RS67542B1

RS67542B1 - Uređaj za smicanje, sistem i upotreba

Info

Publication number: RS67542B1
Application number: RS20251256A
Authority: RS
Inventors: Stephen Martin Viduka
Original assignee: Metso Finland Oy
Priority date: 2021-10-28
Filing date: 2022-10-28
Publication date: 2026-01-30
Also published as: AU2022374453A1; PL4422770T3; ZA202404172B; FI130675B1; ES3057274T3; EP4422770A1; PE20241461A1; EP4422770B1; MX2024005222A; CN219334440U; WO2023073289A1; CL2024001267A1; FI4422770T3; CN116037279A; CA3234474A1; US20240416261A1; FI20216120A1; PT4422770T

Description

[0001] Opis

[0003] STANJE TEHNIKE

[0005] Pronalazak se odnosi na uređaj za smicanje koji se može priključiti na pogonski sklop sistema za separaciju čvrstih materija iz tečnosti. Primeri uređaja za smicanje prikazani su u US 2011/198303 i US 2011/180484.

[0006] Pronalazak se dalje odnosi na sistem za separaciju čvrstih materija i tečnosti.

[0007] Pronalazak se dalje odnosi i na upotrebu uređaja za smicanje ili sistema za separaciju čvrstih materija iz suspenzija u rudarskoj i mineralno-prerađivačkoj industriji.

[0008] Pronalazak se dalje odnosi i na upotrebu uređaja za smicanje ili sistema za separaciju čvrstih materija iz suspenzija u procesima prečišćavanja vode.

[0009] Pronalazak se dalje odnosi i na upotrebu uređaja za smicanje ili sistema za separaciju čvrstih materija iz suspenzija u procesima prečišćavanja otpadnih voda.

[0010] Pronalazak se dalje odnosi i na upotrebu uređaja za smicanje ili sistema za separaciju čvrstih materija iz suspenzija u papirnoj industriji.

[0011] Pronalazak se dalje odnosi i na upotrebu uređaja za smicanje ili sistema za separaciju čvrstih materija iz suspenzija pri preradi hrane.

[0012] Pronalazak se dalje odnosi i na upotrebu uređaja za smicanje ili sistema za separaciju čvrstih materija iz suspenzija pri preradi šećera.

[0013] Iako su poznati sistemi za separaciju čvrstih materija od tečnosti, kao što su zgušnjivači, izbistrivači i koncentratori, koji se koriste za izdvajanje čvrstih materija iz suspenzija, rezultat snažnog istraživačkog i razvojnog rada, još uvek postoji potreba za još efikasnijim uređajima za smicanje (mešanje uz smicanje) i sistemima u oblasti tehnologije separacije čvrstih materija iz suspenzija.

[0015] KRATAK OPIS

[0017] Posmatrano sa prvog aspekta, može biti obezbeđen uređaj za smicanje poveziv sa pogonskim sklopom sistema za separaciju čvrstih materija iz tečnosti, a uređaj za smicanje sadrži

[0019] <->sistem za pričvršćivanje postavljen na prvom kraju uređaja za povezivanje uređaja za smicanje sa pogonskim sklopom,

[0021] <->sistem za smicanje koji je raspoređen tako da definiše elemente kojim se vrši smicanje postavljene pod uglom u odnosu na pravac dužine uređaja i razmacima između njih, pri čemu

[0023] <->uređaj ima proksimalni deo bliže prvom kraju i distalni deo bliže drugom kraju uređaja nasuprot prvom kraju, i

[0025] <->prosečna širina elemenata kojim se vrši smicanje raspoređenih u distalnom delu je veća od prosečne širine elemenata kojim se vrši smicanje raspoređenih u proksimalnom delu.

[0027] Na taj način se može uspostaviti ujednačena brzina smicanja agregata kaše i na taj način se može ostvariti veća efikasnost uređaja za smicanje. Pronalazači su neočekivano i iznenađujuće otkrili da prevelike brzine smicanja blizu površine elemenata kojima se vrši smicanje razgrađuju agregate, što usporava odvodnjavanje suspenzije, i da se navedene prevelike brzine smicanja mogu izbeći patentiranom konstrukcijom uređaja za smicanje.

[0028] Posmatrano sa daljnjeg aspekta, može biti obezbeđen sistem za separaciju čvrstih materija i tečnosti, sistem koji sadrži:

[0030] <->rezervoar za prijem materijala za napajanje, i

[0032] <->najmanje jedan uređaj za smicanje kako je opisano u ovom obelodanjivanju, povezan putem sistema za pričvršćivanje sa pogonskim sklopom za rotaciju oko ose rotacije.

[0034] Na taj način se može postići efikasniji sistem za separaciju čvrstih materija i tečnosti.

[0035] Posmatrano sa još daljeg aspekta, može biti obezbeđena upotreba uređaja za smicanje i/ili sistema opisanog u ovom obelodanjivanju za separaciju čvrstih materija iz suspenzija u rudarskoj i mineralno-prerađivačkoj industriji, u procesima prečišćavanja vode, u procesima prečišćavanja otpadnih voda, u papirnoj industriji, u industriji prerade hrane i/ili u industriji prerade šećera.

[0036] Na taj način se može postići efikasniji proces separacije čvrstih materija iz suspenzija.

[0037] [0016] Uređaj, sistem i upotreba su naznačeni time što je navedeno u nezavisnim zahtevima. Neki drugi primeri izvođenja su naznačeni onime što je navedeno u drugim zahtevima. Inventivni primeri izvođenja su takođe obelodanjeni u specifikaciji i nacrtima ove patentne prijave. Inventivni sadržaj prijave patenta takođe se može definisati na druge načine nego što je definisano u sledećim zahtevima. Inventivni sadržaj takođe može biti formiran od nekoliko zasebnih pronalazaka, posebno ako se pronalazak ispituje u svetlu izraženih ili implicitnih podzadataka ili u pogledu postignutih koristi ili grupa koristi. Neke od definicija sadržanih u sledećim zahtevima mogu tada biti nepotrebne s obzirom na odvojene inventivne ideje. Karakteristike različitih primera izvođenja pronalaska mogu se, u okviru osnovne inventivne ideje, primeniti na druge primere izvođenja.

[0038] U jednom primeru izvođenja, širina elemenata kojima se vrši smicanje se progresivno povećava od prvog kraja do drugog kraja.

[0039] Prednost je u tome što se može postići još ujednačenija brzina smicanja agregata suspenzije.

[0040] U jednom primeru izvođenja, širina elemenata kojima se vrši smicanje se povećava u grupama tako da neki susedni elementi kojim se vrši smicanje imaju istu širinu.

[0041] Prednost je u tome što je proizvodnja uređaja za smicanje jednostavna i jeftina.

[0042] U jednom primeru izvođenja, sistem za smicanje sadrži više elemenata kojima se vrši smicanje, koji su razmaknuti duž uređaja kako bi se uspostavili odgovarajući razmaci između njih.

[0043] Prednost je u tome što je konstrukcija jednostavna i lagana.

[0044] U jednom primeru izvođenja, element kojim se vrši smicanje ima pravolinijski oblik.

[0045] Prednost je u tome što je konstrukcija jednostavna i lagana.

[0046] U jednom primeru izvođenja, element kojim se vrši smicanje je gotovo okrugao ili je zaobljeni krak ili šipka.

[0047] Prednost je u tome što verovatnoća neželjenih visokih brzina smicanja uzrokovanih elementom kojim se vrši smicanje može biti ograničena.

[0048] U jednom primeru izvođenja, razmaci između elemenata kojima se vrši smicanje se razlikuju tako da su dva ili više elemenata kojim se vrši smicanje raspoređeni u neravnomernim razmacima jedan u odnosu na drugi.

[0049] Prednost je u tome što se može postići ravnomernije smicanje suspenzije.

[0050] U jednom primeru izvođenja, razmaci se postepeno povećavaju od prvog do drugog kraja kraka.

[0051] Prednost je u tome što se poremećaj suspenzije uzrokovan elementima kojima se vrši smicanje može optimizovati.

[0052] U jednom primeru izvođenja, uređaj za smicanje sadrži krak postavljen u podužnom pravcu uređaja za smicanje, a najmanje neki od elemenata kojima se vrši smicanje protežu se sa obe strane kraka.

[0053] Prednost je u tome što se torzione sile koje deluju na krak, uzrokovane vešanjem elemenata kojima se vrši smicanje, mogu smanjiti ili svesti na minimum.

[0054] U jednom primeru izvođenja, uređaj za smicanje obuhvata krak postavljen u podužnom pravcu uređaja za smicanje, a najmanje neki od elemenata kojima se vrši smicanje se protežu samo na jednoj strani kraka.

[0055] Prednost je u tome što se sva dužina barem nekih elemenata kojima se vrši smicanje može koristiti pri smicanju i što se krak može postaviti iznad regiona koji se smiče mešanjem, a time se može smanjiti zahtev za obrtnim momentom pogonskog sklopa.

[0056] U jednom primeru izvođenja, proksimalni deo kraka ima deo u blizini priključnog sistema koji je oslobođen elemenata kojima se vrši smicanje.

[0057] Prednost je u tome što se može izbeći rotacija u zoni kaše, takođe poznata kao "formiranje prstenastog torusa", a time i smanjenje gustine zgušnjene kaše uzrokovane njome može biti izbegnuta ili bar ograničena.

[0058] U jednom primeru izvođenja, uređaj za smicanje sadrži pomoćni element u najmanje jednom od razmaka.

[0059] Prednost je u tome što se može postići pojačano usmeravanje protoka u odnosu na elemente kojima se vrši smicanje.

[0060] U jednom primeru izvođenja, sistem sadrži sklop grabulja postavljen ispod uređaja za smicanje i koji sadrži najmanje jedan krak grabulja sa strugačkim sečivima koja se protežu nadole prema dnu rezervoara kako bi se nataložena i zbijena kaša pomerala prema odvodu taloga koji se nalazi na dnu.

[0061] Prednost je u tome što se performanse sistema mogu unaprediti.

[0063] KRATAK OPIS SLIKA

[0065] Neki primeri izvođenja koji ilustruju ovo obelodanjivanje detaljnije su opisani u priloženim nacrtima, na kojima

[0067] Slika 1 ilustruje formiranje zona materijala koji imaju različite ukupne gustine u sistemu za separaciju kaše iz materijala za napajanje,

[0069] Slika 2 je šematski bočni prikaz sistema za separaciju čvrstih materija iz materijala za napajanje u delimičnom poprečnom preseku,

[0071] Slika 3 je šematski gornji prikaz sistema prikazanog na slici 2,

[0072] Slika 4a je šematski bočni prikaz uređaja za smicanje,

[0074] Slika 4b je šematski bočni prikaz detalja uređaja za smicanje prikazanog na slici 4a,

[0076] Slika 5 je šematski bočni prikaz drugog uređaja za smicanje,

[0078] Slika 6 je šematski bočni prikaz trećeg uređaja za smicanje,

[0080] Slika 7 je šematski prikaz uređaja za smicanje prikazanog sa drugog kraja,

[0082] Slika 8 je šematski prikaz detalja uređaja za smicanje,

[0084] Slika 9 je šematski bočni prikaz četvrtog uređaja za smicanje,

[0086] Slika 10a ilustruje profil brzine smicanja poznatog uređaja za smicanje, i

[0088] Slika 10b ilustruje profil brzine smicanja uređaja za smicanje prema primeru izvođenja pronalaska.

[0090] Na slikama su prikazani neki, pojednostavljeni radi jasnoće, primeri izvođenja. Slični delovi su označeni istim referentnim brojevima na slikama.

[0092] DETALJAN OPIS

[0094] Slika 1 ilustruje formiranje zona materijala koji imaju različite ukupne gustine u sistemu za separaciju kaše iz materijala za napajanje.

[0095] [0044] Uređaji za separaciju, kao što su zgušnjivači, izbistrivači i koncentratori, obično se koriste za izdvajanje čvrste materije iz suspenzija. Potreba za takvom separacijom čvrstih materija iz suspenzija javlja se, na primer, u rudarskoj i mineralno-prerađivačkoj industriji, u procesima prečišćavanja vode, u procesima prečišćavanja otpadnih voda, u papirnoj industriji, posebno u procesu uklanjanja mastila, u prehrambenoj industriji i/ili u industriji prerade šećera. Ovi uređaji obično obuhvataju rezervoar 11 u kojem se čvrste materije talože iz suspenzije ili rastvora i padaju na dno kao kaša ili mulj koji se izvlači kroz odvod 16 taloga koji se nalazi na dnu i skuplja za dalju obradu. Razređena tečnost manje relativne gustine se time pomera prema vrhu rezervoara, radi uklanjanja preko prelivnog korita. Suspenzija koja se zgušnjava se u početku dovodi kroz napojnu cev, kanal ili vod u napojni cilindar 17 koji se nalazi unutar rezervoara. Sklop grabulja (prikazan na slici 2) je montiran kako bi rotirao oko centralne pogonske osovine i obično ima najmanje dva kraka grabulja sa strugačkim sečivima kojima se vrši pomeranje nataloženog materijala prema unutra za sakupljanje i izvođenje kroz odvod taloga koji se nalazi na dnu.

[0096] U svojoj primeni na preradu minerala, separaciju i ekstrakciju, fino mlevena ruda se suspenduje kao čvrsta materija u odgovarajućem tečnom medijumu kao što je voda u konzistenciji koja omogućava protok i taloženje u uslovima mirovanja. Čvrste materije se talože iz suspenzije kombinacijom gravitacije sa ili bez hemijskih i/ili mehaničkih procesa. U početku, koagulanti i/ili flokulanti se mogu dodati u suspenziju kako bi se poboljšao proces taloženja. Suspenzija se zatim pažljivo meša u uređaju za separaciju, kao što je zgušnjivač, kako bi se olakšalo grupisanje čvrstih čestica, ravnomerno formiranje većih gušćih "agregata" čvrstih materija koje se talože iz suspenzije. Tečnost, takođe poznata kao likvor, obično je zarobljena od strane čvrstih čestica unutar čvrstih agregata.

[0097] Najčešće, postepeno se formira nekoliko zona ili slojeva materijala koji imaju različite ukupne gustine unutar rezervoara 11, kao što je prikazano na slici 1. Na dnu rezervoara 11, kaša formira relativno gustu zonu A zbijene kaše ili čvrstih materija koje su često u obliku umreženih agregata (tj. čvrsti agregati su u stalnom međusobnom kontaktu). Ova zona A se obično naziva „sloj kaše“ ili umreženi sloj kaše. Iznad sloja A kaše, zona B ometanog taloženja ima tendenciju da sadrži čvrste materije koje se još nisu u potpunosti slegle ili „sabile“. To jest, čvrste materije ili agregati još uvek nisu u stalnom međusobnom kontaktu (nepovezani su). Iznad zone B ometanog taloženja nalazi se zona C „slobodnog taloženja“, gde su čvrste materije ili agregati delimično suspendovani u tečnosti i spuštaju se prema dnu rezervoara 11. Treba razumeti da zona B ometanog taloženja nije uvek posebna zona između umreženog sloja A i zone C slobodnog taloženja. Umesto toga, zona B ometanog taloženja može formirati prelaznu ili odvojenu zonu između umreženog sloja A i zone C slobodnog taloženja, koja se stapa sa ove dve zone. Iznad zone C slobodnog taloženja nalazi se izbistrena zona D razblaženog rastvora, gde je prisutno malo čvrste materije i razblaženi rastvor se uklanja iz rezervoara 11 putem prelivnog korita (prikazano na slici 2). Odvod 16 taloga na dnu uklanja zbijenu kašu iz rezervoara 11.

[0098] [0047] Slika 2 je šematski bočni prikaz sistema za separaciju čvrstih materija iz materijala za napajanje u delimičnom poprečnom preseku, a slika 3 je šematski gornji prikaz sistema prikazanog na slici 2.

[0099] Sistem 100 sadrži rezervoar 11 za prijem materijala za napajanje koji se uvodi iz npr. napojnog cilindra 17. Rezervoar 11 je u osnovi cilindričnog oblika sa konusnim dnom 15 i ima vertikalnu centralnu osu CA. Prečnik rezervoara 11 može biti desetine metara, kao što je oko 20 m, ili kao što je 18 m.

[0100] Materijal za napajanje se taloži u rezervoaru 11 i čvrste materije se formiraju u agregate, agregati se talože prema dnu 15 rezervoara i formiraju sloj umreženih čvrstih materija.

[0101] Najmanje jedan uređaj 1 za smicanje je postavljen u rezervoaru 11. U jednom primeru izvođenja, uređaj 1 za smicanje je raspoređen tako da uzrokuje poremećaj u suštini ravnomerno preko gornjeg regiona umreženog sloja A, tako da narušava strukturu umrežene čvrste materije u unapred određenom vremenskom periodu. Time se zarobljena tečnost oslobađa iz umrežene čvrste materije i relativna gustina čvrste materije se povećava ispod zone poremećaja.

[0102] Uobičajeno, sistem 100 sadrži najmanje dva uređaja 1 za smicanje, kao što je 2 do 12, ili 2 do 10, ili 2 do 6 uređaja za smicanje. Broj uređaja za smicanje može biti paran ili neparan. Recimo, primer izvođenja prikazan na slikama 2 i 3 sastoji se od dva uređaja 1 za smicanje. U jednom primeru izvođenja, uređaji 1 za smicanje su međusobno identični. U drugom primeru izvođenja, postoje uređaji 1 za smicanje najmanje dve različite konfiguracije u sistemu 100. U jednom primeru izvođenja, sistem 100 se sastoji od samo jednog uređaja 1 za smicanje opisanog u ovom obelodanjivanju.

[0103] Uređaj 1 za smicanje može da sadrži krak i sistem za smicanje postavljen na kraku. Sistem za smicanje je postavljen tako da definiše elemente kojim se vrši smicanje postavljene pod uglom na krak i razmacima između elemenata kojim se vrši smicanje (prikazano na sledećim slikama). U jednom primeru izvođenja, krak je postavljen horizontalno, kao što je prikazano na slici 2. Alternativno, krak može biti postavljen pod uglom koji odstupa od horizontalne ravni.

[0104] Sistem 3 za pričvršćivanje je postavljen na prvom kraju 4 uređaja 1 za smicanje za povezivanje sa pogonskim sklopom koji je postavljen za rotaciju uređaja 1 za smicanje oko ose rotacije X. U jednom primeru izvođenja, kao što je prikazano na slici 2, osa rotacije X je koncentrična sa centralnom osom CA. Alternativno, osa rotacije uređaja za smicanje je paralelna, ekscentrična ili pomaknuta u odnosu na centralnu osu rezervoara.

[0105] [0054] U jednom primeru izvođenja, sistem 100 sadrži sklop 12 grabulja koji sadrži najmanje jedan krak 13 grabulja. Krak 13 grabulja ima strugačka sečiva 14 koja se protežu nadole prema dnu 15 rezervoara kako bi se nataloženi i zbijena kaša pomerala prema odvodu 16 taloga na dnu rezervoara. Uobičajeno, sistem 100 se sastoji od najmanje dva kraka 13 grabulja. Recimo, primer izvođenja prikazan na slikama 2 i 3 sastoji se od dva kraka 13 grabulja. Uobičajeno, sklop 12 grabulja može se rotirati različitom brzinom u odnosu na uređaj 1 za smicanje. U jednom primeru izvođenja, kao što je prikazano na slici 3, sklop 12 grabulja je postavljen tako da rotira R u istom smeru kao i uređaj 1 za smicanje. U drugom primeru izvođenja, sklop 12 grabulja je postavljen tako da se rotira u suprotnom smeru od onog u kome se kreće uređaj 1 za smicanje.

[0106] Slika 4a je šematski bočni prikaz uređaja za smicanje, Slika 4b je šematski bočni prikaz detalja uređaja za smicanje prikazanog na slici 4a, Slika 5 je šematski bočni prikaz drugog uređaja za smicanje, Slika 6 je šematski bočni prikaz trećeg uređaja za smicanje, Slika 7 je šematski prikaz uređaja za smicanje prikazanog sa drugog kraja, a Slika 8 je šematski prikaz detalja uređaja za smicanje.

[0107] U jednom primeru izvođenja, uređaj 1 za smicanje sadrži krak 2, sistem 3 za pričvršćivanje postavljen na prvom kraju 4 kraka za povezivanje uređaja 1 za smicanje sa pogonskim sklopom i sistem 19 za smicanje. U jednom primeru izvođenja, sistem 19 za smicanje sadrži više elemenata 5 kojim se vrši smicanje koji su postavljeni i pod uglom su u odnosu na krak 2. Elementi kojim se vrši smicanje su razmaknuti duž kraka 2 tako da između njih postoje odgovarajući razmaci 6. Krak i sistem za smicanje se uobičajeno proizvode od metala ili legure.

[0108] U jednom primeru izvođenja, element 5 kojim se vrši smicanje je objekat koji ima dužinu L, širinu W i debljinu T. Dužina L elementa 5 kojim se vrši smicanje se proteže pod uglom nagiba α u odnosu na krak 2. Debljina T (prikazana na slici 7) je dimenzija elementa kojim se vrši smicanje vertikalna u odnosu na podužni pravac AL uređaja. Širina W je dimenzija elementa za sečenje vertikalna u odnosu na dužinu L i debljinu T. U jednom primeru izvođenja, širina W je izabrana u opsegu od 10 mm do 300 mm.

[0109] Uređaj 1 za smicanje ima proksimalni deo 7 bliži prvom kraju 4 i distalni deo 8 koji leži bliže drugom kraju 9 uređaja, odnosno kraju nasuprot prvom kraju 4. Prosečna širina elemenata 5 kojim se vrši smicanje raspoređenih u distalnom delu 8 je veća od prosečne širine elemenata 5 kojim se vrši smicanje raspoređenih u proksimalnom delu 7. Drugim rečima, elementi 5 kojim se vrši smicanje raspoređeni u distalnom delu 8 su generalno širi od elemenata 5 kojim se vrši smicanje raspoređenih u proksimalnom delu 7.

[0110] U jednom primeru izvođenja, proksimalni deo 7 sadrži jednak broj elemenata 5 kojim se vrši smicanje kao i u distalnom delu 8.

[0111] [0060] U jednom primeru izvođenja, dužina proksimalnog dela 7 je 50% rastojanja između elementa kojim se vrši smicanje najbližeg prvom kraju 4 i elementa kojim se vrši smicanje najbližeg drugom kraju 9.

[0112] U jednom primeru izvođenja, širina W elemenata 5 kojim se vrši smicanje se postepeno povećava od prvog kraja 4 do drugog kraja 9. Progresivno povećanje može pratiti linearnu, nelinearnu ili kombinaciju linearne i nelinearne formule.

[0113] U jednom primeru izvođenja, kao što je prikazano na slici 4a, elementi 5 kojim se vrši smicanje povećavaju svoju širinu W u grupama. To znači da postoje neki susedni elementi kojim se vrši smicanje koji imaju istu prvu širinu, čineći prvu grupu, a pored prve grupe nalazi se druga grupa koja se sastoji od elemenata kojima se vrši smicanje koji imaju drugu širinu, a navedena druga širina se razlikuje od prve širine.

[0114] U jednom primeru izvođenja, kao što je prikazano na slikama, element 5 kojim se vrši smicanje ima pravolinijski oblik. Na primer, element 5 kojim se vrši smicanje može biti gotovo okrugao ili je zaobljeni krak ili šipka. U jednom primeru izvođenja, najmanje suštinski svi, ili čak svi, elementi 5 kojim se vrši smicanje imaju pravolinijski oblik. Alternativno, jedan ili više elemenata 5 kojim se vrši smicanje imaju nelinearnu konfiguraciju. Na primer, elementi kojim se vrši smicanje mogu biti zavojni, spiralni ili zakrivljeni, u celini ili delimično. Takođe su moguće konfiguracije ugaonih šipki u obliku slova V, polukružnih ili polucilindričnih cevi ili drugih elemenata kojima se vrši smicanje koji imaju različite poligonalne poprečne preseke. Poprečni presek može biti konstantan, ili može imati promene duž svoje dužine.

[0115] U jednom primeru izvođenja, većina elemenata 7 kojim se vrši smicanje ima jednaku dužinu. Na primer, na slici 4a svi osim dva elementa 7 kojim se vrši smicanje najbliža prvom kraju 4 kraka imaju jednaku dužinu.

[0116] U jednom primeru izvođenja, svi elementi 7 kojima se vrši smicanje imaju jednaku dužinu.

[0117] U jednom primeru izvođenja, dužina elemenata 7 kojima se vrši smicanje se postepeno smanjuje od prvog kraja 4 do drugog kraja 9.

[0118] U jednom primeru izvođenja, dužina elemenata 7 kojima se vrši smicanje se postepeno povećava od prvog kraja 4 do drugog kraja 9.

[0119] U nekim primerima izvođenja, dužine elemenata 7 kojima se vrši smicanje variraju tako da su najduži ili najkraći elementi kojim se vrši smicanje oni koji se nalaze u srednjem delu uređaja.

[0120] Intervali ili razmaci 6 između elemenata 5 kojima se vrši smicanje mogu biti konstantni, tj. elementi kojim se vrši smicanje su raspoređeni u parnim razmacima ili variraju.

[0123] 1

[0124] U jednom primeru izvođenja, razmaci 6 između elemenata 5 kojima se vrši smicanje se razlikuju tako da su dva ili više elemenata kojima se vrši smicanje raspoređeni u neravnomernim razmacima jedan u odnosu na drugi. U jednom primeru izvođenja, razmaci 6 se progresivno povećavaju od prvog kraja 4 do drugog kraja 9.

[0125] U jednom primeru izvođenja, element 5 kojim se vrši smicanje je zavarivanjem pričvršćen za krak. U jednom primeru izvođenja, element 5 kojim se vrši smicanje je pričvršćen sredstvima za fiksiranje, kao što su jedan ili više zavrtnjeva, za krak.

[0126] U jednom primeru izvođenja, kao što je prikazano na slikama, krak 2 je linearan. Ovakva konstrukcija je jednostavna i, u osnovi, što je moguće lakša. Međutim, u nekim drugim primerima izvođenja, krak može imati zakrivljen ili na drugi način nelinearan oblik.

[0127] U jednom primeru izvođenja, poprečni presek kraka 2 je gotovo okruglog oblika, kao što je okrugli, ovalni ili jajolik. Prednost je u tome što verovatnoća neželjenih visokih brzina smicanja koje uzrokuje krak može biti ograničena.

[0128] U jednom primeru izvođenja, poprečni presek kraka 2 je poligon, kao što su četvorougao, petougao, šestougao itd.

[0129] Krak 2 može imati konstantne dimenzije poprečnog preseka, ili, alternativno, krak može imati različite dimenzije poprečnog preseka. U jednom primeru izvođenja, dimenzije poprečnog preseka se smanjuju od prvog kraja 4 do drugog kraja 9.

[0130] Kao što je ranije objašnjeno u ovom obelodanjivanju, element 5 kojim se vrši smicanje ima ugao nagiba α u odnosu na podužni pravac AL uređaja. U jednom primeru izvođenja, ugao nagiba α je izabran u opsegu od 20° do 160°. U jednom primeru izvođenja, navedeni ugao je najmanje gotovo 90°. Slika 5 prikazuje primer izvođenja gde je ugao 90°. U jednom primeru izvođenja, ugao nagiba α je izabran u opsegu od 30° do 150°, kao što je 45°. Prednost je u tome što se omogućava upotreba relativno dužeg elementa kojim se vrši smicanje, pa se stoga može poboljšati efekat suštinski ujednačenog kumulativnog smicanja na kašu. U jednom primeru izvođenja, ugao nagiba α svih elemenata 5 kojim se vrši smicanje sistema 19 kojim se vrši smicanje je najmanje suštinski isti. U drugom primeru izvođenja, postoje varijacije u navedenom uglu.

[0131] Međutim, elementi 5 kojim se vrši smicanje takođe mogu biti nagnuti pod upadnim uglom β u odnosu na prvi pravac XA pričvrsnog sistema 3, kao što je prikazano na slici 7. Kako je uređaj 1 za smicanje fiksiran u sistemu, navedeni prvi pravac XA postavljen je paralelno ili koplanarno sa osom rotacije X rasporeda.

[0132] U jednom primeru izvođenja, upadni ugao β je izabran u opsegu od − 70° do 70°.

[0133] Pozitivna vrednost ugla β znači da donji kraj elementa 5 kojim se vrši smicanje putuje ispred gornjeg kraja navedenog elementa kojim se vrši smicanje kada se kreće u smeru R rotacije. U jednom primeru izvođenja, upadni ugao β je izabran u opsegu od − 45° do 45°. U jednom primeru izvođenja, ugao β je 0°. U jednom primeru izvođenja, upadni ugao β je izabran u opsegu od − 30° do 30°. U jednom primeru izvođenja, upadni ugao β je izabran u opsegu od − 20° do 20°. U jednom primeru izvođenja, svi elementi 5 kojim se vrši smicanje raspoređeni u uređaju 1 za smicanje imaju najmanje suštinski isti upadni ugao. U drugom primeru izvođenja, postoje značajne razlike u upadnom uglu između elemenata 5 kojim se vrši smicanje raspoređenih u uređaju 1 za smicanje. U jednom primeru izvođenja, upadni ugao β varira tako da elementi 5 kojim se vrši smicanje prate ravan propelera u obliku sečiva.

[0134] Prednost onih primera izvođenja u kojima je upadni ugao β veći od nule je u tome što se omogućava upotreba dužih elemenata kojim se vrši smicanje u sistemu 100, pa se stoga može poboljšati efekat suštinski ujednačenog kumulativnog smicanja na kašu koji izlazi iz područja.

[0135] U jednom primeru izvođenja, najmanje neki od elemenata 5 kojima se vrši smicanje protežu se sa obe strane kraka 2. U jednom primeru izvođenja, kao što je prikazano na slikama 4a i 5, svi ili barem suštinski svi elementi 5 kojim se vrši smicanje se protežu sa obe strane kraka 2.

[0136] U jednom primeru izvođenja, najmanje neki od elemenata 5 kojim se vrši smicanje protežu se samo na jednoj strani kraka 2. Recimo, u primeru izvođenja prikazanom na slici 6, svi elementi 5 kojim se vrši smicanje su potpuno na jednoj strani kraka 2, i stoga je druga strana oslobođena od elemenata kojima se vrši smicanje. U drugom primeru izvođenja, u uređaju 1 za smicanje postoje elementi 5 kojima se vrši smicanje koji se protežu samo na jednoj strani kraka 2, ali se najmanje jedan od navedenih elemenata kojim se vrši smicanje pruža na prvoj strani kraka, a drugi od navedenih elemenata kojim se vrši smicanje se proteže na drugoj strani kraka. Ova vrsta elemenata kojima se vrši smicanje raspoređenih na prvoj strani kraka može imati iste dimenzije, profil, oblik, razmake, ugao nagiba i/ili upadni ugao kao i elementi kojim se vrši smicanje raspoređeni na drugoj strani kraka, ali ne nužno.

[0137] U nekim primerima izvođenja gde ugao nagiba α odstupa od 90°, kao što je 30° -50°, dužina elemenata 5 kojim se vrši smicanje blizu prvog kraja 4 izabrana je tako da se završava na istoj ili barem suštinski istoj ravni koja je normalna na podužni pravac L kraka.

[0138] [0082] U jednom primeru izvođenja, postoji deo 10 (prikazan na slici 4a) u blizini sistema 3 za pričvršćivanje koji je oslobođen od elemenata 5 kojima se vrši smicanje. U drugom primeru izvođenja, navedeni deo 10 je opremljen znatno manjim elementima kojima se vrši smicanje i/ili je ređe postavljen u poređenju sa elementima 5 kojima se vrši smicanje izvan navedenog dela 10.

[0139] Sistem 3 za pričvršćivanje postavljen na prvom kraju 4 uređaja može da sadrži npr. prirubnicu za pričvršćivanje ili ploču koja je konstruisana za prenos pogonske sile sa pogonskog sklopa (nije prikazano) koja rotira uređaj 1 za smicanje. U drugom primeru izvođenja, sistem 3 za pričvršćivanje sadrži ili se sastoji od jedne ili više površina uređaja 1 ili kraka 2 za zavarivanje uređaja za smicanje na pogonski sklop. U ovom slučaju, prirubnica ili ploča za pričvršćivanje nisu potrebne.

[0140] U jednom primeru izvođenja, uređaj sadrži najmanje jedan pomoćni element 21 na najmanje jednom razmaku 6. Recimo, primer izvođenja prikazan na slici 5 sadrži dva pomoćna elementa 21 u drugom razmaku od drugog kraja 9. Dimenzije i oblik pomoćnih elemenata 21 su odabrani tako da ne ometaju ujednačenu brzinu smicanja koju stvaraju elementi 5 kojima se vrši smicanje. U jednom primeru izvođenja, dužina pomoćnog elementa 21 nije veća od 50%, poželjno ne veća od 10% dužine susednog elementa kojim se vrši smicanje.

[0141] Slika 8 je šematski prikaz detalja uređaja za smicanje. U jednom primeru izvođenja, element 5 kojim se vrši smicanje ima kontinuiranu čvrstu spoljašnju površinu bez rupa ili proreza, kao što je prikazano na slikama 4b i 7. U drugom primeru izvođenja, spoljna površina elementa 5 kojim se vrši smicanje ima najmanje jednu rupu ili prorez. U jednom primeru izvođenja, kao što je prikazano na slici 8, prorez širine G deli po dužini element kojim se vrši smicanje na dva dela.

[0142] Slika 9 je šematski bočni prikaz četvrtog uređaja za smicanje. U jednom primeru izvođenja, najmanje neki od elemenata 5 kojima se vrši smicanje su međusobno povezani pomoću najmanje jednog spojnog elementa 20. U primeru izvođenja prikazanom na slici 8, postoje dva spojna elementa 20 koji se protežu između svih elemenata 5 kojima se vrši smicanje sistema 19 za smicanje. Razmaci 6 između elemenata kojima se vrši smicanje imaju zatvorene krajeve tako da su formirani otvori pravougaonog oblika. Oblik razmaka može varirati u zavisnosti od nagibnog ugla elemenata kojima se vrši smicanje, pozicioniranja spojnih elemenata itd. Pored toga, broj spojnih elemenata 20 može biti manji od dva ili veći od dva. Ovakav sistem 19 za smicanje može biti proizveden npr. od pločastog materijala koji se seče u razmacima, ili sastavljen od odvojeno oblikovanih komada, itd.

[0143] U jednom primeru izvođenja, struktura sistema 19 za smicanje je dovoljno jaka za nošenje opterećenja i naprezanja nastala u procesu separacije. Dakle, krak 2 može biti kraći, čak i znatno kraći od ukupne dužine uređaja 1 za smicanje. U jednom primeru izvođenja, kao što je prikazano na slici 9, krak 2 se proteže samo do elementa 5 kojim se vrši smicanje koji je

[0146] 1

[0147] najbliži prvom kraju 4 kraka.

[0148] U jednom primeru izvođenja, sistem 19 za smicanje direktno je povezan sa pogonskim sklopom (nije prikazan), a uređaj 1 za smicanje može biti konstruisan bez kraka.

[0149] Slika 10a ilustruje profil brzine smicanja poznatog uređaja za smicanje, a slika 10b ilustruje profil brzine smicanja uređaja za smicanje prema primeru izvođenja pronalaska. Profili brzina smicanja izvedeni su iz CFD (Numerička mehanika fluida) analize.

[0150] Kao što se može videti na slici 10a koja prikazuje poznati uređaj za smicanje, elementi kojima se vrši smicanje generišu veoma visoku brzinu smicanja blizu njihovih površina. Ovo je nepoželjna pojava jer će visoke brzine smicanja razbiti agregate i odvodnjavanje će biti sprečeno ili barem odloženo.

[0151] Na slici 10b koja prikazuje uređaj za smicanje koji radi u skladu sa primerom izvođenja pronalaska, lako se može videti da su brzine smicanja blizu elemenata kojima se vrši smicanje u suštini niže od onih prikazanih na slici 10a. Dakle, agregati se ne rasturaju, a odvodnjavanje se pospešuje.

[0152] Pronalazak nije ograničen samo na gore opisane primere izvođenja, već su moguće mnoge varijacije u okviru inventivnog koncepta definisanog dole navedenim patentnim zahtevima. U okviru inventivnog koncepta, atributi različitih primera izvođenja i primena mogu se koristiti zajedno sa atributima drugog primera izvođenja ili primene ili ih zameniti.

[0153] Nacrti i povezani opis namenjeni su samo kako bi ilustrovali ideju pronalaska. Pronalazak se može detaljno razlikovati u okviru inventivne ideje definisane u sledećim zahtevima.

[0155] REFERENTNI SIMBOLI

[0157]

[0158] 1 uređaj za smicanje

[0159] 2 krak

[0160] 3 sistem za pričvršćivanje

[0161] 4 prvi kraj

[0162] 5 element kojim se vrši smicanje

[0163] 6 razmak

[0164] 7 proksimalni deo

[0165] 8 distalni deo

[0166] 9 drugi kraj

[0167] 10 deo oslobođen od elemenata kojima se vrši smicanje 11 rezervoar

[0168] 12 sklop grabulja

[0169] 13 ruka grabulja

[0170] 14 strugačko sečivo

[0171] 15 dno

[0172] 16 odvod taloga

[0173] 17 napojni cilindar

[0174] 18 prelivno korito

[0175] 19 sistem za smicanje

[0176] 20 spojni element

[0177] 21 pomoćni element

[0179] 100 sistem

[0181] α ugao nagiba

[0182] β upadni ugao

[0183] A sloj kaše

[0184] B zona ometanog taloženja

[0185] C zona slobodnog taloženja

[0186] D zona izbistrenog sadržaja

[0188] AL podužni pravac uređaja za smicanje

[0189] CA centralna osa

[0190] G razmak

[0191] L podužni pravac

[0192] R pravac rotacije

[0193] T debljina

[0194] W širina

[0195] X osa rotacije

[0196] XA prvi pravac

[0199] 1

Claims

1. Patentni zahtevi

1. Uređaj (1) za smicanje poveziv sa pogonskim sklopom sistema za separaciju čvrstih materija iz tečnosti, uređaj (1) za smicanje koji sadrži

<->sistem (3) za pričvršćivanje postavljen na prvom kraju (4) uređaja za povezivanje uređaja (1) za smicanje sa pogonskim sklopom,

<->sistem (19) za smicanje koji je raspoređen tako da definiše elemente (5) kojima se vrši smicanje postavljene pod uglom u pravcu dužine (AL) uređaja i razmacima (6) između njih, naznačen time što

<->uređaj (1) ima proksimalni deo (7) bliže prvom kraju (4) i distalni deo (8) bliže drugom kraju (9) uređaja nasuprot prvom kraju (4), pri čemu

<->element (5) kojim se vrši smicanje ima dužinu (L), širinu (W) i debljinu (T),

<->dužina elementa (5) kojim se vrši smicanje proteže se pod uglom nagiba (α) u odnosu na podužni pravac (AL) uređaja,

<->debljina (T) je dimenzija elementa kojim se vrši smicanje vertikalna u odnosu na podužni pravac (AL) uređaja, i

<->širina (W) je dimenzija elementa kojim se vrši smicanje vertikalna u odnosu na dužinu i debljinu,

naznačeno time što

<->prosečna širina elemenata (5) kojima se vrši smicanje raspoređenih u distalnom delu (8) je veća od prosečne širine elemenata (5) kojima se vrši smicanje raspoređenih u proksimalnom delu (7).

2. Uređaj za smicanje kao što je navedeno u patentnom zahtevu 1, pri čemu

<->širina elemenata (5) kojima se vrši smicanje se postepeno povećava od prvog kraja (4) do drugog kraja (9).

3. Uređaj za smicanje kao što je navedeno u patentnom zahtevu 1, pri čemu

<->širina elemenata (5) kojima se vrši smicanje se povećava u grupama tako da neki susedni elementi kojima se vrši smicanje imaju istu širinu.

4. Uređaj za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu sistem (19) za smicanje sadrži

<->više elemenata (5) kojima se vrši smicanje koji su razmaknuti duž podužnog pravca (AL) uređaja kako bi se odredili odgovarajući razmaci (6) između njih.

5. Uređaj za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu

<->element (5) kojim se vrši smicanje ima pravolinijski oblik.

6. Uređaj za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu

<->element (5) kojim se vrši smicanje je gotovo okrugao ili je zaobljeni krak ili šipka.

7. Uređaj za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu

<->razmaci (6) između elemenata (5) kojima se vrši smicanje se razlikuju tako da su dva ili više elemenata kojima se vrši smicanje raspoređeni sa neravnomernim razmacima jedan u odnosu na drugi.

8. Uređaj za smicanje kao što je navedeno u patentnom zahtevu 7, pri čemu

<->razmaci (6) se postepeno povećavaju od prvog kraja (4) do drugog kraja (9).

9. Uređaj za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od prethodnih zahteva, koji se sastoji od kraka (2) raspoređenog u podužnom pravcu (AL) uređaja za smicanje, i pri čemu

<->najmanje neki od elemenata (5) kojima se vrši smicanje protežu se sa obe strane kraka (2).

10. Uređaj za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od prethodnih zahteva, koji se sastoji od kraka (2) raspoređenog u podužnom pravcu (AL) uređaja za smicanje, i pri čemu

<->najmanje neki od elemenata (5) kojima se vrši smicanje protežu se samo sa jedne

1

strane kraka (2).

11. Uređaj za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu

<->proksimalni deo (7) uređaja ima deo (10) u blizini sistema (3) za pričvršćivanje bez elemenata (5) kojima se vrši smicanje.

12. Uređaj za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od prethodnih zahteva, koji sadrži

<->pomoćni element (21) u najmanje jednom od razmaka (6).

13. Sistem za separaciju čvrstih materija i tečnosti, sistem (100) koji sadrži:

<->rezervoar (12) za prijem materijala za napajanje, i

<->najmanje jedan uređaj (1) za smicanje kako je navedeno u bilo kom od prethodnih zahteva, povezan putem sistema (3) za pričvršćivanje sa pogonskim sklopom za rotaciju oko ose rotacije (X).

14. Sistem kao što je navedeno u patentnom zahtevu 13, koji sadrži

<->sklop (12) grabulja koji sadrži najmanje jedan krak (13) grabulja koji ima strugačka sečiva (14) koja se naginju nadole prema dnu (15) rezervoara kako bi se nataložena i zbijena kaša pomerala prema odvodu (16) taloga sa donje strane.

15. Upotreba uređaja za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od patentnih zahteva 1 -12 ili sistema koji je naveden u bilo kom od patentnih zahteva 13 - 14 za izdvajanje čvrstih materija iz suspenzija u rudarskoj i mineralno-prerađivačkoj industriji.

16. Upotreba uređaja za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od patentnih zahteva 1 -12 ili sistema koji je naveden u bilo kom od patentnih zahteva 13 - 14 za izdvajanje čvrstih materija iz suspenzija u procesu prečišćavanja vode.

17. Upotreba uređaja za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od patentnih zahteva 1 -

1

12 ili sistema koji je naveden u bilo kom od patentnih zahteva 13 - 14 za izdvajanje čvrstih materija iz suspenzija u procesu tretmana otpadnih voda.

18. Upotreba uređaja za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od patentnih zahteva 1 -12 ili sistema koji je naveden u bilo kom od patentnih zahteva 13 - 14 za izdvajanje čvrstih materija iz suspenzija u industriji prerade papira.

19. Upotreba uređaja za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od patentnih zahteva 1 -12 ili sistema koji je naveden u bilo kom od patentnih zahteva 13 - 14 za izdvajanje čvrstih materija iz suspenzija u prehrambenoj industriji.

20. Upotreba uređaja za smicanje kao što je navedeno u bilo kom od patentnih zahteva 1 -12 ili sistema koji je naveden u bilo kom od patentnih zahteva 13 - 14 za izdvajanje čvrstih materija iz suspenzija u industriji prerade šećera.

1