RS65770B1 - Uređaj za separaciju, sklop i primena - Google Patents

Description

Opis

STANJE TEHNIKE

[0001] Pronalazak se odnosi na uređaj za separaciju koji se može spojiti na pogonski sklop uređaja za razdvajanje čvrstih materija od tečnosti.

[0002] Pronalazak se dalje odnosi na uređaj za razdvajanje čvrstog i tečnog.

[0003] Pronalazak se dalje odnosi na primenu uređaja za separaciju ili uređaja za odvajanje čvrstih materija od suspenzija u rudarstvu i industriji prerade minerala.

[0004] Iako su poznati uređaji za razdvajanje čvrstih materija od tečnosti, kao što su na primer uređaji za zgušnjivanje, za bistrenje i koncentratori koji se koriste za odvajanje čvrstih materija iz suspenzija, rezultat intenzivnog istraživačkog i razvojnog rada, još uvek postoji potreba za još efikasnijim uređajima za separaciju i sklopovima u oblasti rudarske i prerađivačke industrije. Primeri takvih sklopova se mogu naći u dokumentima US 2011/198303 i US 2011/180484.

KRATAK OPIS PRONALASKA

[0005] Posmatrano iz perspektive prvog aspekta, moguće je obezbediti uređaj za separaciju koji se može povezati sa pogonskim sklopom uređaja za razdvajanje čvrstih materija od tečnosti, pri čemu uređaj za separaciju sadrži

- sklop za pričvršćivanje postavljen na prvom kraju uređaja radi povezivanja uređaja za separaciju sa pogonskim sklopom,

- sklop za separaciju koji je postavljen tako da formira elemente za separaciju orijentisane pod uglom u uzdužnom pravcu uređaja i sa razmacima između njih, pri čemu

- uređaj ima bliži deo koji je bliži prvom kraju i dalji deo koji je bliži drugom kraju uređaja i nalazi se naspram prvog kraja, i

- prosečna širina elemenata za separaciju smeštenih u daljem delu je veća od prosečne širine elemenata za separaciju smeštenih u bližem delu.

[0006] Time se može stvoriti ujednačena brzina odvajanja agregata pulpe smicanjem i tako se može postići efikasniji uređaj za separaciju. Pronalazači su neočekivano i iznenađujuće otkrili da prevelike brzine smicanja u blizini površine elemenata za separaciju razbijaju agregate, što odlaže odvodnjavanje suspenzije, te da se tako navedene prevelike brzine smicanja mogu izbeći naznačenom strukturom uređaja za separaciju.

[0007] Posmatrano iz perspektive daljeg aspekta, moguće je obezbediti uređaj za razdvajanje čvrstog i tečnog materijala koji sadrži:

- rezervoar za prihvatanje polaznog dopremljenog materijala, i

- najmanje jedan uređaj za separaciju prema opisu ovog pronalaska, povezan pomoću sklopa za pričvršćivanje sa pogonskim sklopom raedi rotacije oko ose rotacije.

[0008] Na ovaj način je moguće postići efikasnije rešenje za razdvajanje čvrstog i tečnog.

[0009] Gledano iz perspektive još jednog aspekta, moguće je obezbediti primenu uređaja za separaciju i/ili sklopa koji je opisan u ovom dokumentu za odvajanje čvrstih materija iz suspenzija u rudarskoj industriji i industriji prerade minerala.

[0010] Na ovaj način je moguće postići efikasniji proces odvajanja čvrstih materija iz suspenzija.

[0011] Uređaj, sklop i primena su naznačeni onim što je navedeno u nezavisnim patentnim zahtevima. Neka druga izvođenja su naznačena onim što je navedeno u drugim patentnim zahtevima. Inventivna izvođenja su takođe opisana u specifikaciji i na slikama ove prijave patenta. Inventivni sadržaj prijave patenta se može takođe definisati na druge načine nego što je to urađeno u sledećim patentnim zahtevima. Inventivni sadržaj takođe može biti formiran od nekoliko zasebnih pronalazaka, posebno ako se pronalazak ispituje u svetlu izraženih ili implicitnih pod-zadataka ili imajući u vidu dobijene pogodnosti ili grupe pogodnosti. Neke od definicija koje su sadržana u sledećim zahtevima mogu tada biti nepotrebne s obzirom na odvojene inventivne ideje. U okviru obima osnovne inventivne ideje se karakteristike različitih izvođenja pronalaska mogu primeniti na druga izvođenja.

[0012] Prema jednom izvođenju se širina elemenata za separaciju progresivno poveća od prvog kraja ka drugom kraju.

[0013] Prednost se ogleda u tome što je moguće postići još ujednačeniju brzinu uklanjanja smicanjem agregata suspenzije.

[0014] Prema jednom izvođenju se širina elemenata za separaciju povećava u grupama tako da neki susedni elementi za separaciju imaju istu širinu.

[0015] Prednost se ogleda u tome što je proizvodnja uređaja za separaciju jednostavna i jeftina.

[0016] Prema jednom izvođenju sklop za separaciju obuhvata veći broj elemenata za separaciju koji su postavljeni sa razmakom duž uređaja kako bi se formirali odgovarajući intervali između njih.

[0017] Prednost se ogleda u tome što je struktura jednostavna i lagana.

[0018] Prema jednom izvođenju element za separaciju ima linearni oblik.

[0019] Prednost se ogleda u tome što je struktura jednostavna i lagana.

[0020] Prema jednom aspektu element za separaciju je okruglast ili je okrugli stub ili šipka.

[0021] Prednost se ogleda u tome što verovatnoća neželjenih visokih brzina smicanja uzrokovanih elementom za separaciju može biti ograničena.

[0022] Prema jednom izvođenju intervali između elemenata za separaciju variraju tako da je dva ili veći broj elemenata za separaciju postavljeno u nejednakim intervalima posmatrano jedan u odnosu na drugi.

[0023] Prednost se ogleda u tome što je moguće postići ravnomerniju separaciju suspenzije.

[0024] Prema jednom izvođenju se intervali progresivno povećavaju od prvog do drugog kraja kraka.

[0025] Prednost se ogleda u tome što je moguće optimizovati poremećaj suspenzije koji se izaziva elementima za separaciju.

[0026] Prema jednom izvođenju uređaj za separaciju sadrži krak postavljen u uzdužnom pravcu uređaja za separaciju, a najmanje neki od elemenata za separaciju se pružaju sa obe strane kraka.

[0027] Prednost se ogleda u tome što se mogu smanjiti ili minimizovati torzione sile kraka koje su na elementima za separaciju izazvane od strane suspenzije.

[0028] Prema jednom izvođenju uređaj za separaciju sadrži krak postavljen u uzdužnom pravcu uređaja za separaciju, a najmanje neki od elemenata za separaciju se pružaju samo sa jedne strane kraka.

[0029] Prednost se ogleda u tome što se za separaciju može iskoristiti čitava dužina najmanje nekih od elemenata za separaciju i što se krak može postaviti iznad oblasti u kojoj je potrebno izvršiti separaciju, pa je stoga moguće umanjiti potrebu po pitanju obrtnog momenta pogonskog sklopa.

[0030] Prema jednom izvođenju bliži deo kraka u delu koji se nalazi u blizini sklopa za pričvršćivanje nema elemente za separaciju.

[0031] Prednost se ogleda u tome što je moguće izbeći rotaciju korita od pulpe, što je takođe poznato kao "donutting" i predstavlja formiranje toroidalnog oblika, i na taj način se takođe može izbeći ili najmanje ograničiti smanjenje gustine zbijene pulpe koji je izazvan ovom rotacijom.

[0032] Prema jednom izvođenju uređaj za separaciju sadrži pomoćni element u najmanje jednom od intervala.

[0033] Prednost se ogleda u tome što je moguće postići poboljšano vođenje toka u odnosu na elemente za separaciju.

[0034] Prema jednom izvođenju sklop se sastoji od sklopa za grabuljanje koji je postavljen ispod uređaja za separaciju i koji sadrži najmanje jedan krak za grabuljanje koji sadrži lopatice za struganje koje se pružaju nadole prema dnu rezervoara kako bi pomerale nataloženu i kompaktovanu pulpu prema donjem potopljenom izlazu.

[0035] Prednost se ogleda u tome što se performanse sklopa mogu povećati.

KRATAK OPIS SLIKA NACRTA

[0036] Neka izvođenja koja ilustruju predmetni pronalazak su detaljnije opisana na priloženim slikama nacrta, na kojima

Slika 1 ilustruje formiranje zone materijala koji ima različite ukupne gustine u sklopu za separaciju pulpe iz dopremljenog polaznog materijala,

Slika 2 šematski prikazuje pogled sa strane u delimičnom poprečnom preseku na uređaj za separaciju čvrstih materija iz dopremljenog polaznog materijala,

Slika 3 šematski prikazuje pogled sa gornje strane na sklop prikazan na Slici 2,

Slika 4a šematski prikazuje pogled sa bočne strane na uređaj za separaciju,

Slika 4b šematski prikazuje pogled sa bočne strane na detalje uređaja za separaciju koji je prikazan na Slici 4a,

Slika 5 šematski prikazuje pogled sa strane na drugi uređaj za separaciju,

Slika 6 šematski prikazuje pogled sa bočne strane na treći uređaj za separaciju,

Slika 7 šematski prikazuje uređaj za separaciju prikazan sa njegovog drugog kraja,

Slika 8 šematski prikazuje detalje uređaja za separaciju,

Slika 9 šematski prikazuje pogled sa bočne strane na četvrti uređaj za separaciju,

Slika 10a ilustruje profil brzine smicanja poznatog uređaja za separaciju, i Slika 10b ilustruje profil brzine smicanja uređaja za separaciju prema jednom izvođenju pronalaska.

[0037] Na slikama su neka od izvođenja prikazana pojednostavljeno radi očuvanja jasnoće prikaza. Slični delovi su na slikama označeni istim pozivnim oznakama.

DETALJNI OPIS PRONALASKA

[0038] Slika 1 ilustruje formiranje zone materijala koji ima različite ukupne gustine u sistemu za separaciju pulpe iz dopremljenog polaznog materijala.

[0039] Uređaji za separaciju, kao što su na primer uređaji za zgušnjavanje, bistrenje i koncentratori, obično se u rudarstvu i industriji prerade minerala koriste za odvajanje čvrstih materija iz suspenzija. Ovi uređaji tipično sadrže rezervoar 11 u kojem se čvrste materije talože iz suspenzije ili rastvora i spuštaju prema dnu u vidu pulpe ili mulja koji se prikuplja iz donjeg potopljenog odvoda 16. Razblažena tečnost manje relativne gustine se na taj način pomera prema vrhu rezervoara radi uklanjanja pomoću prelivnog uređaja za ispiranje. Suspenzija koju je potrebno zgusnuti se inicijalno dovodi kroz dovodnu cev, vod ili liniju u izvor 17 dovedenog materijala koji se nalazi unutar rezervoara. Sklop za grabuljanje (koji je prikazan na slici 2) montiran je radi rotacije oko centralnog pogonskog vratila i obično ima najmanje dva kraka sa vilama koja imaju lopatice za struganje namenjene za pomeranje taloženog materijala prema unutra radi prikupljanja kroz donji potopljeni odvod.

[0040] U svojoj primeni na preradu minerala, separaciju i ekstrakciju, fino mlevena ruda se suspenduje u vidu čvrste materije u pogodnom tečnom medijumu, kao što je na primer voda, u konzistenciji koja dozvoljava proticanje i taloženje u uslovima mirovanja. Čvrste materije se talože iz suspenzije kombinacijom gravitacije sa ili bez hemijskih i/ili mehaničkih procesa. U početku, koagulant i/ili flokulant se mogu dodati u suspenziju kako bi se poboljšao proces taloženja. Suspenzija se zatim pažljivo meša u uređaju za separaciju, kao što je na primer uređaj za zgušnjavanje, kako bi se olakšalo zgrušavanje čvrstih čestica, na kraju formirajući veće gušće "agregate" čvrstih materija koje se talože iz suspenzije. Tečnost, takođe poznata kao lužina, obično je zarobljena sa čvrstim česticama unutar čvrstih agregata.

[0041] Kao što je ilustrovano na slici 1, unutar rezervoara 11 se tipično postepeno formira nekoliko zona ili slojeva materijala sa različitim ukupnim gustinama. Na dnu rezervoara 11 pulpa formira relativno gustu zonu A kompaktovane pulpe ili čvrste materije koja je često u obliku umreženih agregata (tj. čvrsti agregati koji su u neprekidnom kontaktu jedan sa drugim). Ova zona A se obično naziva „korito od pulpe“ ili umreženi sloj pulpe. Iznad korita A od pulpe, zadržana zona B ima tendenciju da sadrži čvrste materije koje se još nisu u potpunosti slegle ili "kompaktovale". Drugim rečima, čvrste materije ili agregati još uvek nisu u neprekidnom kontaktu jedni sa drugima (nisu umreženi). Iznad zadržane zone B nalazi se zona C "slobodnog taloženja", gde su čvrste materije ili agregati delimično suspendovani u tečnosti i spuštaju se prema dnu rezervoara 11. Potrebno je razumeti da zadržana zona B nije uvek posebna zona između umreženog sloja A i zone C slobodnog taloženja. Umesto toga, zadržana zona B može da formira prelaz ili među-spoj između umreženog sloja A i zone C slobodnog taloženja koji se meša između dve zone. Iznad zone C slobodnog taloženja nalazi se bistra zona D razblažene tečnosti, gde je prisutno malo čvrstih materija i gde se razređena tečnost uklanja iz rezervoara 11 preko prelivnog uređaja za ispiranje (prikazan na slici 2). Donji potopljeno odvod 16 uklanja kompaktovanu pulpu iz rezervoara 11.

[0042] Slika 2 šematski prikazuje u delimičnom poprečnom preseku pogled sa bočne strane na uređaj za separaciju čvrstih materija iz dopremljenog polaznog materijala, dok slika 3 šematski prikazuje pogled sa gornje strane na uređaj prikazan na slici 2.

[0043] Sklop 100 sadrži rezervoar 11 za prihvatanje dopremljenog polaznog materijala koji se dovodi iz, na primer, izvora 17. Rezervoar 11 u osnovi ima cilindrični oblik sa konusnim dnom 15 i ima vertikalnu centralnu osu CA. Prečnik rezervoara 11 može biti nekoliko desetina metara, na primer oko 20 m, kao što je na primer 18 m.

[0044] Polazni materijal se taloži u rezervoaru 11 i čvrsta materija se formira u agregate, agregati se talože prema dnu 15 rezervoara i formiraju umreženi sloj čvrste materije.

[0045] U rezervoaru 11 je obezbeđen najmanje jedan uređaj 1 za separaciju. Prema jednom izvođenju uređaj 1 za separaciju je postavljen tako da suštinski uniformni poremećaj u gornjem delu umreženog sloja A, tako da poremeti umrežene čvrste materije unutar unapred određenog vremenskog perioda. Time se povučena tečnost oslobađa iz umreženih čvrstih materija i relativna gustina čvrstih materija se povećava ispod zone poremećaja.

[0046] Tipično, sklop 100 sadrži najmanje dva uređaja 1 za separaciju, kao što je od 2 do 12, ili od 2 do 10, ili od 2 do 6 uređaja za separaciju. Broj uređaja za separaciju može biti paran ili neparan. Izvođenje prikazano na slikama 2 i 3, na primer, sadrži dva uređaja 1 za separaciju. Prema jednom izvođenju uređaji 1 za separaciju su identični jedan sa drugim. Prema drugom izvođenju postoje uređaji 1 za separaciju sa najmanje dve različite konfiguracije sklopa 100. Prema jednom izvođenju sklop 100 sadrži samo jedan uređaj 1 za separaciju koji je opisan u ovom dokumentu.

[0047] Uređaj 1 za separaciju može da se sastoji od kraka i sklop za separaciju koji je postavljen na krak. Sklop za separaciju je postavljen tako da obrazuje elemente za separaciju smicanjem pod uglom u odnosu na krak i formira intervale između elemenata za separaciju (prikazano na sledećim slikama). Prema jednom izvođenju krak je postavljen horizontalno, kao što je prikazano na slici 2. Alternativno, krak može biti postavljen pod uglom koji odstupa od horizontalne ravni.

[0048] Sklop 3 za pričvršćivanje je postavljen na prvom kraju 4 uređaja 1 za separaciju radi povezivanja sa pogonskim sklopom koji je izveden radi rotacije 1 uređaja za separaciju oko ose rotacije X. Prema jednom izvođenju, kao što je prikazano na slici 2, osa rotacije X je koncentrična u odnosu na centralnu osu CA. Alternativno, osa rotacije uređaja za separaciju je paralelna, ekscentrična ili pomerena u odnosu na centralnu osu rezervoara.

[0049] Prema jednom izvođenju sklop 100 se sastoji od sklopa 12 za grabuljanje koji sadrži najmanje jedan krak 13 za grabuljanje. Krak 13 za grabuljanje ima lopatice 14 koje se pružaju nadole prema dnu 15 rezervoara kako bi pomerale nataloženu i kompaktovanu pulpu prema donjem potopljenom odvodu 16. Tipično, sklop 100 se sastoji od najmanje dva kraka 13 za grabuljanje. Izvođenje koje je, na primer, prikazano na slikama 2 i 3 sadrži dva kraka 13 za grabuljanje. Tipično, sklop 12 za grabuljanje može da se rotira različitom brzinom od uređaja 1 za separaciju. Prema jednom izvođenju, a kao što je prikazano na slici 3, sklop 12 za grabuljanje je postavljen tako da vrši rotaciju R u istom pravcu kao i uređaj 1 za separaciju. Prema drugom izvođenju sklop 12 za grabuljanje je postavljen tako da vrši rotaciju u suprotnom pravcu u odnosu na uređaj 1 za separaciju.

[0050] Slika 4a šematski prikazuje pogled sa bočne strane na uređaj za separaciju, slika 4b šematski prikazuje pogled sa bočne strane na detalje uređaja za separaciju koji je prikazan na slici 4a, slika 5 šematski prikazuje pogled sa bočne strane na drugi uređaj za separaciju, slika 6 šematski prikazuje pogled sa bočne strane na treći uređaj za separaciju, slika 7 šematski prikazuje uređaj za separaciju posmatran sa njegovog drugog kraja, dok slika 8 šematski prikazuje detalje uređaja za separaciju.

[0051] Prema jednom izvođenju uređaj 1 za separaciju sadrži krak 2, sklop 3 za pričvršćivanje postavljen na prvom kraju 4 kraka radi povezivanja uređaja 1 za separaciju sa pogonskim sklopom, i sklop 19 za separaciju. Prema jednom izvođenju sklop 19 za separaciju sadrži veći broj elemenata 5 za separaciju koji su raspoređeni prema i pod uglom u odnosu na krak 2. Elementi za separaciju su postavljeni u intervalima duž kraka 2, tako da postoje odgovarajući razmaci 6 između njih. Krak i sklop za separaciju se obično proizvode od metala ili legure.

[0052] Prema jednom izvođenju element 5 za separaciju je objekat dužine L, širine W i debljine T. Dužina L elementa 5 za separaciju se pruža pod uglom α nagiba u odnosu na krak 2. Debljina T (prikazana na slici 7) je dimenzija elementa za separaciju upravno u odnosu na uzdužni pravac AL uređaja. Širina W je dimenzija elementa za separaciju upravno na dužinu L i debljinu T. Prema jednom izvođenju, širina W se bira u opsegu od 10 mm do 300 mm.

[0053] Uređaj 1 za separaciju ima bliži deo 7 koji se nalazi bliže prvom kraju 4 i dalji deo 8 koji se nalazi bliže drugom kraju 9 uređaja, odnosno kraju koji je suprotan prvom kraju 4. Prosečna širina elementa 5 za separaciju koji se nalaze u daljem delu 8 je veća od prosečne širine elemenata 5 za separaciju koji se nalaze u bližem delu 7. Drugim rečima, elementi 5 za separaciju koji su u daljem delu 8 su uopšteno širi od elemenata 5 za separaciju u bližem delu 7.

[0054] Prema jednom izvođenju bliži deo 7 sadrži jednak broj elemenata 5 za separaciju kao i dalji deo 8.

[0055] Prema jednom izvođenju dužina bližeg dela 7 je 50% od rastojanja između elementa za separaciju koji je najbliži prvom kraju 4 i elementa za separaciju koji je najbliži drugom kraju 9.

[0056] Prema jednom izvođenju širina W elemenata 5 za separaciju se progresivno povećava od prvog kraja 4 prema drugom kraju 9. Progresivno povećanje može da prati linearnu, nelinearnu ili kombinaciju linearne i nelinearne formule.

[0057] Prema jednom izvođenju, kao što je prikazano na slici 4a, širina W elemenata 5 za separaciju 5 se povećava u grupama. To znači da postoje neki susedni elementi za separaciju koji imaju istu prvu širinu, čineći prvu grupu, dok pored prve grupe postoji druga grupa koja se sastoji od elemenata za separaciju koji imaju drugu širinu, gde se navedena druga širina razlikuje od prve širine.

[0058] Prema jednom izvođenju, kao što je prikazano na slikama, element 5 za separaciju ima linearni oblik. Na primer, element 5 za separaciju može biti okruglast ili je okrugli stub ili šipka. Prema jednom izvođenju, a najmanje suštinski prema svim, ili čak svim izvođenjima, elementi 5 za separaciju imaju linearni oblik. Alternativno, jedan ili veći broj elemenata 5 za separaciju ima nelinearnu konfiguraciju. Na primer, veći broj ili jedan od elemenata za separaciju može biti helikoidalan, spiralan ili zakrivljen, u celini ili delimično. Moguće su i konfiguracije zakošenih šipki u obliku slova V, delimično ili polukružnih cevi ili drugih elemenata za separaciju sa različitim poligonalnim poprečnim presecima. Poprečni presek može biti konstantan ili može biti promenljiv po dužini.

[0059] Prema jednom izvođenju dužina većine elemenata 7 za separaciju je jednaka. Na primer, na slici 4a svi izuzev dva elementa 7 za separaciju koji su najbliži prvom kraju 4 kraka imaju jednaku dužinu.

[0060] Prema jednom izvođenju svi elementi 7 za separaciju imaju jednaku dužinu.

[0061] Prema jednom izvođenju dužina elemenata 7 za separaciju se progresivno smanjuje od prvog kraja 4 do drugog kraja 9.

[0062] Prema jednom izvođenju dužina elemenata 7 za separaciju se progresivno povećava od prvog kraja 4 do drugog kraja 9.

[0063] Prema nekim izvođenjima dužine elemenata 7 za separaciju variraju tako da su najduži ili najkraći elementi za separaciju oni koji se nalaze u srednjem delu uređaja.

[0064] Intervali6 ili razmaci između elemenata 5 za separaciju mogu biti konstantni, odnosno elementi za separaciju mogu biti raspoređeni na jednakim razmacima ili na promenljivim razmacima. Prema jednom izvođenju intervali 6 između elemenata 5 za separaciju variraju tako da je dva ili veći broj elemenata za separaciju raspoređeno u nejednakim intervalima jedan u odnosu na drugi. Prema jednom izvođenju intervali 6 se progresivno povećavaju od prvog kraja 4 do drugog kraja 9.

[0065] Prema jednom izvođenju element 5 za separaciju je zavarivanjem pričvršćen za krak. Prema jednom izvođenju element 5 za separaciju je fiksiran za krak pomoću sredstava za pričvršćivanje, kao što su na primer jedan ili veći broj vijaka.

[0066] Prema jednom izvođenju, kao što je prikazano na slikama, krak 2 je linearan. Ova vrsta strukture je jednostavna i suštinski što je moguće lakša. Ipak, prema nekim drugim izvođenjima krak može imati zakrivljen ili na neki drugi način nelinearan oblik.

[0067] Prema jednom izvođenju poprečni presek kraka 2 je okruglast, kao što je na primer okrugao, ovalan ili jajast. Prednost se ogleda u tome što se može ograničiti verovatnoća neželjenih visokih brzina separacije smicanjem koja može biti uzrokovana krakom.

[0068] Prema jednom izvođenju poprečni presek kraka 2 je oblika poligona, kao što je na primer četvorougaoni, petougaoni, šestougaoni, itd.

[0069] Krak 2 može imati konstantne dimenzije poprečnog preseka, ili alternativno krak može imati različite dimenzije poprečnog preseka. Prema jednom izvođenju dimenzije poprečnog preseka se smanjuju od prvog kraja 4 do drugog kraja 9.

[0070] Kao što je navedeno ranije u ovom opisu, element 5 za separaciju ima ugao α nagiba u odnosu na dužinski pravac AL uređaja. Prema jednom izvođenju ugao α nagiba se bira u opsegu od 20° do 160°. Prema jednom izvođenju navedeni ugao je najmanje 90°. Slika 5 prikazuje izvođenje gde je ugao 90°. Prema jednom izvođenju ugao α nagiba se bira u opsegu od 30° do 150°, kao što je na primer 45°. Prednost je u tome što je omogućeno da se koristi relativno duži element za separaciju i na taj način se može poboljšati efekat suštinski ujednačenog kumulativnog smicanja na pulpu. Prema jednom izvođenju ugao α nagiba svih elemenata 5 za separaciju sklopa 19 za separaciju je najmanje suštinski isti. Prema drugom izvođenju postoje varijacije navedenog ugla.

[0071] Ipak, elementi 5 za separaciju mogu takođe biti nagnuti pod uglom β u odnosu na prvi pravac XA sklopa 3 za pričvršćivanje, kao što je prikazano na slici 7. Kako je uređaj 1 za separaciju fiksiran u sklopu, navedeni prvi pravac XA je postavljen paralelno ili koplanarno sa osom rotacije X sklopa.

[0072] Prema jednom aspektu upadni ugao β je odabran u opsegu od -70° do 70°. Pozitivna vrednost ugla β znači da se, kada se element kreće u pravcu R rotacije, donji kraj elementa 5 za separaciju kreće ispred gornjeg kraja navedenog elementa za separaciju. Prema jednom izvođenju upadni ugao β je odabran u opsegu od -45° do 45°. Prema jednom izvođenju ugao β je 0°. Prema jednom izvođenju upadni ugao β je izabran u opsegu od -30° do 30°. Prema jednom izvođenju upadni ugao β je izabran u opsegu od -20° do 20°. Prema jednom izvođenju svi elementi 5 za separaciju koji su izvedeni u uređaju 1 za separaciju imaju najmanje suštinski isti upadni ugao. Prema drugom izvođenju postoje značajne varijacije upadnog ugla između elemenata 5 za separaciju izvedenih u uređaju 1 za separaciju. Prema jednom izvođenju upadni ugao β varira tako da elementi 5 za separaciju prate ravan nalik lopatici propelera.

[0073] Prednost onih izvođenja kod kojih je upadni ugao β veći od nule ogleda se u tome što je u sklopu 100 omogućeno korišćenje dužih elemenata, pa stoga može biti poboljšan efekat suštinski ujednačenog kumulativnog smicanja na pulpu koja napušta oblast.

[0074] Prema jednom izvođenju najmanje neki od elemenata 5 za separaciju se pružaju sa obe strane kraka 2. Prema jednom izvođenju, kao što je prikazano na slikama 4a i 5, svi ili najmanje suštinski svi elementi 5 za separaciju se pružaju sa obe strane kraka 2.

[0075] Prema jednom izvođenju najmanje neki od elemenata 5 za separaciju se pružaju samo sa jedne strane kraka 2. Na primer, u izvođenju koje je prikazano na slici 6, svi elementi 5 za separaciju su u potpunosti sa jedne strane kraka 2, a samim tim sa druge strane nema elemenata za separaciju. Prema drugom izvođenju u uređaju 1 za separaciju postoje elementi 5 za separaciju koji se pružaju samo sa jedne strane kraka 2, ali se najmanje jedan od navedenih elemenata za separaciju pruža sa prve strane kraka, dok se drugi od navedenih elemenata za separaciju pružaju sa druge strane kraka. Ova vrsta elementa za separaciju raspoređenih sa prve strane kraka može imati iste dimenzije, profil, oblik, intervale, ugao nagiba i/ili upadni ugao kao i jedan ili veći broj elemenata za separaciju koji su postavljeni sa druge strane kraka, ali ne i nužno.

[0076] Prema nekim izvođenjima gde ugao α nagiba odstupa od 90°, kao što je na primer ugao od 30° do 50°, dužina elemenata 5 za separaciju blizu prvog kraja 4 se bira tako da završava u istoj ili najmanje suštinski istoj ravni normalnoj na uzdužni pravac L kraka.

[0077] Prema jednom izvođenju postoji deo 10 (prikazan na slici 4a) u blizini sklopa 3 za pričvršćivanje koji ne sadrži elemente 5 za separaciju. Prema drugom izvođenju navedeni deo 10 poseduje znatno manje elemente za separaciju i/ili su oni raspoređeni sa manjom učestanošću u poređenju sa elementima 5 za separaciju izvan navedenog dela 10.

[0078] Uređaj 3 za pričvršćivanje postavljen na prvom kraju 4 uređaja može da sadrži, na primer, prirubnicu ili ploču za pričvršćivanje koja je konstruisana tako da sa pogonskog sklopa (nije prikazan) vrši prenos pogonske sile kojom se rotira uređaj 1 za separaciju. Prema drugom izvođenju sklop 3 za pričvršćivanje sadrži ili se sastoji od jedne ili većeg broja površina uređaja 1 ili kraka 2 radi zavarivanja uređaja za separaciju na pogonski sklop. Kod ovog izvođenja prirubnica ili ploča za pričvršćivanje nisu neophodni.

[0079] Prema jednom izvođenju uređaj sadrži najmanje jedan pomoćni element 21 u najmanje jednom intervalu 6. Na primer, izvođenje koje je prikazano na slici 5 sadrži dva pomoćna elementa 21 u drugom intervalu od drugog kraja 9. Dimenzije i oblik pomoćnih elemenata 21 se biraju tako da ne ometaju ujednačenu brzinu smicanja koju stvaraju elementi 5 za separaciju. Prema jednom izvođenju dužina pomoćnog elementa 21 nije veća od 50%, a poželjno ne više od 10% dužine susednog elementa za separaciju.

[0080] Slika 8 šematski prikazuje detalje uređaja za separaciju. Prema jednom izvođenju element 5 za separaciju ima neprekidnu čvrstu spoljašnju površinu bez rupa ili proreza, kao što je prikazano na slikama 4b i 7. Prema drugom izvođenju spoljašnja površina elementa 5 za separaciju ima najmanje jednu rupu ili prorez. Prema jednom izvođenju, kao što je prikazano na slici 8, prorez koji ima širinu G po dužini deli element za separaciju na dva dela.

[0081] Slika 9 šematski prikazuje pogled sa bočne strane na četvrti uređaj za separaciju. Prema jednom izvođenju najmanje neki od elemenata 5 za separaciju su međusobno povezani pomoću najmanje jednog spojnog elementa 20. Prema izvođenju koje je prikazano na slici 8 postoje dva spojna elementa 20 koja se pružaju između svih elemenata 5 za separaciju sklopa 19 za separaciju. Intervali 6 između elemenata za separaciju imaju zatvorene krajeve tako da su formirani otvori pravougaonog oblika. Oblik intervala može da varira u zavisnosti od ugla nagiba elemenata za separaciju, pozicioniranja jednog ili više spojnih elementa itd. Pored toga, broj spojnih elemenata 20 može biti manji od dva ili veći od dva. Ova vrsta sklopa 19 za separaciju se može proizvesti na primer od pločastog materijala u koji su usečeni intervali, ili može biti sastavljen od odvojeno oblikovanih komada, itd.

[0082] Prema jednom izvođenju struktura sklopa 19 za separaciju je dovoljno jaka za nošenje opterećenja i izdržavanje naprezanja koja su izazvana u procesu separacije. Prema tome, krak 2 može biti kraći, čak i znatno kraći od ukupne dužine uređaja 1 za separaciju. Prema jednom izvođenju, kao što je prikazano na slici 9, krak 2 se pruža samo do elementa 5 za separaciju koji je najbliži prvom kraju 4 kraka.

[0083] Prema jednom izvođenju sklop 19 za separaciju je direktno povezan sa pogonskim sklopom (nije prikazan), a uređaj 1 za separaciju može biti konstruisan bez kraka.

[0084] Slika 10a ilustruje profil brzine smicanja poznatog uređaja za separaciju, a slika 10b ilustruje profil brzine smicanja uređaja za separaciju prema jednom izvođenju pronalaska. Profili brzine smicanja su izvedeni iz CFD (Computational Fluid Dynamics) analiza.

[0085] Kao što se može videti sa slike 10a koja prikazuje poznati uređaj za separaciju, elementi za separaciju stvaraju veoma visoku brzinu smicanja u blizini svojih površina. Ovo je nepoželjna pojava jer velike brzine smicanja razbijaju agregate i odvođenje vode će biti sprečeno ili najmanje odloženo.

[0086] Na slici 10b koja prikazuje uređaj za separaciju u skladu sa jednim izvođenjem pronalaska može se lako videti da su brzine smicanja u blizini elemenata za separaciju suštinski niže od onih koje su prikazane na slici 10a. Tako se agregati ne razbijaju i promoviše se odvođenje vode.

[0087] Pronalazak nije ograničen samo na prethodno opisana izvođenja, već su umesto toga moguće mnoge varijacije unutar obima inventivnog koncepta koji je definisan zahtevima navedenim ispod.

[0088] Slike i srodni opis imaju za cilj samo da ilustruju ideju pronalaska. Pronalazak može da varira u detaljima u okviru obima inventivne ideje definisane sledećim zahtevima.

POZIVNE OZNAKE

[0089]

1 uređaj za separaciju

2 krak

3 sklop za pričvršćivanje

4 prvi kraj

5 element za separaciju

6 interval

7 bliži deo

8 dalji deo

9 drugi kraj

10 deo bez elemenata za separaciju

11 rezervoar

12 sklop za grabuljanje

13 krak za grabuljanje

14 lopatica za struganje

15 dno

16 potopljeni odvod

17 izvor dopremljenog materijala

18 prelivni uređaj za ispiranje

19 sklop za separaciju

20 spojni element

21 pomoćni element

100 sklop

α ugao nagiba

β upadni ugao

A korito sa pulpom

B zadržana zona

C zona slobodnog taloženja

D bistra zona

AL uzdužni pravac uređaja za separaciju CA centralna osa

G razmak

L uzdužni pravac

R pravac rotacije

T debljina

W širina

X osa rotacije

XA prvi pravac

Claims (15)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Uređaj (1) za separaciju koji se može povezati sa pogonskim sklopom sklopa za odvajanje čvrstih materija od tečnosti, pri čemu uređaj (1) za separaciju sadrži

- sklop (3) za pričvršćivanje izveden na prvom kraju (4) uređaja radi povezivanja uređaja (1) za separaciju sa pogonskim sklopom,

- sklop (19) za separaciju koji je izveden tako da formira elemente (5) za separaciju pod uglom u odnosu na uzdužni pravac (AL) uređaja i sa intervalima (6) između njih, pri čemu

- uređaj (1) ima bliži deo (7) koji se nalazi bliže prvom kraju (4) i dalji deo (8) koji se nalazi bliže drugom kraju (9) uređaja naspram prvog kraja (4), pri čemu

- element (5) za separaciju ima dužinu (L), širinu (W) i debljinu (T),

- dužina elementa (5) za separaciju se pruža pod uglom (α) nagiba u odnosu na uzdužni pravac (AL) uređaja,

- debljina (T) je dimenzija elementa za separaciju koja je okomita na uzdužni pravac (AL) uređaja, i

- širina (W) je dimenzija elementa za separaciju koja je okomita na dužinu i debljinu, naznačen time

- što je prosečna širina elemenata (5) za separaciju koji se nalaze u daljem delu (8) veća od prosečne širine elemenata (5) za separaciju koji se nalaze u bližem delu (7).

2. Uređaj za separaciju prema zahtevu 1 pri čemu se

- širina elemenata (5) za separaciju progresivno povećava od prvog kraja (4) prema drugom kraju (9).

3. Uređaj za separaciju prema zahtevu 1, pri čemu se

- širina elemenata (5) za separaciju povećava u grupama tako da neki susedni elementi za separaciju imaju istu širinu.

4. Uređaj za separaciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu sklop (19) za separaciju sadrži

- veći broj elemenata (5) za separaciju koji su razmaknuti duž uzdužnog pravca (AL) uređaja kako bi se između njih formirali odgovarajući intervali (6).

5. Uređaj za separaciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu

- element (5) za separaciju ima linearni oblik.

6. Uređaj za separaciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu je

- element (5) za separaciju okruglast ili je okrugli stub ili šipka.

7. Uređaj za separaciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu

- intervali (6) između elemenata (5) za separaciju variraju tako da je dva ili veći broj elemenata za separaciju raspoređeno u nejednakim intervalima jedan u odnosu na drugi.

8. Uređaj za separaciju prema zahtevu 7, pri čemu se

- intervali (6) progresivno povećavaju od prvog kraja (4) do drugog kraja (9).

9. Uređaj za separaciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, koji sadrži krak (2) izveden u uzdužnom pravcu (AL) uređaja za separaciju, i pri čemu se

- najmanje neki od elemenata (5) za separaciju koji se nalaze u bližem delu (7) i daljem delu (8) pruža sa obe strane kraka (2).

10. Uređaj za separaciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, koji sadrži krak (2) izveden u uzdužnom pravcu (AL) uređaja za separaciju, i pri čemu se

- najmanje neki od elemenata (5) za separaciju koji se nalaze u bližem delu (7) i daljem delu (8) pruža samo sa jede strane kraka (2).

11. Uređaj za separaciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu

- bliži deo (7) uređaja ima oblast (10) u blizini sklopa (3) za pričvršćivanje bez elemenata (5) za separaciju.

12. Uređaj za separaciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, koji sadrži

- pomoćni element (21) u najmanje jednom od intervala (6), pri čemu

- dužina pomoćnog elementa 21 nije veća od 50%, a poželjno nije veća od 10 % dužine susednog elementa za separaciju.

13. Sklop za separaciju čvrstog i tečnog materijala, gde sklop (100) sadrži:

- rezervoar (12) za prihvatanje dopremljenog polaznog materijala, i

- najmanje jedan uređaj (1) za separaciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, povezan sa pogonskim sklopom pomoću sklopa (3) za pričvršćivanje radi rotacije oko ose rotacije (X).

14. Sklop prema zahtevu 13, koji sadrži

- sklop (12) za grabuljanje koji sadrži najmanje jedan krak (13) za grabuljanje koji ima lopatice (14) koje se pružaju nadole prema dnu (15) rezervoara radi pomeranja nataložene i kompaktovane pulpe prema potopljenom odvodu (16).

15. Primena uređaja za separaciju prema bilo kom od zahteva 1 do 12 ili uređaja prema bilo kom od zahteva 14 do 15 za razdvajanje čvrstih materija iz suspenzija u rudarstvu i industriji prerade minerala.