CN102196846B - 用于扰动网状浆的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种从储槽(1)内的供给材料中分离浆的方法(20)，该方法包括以下步骤：(23)将供给材料(22)引入储槽(1)内；(24)使得供给材料(22)能够在储槽(1)中沉积；(25)使得浆(21)能够形成凝聚体(13)；(26)使得浆凝聚体(13)能够朝着储槽(1)的底部沉积和形成网状浆层(2)；以及(27)横跨在网状层(2)的上部区域中的扰动区域(16)基本均匀地引起扰动，以便在预定时间段内破坏在扰动区域中的网状浆；从而使得夹带的液体从扰动区域(16)中的网状浆内释放，并增加在扰动区域下面的浆的相对密度。本发明还提供了一种用于从供给材料(22)中分离浆(21)的分离装置(40)。

Description

用于扰动网状浆的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于悬浮液和浆的分离装置，具体是涉及用于控制在分离装置中向浆施加剪切的方法。它被研发主要用于增稠器，且下文中将参考该用途来介绍。不过应当知道，本发明并不局限于该特殊使用领域。
背景技术
下面的现有技术说明将使得本发明展现在合适的技术背景中，并使得它的重要性能被合适地了解。不过，除非清楚表明相反，在本说明书中的任何对现有技术的引用并不认为是认可该技术为公知或者形成本领域公知常识的一部分。
分离装置例如增稠器、澄清器和浓缩器通常用于从悬浮液(通常包含悬浮在液体中的固体)中分离固体，且通常在采矿、矿物处理、食品加工、糖精炼、水处理、污水处理和其它这样的行业中使用。这些装置通常包括储槽，固体在该储槽中从悬浮液或溶液中沉淀，并作为浆或淤泥而朝着底部沉积，以便从底部吸出并回收。因此，相对较低密度的稀释液体朝着储槽的顶部移动，例如通过溢流槽除去。要增稠的悬浮液首先通过供给管、导管或管线而供给布置在主储槽内的供给井中。耙组件通常安装成绕中心驱动轴旋转，并通常具有至少两个耙臂，这两个耙臂具有刮刀片，以便使得沉积的材料向内运动，用于通过下溢出口来收集。
当用于矿物处理、分离和提取时，精细研磨的矿石作为浆而以允许流动的稠度悬浮在合适的液体介质(例如水)中。浆通过重力与或不与化学和/或机械处理的组合而从悬浮液中沉积。首先，凝结剂和/或絮凝剂可以添加至悬浮液中，以便提改善沉积处理。然后，悬浮液仔细混合至分离装置例如增稠器中，以便于固体颗粒聚集在一起，从而最终形成更大更致密的浆“凝聚体”，该浆“凝聚体”从悬浮液沉积出来。液体(也称为液体溶液)通常与固体颗粒一起包含在浆凝聚体中。
通常，具有不同总体密度的多个区域或材料层逐渐形成于储槽中，如图1中所示。在储槽1的底部，浆形成压紧浆或固体3的相对致密区域2，该压紧浆或固体3通常呈网状凝聚体的形式(即浆凝聚体相互连续接触)。该区域2通常称为“浆床”或网状浆层。在浆床2上面，阻碍区域4将包含还没有完全沉积或“压紧”的固体5。也就是，固体或凝聚体5还并不相互连续接触(非网状)。在阻碍层4的上面是“自由沉积”区域6，其中，固体或凝聚体7部分悬浮在液体中，并朝着储槽1的底部降低。应当知道，阻碍区域4并不总是在网状层2和自由沉积区域6之间的明显不同区域。而是，阻碍层4可以形成在网状层2和自由沉积区域6之间的过渡或界面，该阻碍层4混合在两个区域之间。在自由沉积区域6的上面是稀释液体的澄清区域8，其中几乎不存在固体，且稀释液体通过溢流槽(未示出)而从储槽1除去。图1还表示了供给井9和下溢出口10，该下溢出口10用于从储槽1中除去压紧的浆3。
迄今为止，普通的想法是，为了保证在浆床2中保持合适的下溢密度，该浆床2和阻碍区域4应当无扰动，以便使得固体颗粒的致密凝聚体能够沉积为它们的合适的压紧结构。因此，在分离装置技术中的大部分发展涉及在供给井中或在自由沉积区域6中改善沉积处理，而不是可能扰动在浆床3中的固体颗粒的压紧结构或在阻碍区域4中的局部压紧固体的任何处理。
还发现当浆床2的深度增加时，释放的液体穿透浆床2向上进入澄清区域8中将越来越困难。一种方案是提供安装在耙臂上的脱水支杆，以便帮助除去该液体，从而增加下溢密度，因此提高分离处理的效率。这些支杆通常等间距布置，以便在浆床中产生横跨储槽的直径等距隔开的脱水槽道，并设计成最小化对浆床的扰动。
还发现耙组件的旋转(在有或没有支杆的情况下)增加了浆床旋转(这也称为“环圈运动”)的可能性。当浆颗粒的离散凝聚块(称为“环圈”或“岛”)环绕耙组件形成时出现环圈运动，使得耙组件旋转所需的力矩增加，并降低了用于分离的有效横截面面积。因此，这导致增稠浆的密度减小。在耙组件的情况中，凝聚块将积累在耙臂和支杆周围，并因此将与耙组件的旋转一起旋转。在环圈运动中，当形成凝聚块时，整个增稠浆床并不必旋转，增稠储槽的内容物的其余部分也不必旋转，-实际上只有凝聚块旋转。因此，该现象以三种主要方式对增稠器性能和效率产生不利影响。首先，凝聚块积累在耙组件周围将阻碍形成具有相对均匀增稠浆的合适床，并降低用于分离的有效横截面面积，从而降低浆密度或者降低下溢密度。其次，使得耙组件旋转所需的增加力矩增加了对驱动组件的磨损，从而增加了维护的频率，并因此增加了增稠器的停机时间。第三，环圈运动防止耙组件执行它的主要功能，即使得沉积的固体耙集至中心排出点。
已经提出了多种方案来阻止或防止环圈运动。提出的一种方案是布置静止挡板或支杆，以便通过破坏在耙组件周围的任意这种形成物而防止形成凝聚块。
本发明的目的是克服或改进现有技术的一个或多个缺陷，或者至少提供一种有用的可选方式。
发明内容
因此，本发明的第一方面提供了一种从储槽内的供给材料中分离浆的方法，该方法包括以下步骤：
将供给材料引入储槽内；
使得供给材料在储槽中沉积；
使得浆形成为凝聚体；
使得浆凝聚体朝着储槽的底部沉积并形成网状浆层；以及
横跨在网状层的上部区域中的扰动区域基本均匀地引起扰动，以便在预定时间段内破坏在扰动区域中的网状浆；
从而使得夹带的液体从扰动区域中的网状浆内释放，并增加在扰动区域下面的浆的相对密度。
除非上下文中清楚地另外说明，在全部说明书和权利要求中，措辞“包括”、“包含”等将认为是包括的意思，而不是排他或穷举的意思；也就是说，意思是“包括但不局限于”。
本发明人意外和惊讶地发现，向浆施加扰动(优选是剪切的形式)可以导致在分离处理中、特别是在增稠器的沉积处理中提高效率。可以认为，通过横跨扰动区域基本均匀地引起扰动，在扰动区域中的网状浆通过破碎、扰动、重新布置、重新定向或“摇动”在浆之间的连续接触或者使它受到力而被破坏。在扰动区域中的网状浆的这种破坏能够向上朝着稀释液体的澄清区域释放捕获的液体，并相对于在扰动区域上面的浆密度增加在扰动区域下面的浆密度。
在整个说明书和权利要求中，术语“破坏”和它的变化形式的意思是破碎、扰动、重新布置、重新定向或“摇动”颗粒或物质以及向颗粒或物质施加力。在本发明的上下文中，这些术语的意思是破碎、扰动、重新布置、重新定向、施加力或“摇动”网状浆的有组织的结构，包括但不局限于在网状浆之间的连续接触。
优选是，引起扰动的步骤包括横跨扰动区域基本均匀地施加剪切。更优选是，剪切在预定时间段内横跨扰动区域基本均匀地施加。
可选的，引起扰动的步骤包括横跨扰动区域基本均匀地产生紊流。
优选是，该预定时间段基本对应于网状浆通过扰动区域的时间。
优选是，扰动使得在扰动区域下面的浆重新形成为相对于在扰动区域上面的浆具有显著更高的密度。更优选是，引起扰动的步骤包括逐步增加在扰动区域下面的浆的密度。在一个优选形式中，在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少5％。在另一优选形式中，在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少10％。在还一优选形式中，在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少25％。在还一优选形式中，在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少35％。在特别优选的形式中，在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少50％。
优选是，扰动区域在网状浆层的上部75％内。更优选是，扰动区域在网状浆层的上半部分内。在一种优选形式中，扰动区域在网状浆层的上部30％内。在另一优选形式中，扰动区域在网状浆层的上部10％内。在特别优选的形式中，扰动区域在网状浆层的顶部处或顶部附近。
在一种可选形式中，扰动区域从网状浆层的上部区域延伸以包括阻碍区域的一部分。更优选是，扰动区域包括阻碍区域的下部部分。
优选是，扰动区域包括网状浆层的上部区域的一部分。更优选是，扰动区域包括上部区域的一部分容积。
优选是，扰动区域至少局部包括上部区域的一定横截面面积。更优选是，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少10％。更优选是，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少30％。优选是，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少50％。还优选是，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少70％。在一种优选形式中，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少80％。在另一优选形式中，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少90％。在特别优选的形式中，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的基本整个横截面面积。
优选是，剪切利用从以下组中选择的剪切机制来施加，该组包括：液体射流、气体射流、机械振动、超声波脉冲、流化作用和机械搅动。
优选是，剪切机制是机械搅动，其中，施加剪切的步骤使用剪切装置来进行，该剪切装置包括至少两个剪切臂，所述剪切臂支承为用于在扰动区域内运动。更优选是，剪切装置包括至少三个剪切臂，所述剪切臂支承为用于在扰动区域内运动。在一个优选形式中，剪切装置包括多个剪切元件，用于施加剪切。优选是，各剪切元件限定紊流区域，用于破坏网状浆。
优选是，剪切机制是机械搅动，其中，施加剪切的步骤使用剪切装置来进行，该剪切装置包括多个剪切元件，所述剪切元件沿剪切装置的至少一个臂隔开，以便限定在它们之间的相应间隔，这样，基本均匀的平均剪切沿与该至少一个臂平行或重合的线施加给在至少两个所述间隔中的网状浆。更优选是，沿该线的剪切元件之间的所有间隔中的平均剪切都基本均匀或相同。
在整个说明书和权利要求中，术语“平均剪切”的意思是施加在任意两个预定参考点之间的浆上的剪切的平均值。在本文中，两个参考点典型地(但不必须)与布置在剪切装置的该至少一个臂上的相邻剪切元件重合。应当知道，在该方法中，所述线可以整个或局部非线性。例如，该线可以包括弓形、对于该线的直线部分成角度或者相偏离的一部分。在一个优选实施例中，线是径向线。
优选是，该方法包括在预定时间段内向扰动区域中的网状浆施加基本均匀的累积剪切的还一步骤。
整个说明书和权利要求中，术语“积累剪切”的意思是施加在通过限定区域的典型浆凝聚体或颗粒上的剪切的总和。在本文中，积累剪切是典型浆凝聚体或颗粒在它进入该区域和离开该区域之间受到的剪切的总和，它由产生的“剪切”事件的总和以及这些剪切事件的大小来确定；也就是，典型的浆凝聚体或颗粒受到“撞击”(剪切力施加给它)的次数。这些剪切事件不仅包括浆凝聚体或颗粒由剪切装置直接“撞击”，还包括在剪切装置的通过尾迹中浆凝聚体或颗粒受到的扰动或“摇动”，本发明人称为“紊流区域”。这些紊流区域足以向浆凝聚体或颗粒施加剪切力，虽然小于由剪切装置直接施加的剪切量。
优选是，该方法包括在预定时间段内向扰动区域中的网状浆施加基本均匀数目的剪切事件的还一步骤。
优选是，施加剪切的步骤包括施加基本均匀的平均剪切、基本均匀的积累剪切和基本均匀数目的剪切事件中的至少两个的组合。更优选是，施加剪切的步骤包括向网状浆施加基本均匀的平均剪切、基本均匀的积累剪切和基本均匀数目的剪切事件。
优选是，施加剪切的步骤包括使得剪切装置在扰动区域中运动。更优选是，剪切装置在扰动区域内旋转，以便施加剪切。在一个优选形式中，施加剪切的步骤包括使得剪切装置反向旋转。在另一优选形式中，施加剪切的步骤还包括周期性地使得剪切装置的旋转反向。
优选是，施加剪切的步骤包括向扰动区域的至少半径横截面施加剪切。更优选是，剪切装置运动至少局部穿过扰动区域的半径横截面。优选是，施加剪切的步骤包括向扰动区域的至少直径横截面施加剪切。更优选是，剪切装置运动至少局部穿过扰动区域的直径横截面。
优选是，该方法包括使得剪切装置绕储槽的中心轴线旋转。优选是，中心轴线相对于储槽基本垂直。
也可选择，施加剪切的步骤还包括使得剪切装置绕与储槽的中心轴线平行、偏心或偏离的旋转轴线旋转。优选是，该方法包括使得该旋转轴线相对于中心轴线运动的步骤。更优选是，旋转轴线至少局部环绕中心轴线旋转、回转或沿轨道运动。在一种优选形式中，旋转轴线至少局部经过环绕中心轴线的规则路径。也可选择，旋转轴线至少局部经过环绕中心轴线的不规则路径。在一些实施例中，旋转轴线沿圆形路径运动。不过，在其它实施例中，旋转轴线沿非圆形路径运动，该非圆形路径在几何形状上规则或不规则。
优选是，该方法包括将剪切装置可旋转地安装在支承件上，并将支承件布置成绕中心轴线运动。更优选是，该方法包括使得支承件绕中心轴线旋转。在一个实施例中，轴向穿过储槽延伸的中心驱动轴运动驱动支承件。在另一实施例中，支承件通过布置在储槽外边缘处的驱动机构进行运动驱动，优选是周边驱动器。在还一实施例中，支承件由与中心驱动轴同心的驱动轴进行运动驱动。
优选是，该方法包括将支承件布置在储槽的顶部附近。也可选择，该方法包括将支承件布置在储槽的底部附近。在一个实施例中，支承件包括工作桥，该工作桥在储槽上面从中心驱动轴径向延伸。
在还一可选形式中，施加剪切的步骤还包括使得剪切装置基本平行于储槽的中心轴线运动。优选是，该方法包括使得剪切装置相对于浆床基本竖直地运动的步骤。在一种优选形式中，剪切装置基本竖直地往复运动。
在一种优选形式中，该方法还包括使得剪切装置提供有至少两个向外延伸的臂的步骤。优选是，该方法包括使得臂径向向外基本延伸至区域的外周。优选是，该方法包括沿臂的长度施加基本均匀的平均剪切。优选是，该方法包括使得臂沿与旋转轴线基本平行的方向运动的步骤。优选是，该方法包括使得臂基本往复运动的步骤。
优选是，该方法包括沿旋转轴线布置一个或多个剪切元件以便径向向外延伸。优选是，该方法包括将一个或多个剪切元件可拆卸地安装在剪切装置的驱动轴上的步骤。
也可选择，该方法包括将一个或多个剪切元件设置在臂上的步骤。优选是，该方法包括将剪切元件布置成沿臂施加剪切。
优选是，该方法还包括使得剪切元件相对于竖直平面以一倾斜角度延伸的步骤。在一个优选形式中，竖直平面平行于至少一个剪切臂。在另一优选形式中，竖直平面与至少一个剪切臂成直角。在还一优选形式中，剪切元件相对于竖直平面倾斜，该竖直平面与至少一个剪切臂平行或成直角。优选是，倾斜角度在30°和50°之间，更优选是大约45°。优选是，该方法还包括调节剪切元件的倾斜角度的步骤。优选是，该方法还包括从储槽的中心轴线支承剪切元件的步骤。
优选是，该方法包括使得剪切装置提供有至少一个局部平面形板，该板具有多个开口。更优选是，该方法包括使得该至少一个局部平面形板基本平行于储槽的中心轴线运动。在一种优选形式中，该方法包括使得该至少一个局部平面形板滑动运动。
优选是，该方法包括使得该至少一个局部平面形板形成为具有与储槽的水平横截面互补的形状。在特别优选的形式中，板是水平盘。优选是，该方法包括使得开口相互均匀隔开。优选是，开口的尺寸基本均匀。
在另一优选形式中，该方法包括使得该至少一个局部平面形板绕一旋转轴线旋转。优选是，该至少一个局部平面形板布置成基本竖直。优选是，该方法包括从旋转轴线至该至少一个局部平面形板的外边缘逐渐增加一个或多个开口的尺寸。优选是，该方法包括基本对齐一个或多个开口。
优选是，该方法包括提供中心驱动轴以便驱动剪切装置旋转的步骤。也可选择，该方法包括独立于中心驱动轴来驱动剪切装置的运动的步骤。在一个优选形式中，该方法包括将独立的驱动机构(优选是周边驱动器)布置在储槽的外边缘处的步骤。
在另一优选形式中，该方法包括将独立的驱动机构布置成操作与中心驱动轴同心的驱动轴，用于使得剪切装置运动。优选是，该方法包括同心驱动轴使得剪切装置基本平行于中心驱动轴运动。更优选是，同心驱动轴使得剪切装置基本往复运动。
根据第二方面，本发明提供了一种分离装置，用于使得浆从供给材料分离，该分离装置包括：
储槽，用于接收供给材料，其中，供给材料在储槽中进行沉积，且浆形成凝聚体，浆的凝聚体朝着储槽的底部沉积，并形成网状浆层；以及
扰动引起装置，用于横跨在网状层的上部区域中的扰动区域基本均匀地引起扰动，以便在预定时间段内破坏在扰动区域中的网状浆；
因此，夹带的液体从扰动区域中的网状浆释放，并增加在扰动区域下面的浆的相对密度。
优选是，扰动引起装置包括剪切装置，用于横跨扰动区域基本均匀地施加剪切。更优选是，剪切装置在预定时间段内横跨扰动区域施加剪切。
也可选择，扰动引起装置横跨扰动区域基本均匀地产生紊流。
优选是，该预定时间段基本对应于网状浆通过扰动区域的时间。
优选是，相对于在扰动区域上面的浆，扰动使得在扰动区域下面的浆重新形成为具有显著更高的密度。更优选是，扰动使得在扰动区域下面的浆的密度逐渐增加。在一种优选形式中，在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少5％。在另一优选形式中，在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少10％。在还一优选形式中，在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少25％。在还一优选形式中，在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少35％。在特别优选的形式中，在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少50％。
优选是，扰动区域在网状浆层的上部75％内。更优选是，扰动区域在网状浆层的上半部分内。在一个优选形式中，扰动区域在网状浆层的上部30％内。在另一优选形式中，扰动区域在网状浆层的上部10％内。在特别优选的形式中，扰动区域在网状浆层的顶部处或顶部附近。
在一种可选形式中，扰动区域从网状浆层的上部区域延伸以包括阻碍区域的一部分。更优选是，扰动区域延伸以包括阻碍区域的下部部分。
优选是，扰动区域包括网状浆层的上部区域的一部分。更优选是，扰动区域包括上部区域的一部分容积。
优选是，扰动区域至少局部包括上部区域的一定横截面面积。更优选是，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少10％。更优选是，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少30％。优选是，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少50％。还优选是，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少70％。在一种优选形式中，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少80％。在另一优选形式中，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少90％。在特别优选的形式中，扰动区域在预定时间段内包括上部区域的基本整个横截面面积。
优选是，剪切装置利用从以下组中选择的剪切机制来施加剪切，该组包括：液体射流、气体射流、机械振动、超声波脉冲、流化作用和机械搅动。
优选是，剪切机制是机械搅动，其中，剪切装置包括至少两个剪切臂，所述剪切臂被支承用于在扰动区域内运动。在一个优选形式中，剪切装置包括至少三个剪切臂，所述剪切臂被支承为用于在扰动区域内旋转。更优选是，剪切装置包括多个剪切元件，用于向网状浆施加剪切。优选是，各剪切元件确定紊流区域，用于破坏网状浆。
优选是，剪切机制是机械搅动，其中，剪切装置包括多个剪切元件，所述剪切元件沿剪切装置的至少一个臂隔开，以便限定在它们之间的相应间隔，这样，基本均匀的平均剪切沿与该至少一个臂平行或重合的线施加给在至少两个所述间隔中。
优选是，在预定时间段内向扰动区域中的网状浆施加基本均匀的累积剪切。
优选是，在预定时间段内向扰动区域中的网状浆施加基本均匀数目的剪切事件。
优选是，剪切装置施加基本均匀的平均剪切、基本均匀的积累剪切和基本均匀数目的剪切事件中的至少两个的组合。更优选是，剪切装置向网状浆施加基本均匀的平均剪切、基本均匀的积累剪切和基本均匀数目的剪切事件。
优选是，剪切装置在扰动区域中运动。更优选是，剪切装置在扰动区域内旋转。在一个优选形式中，剪切装置可反向旋转。在另一优选形式中，周期性地使得剪切装置的旋转反向。
优选是，剪切装置向扰动区域的至少半径横截面施加剪切。更优选是，剪切装置运动至少局部穿过扰动区域的半径横截面。优选是，剪切装置向扰动区域的至少直径横截面施加剪切。更优选是，剪切装置运动至少局部穿过扰动区域的直径横截面。
优选是，剪切装置绕储槽的中心轴线旋转。优选是，中心轴线相对于储槽基本垂直。
也可选择，剪切装置的旋转轴线相对于储槽的中心轴线平行、偏心或偏离。优选是，旋转轴线相对于中心轴线运动。更优选是，旋转轴线至少局部环绕中心轴线旋转、回转或沿轨道运动。在一种优选形式中，旋转轴线至少局部经过环绕中心轴线的规则路径。在另一优选形式中，旋转轴线至少局部经过环绕中心轴线的不规则路径。在一些实施例中，旋转轴线沿圆形路径运动。不过，在其它实施例中，旋转轴线沿非圆形路径运动，该非圆形路径在几何形状上规则或不规则。
优选是，剪切装置可旋转地安装在支承件上，支承件布置成绕中心轴线运动。更优选是，支承件可绕中心轴线旋转。在一个实施例中，支承件由轴向延伸穿过储槽的中心驱动轴进行运动驱动。在另一实施例中，支承件通过布置在储槽外边缘处的驱动机构(优选是周边驱动器)进行运动驱动。在还一实施例中，支承件由与中心驱动轴同心的驱动轴进行运动驱动。
优选是，支承件布置在储槽的顶部附近。也可选择，支承件布置在储槽的底部附近。在一个实施例中，支承件包括工作桥，该工作桥在储槽上面从中心驱动轴径向延伸。
在还一可选形式中，剪切装置基本平行于储槽的中心轴线运动，以便引起基本均匀的积累剪切。优选是，剪切装置相对于浆床基本竖直地运动。在一种优选形式中，剪切装置基本竖直地往复运动。
在一种优选形式中，剪切装置包括至少两个向外延伸的臂。优选是，一个或多个剪切元件布置在臂上。优选是，剪切元件沿臂施加剪切。优选是，剪切装置沿臂的长度施加基本均匀的平均剪切。优选是，臂径向向外延伸基本至该区域的外周。
优选是，臂可沿与旋转轴线基本平行的方向运动。更优选是，臂基本往复运动。
在另一优选形式中，一个或多个剪切元件沿旋转轴线布置，以便径向向外延伸。优选是，剪切装置具有驱动轴，且一个或多个剪切元件可拆卸地安装在驱动轴上。更优选是，剪切装置包括轴环，用于将一个或多个剪切元件可拆卸地安装在驱动轴上。
优选是，两个或更多剪切元件绕剪切装置的旋转轴线不对称地布置。
优选是，两个或更多剪切元件相互以不均匀的间隔隔开。优选是，不均匀的间隔从旋转轴线至至少一个臂的外边缘逐渐增加。因此，剪切元件的数目从剪切装置的旋转轴线至至少一个臂的外边缘逐渐减小。在一个优选形式中，这些不均匀的间隔分别与从旋转轴线至剪切元件的径向距离成比例。
优选是，剪切元件限定了剪切装置的锥形型面。更优选是，剪切元件的长度从剪切装置的旋转轴线至至少一个臂的外边缘逐渐减小。
优选是，一个或多个剪切元件的厚度从剪切装置的旋转轴线至至少一个臂的外边缘逐渐减小。
优选是，一个或多个得剪切元件相对于竖直平面以一倾斜角度延伸。在一个优选形式中，竖直平面平行于至少一个剪切臂。在另一优选形式中，竖直平面与至少一个剪切臂成直角。在还一优选形式中，剪切元件相对于竖直平面倾斜，该竖直平面与至少一个剪切臂平行和成直角。优选是，倾斜角度在30°和50°之间，更优选是大约45°。优选是，剪切元件的倾斜角度可调节。优选是，一个或多个剪切元件铰接或可枢轴转动地安装在臂上，以便调节该倾斜角度。优选是，一个或多个剪切元件由从分离装置的中心驱动轴伸出的一个或多个倾斜臂支承。
优选是，一个或多个剪切元件为基本线性形状。也可选择，一个或多个剪切元件具有非线性形状。例如，剪切元件可以为整体或局部螺旋形、盘旋形或弯曲形。在优选实施例中，剪切元件由棒、支杆、叶片、杆、金属线、链、片材、板、筛网或网元件形成。
优选是，剪切装置包括至少一个局部平面形板，该板具有多个开口。更优选是，该至少一个局部平面形板基本平行于储槽的中心轴线运动。在一种优选形式中，该至少一个局部平面形板用于基本可滑动运动。更优选是，该至少一个局部平面形板形成为具有与储槽的水平横截面互补的形状。在特别优选的形式中，板是水平盘。优选是，开口相互均匀隔开。优选是，开口的尺寸基本均匀。
在另一优选形式中，该至少一个局部平面形板用于绕旋转轴线旋转。优选是，该至少一个局部平面形板布置成基本竖直。优选是，一个或多个开口的尺寸从旋转轴线至该至少一个局部平面形板的外边缘逐渐增加。优选是，该一个或多个开口基本对齐。
优选是，剪切装置包括多个剪切元件，这些剪切元件布置成一图形。更优选是，剪切装置可绕旋转轴线旋转。在一种优选形式中，两个或更多剪切元件相互连接，以便形成网状图形。网状图形可以为局部或完全几何图形，优选是包括矩形、正方形、菱形、三角形、六边形或其它多边形形状。优选是，在剪切元件之间的间隔与它们的相关剪切元件至旋转轴线的距离成比例地逐渐增加。更优选是，剪切装置具有相同的网尺寸。
在另一优选形式中，两个或更多剪切元件形成一个或多个几何形状。优选是，该几何形状为互补的形状。优选是，几何形状形成网状图形。优选是，几何形状包括矩形、正方形、菱形、三角形、六边形或其它多边形形状。
优选是，剪切装置布置在耙组件的上面。在一个优选形式中，耙组件位于储槽的底部附近。
优选是，平均积累剪切至少基本在预定最佳剪切值以上或以下的20％内。优选是，平均积累剪切至少基本在预定最佳剪切值以上或以下的30％内。优选是，平均积累剪切至少基本在预定最佳剪切值以上或以下的40％内。优选是，平均积累剪切至少基本在预定最佳剪切值以上或以下的50％内。在整个说明书和权利要求中，术语“平均积累剪切”的意思是施加在离开扰动区域的浆上的整个积累剪切的平均值。例如，当积累剪切施加在柱形扰动区域上时，平均积累剪切是在与柱形扰动区域的出口平行和相邻的水平盘区域上得到的积累剪切的平均值。
优选是，预定最佳剪切值根据从以下组中选择的一个或多个参数来确定，该组基本包括：剪切装置的速度、剪切装置的形状、剪切区域的深度、浆成分、浆粒度、浆在储槽中的流速、浆屈服应力、浆粘度、下溢比重、根据重量百分比的下溢重量(underflow weight perweight percentage)、絮凝剂添加至悬浮液中的速率以及浆从中沉积的供给材料的通量(flux)。
优选是，分离装置包括中心驱动轴，以便驱动剪切装置旋转。也可选择，分离装置包括用于独立于中心驱动轴的、用于剪切装置的驱动机构。在一个优选形式中，独立的驱动机构包括布置在储槽的外边缘处的驱动机构。优选是，独立的驱动机构是周边驱动器。
在另一优选形式中，独立的驱动机构包括驱动轴，该驱动轴与储槽的中心驱动轴同心。优选是，同心驱动轴使得剪切装置旋转。也可选择，同心驱动轴使得剪切装置基本平行于中心驱动轴运动。更优选是，同心驱动轴使得剪切装置基本往复运动。
优选是，分离装置是增稠器。
附图说明
下面将通过实例参考附图介绍本发明的优选实施例，附图中：
图1是在分离装置中的材料的典型区域的示意剖视图；
图2A是表示在图1的分离装置中的沉积处理的示意剖视图；
图2B是表示本发明的方法的示意图；
图3是根据本发明一个实施例的方法的示意图；
图4是根据本发明一个实施例的分离装置的剖视图；
图5A和5B分别是根据本发明另一实施例的、用于分离装置的剪切装置的示意局部剖视图和俯视图；
图6A和6B分别是现有技术中的脱水支杆组件的示意局部剖视图和俯视图；
图7是根据本发明另一实施例的分离装置的剖视图；
图8A是根据本发明还一实施例的分离装置的剖视图；
图8B是根据本发明还一实施例的分离装置的剖视图；
图8C是根据本发明还一实施例的分离装置的剖视图；
图9是用于图7的分离装置中的另一剪切装置的剖视图；
图10是用于图7的分离装置中的还一剪切装置的剖视图；
图11是用于图7的分离装置中的还一剪切装置的剖视图；
图12是根据本发明还一实施例的分离装置的剖视图；
图13是根据本发明还一实施例的分离装置的剖视图；
图14是根据本发明还一实施例的分离装置的俯视图；
图15A和15B是根据本发明还一实施例的分离装置的剖视图和俯视图；
图16是根据本发明还一实施例的分离装置的剖视图；
图17是根据本发明还一实施例的分离装置的剖视图；
图18A是用于图16的分离装置中的剪切装置的俯视图；
图18B是图18A中所示的剪切装置的正视图；
图19A是用于图16的分离装置中的剪切装置的俯视图；
图19B是图19A中所示的剪切装置的正视图；
图20A是用于图16的分离装置中的剪切装置的俯视图；
图20B是图20A中所示的剪切装置的正视图；
图21A是用于图16的分离装置中的剪切装置的俯视图；
图21B是图21A中所示的剪切装置的正视图；
图22A是用于图16的分离装置中的剪切装置的俯视图；
图22B是图22A中所示的剪切装置的正视图；
图23是根据本发明还一实施例的分离装置的剖视图；
图24是根据本发明第十七实施例的剪切装置的局部俯视图；
图25是图24的剪切装置的局部正视图；
图26是图24的剪切装置的局部透视图；以及
图27是图24的剪切装置的局部端视图。
具体实施方式
本发明的优选用途是在矿物处理、分离和提取领域中，其中，精细研磨的矿石作为浆而以允许流动的密度悬浮在合适的液体介质(例如水)中，并在静止状态中沉积。包括固体颗粒和液体的浆通过重力与或不与化学和/或机械处理的组合而从悬浮液中沉积。当浆从供给井朝着储槽的底部降低时，浆逐渐聚集在一起，以便形成浆凝聚体。该处理通常通过添加絮凝制剂(也称为絮凝剂)来增强，该絮凝剂使得沉积的固体或浆颗粒粘接在一起。由于它们的总体尺寸和相对于周围液体的密度，这些更致密的浆凝聚体比单个颗粒更快速地沉积，从而逐渐形成网状层或浆床2，其中，浆处于压紧结构，并相互连续接触，最好如图1中所示。
下面将参考图2A更详细地介绍浆在经过增稠储槽1中的区域时的沉积，其中，相应特征具有相同参考标号。在供给井9中，絮凝剂11添加和吸附在离散的浆颗粒12上，最好如图2A(a)中所示。在供给井9中和/或当浆颗粒12流出供给井9进入自由沉积区域6中时，絮凝剂11和浆颗粒12生长和松散地粘接在一起成为多孔的浆凝聚体13，最好如图2A(b)中所示。由于它们的多孔特性，液体14捕获在单个浆凝聚体中。当浆凝聚体13在储槽1中进一步降低通过自由沉积区域6并进入阻碍区域4中时，它们将相互拥挤和阻碍沉积，最好如图2A(c)中所示。逐渐的，浆凝聚体14固结和压紧在一起成为有组织的网状浆层2，也称为浆床，最好如图2A(d)中所示。不过，尽管网状浆层2的该紧凑结构，但是已经发现在网状浆层中产生这样的区域，其中，液体保持被捕获在网状浆层中的凝聚体内和凝聚体之间。因为该捕获的液体很难逸出浆床进入稀释液体的澄清区域中，因此浆的下溢密度降低。
本发明人意外和惊讶地发现，通过使得网状浆层产生扰动，被捕获的液体被释放，扰动后的浆的相对密度增加，从而提高分离装置的沉积效率。本发明人还惊讶地发现，这样的提高沉积效果通过将对浆床的扰动仔细控制在与最小水平明显不同的最佳水平而最佳地实现。当对网状层的扰动太大时，网状浆分离成更小的块，从而形成更慢沉积的更小块。太小的扰动将不能充分破坏网状浆以便充分释放液体而提高沉积效率。
因此，本发明人意外和惊讶地发现，用于在分离装置的工作循环上连续实现这样提高的分离效率而进行的最佳扰动通过使得扰动横跨在网状层的上部区域中的扰动区域基本均匀而获得，最好如图2B中所示，其中，相应特征具有相同参考标号。如图2B(a)至2B(d)中所示，絮凝剂添加至供给井9中，以便吸附在离散的浆颗粒12上，从而促进凝聚体13的形成，该凝聚体13降低和形成网状浆层。与图2A中所示的普通沉积处理(其中，浆凝聚体13在形成网状层2的过程中不受干扰)不同，横跨网状层2的上部区域17中的扰动区域16基本均匀地引起扰动15，最好如图2B(e)所示。因此，网状浆3的一部分(通过扰动区域16的网状浆)被破坏，以便释放捕获于网状浆中的液体，从而增加在扰动区域16下面的浆18的相对密度，最好如图2B(f)所示。
优选是，扰动至少存在于扰动区域16中一段时间，在该段时间中，网状浆通过扰动区域，从进入至离开。优选是，实际上在分离装置的操作过程中在它的工作循环中在扰动区域16内连续引起扰动，以便在分离处理的整个期间连续地提供它的有利和有益效果。不过，扰动可以局限于所需的离散时间段。
本发明人发现，引起扰动的优选和方便的方法是横跨扰动区域基本均匀地施加剪切，尽管可以使用其它扰动形式，例如横跨扰动区域产生紊流。横跨扰动区域16基本均匀的扰动(优选是施加剪切)导致网状浆接收扰动(该扰动破坏它的总体有组织的结构)的可能性增加。扰动也可以破坏在网状浆之间的连续接触。破坏可以采取摇动或扰动网状浆的形式。也可选择或者另外，破坏可以采取重新布置、重新定向或打碎网状浆的形式。在两种情况下，破坏具有释放捕获于网状浆中(在浆凝聚体之间或者在浆凝聚体内)的液体14的效果。因此，该被捕获液体14的相当大的部分向上释放至网状浆床2的外部。可以认为，向网状浆施加剪切将“摇动”、重新布置或打碎它的结构和/或在网状浆之间的连续接触，这样，在扰动区域下面的浆更致密，这导致它们的沉积速率和/或它们的填充密度增加。而且，扰动并不会过大以至于使得网状浆分离成更小的块，该更小的块将更慢沉积。相对致密的浆将在扰动区域的下面重新形成于网状浆层中，因为它自身的重量向浆施加压紧力。因此，本发明提供了合适量的扰动，以便增加浆在网状层或浆床2中的沉积速率和/或下溢密度，从而导致分离装置的更高效率和性能。
本领域技术人员应当知道，在网状层2中在扰动区域中引起扰动(例如通过施加剪切)的理念与普通想法相反，现有技术中没有这样考虑。在现有技术中，优选是并不扰动浆床2或阻碍区域4，因为大部分凝聚体已经压紧或几乎压紧(在阻碍区域4中的情况)，且改进集中于提高在供给井9中或在储槽1的自由沉积区域6中的沉积处理的效率。这在增稠器的设计中特别反映为最小化在浆床2中的运动。例如，等间距的、主要竖直延伸的支杆安装在耙臂上，以便产生竖直的脱水槽道，用于释放液体。不过，支杆的形状和间距设计成保证支杆轻轻地运动通过浆床2，以便使得由支杆或它们的相关脱水槽道产生的任意扰动减至最小。本发明的还一优点是例如通过施加剪切而在扰动区域16中扰动网状浆层2将防止在网状层中形成环圈。
本发明人发现，扰动(例如通过剪切)使得在扰动区域下面的浆的密度逐渐增加。在将本发明用于增稠处理的领域中，本发明人发现，通过利用三个主要选择(这些选择将在后面更详细所述)中的至少一个或多个来将扰动(优选是剪切)控制为最佳量，在扰动区域下面的浆的密度这种逐渐增加与在扰动区域上面的浆的密度相比增加至少5％。在一个优选形式中，与在扰动区域上面的浆的密度相比增加至少10％。在其它优选形式中，在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少25％，优选是至少35％，更优选是至少50％。
应当知道，在分离装置的操作过程中，网状浆层2的深度将逐渐增加。也可选择，分离装置可以由于操作需要而具有相对较低的网状浆层2。因此，扰动区域16可以初始占据网状浆层2的更大比例，在这种情况下，扰动区域可以在网状浆层的上部75％内。当典型深度的网状浆层存在于储槽中时，扰动区域在网状浆层的上半部分内。不过，本发明的方法可以用于这样的情况，其中，扰动区域16在网状浆层的上部30％内、网状浆层的上部10％内，或者甚至在网状浆层的顶部处或顶部附近。
图3中示意表示了本发明的第一实施例，其中相应特征给予相同参考标号。从储槽1内的、供给浆22的形式供给材料中分离浆21的方法20包括以下步骤：将供给材料引入储槽内(步骤23)；使得供给材料能够沉积在储槽中(步骤24)；使得浆21能够形成为凝聚体13(步骤25)；使得浆凝聚体13能够朝着储槽的底部沉积并形成网状浆层2(步骤26)；以及横跨在网状层2的上部区域17中的扰动区域16而基本均匀地引起扰动(步骤27)，以便在预定时间段内扰动在扰动区域16中的网状浆3。这将从扰动区域16中的网状浆3中释放夹带的液体14，并增加在扰动区域下面的浆18的相对密度。然后，夹带的液体14从网状浆层2向上通过阻碍区域4和/或自由沉积区域6而选出并进入澄清区域8中。
特别是，扰动引起步骤27的优选实施方式是横跨扰动区域16基本均匀地施加剪切。在扰动引起步骤27中施加剪切的机构可以采取多种形式。例如，一种剪切机制将使用液体或气体射流，以便将液体或气体朝着扰动区域16注射、注入该扰动区域16或穿过该扰动区域，以便横跨扰动区域基本均匀地施加剪切。类似的，流化器可以引导流体流向、流入或流过扰动区域16，以便横跨扰动区域基本均匀地施加剪切。其它剪切机制包括使用合适的振动装置或超声波脉冲来使得扰动区域16受到机械振动，以便横跨扰动区域基本均匀地施加剪切。尽管这些剪切机制适用于在本发明的方法中实施扰动引起(剪切)步骤27，但是本发明人认为优选的剪切机制是机械搅拌，有利的是通过剪切装置，该剪切装置穿过扰动区域16运动，以便横跨扰动区域基本均匀地施加剪切。在一个优选形式中，剪切装置根据扰动引起(剪切)步骤27而在储槽中旋转。
参考图4，图中表示了根据本发明一个实施例的分离装置，其中，相应特征具有相同参考标号。分离装置呈增稠器40的形式，包括：储槽1；进口41，用于通过中心定位的供给井9而以一定通量将供给浆22供给到储槽中；以及扰动引起装置，该扰动引起装置呈剪切装置42的形式，它横跨在网状层2的上部区域17中的扰动区域16而基本均匀地引起扰动，以便在预定时间段内破坏扰动区域16中的网状浆3，从而从扰动区域16中的网状浆中释放夹带的液体14，并增加在扰动区域下面的浆18的相对密度。
在该实施例中，增稠器40构造为桥式增稠器，具有：支承桥44，该支承桥44定位成径向横跨储槽1并在该储槽1上面；以及周向溢流槽45。中心驱动组件46操作中心驱动轴47，以便使得耙组件48和剪切装置42绕储槽1的中心轴线49旋转。耙组件48包括耙臂50，该耙臂50具有朝着储槽1的底部52向下延伸的刮刀刀片51，以便使得沉积和压紧的浆朝着下溢出口53运动。整个储槽1由柱54来支承。
剪切装置42包括多个径向向外延伸的剪切元件，所述剪切元件呈支杆55的形式，所述支杆55与平行杆56连接，支杆以与平行于中心轴线49的竖直平面成大约45°的倾斜角而从该平行杆56伸出。剪切装置42还具有轴环安装件57，该轴环安装件57将多个支杆55固定在驱动轴48上。支杆55布置成树状阵列或结构，这样，它们的末端58基本与竖直线59成直线。四个较小的支杆55a布置在剪切装置42的顶部，这样，顶部的两个支杆55a的末端58a与支杆55的最上侧一起基本与水平平面60对齐(该水平平面60与在浆床2和阻碍区域4之间的边界重合)。一对下部水平支杆55c终止从而使得它们的末端58c与竖直线59基本对齐。因此，支杆55确定了基本矩形形状，该矩形形状的宽度基本近似于增稠器储槽1的直径横截面直径。一组逐渐变短的支杆61交替在较长的支杆55之间，且它们的相应末端62指向上。另外，补充支杆63平行于支杆55和61从水平支杆55c伸出。较短的支杆61和补充支杆63使得更靠近旋转轴线处的剪切事件数目增加，在该处支杆的线速度降低。
在操作中，成泥浆形式的浆悬浮液通过进口41而供给到供给井9中。泥浆可以切向供给到供给井9中，以便提高滞留时间，用于与反应剂(例如絮凝剂)混合和反应，这有有助于产生更高密度浆固体的凝聚体或“絮凝体”。切向进入还帮助使得泥浆的动能耗散在供给井9中，从而促进在储槽1中的沉积。然后，悬浮液在重力作用下向下流出节流出口64进入储槽1中，在该储槽1中，悬浮液沉积以便形成多个材料区域，包括网状浆层2、阻碍区域4、自由沉积区域6和澄清区域8。相对致密的网状浆层2使得相对稀释液体的上部澄清区域8朝着储槽1的顶部移动。增稠的浆通过下溢出口10而吸走，而稀释液体通过溢流槽45而逐渐吸走。
当网状浆层2的深度增加，以便将扰动区域16包含为它的上部区域的一部分时(网状浆层2的大约上部75％至80％)，剪切装置42绕储槽1旋转，从而使得支杆55、61和63横跨扰动区域16基本均匀地向从供给井出口64降低至扰动区域16内的浆凝聚体或颗粒施加剪切。如上所述，破坏扰动区域16中的网状浆导致释放被捕获的液体或溶液液体，并增加在扰动区域16下面的浆的相对密度。在扰动区域16下面的、更致密的浆18将重新形成为比扰动区域上面的浆显著更高的密度，并因此快速沉积，而不会导致过多分离和对沉积处理的不利影响。剪切在由支杆55、61和63直接“撞击”时施加，或者作为在与支杆55穿过扰动区域16的尾迹相关的紊流区域中的扰动而施加。
本发明人发现，在本发明中，剪切装置的特殊结构并不直接影响通过横跨扰动区域16均匀地施加剪切而获得的最佳剪切型面。应当知道，本发明因此可用于在分离装置中使用的任意剪切装置，而不限于特定的剪切装置的结构。不过，本发明人认为有多种用于剪切装置的优选结构，因为它们通常更高效地获得最佳剪切型面，这如后面所述。
因此，本发明人发现，形成改进和最佳的增稠器性能的最佳剪切量主要可以这样获得，其中，剪切装置的结构导致以下至少一种情况或者它们的组合：
(1)基本均匀的累积剪切在预定时间段内施加给在扰动区域中的网状浆；
(2)基本均匀的平均剪切在剪切元件之间的至少两个间隔中沿与至少一个臂平行或重合的线施加给网状浆，该剪切元件沿剪切装置的该至少一个臂隔开；以及
(3)基本均匀数目的剪切事件在预定时间段内施加给在扰动区域中的网状浆。
图4的分离装置40具有剪切装置42，该剪切装置42实施基本均匀的累积剪切的理念，这将在下面参考图5A和6A更详细所述，在图5A和6A中，相应特征给予相同参考标号。
如果浆凝聚体13或颗粒12以速度v(m s-1)沉积在离中心为距离l处，扰动区域16的深度为d(m)，则颗粒运动穿过扰动区域16所花费的时间表示如下：
θ＝d/v秒            ...(1)
假定扰动通过由剪切装置69施加剪切而引起，该剪切装置69具有例如四个旋转径向臂70(承载倾斜支杆72)，这四个旋转径向臂70安装在中心轴47上，该中心轴47以ω转每秒的转速运行，在时间θ中“通过”的次数表示为：
n＝4.θω            ...(2)
该通过次数也可以认为是当剪切支杆72运动经过时各浆凝聚体13或颗粒12受到的剪切“事件”数目。在本文中，由任意单个支杆施加的剪切不仅包括浆凝聚体由支杆直接“撞击”，而且包括在支杆72的通过的尾迹中受到的浆凝聚体的扰动或“摇动”，本发明人称它为“紊流区域”。这些紊流区域向凝聚体或浆颗粒充分施加剪切力，虽然小于由支杆72直接施加的剪切量。
比较图5A和6A的剪切支杆结构，对于图5A的结构，浆凝聚体或颗粒在n个剪切事件中受到变化剪切速率的可能性大于图6A的现有技术结构，假定剪切事件的数目显著大于1。因此，当n增加以及支杆角度ф增加时，施加在一层沉积浆凝聚体或颗粒上的总剪切力更均匀。不过，本发明人相信，因为流体流动因素，使得ф超过45°增加几度并不会有利，且通过使得剪切元件(例如支杆72)相对于竖直方向倾斜大约45°将最佳地获得基本均匀的累积剪切。
参考图4的实施例，在操作中，剪切装置42通过中心驱动轴47而绕中心轴线49旋转，以便根据上述原理向经过浆床2的扰动区域16的浆施加基本均匀的累积剪切。也就是，剪切装置42多次经过扰动区域16，且支杆55、61和63倾斜，这样，浆凝聚体或颗粒受到多个变化剪切事件，或者通过直接“撞击”或者被带入紊流区域中，如等式(1)和(2)中所示。较短的支杆61和补充支杆63在更靠近中心轴线49处提供了更多的变化剪切事件，在该处，支杆的线速度降低。因此，施加在离开扰动区域16的浆上的累积剪切基本均匀或相同。
另外，本发明人发现，当剪切装置包括沿至少一个臂隔开的多个剪切元件以便确定在它们之间的相应间隔时，通过沿与该至少一个臂平行或者重合的线在至少两个间隔中(更优选是沿该线在剪切元件之间的所有间隔中)提供基本的均匀的平均剪切而获得最佳量的剪切。
在大部分情况下，剪切装置将使用两个或更多向外延伸的径向臂，因此，在剪切元件之间的间隔中施加在网状浆上的基本均匀的平均剪切将沿与径向臂对齐的径向线。换句话说，当在平面中看时，线(基本均匀的平均剪切沿该线施加在间隔中)大致对应于剪切装置的型面。不过应当知道，当剪切装置的横截面局部或完全非线性时，该线将相应地局部或完全非线性，与剪切装置的横截面相符。例如，剪切装置可以具有臂，所述臂为弯曲形、局部弯曲或者甚至之字形形状，在这种情况下，基本均匀的平均剪切将分别沿弯曲形、局部弯曲或者甚至之字形线来施加。
施加基本均匀的平均剪切的该理念将在下面参考图5B、6B和7更详细介绍。图7表示了本发明的另一实施例，其中，相应特征具有相同参考标号。在该实施例中，增稠器40具有剪切装置80，该剪切装置80包括两个向外伸出的径向臂81，所述径向臂81具有多个剪切元件，这些剪切元件呈安装在各径向臂上的倾斜线性杆或支杆82的形式。支杆82相对于竖直平面倾斜大约45°角度，并相互隔开非均匀的间隔83，同时支杆数目从旋转轴线49向径向臂81的相应外边缘84逐渐降低。间隔83的该逐渐增加与它们的相关支杆82离旋转轴线49的距离成比例。因此，与靠近外边缘84的外部支杆82b相比，内部支杆82a朝着旋转轴线49相对彼此致密地布置。
支杆82沿径向臂81的非均匀间距导致在各对支杆82之间的间隔83中的平均剪切沿由径向臂81限定的径向线基本相同或均匀。特别是，本发明人认为，施加在浆凝聚体或颗粒上的剪切大致是支杆(或其它剪切元件)的线速度或速度以及在支杆和浆凝聚体或颗粒之间的距离的函数。因为支杆的线速度也是驱动轴的转速和支杆离旋转轴线的距离的函数，因此本发明人认为，当离旋转轴线的距离增加时，支杆的线性速度成比例增加。在剪切和支杆之间的距离之间的这种关系将在后面参考图5B和6B更详细介绍。
由运动的支杆施加在浆颗粒或凝聚体上的剪切速率大致表示为：
γ＝k.ul/ξ            ...(3)
其中，γ是剪切速率(s-1)；
ul是支杆的线速度(ms-1)；
ξ是在支杆和浆凝聚体或颗粒之间的距离(米)；以及
k是常数，它是浆的材料特征的函数。
还有，
ul＝2πω.l            ...(4)
其中，ω是轴的旋转速度(s-1)；以及
l是离中心的距离(米)。
参考图5A和5B，等式(3)和(4)表示当离旋转轴线49的距离l1、l2、l3、l4、l5、l6增加时，支杆82的线速度成比例地增加为ul(u1、u2、u3、u4、u5、u6)，分别为2πω和l1、l2、l3、l4、l5、l6的乘积。对于在任意两个支杆82之间的一组颗粒12(或凝聚体13)，为了保证平均剪切沿与径向臂平行或重合的线(即沿径向臂81的长度)基本相同或均匀，在支杆和凝聚体之间的间距(ξ)需要与线速度成比例地增加。也就是，在支杆82之间的距离或间隔(l2-l1、l3-l2、l4-l3、l5-l4、l6-l5)与它们沿径向臂81离旋转轴线49的距离l1、l2、l3、l4、l5、l6成比例。因此，通过使得在支杆之间的距离或间隔沿半径与它们的距离成比例地增加，可以满足基本恒定或均匀的平均剪切的需要。相反，通过一组固定在径向臂上的、均匀隔开的支杆或杆将不能获得该基本恒定或均匀的平均剪切，因为任意该杆的线速度与它离中心的距离成比例，如图6A和6B中所示。
剪切装置80的结构导致基本均匀的累积剪切在预定时间段内施加给在扰动区域16中的浆，该预定时间段等于浆进入和离开扰动区域16的时间。还有，基本均匀的平均剪切沿由径向臂81限定的径向线施加在支杆82之间的间隔83中。具体地说，剪切装置80多次通过扰动区域16，且支杆82倾斜，这样，浆凝聚体或颗粒接收的多个变化剪切事件增加，或者通过直接“撞击”或者被带入紊流区域中。因此，在预定时间段内施加在扰动区域16中的浆上的累积剪切将基本均匀或相同。
另外，外部支杆82b提供了比内部支杆82a更高的剪切力，因为外部支杆82a具有更大的线速度，如等式(6)和(7)中所示。不过，由于内部支杆82a与外部支杆82b相比分布更致密，因此，与施加在更远离旋转轴线49的凝聚体上的剪切相比，更靠近剪切装置80的旋转轴线49的凝聚体具有在更小剪切范围内(在剪切量上)的更均匀剪切型面。与更靠近旋转轴线49的剪切型面相比，在靠近径向臂81的外边缘84的间隔83中的剪切型面相对更不均匀，且在更大的剪切量或范围上延伸。不过，由于不同间距，施加在限定于支杆82之间的间隔83中的浆凝聚体上的平均剪切将在径向臂81上基本均匀。
因此，来自全部剪切事件的累积剪切和在支杆82之间的平均剪切由于倾斜支杆82在径向臂81上的布置而各自基本均匀(尽管通常并不是相同值)。这导致破坏网状浆，以便释放被捕获的液体，从而提高浆床2的总体密度，并产生更致密的浆18，该浆快速沉积在浆床2中，从而提高分离效率。
而且，本发明人意外地发现，横跨扰动区域16施加基本均匀数目的剪切事件也将获得破坏网状浆的最佳剪切型面，从而释放被捕获的液体14和增加在扰动区域下面的浆18的密度。本发明人发现，只要由通过扰动区域16的浆接收的剪切事件的数目在预定时间段内(例如，转x圈的时间)基本均匀，那么剪切将横跨扰动区域基本均匀地施加，如等式(2)所示。因此，获得对网状浆的所需破坏，同时进行捕获液体14的相关释放以及在扰动区域16下面的浆18密度的增加。因此，均匀数目的剪切事件并不需要同时施加基本均匀的累积剪切或基本均匀的平均剪切，因为剪切事件的数目非常大，而并不是每个剪切事件的量。
因此，图8A、8B和8C表示了剪切装置，该剪切装置获得均匀数目的剪切事件，而并不需要施加基本均匀的累积剪切或基本均匀的平均剪切。
在图8A中(其中，相应特征具有相同参考标号)，剪切装置85有两个向外延伸的径向臂81，所述径向臂81具有多个剪切元件，这些剪切元件呈安装在各径向臂上的倾斜线性杆或支杆86的形式。支杆86相对于竖直平面倾斜大约45°角度，并彼此隔开均匀的间隔87，从旋转轴线49至径向臂81的各外边缘84。剪切装置85多次通过扰动区域16，且支杆86倾斜，这样，网状浆凝聚体13或颗粒12在浆进入扰动区域16和离开扰动区域16之间受到相同数目的剪切事件。不过，支杆86的均匀间距意味着在各对支杆86之间的间隔87中的平均剪切沿由径向臂81限定的径向线并不相同或均匀。此外，因为支杆86并不布置成补偿支杆86朝着径向臂81外边缘84的线速度逐渐增加，因此剪切量(继而剪切的积累量)并不相同或均匀。
类似的，在图8B中(其中，相应特征具有相同参考标号)，剪切装置88具有两个向外延伸的径向剪切臂89，所述剪切臂89横跨它们的相应长度施加剪切，因此横跨扰动区域16基本均匀地施加剪切。因为除了径向臂89之外没有剪切元件(该径向臂89占据扰动区域16的深度)，因此没有用于平均剪切的间隔，也没有补偿剪切臂89朝着它们各自外边缘84的线速度逐渐增加地方法。
在图8C中(其中，相应特征具有相同参考标号)，剪切装置90具有两个向外延伸的径向臂81，所述径向臂81具有多个剪切元件，这些剪切元件呈安装在各径向臂上并沿各径向臂等距隔开的基本竖直地线性杆或支杆91的形式。在该实施例中，杆91以密实的密度紧密地聚集在一起，以便使得扰动区域16的面积增加至上部区域17的横截面面积的大约50％，因此，在上部区域中的网状浆的50％在剪切装置90经过时受到剪切事件。剪切装置90多次通过扰动区域16，且支杆91的密度保证网状浆凝聚体13或颗粒12的50％在浆进入扰动区域16和离开扰动区域16之间受到相同数目的剪切事件。因为支杆91沿径向臂81等距隔开，因此沿由径向臂81限定的径向线在各对支杆91之间没有均匀的平均剪切。此外，支杆91并不布置成补偿该支杆91朝着径向臂81的外边缘84的线速度和(因此)剪切量的逐渐增加。因此，剪切的累积量并不相同或均匀。在一种变化形式中，另一组径向臂81提供有支杆91，所述支杆91相对于第一组径向臂81上的支杆91偏移，以便在间隔中施加剪切，因此增加扰动区域16，以便包含整个上部区域17(100％)，因此向经过上部区域的全部(100％)网状浆施加剪切。
本发明人意外和惊讶地发现，剪切装置42特别有利的是位于浆床2的上半部分中，因为液体能够很容易地逸出浆床2进入稀释液体的澄清区域。相反，只在浆床2的下半部分施加剪切力将向上释放液体，不过浆床的未扰动的上部层将产生覆盖效果，这阻碍或者甚至防止液体进一步向上进入澄清区域8中。因此，通过剪切装置42获得的提高效率在浆床2的下半部分中不能象在上部部分中(特别是在上半部分中)那样有效获得。此外，施加给扰动区域的剪切并不受到使得剪切装置42的旋转速度减至最小的需要的限制，因为已经意外和惊讶地发现，通过增加转速而产生的更大剪切量并不会对浆床2中的浆固体的压紧产生不利影响。本发明人还考虑到该有利效果可以延伸至包括浆床2上面的阻碍区域4的一部分，特别是阻碍区域的下部部分。
还可以认为，通过提供基本均匀的积累剪切、在剪切元件之间的基本均匀平均剪切，或基本均匀数目的彼此独立的剪切事件，或者任意两个或全部三个的组合。
另外，下面将参考图9至22B来简要介绍用于本发明的方法和分离装置中的剪切装置的附加非限定实例，其中，相应特征给予相同参考标号。在这些实施例中，剪切装置以与对于图4和7的实施例所述基本相同的方式来操作，除非另外说明。
在图9中，剪切装置95具有相对于旋转轴线49布置成不对称结构的倾斜支杆82。本发明人相信，除了支杆82在各连接点处相对于与径向臂81垂直的竖直平面倾斜大约45°之外，不对称结构或阵列进一步增加了浆凝聚体或颗粒在通过扰动区域16时受到多个变化剪切事件的可能性，以便提供基本均匀的累积剪切。这是因为在一个径向臂81a上的支杆相对于另一径向臂81b上的支杆82将向扰动区域16的不同的部分施加剪切。支杆82还以非均匀的间隔83隔开，该非均匀间隔83与它们的相关支杆离旋转轴线49的距离成比例地逐渐增加，直到径向臂81的外边缘84，这样，在支杆82之间的间隔83中的平均剪切基本相同。这导致支杆82的数目从中心轴线49至各径向臂81的外边缘84逐渐减小。
在图10中，剪切装置100有锥形型面101，该锥形型面101由不同长度的倾斜支杆102与径向臂81一起限定。支杆102的长度从旋转轴线49至径向臂81的相应外边缘84逐渐减小。通过逐渐减小在外边缘84处的支杆102的长度，剪切装置100减少了由外部支杆102b施加的剪切量。在该实施例中，剪切装置100提供了基本均匀的累积剪切，但是并不提供沿径向线在支杆102之间的间隔中的均匀平均剪切，因为支杆102以间隔83隔开，以便补偿它们的减小的长度。尽管这导致平均剪切在支杆102之间变化，但是由该支杆结构产生的积累剪切基本均匀，因为由于在外边缘处的附加支杆102b而增加的剪切抵消了支杆长度的减小。
在图11中，剪切装置110具有支杆111，所述支杆111的厚度变化，并以间隔112隔开。因为支杆的形状规定施加给浆凝聚体的剪切量，因此，与具有较小宽度的支杆相比，具有增加宽度的支杆将产生更大量的剪切(当它们具有相同线速度时)。因此，在该实施例中，支杆111的厚度从旋转轴线49至外边缘84逐渐减小，其中，内部支杆111a具有比外部支杆111b和111c更大的厚度或宽度。基本上，内部的较厚的支杆111a等效于在图7、9和10的剪切装置中的支杆82a的数目增加。因此，剪切装置110向离开扰动区域16的浆提供了基本均匀的累积剪切。而且，通过使得它们的厚度从中心旋转轴线49至外边缘84合适地逐渐减小，在支杆111之间的间隔112中可以获得均匀的平均剪切。
参考图12，剪切装置120包括两个基本竖直的板121，各竖直板121具有一系列的孔或孔洞122，这些孔122基本竖直对齐在“柱”123中。与其它前述剪切装置不同，孔122向通过扰动区域16的浆施加剪切。这是因为板121的运动使得浆凝聚体或颗粒被迫或“挤压”通过孔122，从而导致浆凝聚体或颗粒受到由孔46的边缘施加的剪切力，且越小的孔46a中的剪切分布越集中。此外，孔或孔洞122的直径从旋转轴线49至板121的相应外边缘84逐渐增加，以便提供与图8的剪切装置中的外部支杆82b的更稀松分布基本相同的效果。在该实例中，与靠近外边缘31的较大孔46b相比，靠近旋转轴线49的较小孔46a以更低速度运行，但是由于它们的更小直径而具有比较大孔46b更集中的剪切分布。
因此，当剪切装置120旋转时，与在剪切板121的外边缘84处的浆凝聚体或颗粒相比，由于内部孔122a的更大数目、减小尺寸和更低线速度，因此更靠近旋转轴线49的浆颗粒或凝聚体受到更均匀系列的剪切事件，这些剪切事件在较小的剪切范围或幅度上变化。与较小的内部孔122a的较低线速度相比，外部孔122b的增加的面积设计成抵消它们在外边缘84处的增加线速度。因此，与由内部孔122a向更靠近旋转轴线49的凝聚体施加的剪切型面相比，外部孔122b提供了在更大剪切范围或幅度上的更不均匀的剪切型面。换句话说，孔122的尺寸从旋转轴线49至外边缘84逐渐增加。因此，剪切装置120向离开扰动区域16的浆提供了基本均匀的累积剪切。
应当知道，孔46不需要组织成规则柱123，而是可以布置成其它结构。例如，孔122可以排列成与竖直方向成一定角度，以便限定倾斜柱，或者甚至随机布置，只要孔的直径朝着外边缘84逐渐增加。在一种特殊变化形式中，孔122的直径尺寸可以合适调节，以便在由孔的相应直径限定的间隔中获得均匀的平均剪切，即通过保证逐渐变大的孔布置成与它们离旋转轴线49的距离成比例。在另一变化形式中，孔122的直径尺寸基本相同或均匀，从而导致基本均匀数目的剪切事件施加给在扰动区域中的网状浆。
参考图13，剪切装置130形成有网131，该网131具有菱形图形，由限定网的外周的边界132来进行结构支承。从旋转轴线49到外边缘84，在各网元件131a之间的间距或间隔133相对于它们的相关网元件的距离成比例地逐渐增加，这样，内部间隔133a小于外部间隔133b，因此获得与在图8的剪切装置中的支杆82之间的非均匀间隔83类似的效果。应当知道，其它图形可以用于网131，例如六边形、八边形和其它多边形图形，或者甚至多边形的组合，不管规则还是随机。本发明人发现，由剪切装置130施加的累积剪切和在网131的各部分之间的间隔133中的平均剪切都各自分别基本均匀。在该实施例的一个变化形式中，剪切装置130具有相同的网尺寸，从而导致扰动区域16中的网状浆受到基本均匀数目的剪切事件。
参考图14，剪切装置140形成有两对径向臂，一对径向臂141比另一对径向臂142更长。在径向臂141上的支杆结构具有锥形型面(由于倾斜支杆143的长度逐渐减小)，并布置成绕旋转轴线49不对称。不过，与任意前述实施例不同，支杆143的数目从中心旋转轴线49至各外边缘84逐渐增加，因为非均匀间隔144逐渐减小。另一对径向臂142具有绕旋转轴线49不对称布置的支杆145(尽管以均匀间隔146，而不是非均匀间隔)，因此支杆145在较长径向臂141的支杆143之间的间隔144中施加剪切。这增加了浆凝聚体或颗粒在它们通过浆床2的扰动区域16时受到多个剪切事件的可能性。
因此，较长径向臂141和较短径向臂142都不能单独提供均匀的累积剪切。不过，第二对径向臂142设置成补偿第一对径向臂141，这样，剪切装置140获得基本均匀的累积剪切效果。本发明人还相信，通过在各对径向臂141和142上的多个支杆使用不同结构，将进一步增强该效果。
在支杆143(由于减小支杆长度)或支杆145(由于均匀隔开的间隔146)之间的间隔144和146中没有均匀的平均剪切。不过，由来自较长径向臂141的支杆143和较短径向臂142的支杆145的间隔的平均剪切的总和得到的总平均剪切将基本均匀或相同，因为在支杆145之间的间隔146中的平均剪切的变化由在支杆143之间的间隔144中的平均剪切的变化来抵消。
在该实施例中，还考虑该较长径向臂141或较短径向臂142可以设置成从扰动区域16去除或加入扰动区域16中。
参考图15A和15B，剪切装置150分别安装在同心驱动轴151上，用于平行于储槽和中心驱动轴154的中心轴线153进行基本竖直的运动152。剪切装置150包括基本圆形的盘155，该圆形盘155相对于储槽1布置成基本水平，并具有一系列孔或孔洞156，这些孔156相互等距隔开。同心驱动轴151使得板155相对于浆床2和储槽1基本竖直地往复运动，如箭头152所示。剪切装置150的行程长度控制扰动区域16的深度，因此提供了一种预定和/或调节扰动区域16的深度的方式，以便适合工作需要。本发明人还相信，该往复竖直运动152导致基本均匀的剪切、和因此基本均匀的积累剪切以与对于剪切装置所述类似的方式施加给通过扰动区域16的浆，尽管利用剪切装置150的竖直运动分量，而不是环绕旋转轴线49(与中心驱动轴154重合)的旋转。当孔156基本等尺寸时，施加的剪切基本均匀，从而导致基本均匀的积累剪切和基本均匀数目的剪切事件。优选是，竖直运动的量为向上和向下大约500mm，或者总共大约1m。
下面参考图16，图8的剪切装置160安装成用于绕轴线161旋转，该轴线161相对于储槽1的中心轴线162偏心或偏离。剪切装置160在结构上与图4的剪切装置42类似，具有树状阵列的倾斜支杆163，因此以与剪切装置42基本相同的方式来操作。剪切装置160通过支承件164和相关驱动轴165而与中心驱动轴47连接，该中心驱动轴47与储槽1的中心轴线162轴向对齐。中心驱动轴47旋转驱动支承件164，以便使得旋转轴线161绕中心轴线162旋转。因此，有两个旋转运动分量，剪切装置160绕它的旋转轴线161的旋转和旋转轴线161自身绕中心轴线162旋转，与行星运动类似。也就是，自转的行星在环绕由太阳限定的中心轴线的轨道中旋转运动。
中心驱动轴47通过行星齿轮组件(未示出)而驱动支承件164旋转。也可选择，一个或多个周边驱动器(未示出)可以通过行星齿轮组件而旋转驱动支承件164。这能够使用多重驱动器，这能够向剪切装置160提供增大量的力矩，其中，驱动轴165的旋转速度是输入驱动器的驱动速度和行星齿轮组件的驱动齿轮比的函数。
在该实施例中，独立的驱动机构166驱动剪切装置160绕旋转轴线161旋转，同时中心驱动轴47驱动耙组件48旋转。因此，剪切装置160可以以与耙组件48不同的速度旋转，或者甚至以相反方向进行反向旋转，以便阻止、防止或最小化在浆床2中形成环圈。
通过使得剪切装置160的旋转与耙组件48的旋转分离，该实施例还有利地允许对于剪切装置160(由于较小机构直径)和中心驱动轴47(由于中心驱动机构的区域减小，因为它不必驱动剪切装置160)都提供较低力矩驱动器。不过，实施例同样可以用于需要更大力矩的更大储槽。
在操作中，中心驱动轴47使得支承件164环绕增稠储槽1绕中心轴线162顺时针或逆时针方向旋转，从而使得偏心轴线161绕中心轴线49旋转。同时，驱动机构166单独驱动剪切装置160，以便使得支杆163绕偏心轴线161顺时针或逆时针方向旋转，以便剪切浆凝聚体或颗粒，从而向通过浆床2的扰动区域16的浆施加基本均匀的累积剪切。
该实施例的特殊优点是，剪切装置160的双重旋转提供了比前述实施例更复杂的流体运动，因此使得在增稠浆床2中的任意非常大体积的浆固体更难形成稳定凝聚块，该稳定凝聚块将与剪切装置160和/或耙组件48一起旋转并因此产生环圈。
本领域技术人员应当知道，驱动器和支承机构可以根据需要而定位在分离装置中或分离装置上的任意位置。例如，支承件可以布置在储槽的顶部或底部附近，或者在它们之间的任意位置。类似的，周边驱动器可以位于储槽的顶部或底部附近、在储槽周边内、在它的外周处并靠近储槽侧壁、或者这些位置的任意组合。
在其它实施例中，在图4、7至14中所示的剪切装置安装成用于独立于中心驱动轴47而旋转。剪切装置42、80、85、88、90、95、100、110、120、130和140以及耙组件48的旋转的这种分离能够使得不同旋转速度分别用于剪切装置和耙组件。这导致在储槽1内的环圈减至最少或者防止生成，如上所述。而且，剪切装置42、80、85、88、90、95、100、110、120、130和140可以沿与耙组件48相反的方向旋转，从而进一步提高环圈的减少或防止。在这些实施例中，剪切装置安装在同心驱动轴上，与图15A和15B中所示类似，尽管在该实例中同心驱动轴将安装成绕储槽1的中心轴线49旋转，而不是提供基本竖直的往复运动。
一个这样的实施例在图17中表示，其中，相应特征具有相同参考标号。在该实施例中，剪切装置170安装在外部同心驱动轴171上，并由它自身的一对小齿轮驱动器172来驱动，该对小齿轮驱动器172与通过内部驱动轴47而使得耙组件48旋转的一对小齿轮驱动器46分离。此外，剪切装置170具有两个径向臂82，所述径向臂82具有支杆173，所述支杆173从同心驱动轴171向外边缘84延伸，并相对彼此等间距。支杆173由边界175支承，该边界175限定了径向臂82的形状。支杆173相对于竖直方向倾斜大约45°，并与边界175连接。在该实施例中，由于支杆173的长度从旋转轴线49到外边缘84逐渐减小以及支杆的倾斜布置，因此剪切装置170将基本均匀的积累剪切提供给离开扰动区域16的浆。不过，剪切装置170并不在支杆173之间的间隔中提供均匀的平均剪切，因为它们相对彼此等间距。也就是，由外部支杆173b施加的增加剪切力通过对支杆173的长度进行调节而补偿。尽管这导致在支杆173之间变化的平均剪切，但是由该支杆结构产生的积累剪切基本均匀，因为减小的支杆长度抵消了在外边缘84处的增加的剪切。因此，剪切装置170根据本发明的方法20和30向浆提供最佳剪切。
用于分离装置160的另外剪切装置结构将相对于图18A至22B所示和简要介绍，其中，相应特征具有相同参考标号。因为这些剪切装置基本以与剪切装置161的操作相同的方式来操作，因此将并不重复对它们的操作进行详细说明。
参考图18A和18B，剪切装置183布置成这样，在杆168各侧的、逐渐变短的倾斜支杆184具有它们各自的、朝向外的末端184a，并交替地在相对更长的倾斜支杆186之间。同样，较短的支杆184在更靠近旋转轴162处提供了变化数目的剪切事件。两组“主”支杆186和“辅助”支杆184相对于旋转轴线162并不对称。两个支杆186a和186b分别在剪切装置183的顶部和底部部分处基本水平地延伸。主支杆186也限定了与储槽的径向横截面类似的基本矩形截面。
参考图19A和19B，剪切装置187包括多个倾斜支杆188，这些倾斜支杆188布置成之字形形式，以便限定了层叠的锯齿状型面。支杆188a、188b和188c相对于杆168向下延伸，而支杆188d、188e和188f相对于杆向上延伸。向下延伸的支杆188a、188b和188c分别与向上延伸的支杆188d、188e和188f连接，以便确定不对称支杆结构。剪切装置187的一侧有两层齿，包括内层支杆188a和188d以及外层支杆188b和188e，且支杆188c和188f补充外层。剪切装置的另一侧有单内层的支杆188a和188d。该支杆结构在更靠近旋转轴线162处提供了增加数目的变化剪切事件。
参考图20A和20B，剪切装置189具有多个支杆190，这些支杆190形成不对称的网状结构，类似于图13的本发明实施例中所示的网49。支杆190a、190d和190e相对于杆168向下延伸，而支杆190b、190c和190f相对于杆向上延伸。支杆190布置成这样，向下延伸的支杆190a与向上延伸的支杆190b交叉，以便限定“X”形，且各“X”连接在一起，以便限定总体菱形状网外观。第二向上延伸支杆190c和向下延伸支杆190d布置成邻近杆168，且向上延伸的支杆190c与向上延伸的支杆190d连接。另外组的支杆190e和190f布置在两个X形之间，以便提供不对称结构。支杆190相对于竖直平面倾斜大约45°。同样，这种支杆结构在更靠近旋转轴线162处提供了增加数目的变化剪切事件。
参考图21A和21B，剪切装置191具有多个支杆192，这些支杆192绕旋转轴线162不对称地布置。支杆192a向下延伸，而支杆192b相对于它们的相应杆168向上延伸，向下延伸的支杆192a与向上延伸的支杆192b连接。各支杆192相对于竖直平面倾斜大约45°。还有内部组的辅助支杆，辅助支杆邻近杆168，且向下延伸的支杆192c与向上延伸的支杆192d连接。该支杆结构在更靠近旋转轴线162处提供了增加数目的变化剪切事件。
参考图22A和22B，剪切装置193具有多个支杆194，这些支杆194布置成限定了竖直偏离的箱状结构195，且水平支杆194a和竖直支杆194b分别限定了箱195的水平侧和竖直侧。此外，对角延伸的支杆194c以之字形形式连接各箱195的一对拐角，以便限定了锯齿形路径，支杆194c相对于竖直平面倾斜大约45°。倾斜支杆196与支杆194c交叉，这样，交叉点197偏离各箱195的中心，并布置成类似之字形形式，以便确定锯齿状路径。而且，提供了水平支杆198，水平支杆198使得各交叉点197与杆168连接。该支杆结构在更靠近旋转轴线162处提供了增加数目的变化剪切事件。
在其它实施例中，在图4、7至14和17中所示的剪切装置安装成用于以图16中所示的方式绕与储槽1的中心轴线49平行、偏心或偏离的轴线旋转。一个这样的实施例在图23中表示，其中，相应特征具有相应参考标号。在该实施例中，剪切装置200安装成以与图16的剪切装置160相同的方式绕相对于储槽1的中心轴线49偏心或偏离的轴线161旋转。因此，并不重复进行剪切装置200的安装结构的详细说明。在该实施例与图16的实施例之间的主要区别是，剪切装置200具有两个径向臂81，所述径向臂81具有以间隔83隔开的多个剪切元件210，所述间隔83与它们的相关剪切元件离旋转轴线161的距离成比例地逐渐增加，直到径向臂81的相应外边缘84。此外，剪切元件呈安装在各径向臂81上的竖直延伸线性杆或支杆210的形式。由于剪切装置200绕偏心轴线161并且偏心轴线绕中心轴线49的双重旋转，本发明人相信这导致剪切横跨扰动区域16基本均匀地施加。
同样，在图16至22B中所示的剪切装置的结构也可以合适变化成用于以图4、7至14和17中所示的方式使用同心驱动轴而绕中心轴线49旋转。而且，图2、7至14和16至22B的剪切装置也可以合适变化成用于平行于中心轴线49基本竖直地往复运动，而不是绕该中心轴线49旋转。尽管已经参考绕储槽的中心轴线旋转的耙组件48来介绍了实施例，但是应当知道，耙组件的旋转轴线也可以与储槽的中心轴线平行、偏离或偏心。此外，图4、7、8A、9至11和16至22B中的优选实施例描述和表示为支杆相对于竖直平面(该竖直平面与径向臂成直角)倾斜。不过应当知道，支杆可以相对于其它竖直平面倾斜，例如与径向臂平行或共面的竖直平面，如图14中所示。参考图24至27，图中表示了本发明的还一实施例，其中，相应特征具有相同参考标号。在该实施例的剪切装置220中，支杆221布置成在图7所示的本发明第一实施例中所示的结构，相对于与径向臂81成直角的竖直平面222以角度α倾斜，与上述实施例中相同，最好如图24和25中所示。不过，支杆221也相对于与径向臂81平行或共面的竖直平面223以角度β倾斜，这样，支杆221具有相对于剪切装置220的旋转方向倾斜的角度，最好如图24和27中所示。与其它结构的支杆的长度相比，支杆221的该方位使得相对较长的支杆能够用于剪切装置220中，并因此提高了向离开该区域的浆施加基本均匀的积累剪切的效果。应当知道，在其它实施例中，支杆可以只相对于竖直平面223倾斜。
而且，尽管本发明的优选实施例已经介绍为使用成线性支杆或杆形式的剪切元件，但是本领域技术人员应当知道，剪切元件可以使用其它形状，例如V形倾斜杆、半圆形管或其它具有不同多边形截面的剪切元件。特别是，支杆自身可以变化形状，以便产生合适的剪切型面。例如，可以使用非线性支杆，例如盘旋形或螺旋形状。
尽管优选实施例以横跨扰动区域16(其中，扰动区域包括基本整个上部区域17)基本均匀地产生最佳扰动(优选是剪切)的方式进行了描述和示例说明，但是本领域技术人员应当知道，通过横跨只是上部区域的一部分的扰动区域来引起最佳扰动或施加最佳剪切，也可以获得类似的有利效果。上部区域17的该部分可以包括储槽的局部横截面区域，或者甚至局部容积。例如，各支杆可以从径向臂上除去，这样，最佳剪切在一系列间隔处产生，或者主要只是朝向储槽1的外周或朝向储槽的、邻近或接近旋转轴线的内径向区域。在这种情况下，扰动区域16横跨储槽1的横截面有效分区。也可选择，可以看成提供了通过在上部区域中的静止区域分开的多个扰动区域。在各解释中，横跨扰动区域基本均匀地引起的最佳扰动或施加的剪切可以占据上部区域17的容积的至少10％直到整个上部区域(100％)。当浆的量近似为上部区域17的横截面面积时，扰动或剪切在预定时间段内施加给在上部区域17中的网状浆的至少10％至100％，该预定时间段对应于网状浆通过扰动区域16的时间。本发明人认识到可以有这样的情况，其中，希望并不是所有的网状浆受到扰动或剪切，且在这种情况下，优选是经过上部区域的浆的至少30％(即，扰动区域是上部区域的30％)在扰动区域16中被破坏，更优选是经过上部区域的浆的至少50％(即，扰动区域是上部区域的50％)，或者甚至更优选是经过上部区域的浆的至少70％(即，扰动区域是上部区域的70％)。不过本发明人相信，为了使得剪切装置的效率最大和因此提高增稠器的性能，特别优选是经过上部区域的浆的至少75％(即，扰动区域是上部区域的75％)受到最佳扰动或剪切，更优选是经过上部区域的浆的80％，甚至更优选是90％，甚至更优选是95％至100％(扰动区域为上部区域的95％至100％)，以便在使用本发明时获得显著的优点。不管是基本均匀的积累剪切、基本均匀的平均剪切还是基本均匀数目的剪切事件或者它们的任意组合施加在扰动区域中，都是这样。这还延伸至由其它机构(不同于横跨扰动区域基本均匀地施加剪切)引起的扰动。
此外，尽管为了清楚，大部分优选实施例表示为具有两个径向剪切臂，但是在其它实施例中，剪切装置可以具有所示支杆结构且具有多个剪切臂，例如四个、六个和八个或者更多剪切臂，这些剪切臂(等距或并不等距)隔开以便横跨扰动区域基本均匀地施加剪切。在这些实施例中，各剪切臂可以向扰动区域的不同部分施加剪切。例如，剪切装置可以具有八个臂，所述臂具有相互偏离的剪切元件，这样，虽然各臂只剪切上部区域的一部分，但是剪切装置的总效果是在与整个上部区域基本相等的扰动区域中施加剪切。
而且，应当知道，剪切装置可以选择地控制成使得平均积累剪切不同于预定最佳剪切值(高于或低于)。本发明人认为该预定最佳剪切值和任意变化将取决于从以下组中选择的一个或多个参数，该组基本包括：剪切装置的速度、剪切装置的形状、剪切区域的深度、浆成分、浆粒度、浆在储槽中的流速、浆屈服应力、浆粘度、下溢比重、根据重量百分比的下溢重量、絮凝剂添加至悬浮液中的速率以及浆从中沉积的悬浮液的通量。因此，平均积累剪切可以变化，并基本在预定最佳剪切值以上或以下的20％内、在预定最佳剪切值以上或以下的30％内、在预定最佳剪切值以上或以下的40％内、或者在预定最佳剪切值以上或以下的50％内。
本发明还使得分离装置能够在更高的供给材料通量或通过量下工作，而并不减小下溢浆的密度。在这种情况下，与在扰动区域上面的浆的密度相比较，横跨扰动区域的基本均匀的扰动仍然减小在扰动区域下面的浆的相对密度，但是由于供给材料的高通过量，用于浆沉积的时间更少。因此，浆的总体下溢密度保持与没有使用本发明的分离装置的下溢浆密度类似或相同。在这种情况下，本发明的优点是使得分离装置能够在更高通过量下操作，也产生近似或相同的下溢浆密度。当普通分离装置在更高通过量下操作时，总体浆密度将因此减小，因为用于使得浆从供给材料中沉积的时间更少。
本领域技术人员应当知道，在本发明中，横跨扰动区域基本均匀地引起扰动将破坏在扰动区域中的网状浆，因此，夹带的液体从网状浆释放，并增加在扰动区域下面的浆的相对密度。也就是，横跨扰动区域的基本均匀的扰动将破坏、扰乱、重新布置、重新定向或“摇动”网状浆的有组织的结构，包括但不局限于在网状浆之间的连续接触。这使得捕获的液体释放，该液体可以向上逸出至液体的澄清区域。当在扰动区域下面的浆具有更高相对密度时，它具有增加的压实密度，从而能够更快速地沉积，因此更多浆在扰动区域下面压紧至浆床中。因此，浆床的下溢密度最大，且最大量的稀释液体可以通过溢流槽而回收。当扰动(优选是成剪切形式)在浆床的上部区域中的扰动区域中时，该效果特别有利。因此，本发明获得明显高效的性能和获得大量的沉积材料。另一优点是在扰动区域中产生的紊流将阻止或防止在浆床或网状浆层中形成环圈。在所有这些方面，本发明与现有技术相比具有实际和明显的经济改进。
尽管已经参考特殊实例介绍了本发明，但是本领域技术人员应当知道，本发明可以以多种其它形式来实施。

Claims (99)

1.一种从储槽内的供给材料中分离浆的方法，该方法包括以下步骤： 
将供给材料引入储槽内； 
使得供给材料在储槽中沉积； 
使得浆形成为凝聚体； 
使得浆的凝聚体朝着储槽的底部沉积并形成网状浆层；以及 
通过使剪切装置在位于网状浆层的上部区域中的扰动区域内旋转而横跨该扰动区域基本均匀地施加剪切，以便在预定时间段内破坏在扰动区域中的网状浆，剪切装置具有两个或更多剪切元件，所述剪切元件相互以不均匀的间隔隔开； 
从而使得夹带的液体从扰动区域中的网状浆内释放，并增加在扰动区域下面的浆的相对密度。 
2.根据权利要求1所述的方法，其中：该预定时间段基本对应于网状浆通过扰动区域的时间。 
3.根据权利要求2所述的方法，其中：该剪切装置还包括：至少两个剪切臂，所述剪切臂被支承用于在扰动区域内运动。 
4.根据权利要求2所述的方法，其中：所述剪切元件沿剪切装置的至少一个臂隔开，以便限定在剪切元件之间的相应的间隔，该方法还包括沿与该至少一个臂平行或重合的线在所述间隔的至少两个中施加基本均匀的平均剪切的步骤。 
5.根据权利要求4所述的方法，其中：沿该线在剪切元件之间的所有间隔中的平均剪切都基本均匀或相同。 
6.根据权利要求1至3中任意一个所述的方法，还包括：在预定时间段内向扰动区域中的网状浆施加基本均匀的累积剪切的步骤。 
7.根据权利要求1至5中任意一个所述的方法，还包括：在预定时间段内向扰动区域中的网状浆施加基本均匀数目的剪切事件的步骤。 
8.根据权利要求1所述的方法，其中：施加剪切的步骤还包括使得剪切装置绕相对于储槽的中心轴线平行、偏心或偏离的旋转轴线旋转。 
9.根据权利要求8所述的方法，其中：该方法包括使得所述旋转轴线相对于中心轴线运动的步骤。 
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中：该方法包括将剪切装置可旋转地安装在支承件上，并将支承件布置成绕中心轴线运动。 
11.根据权利要求4至5中任意一个所述的方法，其中：该方法还包括使得剪切元件相对于竖直平面以一倾斜角度延伸的步骤，该竖直平面与该至少一个臂平行或成直角。 
12.根据权利要求11所述的方法，其中：所述倾斜角度在30°和50°之间。 
13.根据权利要求12所述的方法，其中：所述倾斜角度是大约45°。 
14.根据权利要求1所述的方法，其中：该剪切装置包括至少一个局部平面形板，所述局部平面形板具有多个开口。 
15.根据权利要求14所述的方法，其中：施加剪切的步骤还包括使得该至少一个局部平面形板基本平行于储槽的中心轴线运动，或者使得该至少一个局部平面形板绕一旋转轴线旋转，以便向网状浆施加基本均匀的积累剪切、在至少两个所述开口中的基本均匀的平均剪切，或者基本均匀数目的剪切事件。 
16.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：使得该至少一个局部平面形板绕一旋转轴线旋转，从该旋转轴线至该至少一个局部平面形板的外边缘逐渐增加所述开口的尺寸，以便向网状浆施加基本均匀的积累剪切。 
17.根据权利要求15所述的方法，还包括：使得所述开口的尺寸基本均匀的步骤，以便向网状浆施加基本均匀数目的剪切事件。 
18.根据权利要求3至5中任意一个所述的方法，其中：该方法包括独立于中心驱动轴来驱动剪切装置的运动的步骤。 
19.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中：扰动使得在扰动区域下面的浆重新形成为相对于在扰动区域上面的浆具有显著更高的密度。 
20.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中：引起扰动的步骤使得在扰动区域下面的浆的密度逐渐增加。 
21.根据权利要求19所述的方法，其中：在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少5%。 
22.根据权利要求19所述的方法，其中：在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少10%。 
23.根据权利要求19所述的方法，其中：在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少25%。 
24.根据权利要求19所述的方法，其中：在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少35%。 
25.根据权利要求19所述的方法，其中：在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少50%。 
26.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中：扰动区域在网状浆层的上部75%内。 
27.根据权利要求1至5中任意一个所述的方法，其中：扰动区域在网状浆层的上半部分内。 
28.根据权利要求1至5中任意一个所述的方法，其中：扰动区域在网状浆层的上部30%内。 
29.根据权利要求1至5中任意一个所述的方法，其中：扰动区域在网状浆层的上部10%内。 
30.根据权利要求1至5中任意一个所述的方法，其中：扰动区域在网状浆层的顶部处或顶部附近。 
31.根据权利要求1至5中任意一个所述的方法，其中：扰动区域从网状浆层的上部区域延伸以包括阻碍区域的一部分。 
32.根据权利要求31所述的方法，其中：扰动区域包括阻碍区域的下部部分。 
33.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中：扰动区域包括网状浆层的上部区域的一部分。 
34.根据权利要求33所述的方法，其中：扰动区域包括上部区域的一部分容积。 
35.根据权利要求33所述的方法，其中：扰动区域至少局部包括上部区域的一定横截面面积。 
36.根据权利要求35所述的方法，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少10%。 
37.根据权利要求35所述的方法，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少30%。 
38.根据权利要求35所述的方法，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少50%。 
39.根据权利要求35所述的方法，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少70%。 
40.根据权利要求35所述的方法，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少80%。 
41.根据权利要求35所述的方法，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少90%。 
42.根据权利要求35所述的方法，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的基本整个横截面面积。 
43.一种分离装置，用于使得浆从供给材料中分离，该分离装置包括： 
储槽，用于接收供给材料，其中，供给材料在储槽中沉积，且浆形成为凝聚体，该浆的凝聚体朝着储槽的底部沉积，并形成网状浆层；以及 
剪切装置，用于通过使剪切装置在位于网状浆层的上部区域中的扰动区域内旋转而横跨所述扰动区域基本均匀地施加剪切，以便在预定时间段内破坏在扰动区域中的网状浆；从而，从扰动区域中的网状浆释放夹带的液体，并增加在扰动区域下面的浆的相对密度，其特征在于，剪切装置具有两个或更多剪切元件，所述剪切元件相互以不均匀的间隔隔开。 
44.根据权利要求43所述的分离装置，其中：该预定时间段基本对应于网状浆通过扰动区域的时间。 
45.根据权利要求43所述的分离装置，其中：剪切装置还包括：至少两个剪切臂，所述剪切臂被支承用于在扰动区域内运动。 
46.根据权利要求43所述的分离装置，其中：所述剪切元件沿剪切装置的至少一个臂隔开，以便限定在剪切元件之间的相应的间隔，这样，基本均匀的平均剪切沿与该至少一个臂平行或重合的线施加在所述间隔中的至少两个中。 
47.根据权利要求46所述的分离装置，其中：沿该线的在剪切元件之间的所有间隔中的平均剪切都基本均匀或相同。 
48.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：在预定时间段内向扰动区域中的网状浆施加基本均匀的累积剪切。 
49.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：在预定时间段内向扰动区域中的网状浆施加基本均匀数目的剪切事件。 
50.根据权利要求43所述的分离装置，其中：剪切装置绕相对于储槽的中心轴线平行、偏心或偏离的旋转轴线旋转。 
51.根据权利要求50所述的分离装置，其中：所述旋转轴线相对于中心轴线能够运动。 
52.根据权利要求50或51所述的分离装置，其中：剪切装置可旋转地安装在支承件上，且支承件布置成绕中心轴线运动。 
53.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：所述两个或更多剪切元件绕剪切装置的旋转轴线不对称地布置。 
54.根据权利要求46所述的分离装置，其中：所述不均匀的间隔从旋转轴线至所述至少一个臂的外边缘逐渐增加。 
55.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：剪切元件限定了剪切装置的锥形型面。 
56.根据权利要求46所述的分离装置，其中：剪切元件的长度从剪切装置的旋转轴线至所述至少一个臂的外边缘逐渐减小。 
57.根据权利要求46所述的分离装置，其中：所述剪切元件的厚度从剪切装置的旋转轴线至所述至少一个臂的外边缘逐渐减小。 
58.根据权利要求46所述的分离装置，其中：所述剪切元件相对于竖直平面以一倾斜角度延伸，该竖直平面与所述至少一个臂平行或成直角。 
59.根据权利要求58所述的分离装置，其中：所述倾斜角度在30°和50°之间。 
60.根据权利要求59所述的分离装置，其中：所述倾斜角度是大约45°。 
61.根据权利要求43所述的分离装置，其中：剪切装置包括至少一个局部平面形板，该局部平面形板具有多个开口。 
62.根据权利要求61所述的分离装置，其中：该至少一个局部平面形板基本平行于储槽的中心轴线运动，或者用于绕旋转轴线旋转，以便对网状浆引起基本均匀的积累剪切、在至少两个所述开口中的基本均匀的平均剪切，或者基本均匀数目的剪切事件。 
63.根据权利要求62所述的分离装置，其中：所述多个开口的尺寸从旋转轴线至该至少一个局部平面形板的外边缘逐渐增加，以便对网状浆引起基本均匀的积累剪切。 
64.根据权利要求43所述的分离装置，其中：所述剪切元件布置成一图形，剪切装置可绕一旋转轴线旋转。 
65.根据权利要求64所述的分离装置，其中：所述剪切元件相互连接，以便形成网状图形。 
66.根据权利要求65所述的分离装置，其中：在剪切元件之间的间隔与它们的相应的剪切元件至旋转轴线的距离成比例地逐渐增加，以便对网状浆引起基本均匀的积累剪切和/或在剪切元件之间的间隔中的基本均匀的平均剪切。 
67.根据权利要求65所述的分离装置，其中：剪切装置具有相同 的网尺寸，以便对网状浆引起基本均匀数目的剪切事件。 
68.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：分离装置还包括独立于储槽的中心驱动轴的、用于剪切装置的驱动机构。 
69.根据权利要求68所述的分离装置，其中：独立的驱动机构包括布置在储槽的外边缘处的驱动机构。 
70.根据权利要求68所述的分离装置，其中：独立的驱动机构包括驱动轴，该驱动轴与储槽的中心驱动轴同心。 
71.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：扰动使得在扰动区域下面的浆重新形成为相对于在扰动区域上面的浆具有显著更高的密度。 
72.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：扰动使得在扰动区域下面的浆的密度逐渐增加。 
73.根据权利要求71所述的分离装置，其中：在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少5%。 
74.根据权利要求71所述的分离装置，其中：在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少10%。 
75.根据权利要求71所述的分离装置，其中：在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少25%。 
76.根据权利要求71所述的分离装置，其中：在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少35%。 
77.根据权利要求71所述的分离装置，其中：在扰动区域下面的浆的密度比在扰动区域上面的浆的密度大至少50%。 
78.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：扰动区域在网状浆层的上部75%内。 
79.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：扰动区域在网状浆层的上半部分内。 
80.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：扰动区域在网状浆层的上部30%内。 
81.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：扰动区域在网状浆层的上部10%内。 
82.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：扰动区域在网状浆层的顶部处或顶部附近。 
83.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：扰动区域从网状浆层的上部区域延伸以包括阻碍区域的一部分。 
84.根据权利要求83所述的分离装置，其中：扰动区域延伸以包括阻碍区域的下部部分。 
85.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中：扰动区域包括网状浆层的上部区域的一部分。 
86.根据权利要求85所述的分离装置，其中：扰动区域包括上部区域的一部分容积。 
87.根据权利要求85所述的分离装置，其中：扰动区域至少局部包括上部区域的一定横截面面积。 
88.根据权利要求87所述的分离装置，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少10%。 
89.根据权利要求87所述的分离装置，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少30%。 
90.根据权利要求87所述的分离装置，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少50%。 
91.根据权利要求87所述的分离装置，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少70%。 
92.根据权利要求87所述的分离装置，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少80%。 
93.根据权利要求87所述的分离装置，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的横截面面积的至少90%。 
94.根据权利要求87所述的分离装置，其中：扰动区域在预定时间段内包括上部区域的基本整个横截面面积。 
95.根据权利要求43至47中任意一个所述的分离装置，其中： 平均积累剪切至少基本在预定最佳剪切值以上或以下的20%内。 
96.根据权利要求94所述的分离装置，其中：平均积累剪切至少基本在预定最佳剪切值以上或以下的30%内。 
97.根据权利要求94所述的分离装置，其中：平均积累剪切至少基本在预定最佳剪切值以上或以下的40%内。 
98.根据权利要求94所述的分离装置，其中：平均积累剪切至少基本在预定最佳剪切值以上或以下的50%内。 
99.根据权利要求95所述的分离装置，其中：预定最佳剪切值根据从以下组中选择的一个或多个参数来确定，该组基本包括：剪切装置的速度、剪切装置的形状、剪切区域的深度、浆成分、浆粒度、浆在储槽中的流速、浆屈服应力、浆粘度、下溢比重、根据重量百分比的下溢重量、絮凝剂添加至悬浮液中的速率以及浆从中沉积的供给材料的通量。 
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2800151A1 (en) * 2010-05-25 2011-12-01 Crc Care Pty Ltd Improved gravity sedimentation process and apparatus
CN103711018B (zh) * 2012-09-29 2017-12-22 冯秀娟 一种可去除纤维中杂质的分散机
EP3634599B1 (en) 2017-06-07 2024-04-17 Kadant Black Clawson LLC Improved clarifier with independent sump scraper drive
EP4028142A4 (en) * 2020-09-14 2024-02-21 Evoqua Water Technologies LLC SLUDGE EXTRACTION MECHANISM FOR DISCHARGE AND RETURN SETTLED SLUDGE emanating from a SECONDARY CLARIFIER COMPRISING GRANULAR SLUDGE
CN113582386B (zh) * 2021-07-30 2023-02-07 盐城师范学院 一种用于颜料生产的废水处理装置
FI130675B1 (en) * 2021-10-28 2024-01-11 Metso Outotec Finland Oy Clipping device, arrangement and use
EP4173687B1 (en) * 2021-10-28 2024-05-01 Metso Finland Oy Shearing device, arrangement and use

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1938894A (en) * 1931-05-07 1933-12-12 Dorr Co Inc Thickener
CN1582192A (zh) * 2001-11-09 2005-02-16 艾尔坎国际有限公司 一种沉淀矿石浆的设备和方法
CN1703263A (zh) * 2002-03-19 2005-11-30 奥托库姆普联合股份公司 用于浓缩器的双区供料池
US7235182B2 (en) * 2002-03-19 2007-06-26 Outotec Oyj Pulp stabilisation apparatus for a thickener

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL51544C (zh) * 1935-03-01 1900-01-01
US3067878A (en) * 1959-07-07 1962-12-11 Albert L Genter Method and apparatus for settling solids from liquids
FR2247427A2 (en) 1973-10-10 1975-05-09 Alsthom Cgee Compaction appts for fluid sludges - with slow stirrers and controlled evacuation pump
FR2207872B1 (zh) * 1972-11-28 1976-04-23 Sogreah
DE2551418A1 (de) * 1975-11-15 1977-05-26 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der transportfaehigkeit von feststoff - fluessigkeits - gemischen in einem mit transportorganen ausgestatteten absetzbecken
NL7614571A (nl) * 1976-01-02 1977-07-05 I U Conversion Systems Inc Inrichting en werkwijze voor het indikken van slib.
SU572279A1 (ru) * 1976-03-30 1977-09-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Креплению Скважин И Буровым Растворам /Вниикрнефть/ Виброотстойник дл очистки буровых растворов
CA1073368A (en) * 1976-11-15 1980-03-11 Inco Limited Three phase separation
ATE39679T1 (de) * 1983-11-28 1989-01-15 Mueller Johann Ag Kieswerk Behaelter und anlage zum klaeren von mit feststoffen beladenen fluessigkeiten.
DE4111760A1 (de) * 1991-04-11 1992-10-15 Dorr Oliver Gmbh Klaerbecken fuer die abwasserreinigung
US5888026A (en) * 1997-01-24 1999-03-30 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources Backfill paste production facility and method and apparatus for producing high density slurry and paste backfills
US6758978B1 (en) * 1999-08-06 2004-07-06 Gl&V Management Hungary Kft. Deep bed thickener/clarifiers with enhanced liquid removal
GB2362837A (en) 2000-03-21 2001-12-05 United Utilities Plc Sludge clarifier with shear inducing elements
CA2355575A1 (en) * 2001-08-03 2003-02-03 Baki Ozum Thickeners with vibrating inclined plates
WO2004082802A1 (en) * 2003-03-17 2004-09-30 Wallie Se Trust Thickener fitted with vibrator
AP2958A (en) * 2008-09-17 2014-08-31 Outotec Oyj A separation device with dual drives and a method of reducing donutting in a separation device
US20110163041A1 (en) * 2008-09-17 2011-07-07 Outotec Oyj Method for controlling the disturbance of networked pulp

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1938894A (en) * 1931-05-07 1933-12-12 Dorr Co Inc Thickener
CN1582192A (zh) * 2001-11-09 2005-02-16 艾尔坎国际有限公司 一种沉淀矿石浆的设备和方法
CN1703263A (zh) * 2002-03-19 2005-11-30 奥托库姆普联合股份公司 用于浓缩器的双区供料池
US7235182B2 (en) * 2002-03-19 2007-06-26 Outotec Oyj Pulp stabilisation apparatus for a thickener

Also Published As

Publication number Publication date
CA2736778C (en) 2016-12-06
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