расположенная ниже зоны возмущения, может преобразоваться до состояния с существенно более высокой плотностью по сравнению с пульпой, расположенной выше указанной зоны плотности пульпы, например, на величину от 5 до 50%.

Предпочтительно, сдвигающее устройство содержит по меньшей мере два сдвигающих рычага, установленных с возможностью перемещения в пределах зоны возмущения. В одном предпочтительном варианте сдвигающее устройство содержит по меньшей мере три сдвигающих рычага, установленных с возможностью вращения в пределах зоны возмущения. Более предпочтительно, сдвигающее устройство содержит сдвигающие элементы, предназначенные для приложения сдвигающего усилия к связанной пульпе. Предпочтительно, каждый из указанных сдвигающих элементов образует зону турбулентности для разрушения связанной пульпы.

Предпочтительно, сдвигающее устройство содержит по меньшей мере одну частично плоскую пластину с отверстиями. В одном предпочтительном варианте указанная по меньшей мере одна пластина прикреплена ко второму приводному валу с возможностью по существу скользящего перемещения вдоль второй оси или параллельно ей. Более предпочтительно, форма указанной по меньшей мере одной пластины комплементарна горизонтальному сечению чана. В особенно предпочтительном варианте пластина представляет собой горизонтальный диск. Предпочтительно, указанные отверстия расположены с равными промежутками относительно друг друга. Предпочтительно, указанные отверстия имеют по существу одинаковый размер.

В другом предпочтительном варианте указанная по меньшей мере одна частично плоская пластина прикреплена ко второму приводному валу с возможностью вращения вокруг второй оси. Предпочтительно, указанная по меньшей мере одна пластина расположена по существу вертикально. Предпочтительно, размер одного или более отверстий постепенно увеличивается в направлении от второй оси к наружному краю указанной по меньшей мере одной пластины. Предпочтительно, одно или более отверстий расположены по существу на одной линии.

Предпочтительно, сдвигающее устройство содержит сдвигающие элементы, расположенные упорядоченным образом. В одном предпочтительном варианте два или более сдвигающих элемента взаимосвязаны с образованием сетчатой конфигурации. Указанная сетчатая конфигурация может быть частично или полностью геометрической и предпочтительно имеет прямоугольную, квадратную, ромбовидную, треугольную, шестиугольную или другую многоугольную форму. В другом предпочтительном варианте два или более сдвигающих элемента образуют одну или несколько геометрических форм. Предпочтительно, указанные геометрические формы являются комплементарными. Предпочтительно, указанные геометрические формы образуют конфигурацию в виде паутины. Предпочтительно, указанные геометрические формы имеют прямоугольную, квадратную, ромбовидную, треугольную, шестиугольную или другую многоугольную форму.

Предпочтительно, сепарационное устройство представляет собой сгуститель.

Второй аспект изобретения относится к применению устройства, предложенного в первом аспекте изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже приведено описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения, исключительно в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1А изображает схематический разрез характерных зон материала в сепарационном устройстве,

фиг.1В изображает схематический разрез, иллюстрирующий процесс осаждения в сепарационном устройстве, показанном на фиг.1,

фиг.1С изображает упрощенную схему, иллюстрирующую новый способ усовершенствования процесса осаждения,

фиг.2А изображает разрез сепарационного устройства в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения,

фиг.2В изображает вид сверху сепарационного устройства, показанного на фиг.2А,

фиг.3 изображает частичный разрез приводных узлов сдвигающего устройства и гребкового узла сепарационного устройства, показанного на фиг.2,

фиг.4 изображает вид сверху альтернативного варианта приводных узлов сдвигающего устройства и гребкового узла сепарационного устройства, показанных на фиг.3,

фиг.5 изображает разрез приводных узлов сдвигающего устройства и гребкового узла, показанных на фиг.4, по линии 5-5,

фиг.6 изображает разрез приводных узлов сдвигающего устройства и гребкового узла сепарационного устройства, показанных на фиг.4, по линии 6-6,

фиг.7 изображает увеличенный частичный разрез планетарной коробки передач и шестереночного узла, показанных на фрагменте А фиг.6 и относящихся к сдвигающему устройству и гребковому узлу, показанным на фиг.4,

фиг.8А изображает разрез сепарационного устройства в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения,

фиг.8В изображает разрез сдвигающего устройства, показанного на фиг.8А,

фиг.9 изображает разрез другого сдвигающего устройства, предназначенного для использования в сепарационном устройстве, показанном на фиг.8А,

фиг.10 изображает разрез еще одного сдвигающего устройства, предназначенного для использования в сепарационном устройстве, показанном на фиг.8А,

фиг.11 изображает разрез еще одного сдвигающего устройства, предназначенного для использования в сепарационном устройстве, показанном на фиг.8А,

фиг.12А изображает разрез сепарационного устройства в соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения,

фиг.12В изображает разрез сепарационного устройства в соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения,

фиг.12С изображает разрез сепарационного устройства в соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения,

фиг.13А изображает разрез сепарационного устройства в соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения,

фиг.13В изображает разрез сепарационного устройства в соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения,

фиг.14 изображает вид сверху сепарационного устройства в соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения,

фиг.15А изображает разрез сепарационного устройства в соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения,

фиг.15В изображает вид сверху сепарационного устройства, показанного на фиг.15А,

фиг.16 изображает разрез сепарационного устройства в соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения,

фиг.17А изображает вид сверху сдвигающего устройства, предназначенного для использования в сепарационном устройстве, показанном на фиг.16,

фиг.17 В изображает вид спереди сдвигающего устройства, показанного на фиг.17А,

фиг.18А изображает вид сверху сдвигающего устройства, предназначенного для использования в сепарационном устройстве, показанном на фиг.16,

фиг.18В изображает вид спереди сдвигающего устройства, показанного на фиг.18А,

фиг.19А изображает вид сверху сдвигающего устройства, предназначенного для использования в сепарационном устройстве, показанном на фиг.16,

фиг.19В изображает вид спереди сдвигающего устройства, показанного на фиг.19А,

фиг.20А изображает вид сверху сдвигающего устройства, предназначенного для использования в сепарационном устройстве, показанном на фиг.16,

фиг.20В изображает вид спереди сдвигающего устройства, показанного на фиг.20А,

фиг.21А изображает вид сверху сдвигающего устройства, предназначенного для использования в сепарационном устройстве, показанном на фиг.16,

фиг.21В изображает вид спереди сдвигающего устройства, показанного на фиг.21А,

фиг.22А изображает вид сверху сдвигающего устройства, предназначенного для использования в сепарационном устройстве, показанном на фиг.16,

фиг.22В изображает вид спереди сдвигающего устройства, показанного на фиг.22А,

фиг.23 изображает схематический вид сверху сепарационного устройства в соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения,

фиг.24 изображает схематический вид сверху сепарационного устройства в соответствии с другим вариантом выполнения изобретения,

фиг.25 изображает схематический разрез сепарационного устройства в соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения, и

фиг.26 изображает схематический разрез сепарационного устройства в соответствии с другим вариантом выполнения изобретения.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предпочтительная область применения изобретения относится к области обработки, разделения и извлечения минерального сырья, при которых тонкоизмельченная руда находится во взвешенном состоянии в виде пульпы в соответствующей жидкой среде, такой как вода, при консистенции, которая обеспечивает возможность протекания и осаждения в статических условиях. Осаждение пульпы из суспензии происходит вследствие совместного воздействия силы тяжести и химических и/или механических процессов либо без участия последних. Со временем происходит комкование пульпы с образованием агрегатов из более крупных частиц пульпы по мере ее оседания из загрузочного стакана сгустителя ко дну чана. Данный процесс обычно улучшают путем добавления флокулирующих агентов, известных также как флокулянты, которые связывают оседающие твердые частицы или частицы пульпы. Данные более крупные и плотные агрегаты оседают быстрее по сравнению с отдельными частицами вследствие их общего размера и плотности относительно окружающей жидкости и постепенно образуют уплотненную структуру в постели пульпы, как лучше всего проиллюстрировано на фиг.1. Тем не менее, установлено, что несмотря на данную уплотненную структуру в постели пульпы образуются области, в которых происходит захват жидкости в агрегатах и между ними.

Осаждение пульпы по мере ее прохождения через зоны, имеющиеся в чане 1 сгустителя, описано более подробно со ссылкой на фиг.1В, где соответствующие элементы обозначены одинаковыми номерами позиций. В загрузочный стакан 9 сгустителя добавлен флокулянт 11, который адсорбируется на отдельных частицах 12 пульпы, как лучше всего проиллюстрировано на фиг.1В(а). В загрузочном стакане 9 сгустителя и/или при выходе частиц 12 пульпы из стакана 9 в зону 6 свободного осаждения происходит разрастание флокулянта 11 и частиц 12 пульпы и их объединение в пористые агрегаты 13 пульпы, как лучше всего проиллюстрировано на фиг.1В(b). Вследствие пористой структуры отдельных агрегатов пульпы они захватывают жидкость 14. По мере дальнейшего оседания агрегатов 13 в чане 1 через зону 6 свободного осаждения к зоне 4 замедленного осаждения они становятся скученными и тормозят осаждение друг друга, как лучше всего проиллюстрировано на фиг.1В(с). Постепенно агрегаты 14 объединяются и уплотняются с образованием структурированного связанного слоя 2 пульпы, также называемого постелью пульпы, как лучше всего проиллюстрировано на фиг.1B(d). Тем не менее, установлено, что несмотря на данную уплотненную конфигурацию связанного слоя 2 пульпы в пределах указанного слоя возникают области, в которых происходит захват жидкости в агрегатах и между ними. Поскольку выход данной захваченной жидкости из постели пульпы в осветленную зону разбавленного раствора затруднен, придонная плотность пульпы уменьшается.

Несмотря на то что в известном уровне техники данная проблема частично решается путем использования вертикальных штанг, прикрепленных к гребковому узлу с обеспечением образования дренажных каналов для выведения разбавленного раствора, это имеет ограниченную эффективность и, как установлено, вызывает дополнительные проблемы при образовании комков в чане 1, особенно в постели 2 пульпы.

На фиг.2А и 2В изображен первый вариант выполнения изобретения, при этом соответствующие элементы обозначены одинаковыми номерами позиций. Сепарационное устройство 20, предназначенное для отделения пульпы от загружаемого материала, имеющего вид суспензии, содержит чан 1 для приема указанной суспензии и размещения постели 2 пульпы. Имеется гребковый узел 21, установленный с возможностью вращения в чане 1 для обеспечения перемещения пульпы по направлению к выпускному отверстию 22 чана, и сдвигающее устройство 23, предназначенное для сдвигания пульпы в чане и установленное с возможностью перемещения независимо от узла 21.

Гребковый узел 21 прикреплен к внутреннему приводному валу 24 с возможностью вращения вокруг оси 25, проходящей аксиально через центр чана 1, и приводится в действие при помощи периферического приводного узла 26, содержащего шестеренчатые приводы 26а, как лучше всего показано на фиг.2В. Сдвигающее устройство 23 прикреплено к наружному концентрическому приводному валу 27, в котором заключен внутренний приводной вал 24, с возможностью вращения вокруг той же центральной оси 25 и приводится в действие при помощи собственного приводного узла 28, содержащего шестеренчатые приводы 28а и являющегося независимым от приводного узла 26 (и его шестеренчатых приводов 26а) гребкового узла 21. Кроме того, сдвигающее устройство 23 содержит два радиальных рычага 29, проходящих в наружном направлении от концентрического приводного вала 27 к соответствующим наружным краям 30. К каждому радиальному рычагу 29 прикреплены сдвигающее элементы, выполненные в виде наклонных линейных штанг или стержней 31. Стержни 31 наклонены под углом приблизительно 45° относительно вертикальной плоскости, которая перпендикулярна плоскости, образованной рычагами 29 в соответствующих местах их присоединения, как лучше всего показано на фиг.2А.

Стержни 31 расположены с равными промежутками относительно друг друга, соединены с вертикальными штырями 32 и поддерживаются ими, при этом борт 33 определяет форму радиальных рычагов 29. В альтернативном варианте стержни 31 могут быть расположены с неравными промежутками относительно друг друга.

В первом варианте выполнения сепарационное устройство 20 выполнено в виде сгустителя мостового типа, содержащего несущий мост 34, расположенный диаметрально по ширине чана 1 над ним. Коме того, сгуститель 20 содержит загрузочный стакан 9, расположенный в центре чана 1, и периферический сливной желоб 35. Гребковый узел 21 содержит гребные рычаги 36 со скребками 37, проходящими вниз в направлении дна 38 чана 1 и обеспечивающими перемещение осажденной и уплотненной пульпы к придонному выпускному отверстию 22. Весь чан 1 опирается на колонны 39.

В процессе эксплуатации суспензия пульпы в виде шлама поступает в загрузочный стакан 9 по питающей трубе или каналу 40. Шлам может подаваться в стакан 9 по касательной для увеличения времени выдержки, необходимого для смешивания и реакции с реагентами, например флокулянтами, способствующими образованию агрегатов или «флокул» из более плотных твердых веществ пульпы. Кроме того, ввод по касательной способствует рассеиванию кинетической энергии шлама в стакане 9 и ускоряет, таким образом, осаждение в чане 1. К питающей трубе или каналу 40 стакана 9 присоединено разжижающее устройство 41, обеспечивающее разжижение шлама разбавленным раствором 42 для содействия флокуляции и, следовательно, процессу осаждения. Затем суспензия вытекает под действием силы тяжести вниз из ограничительного выпускного отверстия 43 в чан 1, в котором происходит ее осаждение с образованием различных зон материала, к которым относятся постель 2 пульпы, зона 4 замедленного осаждения, зона 6 свободного осаждения и осветленная зона 8 разбавленного раствора. Относительно плотная постель 2 вытесняет верхнюю осветленную зону 8 относительно разбавленного раствора 42 по направлению к верхней части чана 1. Гребковый узел 21 приводится во вращение вокруг центральной оси 25 при помощи связанного с ним приводного вала 24, так что скребки 37 перемещают осажденную или сгущенную пульпу по направлению к придонному выпускному отверстию 22, из которого она откачивается для восстановления, тогда как раствор 42 постепенно отводится по сливному желобу 35.

Приводной узел 28 приводит в действие концентрический приводной вал 27 с шестеренчатыми приводами 28а и вращает сдвигающее устройство 23 относительно чана 1 вокруг центральной оси 25. В результате этого стержни 31 прикладывают сдвигающее усилие к агрегатам или частицам пульпы, опускающимся из выпускного отверстия 43 загрузочного стакана сгустителя в область 44 сдвига, расположенную в верхней области постели 2 пульпы. Сдвигающее устройство 23 несколько раз проходит через область 44 сдвига, несколько раз прикладывая сдвигающее усилие к агрегатам или частицам пульпы, прежде чем они покинут зону возмущения, либо в виде непосредственных «ударов» со стороны стержней 31, либо в виде возмущений в зонах турбулентности, образующихся в следе от прохода стержней 31 через область 44. Сдвигающее устройство 23 может вращаться со скоростью, отличной от скорости вращения гребкового узла 21, в направлении, либо совпадающем с направлением вращения гребкового узла 21, либо противоположном ему. Устройство 23 также может вращаться в направлении, противоположном направлению вращения гребкового узла 21, но со скоростью вращения, равной скорости вращения гребкового узла.

Таким образом, гребковый узел 21 может выполнять функцию медленного вращения его рычагов 36 в постели 2, так что скребки 37 направляют осажденную пульпу к придонному выпускному отверстию 22, при этом сдвигающее устройство 23 может вращаться с другой скоростью вращения и/или в другом направлении для обеспечения регулирования величины сдвигающего усилия, прикладываемого к пульпе, проходящей через зону возмущения. Вращение сдвигающего устройства 23 со скоростью и/или в направлении, которые отличаются от скорости и/или направления вращения гребкового узла 21, создает сложное перемещение текучей среды и дополнительную турбулентность, которая нарушает или сдерживает образование комков в постели 2 пульпы. Кроме того, сдвигающее усилие, созданное устройством 23, стремится нарушить (путем возмущения, перераспределения или разрушения) любые более крупные агрегаты или частицы пульпы, которые могут объединиться в комок. Таким образом, в пределах чана 1 явления налипания сведены к минимуму или полностью устранены. Более того, сдвигающее устройство 23 может вращаться в направлении, противоположном направлению вращения гребкового узла 21, с обеспечением создания в