用于漿料脫水的裝置和方法
【專利摘要】一種用于漿料脫水的裝置和方法。用于供給其中含有固體懸浮物的水的管道（19）包括用于接受其中含有固體懸浮物的水流的進口部分（20），該進口部分（20）限定一進口流向并在垂直于進口流向的方向上具有一進口最大寬度（a），用于輸送其中含有固體懸浮物的水的出口部分（26），該出口部分（26）限定出口流向并在垂直于出口流向的方向上具有一出口最大寬度，出口最大寬度大于進口最大寬度，并且管道段（24）連接進口部分和出口部分。氣體供給部分（34）被提供到在進口部分（20,24）或管道段內(nèi)部，用于允許氣體被供給到其中含有固體懸浮物的水流中，以減輕液柱重量并增加水的體積流率而不增加水的質(zhì)量流率。
【專利說明】用于漿料脫水的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及改善漿料脫水的方法，特別是由“疏浚廢物”獲得的漿料。
【背景技術(shù)】
[0002]疏浚廢物處理是疏浚承包人面對的重要問題。疏浚淤泥以漿料形式懸浮在水中。這樣的漿料如果直接地排放入貯留淤泥池或沉淀池，可引起嚴(yán)重的回收問題。因此，需要有效地脫水和從這些漿料中回收固體材料。本發(fā)明提供一種快速并有效的手段用于將水從固體分離出，從而經(jīng)濟地減少體積并為沉積物回收，再使用或者處理提供有吸引力的選擇。
[0003]水力疏浚機是從天然或人造水道中清除多種的沉積物的有效的挖掘裝置。該挖掘機可清除的沉積物分為污染物或危險的沉積物以及無危險的沉積物。該沉積物可包含碎片，比如沙、砂礫、粘土、淤泥、有機物，或其任何組合。典型地，固體的細(xì)粒部分，包括粘土、淤泥，和有機物，構(gòu)成最大的體積，并且該部分也最難以回收。在吸泥船開采過程中從水道中挖掘出的所有材料必須被搬移到處理場。傳統(tǒng)地，這些地點包括沉淀池，特別地設(shè)計用于適應(yīng)顆粒物質(zhì)粉末的緩慢的沉降特征。該“淤泥塘”在多方面給鄰近的社區(qū)造成負(fù)擔(dān)。它們占據(jù)土地的有效面積，并且因為在含水的沉積物緩慢的干燥過程中發(fā)出有毒的氣味通常使鄰居不愉快。
[0004]以求解決傳統(tǒng)的沉淀池的相關(guān)問題，采用疏浚泥漿脫水系統(tǒng)。該脫水系統(tǒng)用于從水中分離出疏浚固體，以便固體可被再循環(huán)或處理。該系統(tǒng)典型地包括篩組件、旋液分離器、離心機、壓帶機和澄清容器。大多數(shù)體系以“分批處理”過程操作，其中可以在分隔的時間間隔接受唯一限定量的疏浚淤泥。疏浚淤泥首先被泵入儲存罐，然后，當(dāng)挖掘機空閑時，漿料被慢慢地泵送并由各裝置依次處理，直到儲存罐可再次裝入。組成脫水系統(tǒng)中的單個設(shè)備的處理率限制疏浚操作的通過速率。這樣的間歇式系統(tǒng)相關(guān)的低效率使得操作成本上升。
[0005]發(fā)明人已提出連續(xù)的脫水系統(tǒng)。通常，該體系可描述為普通的泥漿脫水系統(tǒng)的改進并被視為可提供用于漿料流脫水的裝置，包括第一分離器，用于從漿料流中分離出大于第一尺寸的對象，以形成初級處理的漿料流，接受初級處理的漿料流的第二分離器，并從初級處理的漿料流中分離出大于第二尺寸的對象，以形成次級處理的漿料，第二尺寸小于第一尺寸，以及接受次級處理漿料流的第三分離器，并從次級處理的漿料流中分離出大于第三尺寸的對象，第三尺寸小于第一和第二尺寸。
[0006]可提供進一步水平的處理，例如從處理的水中進一步除去固體或在前級中從漿料流中清除的固體進一步脫水。
[0007]美國專利N0.5，656，174描述了能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)的脫水系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用一連串的過濾篩構(gòu)成的第一分離器，和選擇性的第二分離器，比如旋液分離器，后面加入絮凝劑以聚集微細(xì)固體物。該絮凝材料然后通過第三分離器被過濾，其為軌道篩組件形式，并在A形框架上支持有兩個篩。選擇性地，處理過的水通過離心作用進一步除去固體。
[0008]US6149811公開了一種篩裝置，用于在漿料進料流中收集固體，包括在多個角度相互連接的多個篩。它能被用做第三分離器。
[0009]W001/85628供應(yīng)了一種淤泥脫水系統(tǒng)，能夠高流速輸送并容易操作。其可特別用于US5656174中描述過程的末級。漿料流的脫水通過連續(xù)確定的一個或更多參數(shù)，根據(jù)確定的參數(shù)向漿料流中加入絮凝劑，絮凝劑與漿料混合以形成絮凝漿料流，輸送絮凝漿料通過散布器到軌道篩并通過軌道篩過濾絮凝漿料以形成固體和濾液。該參數(shù)是漿料的流速、漿料的漿密度和濾液的漿密度。該軌道篩合適地提供第三分離器以用于US565174中的裝置。
[0010]W001/85628特別公開了一種散布器，其設(shè)計用于輸送絮凝漿料流到軌道篩，該散布器包括垂直配置的導(dǎo)管，其從具有絮凝漿料的入口的底部上升至絮凝漿料輸送給軌道篩的上部部分，所述導(dǎo)管具有保持恒定的橫截面積或者從底部到上部增加并且從底部到上部顯著地增加的縱橫比。
[0011]W001/85628進一步公開了軌道篩除去的絮凝漿料可進一步通過固體壓帶機脫水。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明人一直尋求改進普通漿料脫水系統(tǒng)的各個分離器階段，以改進裝置的操作。
[0013]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)移動式水力疏浚機經(jīng)常攜帶各種形式的碎片。該碎片可包括部分或全部的殼、巖石、塑料購物袋、來自購物車或沉沒船只的金屬件、電池、木材碎片和木質(zhì)纖維、線與釣絲的碎片、水下的植被、許多有機體的骨骼殘余、分層的地毯和人工草皮?，F(xiàn)有的系統(tǒng)中，兩種型號的設(shè)備(常常聯(lián)合工作)已經(jīng)被用于從疏浚流體中除去碎片。兩部分系統(tǒng)的第一部分包括一個粗篩單元，通常由格狀或平行設(shè)計的重金屬條構(gòu)成。來自疏浚的流體通常成一定角度被泵送通過該格子，以達(dá)到一個自清洗水平。該重金屬構(gòu)造是必需的，因為否則巖石和殼及其它重的碎片會阻塞篩。該重金屬篩單元后面一般是更細(xì)更精巧的篩，例如振動篩分機。
[0014]然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)存在水生植物或地毯纖維時，粗篩和振動篩都很快地被阻塞，兩個篩的表面都被纖維材料或植被所阻塞。這種阻塞在行業(yè)中被稱為封堵，且是一個重要的問題。有時，來自疏浚的流體必須被周期地停止，以清理篩。有時，清理篩可能在一分鐘內(nèi)發(fā)生數(shù)次。
[0015]本發(fā)明的一個目的是提供在漿料流脫水裝置中使用的第一分離器，其避免了現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
[0016]本發(fā)明進一步的目的是提供在漿料流脫水裝置中使用的第一分離器，其中可減少封堵的問題。
[0017]發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到包括多個篩網(wǎng)的分離器在除去碎片非常成功并且具有高抗封堵性，其被通電使用所以具有“抓取”的動作。
[0018]這樣的分離器在材料的干分離領(lǐng)域是已知的，特別是當(dāng)從基材中除去細(xì)粒材料。然而，它們沒有被用于漿料的篩分。這樣的分離器必須改進以用于篩分漿料，包括位于彈性篩網(wǎng)下方用于收集通過該篩網(wǎng)的漿料的收集器。
[0019]因此，在第一方面，本發(fā)明提供用于漿料流脫水的裝置，包括:
用于從漿料流中分離出大于第一尺寸的對象的第一分離器，以形成初級處理的漿料流；和 第二分離器，用于接受初級處理的漿料流，并從初級處理的漿料流中分離出大于第二尺寸的對象，以形成次級處理的漿料，第二尺寸小于第一尺寸；
其中第一分離器包括:
框架組件，包括主支撐框架部分和可移動地安裝在主支撐框架部分上的可移動支撐框架部分；
沿橫向于框架組件長度的方向間隔開的多個篩網(wǎng)支架；
沿框架組件的長度方向延伸并被篩網(wǎng)支架連接和支持的彈性篩網(wǎng)，篩網(wǎng)支架交替地連接到主支撐框架部分和可移動支撐框架部分上,和
位于彈性篩網(wǎng)下方的收集器，用于連接通過彈性篩網(wǎng)的初級處理漿料。
[0020]本發(fā)明的第一方面進一步提供一種漿料流脫水的方法，包括:
輸送漿料流到第一分離器，從漿料流中分離出大于第一尺寸的對象，以形成初級處理的漿料流，并輸送初級處理的漿料流到第二分離器，從初級處理的漿料流中分離出大于第二尺寸的對象，以形成次級處理的漿料，第二尺寸小于第一尺寸，
其中第一分離器包括框架組件，包括主支撐框架部分和可移動地安裝在主支撐框架部分上的可移動支撐框架組件；
沿橫向于框架組件長度的方向間隔開的多個篩網(wǎng)支架；
沿框架組件的長度方向延伸并被篩網(wǎng)支架連接和支持的彈性篩網(wǎng)，篩網(wǎng)支架交替地連接到主支撐框架部分和可移動支撐框架部分上，搖動可移動支撐框架組件連續(xù)地傳遞運動到連接于可移動支撐框架組件上的彈性篩網(wǎng)的部分，
通過彈性篩網(wǎng)的處理過的漿料在位于彈性篩網(wǎng)下方的收集器處被收集。
[0021]W001/85628公開了一種散布器，一般為扇形，并且在正面從相對窄的底部通過基本上三角形的中間部分上升到相對寬的上部。在側(cè)面，其為從底部到較窄的上部的錐形。
[0022]因為它可以輸送均勻分布的絮凝漿料流到軌道篩，該散布器被使用。沒有這樣的散布器，在輸送到軌道篩之前可能發(fā)生絮凝漿料流堵塞以及絮凝漿料到軌道篩的不均勻輸送。
[0023]絮凝漿料在軌道篩表面的均勻分布對于疏浚脫水系統(tǒng)的良好操作是非常重要的。
[0024]然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)實際上均勻分布的絮凝漿料有時將不能獲得。不希望被理論限制，人們相信這起因于絮凝漿料的非牛頓特性。特別地，在一定條件下，絮凝漿料開始在散布器內(nèi)部沉淀，妨礙了均勻分布。已發(fā)現(xiàn)特別當(dāng)絮凝基質(zhì)密度太高而不能被流過散布器的水夾帶時，即是如此。例如，這可能由高比重的沉積物或漿料中夾帶的大質(zhì)量分?jǐn)?shù)的沉積物塊引起。
[0025]散布器中的水的流率不能隨意改變的事實加重了這個問題，因為工藝的其它部分具有臨界質(zhì)量平衡條件。例如，軌道篩可僅能應(yīng)付某一最大容積的水流。太多材料可以導(dǎo)致篩的阻塞，引起溢出。雖然為了任何特定類型的沉積物和沉積物流率可以提供最佳幾何尺寸的散布器，但是希望能在多種環(huán)境中處理漿料。
[0026]因此，本發(fā)明的進一步目的是提供一種用于從水中分離出懸浮固體的裝置的管道，避免現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
[0027]本發(fā)明的進一步目的是提供一種用于從水中分離出懸浮固體的裝置的管道，其中管道出口處含有懸浮固體的水的不均勻分布的問題可被避免。[0028]本發(fā)明人認(rèn)識到管道中具有固體懸浮物的水的流率可通過向水中輸入氣體自由控制，其增加了它的流體體積。
[0029]這種類型的管道適用于從水中分離出懸浮固體的任何裝置，但是它特別適合漿料進料的裝置或者使用絮凝劑從漿料脫水的方法。
[0030]第二方面，本發(fā)明相應(yīng)地提供用于從水中分離出懸浮固體的裝置的管道，所述管道包括:
進口部分，接收含有固體懸浮物的水流，進口部分限定了進口流體方向并在垂直于進口流體方向的方向上具有進口最大寬度，
出口部分，輸送含有固體懸浮物的水流，出口部分限定了出口流體方向并在垂直于出口流體方向的方向上具有出口最大寬度，出口最大寬度大于進口最大寬度，和
連接進口部分和出口部分的管道段，在進口部分或管道段內(nèi)提供至少一個氣體供給部分，以允許氣體被供給到含有固體懸浮物的水流中。
[0031]本發(fā)明的第二方面進一步提供一種供給含有固體懸浮物的水的方法，用在從水中分離出固體的方法中，該方法包括含有固體懸浮物的水進入一管道，所述管道包括進口部分，該進口部分限定了進口流體方向并在垂直于進口流體方向的方向上具有進口最大寬度，出口部分，輸送含有固體懸浮物的水流，出口部分限定了出口流體方向并在垂直于出口流體方向的方向上具有出口最大寬度，出口最大寬度大于進口最大寬度，和連接進口部分和出口部分的管道段，在進口部分或管道段氣體被供給到含有固體懸浮物的水流中。
[0032]通過液體流中進入氣體，包括水和一起混合的氣體的流體的體積可被很容易地控制。進一步地，存在的氣泡傾向于阻止水中絮凝固體的沉淀。當(dāng)氣泡簡單地上升并從水中分離時，氣體很容易從水中除去。
[0033]如上所述，W001/85628指出分離出的絮凝固體可以被脫水，也就是說，經(jīng)過進一步的脫水操作以除去毛細(xì)管水。W001/85628公開的軌道篩分離出的絮凝固體可能具有以重量計20-40%范圍內(nèi)的含濕量。該含濕量一般在絮凝粒子間保持小間距，它很難靠重力排水除去。這被認(rèn)為是毛細(xì)管水。
[0034]過去，這樣的毛細(xì)管水已經(jīng)由擠壓或使用壓帶機壓除。然而，由于壓帶機的停機時間問題引起了問題。大型的壓帶可以并將隨時間伸展和破裂并需要更換。水力和電的系統(tǒng)對不良的天侯條件或功率波動敏感并易受影響。壓帶機使用許多容易故障的活動部件。當(dāng)使用多效壓機時，復(fù)雜的問題倍增，產(chǎn)生停機時間的主要問題。
[0035]相應(yīng)地，本發(fā)明的進一步目的是提供一種從過濾的固體中除去水的方法和裝置，其更簡單、更高成本效率、在穩(wěn)態(tài)條件下更容易操作。
[0036]本發(fā)明人認(rèn)識到從軌道篩獲得的過濾的固體(或濾餅)可以在濾膜上散開并在低于濾膜的減壓條件下脫水。因為濾餅形成有效密封，如果使用適當(dāng)?shù)哪た色@得很有效的脫水。
[0037]相應(yīng)地，在本發(fā)明的第三方面，提供一種用于從已從漿料中分離出來的固體中除去水的裝置，該裝置包括:
容器，具有第一部分和第二部分，第一部分和第二部分由濾網(wǎng)分隔，濾網(wǎng)被設(shè)置以允許水通過并留下固體，
第一部分接受從漿料中分離出的固體，第二部分連接泵組件，該泵組件用于從第二部分脫水并使第二部分相對于第一部分減壓。
[0038]本發(fā)明進一步提供一種對從漿料分離出來的固體進行脫水的方法，包括以下步驟:
提供一容器，其具有第一部分和第二部分，第一部分和第二部分由濾網(wǎng)分隔，濾網(wǎng)被設(shè)置以允許水通過但留下固體，
將從漿料中分離出的固體供給到第一部分中，以在濾網(wǎng)上形成層，
使用泵組件來使第二部分相對于第一部分減壓，并從第二部分除去水，使得從固體層除去水。
[0039]發(fā)明的詳細(xì)說明
以下將進一步描述本發(fā)明的優(yōu)選和選定的特性。
[0040]本發(fā)明的第一方面的方法和裝置可能被用于一般的漿料脫水系統(tǒng)的第一分離步驟。本發(fā)明的第二方面的方法和裝置可被用于一般的漿料脫水系統(tǒng)的第三分離步驟。本發(fā)明的第三方面的方法和裝置可被用于一般的漿料脫水系統(tǒng)的進一步水平的處理。
[0041]本發(fā)明的第一、第二或第三方面的裝置可被用于US5656174中的方法。
[0042]W001/85628中的裝置和方法可被用于本發(fā)明中可選擇的第三分離級中第一方面的裝置。
[0043]US6149811中的篩和設(shè)備可被用于本發(fā)明中第三分離級的第一方面的方法和裝置。
[0044]優(yōu)選地，本發(fā)明的第一方面中漿料流脫水的裝置進一步包括用于接受次級處理漿料流并從次級處理的漿料流中分離出大于第三尺寸的對象的第三分離器，第三尺寸小于第一和第二尺寸。優(yōu)選地，本發(fā)明的第一方面的方法中，進一步包括將次級處理漿料流供給到第三分離器的步驟，以從次級處理的漿料流中分離出大于第三尺寸的對象，第三尺寸小于
第一和第二尺寸。
[0045]本發(fā)明的第一方面的第一分離器中，主支撐框架部分優(yōu)選位于底部上。
[0046]優(yōu)選地，一偏心傳動結(jié)構(gòu)機構(gòu)連接到主支撐框架以向其施加主動力。優(yōu)選地，它是一周期性的驅(qū)動，如擺動式傳動裝置。它可以包括一可轉(zhuǎn)動設(shè)置的偏心錘。
[0047]發(fā)現(xiàn)本發(fā)明第一方面的第一分離器的設(shè)計允許彈性篩網(wǎng)被可移動支撐框架部分連續(xù)地移動，以除去彈性篩網(wǎng)上收集的材料。
[0048]特別優(yōu)選篩網(wǎng)應(yīng)被設(shè)計使得其可以執(zhí)行“翻轉(zhuǎn)”或“速動”運動。簡而言之，優(yōu)選設(shè)計使得當(dāng)由可移動支撐框架部分移動時，篩網(wǎng)的相應(yīng)部分立即從第一位置快速移動到第二位置。優(yōu)選地，其比執(zhí)行簡諧運動更快地移動。這被發(fā)現(xiàn)使得除去收集的材料特別有效。如果彈性篩網(wǎng)包括向上彎曲的側(cè)面，可以獲得這個動作。曲線側(cè)面抗拒離開它們的靜止位置的初始運動，直到施加足夠的力，因此它們迅速地轉(zhuǎn)向一向上彎曲的結(jié)構(gòu)。
[0049]優(yōu)選地，篩網(wǎng)包括向上彎曲的側(cè)面構(gòu)成非垂直的、平緩的曲線形狀。合適地，該平緩的曲線形狀具有最大運轉(zhuǎn)率達(dá)到y(tǒng)/x比大約為1.0。
[0050]優(yōu)選地，篩網(wǎng)的向上彎曲的側(cè)面包括篩材料的孔眼。
[0051]優(yōu)選地，篩網(wǎng)設(shè)置在傾斜方向。這樣，篩網(wǎng)上收集的材料將進入下游方向，使其可被除去和收集。合適地，篩網(wǎng)設(shè)置于與水平方向的傾斜角在5°和30°之間。
[0052]優(yōu)選地，在篩網(wǎng)長度方向上傾斜角基本上恒定。然而，在篩網(wǎng)長度方向上傾斜角可能變化，從進口端向出口端減小。
[0053]框架組件、篩網(wǎng)支撐和本發(fā)明第一方面的篩網(wǎng)可能如W02005/123278或US2005/0274652所述那樣。然而，必須改進該裝置以加入收集器。
[0054]該收集器可以包含一儲罐。優(yōu)選地，收集器在彈性篩網(wǎng)的整個長度上延伸，使得通過彈性篩網(wǎng)的所有初級處理的漿料可被收集。
[0055]在本發(fā)明的所有方面，優(yōu)選地在各級有進料器，如處理漿料進料的泵。例如，從收集器向第二分離器泵送初級處理漿料的第一泵?？赡苡袕牡诙蛛x器向第三分離器泵送次級處理漿料的第二泵。
[0056]一般漿料脫水系統(tǒng)的第二分離器可能包括濾網(wǎng)或旋流器組。然而，特別優(yōu)選包括濾砂器。
[0057]合適設(shè)計的濾砂器可以從McLanahan公司處獲得。
[0058]該分離器包括一旋流分離器。其包括一初級處理漿料的第一半徑的進口，分離器包括一儲罐，其內(nèi)徑在向下的方向上減小。初級處理漿料在分離器頂部以第一半徑在切線方向上被供給。這使其環(huán)形運動。當(dāng)漿料下降通過分離器，環(huán)形運動被減小的半徑加速。收集器，通常稱為旋渦溢流管，提供于旋流分離器中心以收集次級處理的漿料。
[0059]當(dāng)漿料的環(huán)形速度增加，懸浮泥沙由于離心效果徑向向外移動并進入旋流分離器底部。
[0060]分離器頂部具備空氣閥，連接到真空源，比如泵。該閥是可操作的，以控制空氣的抽取率和分離器內(nèi)部與大氣之間的壓差。
[0061]在旋流分離器底部有閥。該閥可能是橡膠形成加工。該閥優(yōu)選重量觸發(fā)。該閥基于閉合位置。該閥可由作用于閥的沙的重量打開。該閥進一步由分離器進口與大氣之間的壓差基于閉合位置。使用中，大氣與分離器進口之間的壓差被用于增強沉淀沙的脫水，使得排出的沙可以相對干。排出受到分離器的壓力升高影響，所以沙的重量足以克服下方閥的偏轉(zhuǎn)力。
[0062]一般的漿料脫水系統(tǒng)的第三分離器可能包括本發(fā)明第二方面中的管道。本發(fā)明第二方面的管道特別適合用于W001/85628中描述的的裝置的散布器。其特別可用于其中含有沉積懸浮物的漿料或水的管道。
[0063]其適合用于漿料脫水裝置。該裝置的其它特征可能如W001/85628所述。
[0064]本發(fā)明的漿料脫水裝置可能具有多個管道，每個具有相應(yīng)的脫水裝置。優(yōu)選地，本發(fā)明至少有四個管道。它們彼此之間可配置在任何結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，本發(fā)明的管道排成一行。
[0065]如W001/85628中描述的散布器,該管道可具有相同的形狀。
[0066]該管道可被稱為散布器。
[0067]該管道優(yōu)選具有一底部和一上部。優(yōu)選地，底部具有相對低的縱橫比的水平部分，例如從1:1到4:1。所述上部優(yōu)選具有相對高的縱橫比的水平部分，例如從40:1到100:1，上部與底部的水平部分面積的比優(yōu)選從1:1到3:1。優(yōu)選地，管道為一般的扇形，并且在正面從相對窄的底部通過基本上三角形的中間部分上升到相對寬的上部，并且在側(cè)面為從底部到較窄的上部的錐形。優(yōu)選地，底部和上部兩者的正面和側(cè)面都基本上是矩形的。
[0068]在出口部分和進口部分，進口最大寬度和出口最大寬度在各種情況下由垂直于流體方向的平面和該確定平面的最大寬度決定。
[0069]進口部分優(yōu)選包括連接提供其中含有固體懸浮物的水的提供處的連接處。提供處可包括傳統(tǒng)的管或管道。提供處可依次連接到泵。
[0070]本發(fā)明的管道的進口部分可包括可連接兩個或更多提供其中含有固體懸浮物的水的提供處的連接處。
[0071]優(yōu)選地，這些連接處彼此間隔開。這樣，來自相應(yīng)的連接處的水流流過彼此，產(chǎn)生渦流，其具有增加絮凝劑作用于水的時間的效果，而不引入過度的剪切力。
[0072]本發(fā)明的管道優(yōu)選地被配置使得進口部分在垂直方向上低于出口部分。優(yōu)選地，該管道段配置使得從進口部分到出口部分通過管道的流體方向基本上垂直。
[0073]本發(fā)明中特別有益的是，氣體隨管道中的流動流體而上升到出口部分，在那里可以容易地從水中分離出。
[0074]出口部分合適地配置使得開口具有至少一個水可以流過的直線的邊緣。使用中，該直線的邊緣優(yōu)選地定向為基本上水平，這樣可以獲得在該直線的邊緣的整個長度上均勻的溢出。出口部分優(yōu)選基本上開口在頂端，使得氣體可以自由排出。
[0075]本發(fā)明的管道可包含順序安排的至少二個管道部分，一起構(gòu)成單個管道。管道部分可具有不同的形狀。例如，第一管道部分可包括管或?qū)Ч懿糠?，第二管道部分可包括在垂直于流體方向的方向上提供增加的寬度的幾何形狀。氣體供給部分可能在任一或兩個管道部分。第一管道部分在垂直于流體的方向上可能基本上寬度恒定。
[0076]管道優(yōu)選包括平行并略微地低于直線的邊緣設(shè)置的凸緣，并與水平方向成30°到60°向下延伸。優(yōu)選該角度配合于使用管道的框架軌道篩的角度。優(yōu)選地，與水平方向的該角度從40-55°，優(yōu)選45到50°。
[0077]氣體可從至少下面一個位置引入:
1.具有至少一個供氣孔的氣體導(dǎo)管，氣體導(dǎo)管沿管道段或進口部分的至少一部分延
伸，
2.管道段或進口部分的壁上形成的供氣孔，
3.延伸通過管道段或進口部分的壁的導(dǎo)管上形成的供氣孔。
[0078]氣體供給部分可位于任何適當(dāng)?shù)奈恢?。?yōu)選地在管道段的不同位置處存在多個氣體供給部分。氣體供給部分可位于管道段的中心區(qū)域或者管道段的壁附近。氣體供給部分可位于進口部分和出口部分之間的任何適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> [0079]優(yōu)選地，在管道段的不同位置有至少四個氣體供給部分，并更優(yōu)選至少六個氣體供給部分。
[0080]管道段具有垂直于流體方向的截面形狀，其具有由較短邊和較長邊構(gòu)成的一般的矩形形狀，氣體供給部分優(yōu)選靠近至少一個較短的邊并優(yōu)選靠近兩條較短的邊。
[0081]管道包括具有至少兩個相對的發(fā)散壁部分的扇形，氣體供給部分優(yōu)選包括沿著或靠近發(fā)散壁部分的多個供氣孔。這有下列好處，即氣體供給部分可以遍布垂直于流動方向的大范圍的寬度，因此在穿過基本上整個流體寬度時保證獲得均勻的流動速度。
[0082]特別優(yōu)選氣體供給部分包括至少一個并優(yōu)選兩個從進口部分延伸到出口部分的供氣導(dǎo)管，并具有多個供氣孔。優(yōu)選地，管道為扇形，并且至少一個供氣導(dǎo)管優(yōu)選地位于鄰近扇形管道的至少一個發(fā)散壁。[0083]氣體供給部分優(yōu)選包括供氣源。包括高于管道內(nèi)流體靜壓的壓力的一氣體來源。例如，氣體可能是來自氣體存儲器或泵進料。
[0084]該氣體可包括任何適當(dāng)?shù)臍怏w，最方便的是空氣。
[0085]優(yōu)選地，使用氣泵。
[0086]本發(fā)明中有兩個或更多管道時，每個管道可包括單獨的氣源或單一氣源可供給部分或所有管道。
[0087]使用氣體導(dǎo)管時，直徑將取決于氣體流率，但直徑一般為大約12.7mm (0.5英寸)。
[0088]可提供氣體供給部分控制以保證氣體在控制速率下供給。該控制可包括控制泵的操作速率的設(shè)備、閥或兩者的組合。
[0089]管道段內(nèi)部的不同位置有多個供氣孔并且管道段被配置使得進口部分低于出口部分，優(yōu)選較低的孔有較大的孔徑尺寸，使得氣體供給部分量在管道段內(nèi)部不同的高度基本上相同。如果該孔具有相同的形狀，管道向下的較低處的較高的流體靜壓將減少較低供氣孔處的流率，其有助于不均勻流。
[0090]到管道段的氣體供給部分總體積可取決于所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的專業(yè)人員以獲得管道段內(nèi)部含有懸浮固體的水的滿意的，均勻流率。
[0091]體積流量可與供氣孔的數(shù)目平衡。
[0092]優(yōu)選地，供氣孔按恒定距離設(shè)置，使得整個水中有均勻分布的氣體。例如，供氣孔可彼此相距距離在范圍lcm-20cm內(nèi)，更優(yōu)選5cm-10cm。優(yōu)選水中形成的氣泡相對小,具有直徑大至約Icm,氣泡引起最小的瑞流。
[0093]氣體供給部分中氣體的壓力適合在范圍100X 103至1500X IO3 Pa (15_225psi)標(biāo)準(zhǔn)量度，更優(yōu)選300 X IO3Pa至1000X 103 Pa (45_150psi )標(biāo)準(zhǔn)量度，最優(yōu)選600 X IO3Pa至800X 103 Pa (90-120psi)標(biāo)準(zhǔn)量度。氣體供給部分流率適合為0.02-0.1m3每管道，最優(yōu)選0.08-0.lm3，其等于四個管道中11-15立方英尺/分。
[0094]有多個供氣導(dǎo)管時，每個導(dǎo)管可由單獨的壓力控制提供氣體。這可以幫助調(diào)節(jié)氣體流率以保證整個管道中均勻的流率。優(yōu)選地，每個壓力控制可獨立于其它而操作。
[0095]操作中，如果管道段被阻塞，氣體流率可局部地增加以沖洗有關(guān)的段。
[0096]通過管道的水的流率取決于使用條件，但合適的在2m3每分鐘至IOm3每分鐘范圍內(nèi)，更優(yōu)選大約8m3每分鐘至12m3每分鐘(大約2000-3000美加侖每分鐘)。水的流率適合用于與上述氣體流率相關(guān)聯(lián)。
[0097]本發(fā)明的管道適合用于絮凝漿料脫水。該方法中，絮凝劑合適地按照1-1Okg每噸漿料中固體物料的比率被加到漿料中，優(yōu)選大約2.3-3.2kg (5-71b)每噸漿料中固體物料。優(yōu)選地，漿料包括從幾乎零至25體積百分?jǐn)?shù)的固體。
[0098]本發(fā)明的管道可用于W001/85628中的儀器，為任何目的其中內(nèi)容作為參考與本
文結(jié)合。
[0099]本發(fā)明的第三方面的裝置可被用于US5656174中的方法和裝置。其可在W001/85628中的裝置之后使用，以從漿料中被軌道篩分離出的絮凝固體除去毛細(xì)管水。
[0100]本發(fā)明第三方面的容器可為任何適當(dāng)?shù)男螤睢Ｔ撊萜骺删哂幸豁敳块_口。容器的側(cè)壁和底部優(yōu)選不透氣和不透水，以防止固體的滲漏并允許第二部分中的壓力減小。
[0101]在特別優(yōu)選實施例中，容器包括水運的容器，比如駁船。多數(shù)情況下漿料從水中獲得時，例如湖泊，將有適當(dāng)?shù)牡胤酵Ａ赳g船。由于它的性質(zhì)，水運的容器是不漏水的。
[0102]該容器可由任何適當(dāng)材料構(gòu)成，例如，金屬或合成材料，比如復(fù)合材料,例如玻璃鋼。普通的鋼容器是特別優(yōu)選的，因為它便宜并便于制造。
[0103]第一部分和第二部分可位于彼此之間相對的任何結(jié)構(gòu)，使得來自第一部分的水可以流過濾網(wǎng)至第二部分。第一和第二部分可彼此相鄰設(shè)置。然而，特別優(yōu)選使用中第一部分位于第二部分上面，提供重力脫水的附加效果。
[0104]第一部分和第二部分被一種構(gòu)件彼此分離，優(yōu)選包括濾網(wǎng)。優(yōu)選地，濾網(wǎng)占分離第一部分和第二部分的大部分面積，提供大的過濾面面積。優(yōu)選地，其占至少50%的構(gòu)件面積，更優(yōu)選地超過75%并優(yōu)選為90-100%。
[0105]濾網(wǎng)必須能夠允許水通過并保持主要部分的固體。濾網(wǎng)的孔徑大小將取決于處理的絮凝固體的性質(zhì)。
[0106]孔隙率(孔面積的百分比)優(yōu)選為高以允許高的水分轉(zhuǎn)輸。
[0107]優(yōu)選實施例中，過濾介質(zhì)包括織造或非織造熱塑性的土工織物，其類型已知用于地面加固，路面承重層的制造等等，例如橡膠織造土工織物。
[0108]過濾介質(zhì)可以包括玻璃纖維，或例如木屑或沙材料的層。這樣的不構(gòu)成粘結(jié)的結(jié)構(gòu)的過濾介質(zhì)被使用時，可能有支撐該過濾介質(zhì)的過濾支撐介質(zhì)。
[0109]優(yōu)選固體過濾介質(zhì)，脫水的固體可容易地除去，允許其被再使用。非結(jié)構(gòu)態(tài)的介質(zhì)必須從脫水的固體除去并同時拋棄。
[0110]濾網(wǎng)優(yōu)選被支撐框架支撐。該支撐框架可由任何適當(dāng)?shù)牟牧蠘?gòu)成，例如鋼?？赡芤匀魏芜m當(dāng)?shù)男问剑绺褡踊蝾愃频慕Y(jié)構(gòu)。
[0111]優(yōu)選地，第二部分高度范圍為100-400mm，優(yōu)選200-300mm以作為水收集區(qū)域。
[0112]泵組件可包括單個泵，其同時除去水并相對第一部分降低第二部分的壓力。
[0113]然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)優(yōu)選提供泵組件包括水泵，用于從第二部分的下部中抽水，以及空氣泵，用于降低第一部分下方的壓力，空氣泵連接第二部分的上部。
[0114]傳感器可被提供以確定第二部分的水位。如果水位低于預(yù)定水平，傳感器可設(shè)置關(guān)閉水泵。傳感器可以確定是否水位升高高于第二預(yù)定水平，如果水位超過該水平，傳感器設(shè)置關(guān)閉空氣泵。傳感器可包括擋板閥和漂浮物。
[0115]本發(fā)明的第三方面的方法中，在分離過濾過程中從漿料中過濾的固體被供給到第一部分，使得其遍布篩網(wǎng)，直到形成完全的層。該完全的層將自然地封閉第二部分，允許其中的壓力降低。
[0116]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)從漿料中過濾分離出的固體本質(zhì)上是觸變的。相應(yīng)地，它們在濾網(wǎng)上形成層時，它們有效地變成固體，形成好的封閉。
[0117]一旦壓力降低，固體物質(zhì)中的毛細(xì)管水以高速排出。
[0118]不希望受到理論限制，可以理解這起因于伯努利效應(yīng)，降低的壓力被釋放以加速固體物質(zhì)的孔中的水的流速。
[0119]一旦第二部分中的水位到達(dá)預(yù)定水平，打開泵組件和水泵以除去水。穩(wěn)定工況下，當(dāng)水泵從第二部分除去水并且空氣泵或泵組件保持第二部分的壓力低于第一部分時，從漿料中除去的固體連續(xù)供應(yīng)進入第一部分。
[0120]這可以延續(xù)直到第一部分可以不包含更多的脫水固體。[0121]在這階段，停止供給過濾的固體。泵組件或空氣泵和水泵的脫水可繼續(xù)，直到足夠量的水被除去。脫水的固體可由任何合適的方法從第一部分除去，例如由機械設(shè)備，比如勺或鏟。
[0122]優(yōu)選地，第一部分配置使得固體可以堆積深度超過0.5m,更優(yōu)選在0.5m_l.5m范圍，最優(yōu)選大約lm。
[0123]過濾介質(zhì)可需要定期清理以除去阻塞氣孔的破碎或降解的絮狀物。清理可使用高壓軟管進行。
[0124]優(yōu)選地，水泵或泵組件可在高達(dá)約100加侖每分鐘或更高的速率下操作。
[0125]從漿料中過濾出的固體的含水率在20-60%重量范圍內(nèi)，在本發(fā)明第三方面的脫水步驟之前優(yōu)選20-40%重量。
[0126]可提供多個容器，當(dāng)其中一個卸料或清理時，另一個可被裝滿。
[0127]更具體而言，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種在從水中分離懸浮固體的裝置中使用的管道，所述管道包括:進口部分，接收含有固體懸浮物的水流，進口部分限定了進口流體方向并在垂直于進口流體方向的方向上具有進口最大寬度，出口部分，輸送含有固體懸浮物的水流，出口部分限定了出口流體方向并在垂直于出口流體方向的方向上具有出口最大寬度，出口最大寬度大于進口最大寬度，連接進口部分和出口部分的管道段，在進口部分或管道段內(nèi)提供至少一個氣體供給部分，以允許氣體被供給到含有固體懸浮物的液體流中。
[0128]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，包括底部和上部，底部具有相對低的縱橫比的水平截面，并且上部具有相對高的縱橫比的水平截面。
[0129]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，底部的縱橫比在1:1到4:1的范圍內(nèi)。
[0130]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，上部具有縱橫比在40:1到100:1范圍內(nèi)的水平截面。
[0131]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，上部和底部的水平截面積的比在1:1到3:1范圍內(nèi)。
[0132]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，所述管道為大致扇形，并且在正面從相對窄的底部通過基本上三角形的中間部分上升到相對寬的上部，并且在側(cè)面為從底部到較窄上部的錐形。
[0133]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，進口部分在垂直方向上低于出口部分。
[0134]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，氣體供給部分包括至少一個具有至少一個供氣孔的氣體導(dǎo)管，氣體導(dǎo)管沿至少部分管道段或進口部分延伸。
[0135]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，氣體供給部分包括在管道段或進口部分的壁上形成的供氣孔。
[0136]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，氣體供給部分包括在延伸通過管道段或進口部分的管道的壁上形成的供氣孔。
[0137]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，在管道段的不同位置處存在多個氣體供給部分。
[0138]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，在管道段的不同位置處存在至少四個氣體供給部分。
[0139]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，在管道段的不同位置處存在至少六個氣體供給部分。[0140]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，所述管道包括具有至少兩個相對的發(fā)散壁部分的扇形，氣體供給部分包括沿著或靠近發(fā)散壁部分分布的多個供氣孔。
[0141 ] 根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，包括供氣源。
[0142]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，供氣源包括泵。
[0143]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，供氣源包括氣體存儲器。
[0144]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，氣體包括空氣。
[0145]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，氣體供給部分包括供氣控制部。
[0146]根據(jù)本發(fā)明的管道的一實施例，包括設(shè)于管道段內(nèi)部不同高度處的多個供氣孔，管道段中較低的孔比較高的孔具有更大的孔尺寸。
[0147]更具體而言，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種供給含有固體懸浮物的水的方法，用在從水中分離固體的方法中，該方法包括將含有固體懸浮物的水供給到管道中，所述管道包括:進口部分，該進口部分限定了進口流體方向并在垂直于進口流體方向的方向上具有進口最大寬度；出口部分，輸送含有固體懸浮物的水流，出口部分限定了出口流體方向并在垂直于出口流體方向的方向上具有出口最大寬度，出口最大寬度大于進口最大寬度；和連接進口部分和出口部分的管道段，在進口部分或管道段氣體供給到含有固體懸浮物的水流中。
[0148]更具體而言，根據(jù)本發(fā)明，還提供了 一種漿料脫水裝置，包括如上所述的管道。
[0149]更具體而言，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種漿料脫水方法，包括按照上述方法來供給其中含有固體懸浮物的水。
[0150]更具體而言，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種漿料流脫水裝置，包括:用于從漿料流中分離出大于第一尺寸的對象的第一分離器，以形成初級處理的漿料流；至少一個第二分離器，用于接受初級處理的漿料流，并從初級處理的漿料流中分離出大于第二尺寸的對象，以形成次級處理的漿料，第二尺寸小于第一尺寸；其中，第一分離器包括:框架組件，包括主支撐框架部分和可移動地安裝在主支撐框架部分上的可移動支撐框架部分；沿橫向于框架組件長度的方向間隔開的多個篩網(wǎng)支架；沿框架組件的長度方向延伸并被篩網(wǎng)支架連接和支持的彈性篩網(wǎng)，篩網(wǎng)支架交替地連接到主支撐框架部分和可移動支撐框架部分上，和位于彈性篩網(wǎng)下方的收集器，用于收集通過彈性篩網(wǎng)的初級處理漿料。
[0151]根據(jù)本發(fā)明的漿料流脫水裝置的一實施例，進一步包括連接到主框架支架以對其提供驅(qū)動力的偏心驅(qū)動結(jié)構(gòu)。
[0152]根據(jù)本發(fā)明的漿料流脫水裝置的一實施例，其中篩網(wǎng)配置使得其可執(zhí)行“翻轉(zhuǎn)”或“抓取”運動。
[0153]根據(jù)本發(fā)明的漿料流脫水裝置的一實施例，其中彈性篩網(wǎng)包括向上彎曲的側(cè)面。
[0154]根據(jù)本發(fā)明的漿料流脫水裝置的一實施例，其中彈性篩網(wǎng)包括構(gòu)成非垂直、平緩的曲線形狀的向上彎曲的側(cè)面。
[0155]根據(jù)本發(fā)明的漿料流脫水裝置的一實施例，其中篩網(wǎng)位于傾斜的方向。
[0156]根據(jù)本發(fā)明的漿料流脫水裝置的一實施例，其中收集器包括儲罐。
[0157]根據(jù)本發(fā)明的漿料流脫水裝置的一實施例，進一步包括用于接受次級處理漿料流并從次級處理的漿料流中分離出大于第三尺寸的對象的第三分離器，第三尺寸小于第一和
第二尺寸。
[0158]更具體而言，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種漿料流脫水方法，包括:將漿料流供給到第一分離器，從漿料流中分離出大于第一尺寸的對象，以形成初級處理的漿料流，和將初級處理的漿料供給到至少一個第二分離器，從初級處理的漿料流中分離出大于第二尺寸的對象，以形成次級處理的漿料，第二尺寸小于第一尺寸，其中第一分離器包括框架組件，其包括:主支撐框架部分和可移動地安裝在主支撐框架部分上的可移動支撐框架部分；沿橫向于框架組件長度的方向間隔開的多個篩網(wǎng)支架；沿框架組件的長度的方向延伸并被篩網(wǎng)支架連接和支持的彈性篩網(wǎng)，篩網(wǎng)支架交替地連接到主支撐框架部分和可移動支撐框架部分上，搖動所述可移動支撐框架組件連續(xù)地傳遞運動到連接于可移動支撐框架部分上的彈性篩網(wǎng)的部分，處理后的漿料通過彈性篩網(wǎng)收集于彈性篩網(wǎng)下方的收集器中。
[0159]更具體而言，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種漿料流脫水方法，進一步包括將次級處理漿料流供給到第三分離器中的步驟，并從次級處理的漿料流中分離出大于第三尺寸的對象，第三尺寸小于第一和第二尺寸。
[0160]更具體而言，根據(jù)本發(fā)明，還提供了用于對從漿料中分離出的固體進行脫水的裝置，該裝置包括:容器，具有第一部分和第二部分，第一部分和第二部分由濾網(wǎng)分隔，濾網(wǎng)被配置以允許水通過但留下固體，第一部分接受從漿料中分離出的固體，第二部分連接泵組件，該泵組件用于從第二部分中脫水并使第二部分相對于第一部分減壓。
[0161]根據(jù)本發(fā)明的上述用于對從漿料中分離出的固體進行脫水的裝置的一實施例，容器包括水運的容器。
[0162]根據(jù)本發(fā)明的上述用于對從漿料中分離出的固體進行脫水的裝置的一實施例，使用中第一部分位于第二部分上方。
[0163]根據(jù)本發(fā)明的上述用于對從漿料中分離出的固體進行脫水的裝置的一實施例，過濾介質(zhì)包括織造或非織造的熱塑性土工織物。
[0164]根據(jù)本發(fā)明的上述用于對從漿料中分離出的固體進行脫水的裝置的一實施例，泵組件包括:水泵，用于從第二部分的下部中抽水；以及空氣泵，用于降低第一部分下方的壓力，空氣泵連接第二部分的上部。
[0165]根據(jù)本發(fā)明的上述用于對從漿料中分離出的固體進行脫水的裝置的一實施例，提供根據(jù)第二部分中水位發(fā)出信號的傳感器，空氣泵、水泵的操作或者兩者都依靠該信號控制。
[0166]更具體而言，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種對從漿料分離出來的固體進行脫水的方法，包括以下步驟:提供一容器，其具有第一部分和第二部分，第一部分和第二部分由濾網(wǎng)分隔，濾網(wǎng)被配置以允許水通過但留下固體，將從漿料中分離出的固體供給到第一部分中，以在濾網(wǎng)上形成層，使用泵組件來使第二部分相對于第一部分減壓，并從第二部分脫水，使得從固體層脫水。
[0167]本發(fā)明將通過以下附圖參考舉例做進一步描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0168]圖1是本發(fā)明中漿料流脫水裝置的示意圖。
[0169]圖2是本發(fā)明第一方面中第一分離器的示意圖。
[0170]圖3是本發(fā)明第二方面中管道的示意截面圖。
[0171]圖4是沿圖3中線IV-1V的示意截面圖。[0172]圖5是使用中的圖3中的管道的示意截面圖。
[0173]圖6是使用中的圖3中的管道的供氣導(dǎo)管的大比例示意圖。
[0174]圖7是本發(fā)明第二方面中管道的第二實施例的示意立體圖。
[0175]圖8是本發(fā)明中第三方面的裝置的第一實施例的示意截面圖。
[0176]圖9是本發(fā)明中第三方面的裝置的第二實施例的示意截面圖。
【具體實施方式】
[0177]圖1表示本發(fā)明中漿料流脫水裝置I的示意圖。該裝置可被用于US5656174或W001/85628中的方法。該裝置對應(yīng)于通用的漿料脫水系統(tǒng)中，包括如本發(fā)明第一方面所述的第一級的分離器。
[0178]提供了疏浚組件2，其可包括切割頭3用于除去沉積物4、吸入管線5用于除去松脫的沉積物，以及駁船次組件。駁船次組件包括馬達(dá)、傳動系、升液泵(未示出)和駕駛室6。疏浚組件2可以是如圖1所示的水力疏浚機，或者是鏟斗或升降挖泥機。
[0179]提供了漿料管路7用于輸送疏浚的漿料至裝置I以使得漿料脫水。
[0180]裝置I包括接受漿料流并分離出大于第一尺寸的對象的第一分離器8。典型地，第一分離器8將除去大的對象,例如殼、巖石、塑料購物袋、金屬件、電池、木屑、金屬線與漁網(wǎng)的碎片、植物、分層地毯和人工草皮等等。
[0181]第一分離器8合適地包括Newburg Oregon USA的Action Equipment公司生產(chǎn)，并以VIBRA-SNAP商標(biāo)銷售的濾網(wǎng)設(shè)備。
[0182]其合適地描述在W02005/123278 或 US20050274652 中。
[0183]如將在以下參考圖2所描述的濾網(wǎng)設(shè)備與儲罐連接那樣。初級處理的漿料收集在儲罐中，并被管路和泵(未示出)輸送至濾砂器39以除去沙。適當(dāng)?shù)臑V砂器設(shè)計可以從McLanahan公司處獲得，名為LPT集成沙處理系統(tǒng)。
[0184]第二分離器9接受初級處理的漿料流并從中除去沙以產(chǎn)生次級處理的漿料流。當(dāng)然，沙顆粒尺寸小于被第一分離器8除去的大的粒子。
[0185]次級處理的漿料被收集并被另外的泵(未示出)選擇性地送入第三分離器10。第三分離器10可基本上如W001/85628所述。優(yōu)選地，其包括如圖3至6或7中相關(guān)描述的管道。
[0186]第一分離器8在圖2中更詳細(xì)表示。其包括上述的濾網(wǎng)設(shè)備12，安裝在儲罐16形式的收集器上。濾網(wǎng)設(shè)備12基本如US2005/0274652所述，并且不會于下文中進一步描述。然而，可見其包括一框架組件，包括主支撐框架部分和可移動地安裝在主支撐框架部分上的可移動支撐框架部分。沿橫向于框架組件長度的方向間隔開的多個篩網(wǎng)支架。彈性篩網(wǎng)13沿框架組件的長度方向延伸，并連接篩網(wǎng)支架且被其支撐。篩網(wǎng)支架交替地連接到主支撐框架部分和可移動支撐框架部分。提供軸14形式的攪拌器包括偏心安裝的重物15。優(yōu)選地，50赫茲馬達(dá)(未示出)用于旋轉(zhuǎn)軸14和在適當(dāng)?shù)牡皖l率轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動偏心安裝的重物15。偏心安裝的重物15連接可移動的支撐框架組件，使得后者被低頻振蕩驅(qū)動。結(jié)果，彈性網(wǎng)13驅(qū)動有力的推動或抓取動作以連續(xù)地使彈性篩運動。
[0187]可見彈性網(wǎng)13安裝使其與水平成一定角度。
[0188]彈性篩包括允許水和低于某大小的對象通過的篩孔，所以可以收集初級處理的漿料流。
[0189]當(dāng)篩被驅(qū)動搖擺運動時，疏浚的漿料從篩12的最高端進入通過管11。結(jié)果，具有夾帶對象的漿料穩(wěn)定地流向左手端。液體和大小低于彈性網(wǎng)13的開孔尺寸的對象通過該網(wǎng)并收集在儲罐16。大于開孔尺寸的對象保留在彈性網(wǎng)上。由于有力的振動和抓取運動，其被連續(xù)地擾動以防止彈性網(wǎng)的開孔被阻塞。流動、擾動和重力的綜合效應(yīng)使固體對象進入左手端，在那里翻轉(zhuǎn)通過篩的末端并收集用于分離處理。
[0190]收集在儲罐16中的初級處理的漿料17可被泵(未示出)和管路18泵送至上述的濾砂器9。
[0191]圖3表示本發(fā)明的管道19。其包括第一管道部分2，第一管道部分2包括圓管部分。圓管部分連接垂直定向的扇形第二管道部分21。第一管道部分20限定流體方向和垂直于流體方向的最大寬度a?？梢姡诙艿啦糠?的頂部，垂直于流體方向(如箭頭所示)的寬度為A，遠(yuǎn)大于寬度a。這樣，管道部分可以散開其中含有固體懸浮物的水流，使得流體可被供給到軌道篩(未示出)以從水中過濾懸浮固體，如W001/85628所示。
[0192]第一管道部分20限定了進口部分。進口部分直接引向底部部分22，其大約為矩形的棱柱形狀并連接擴散段23。在擴散段23連接底部部分22處，流通截面在平面一般是矩形的，具有第一縱橫比。擴散管23的流通截面的縱橫比從上至下增加。擴散段由發(fā)散壁24和收斂壁25限定，當(dāng)從垂直于流體方向看時發(fā)散壁24是短的，當(dāng)從垂直于流體方向看時收斂壁25長于發(fā)散壁24。壁24的發(fā)散程度與壁25的收斂程度相平衡，所以擴散段24的流體截面積從上至下保持恒定，但縱橫比增加。
[0193]在管道19頂端，有頂端部分。頂端部分包括限定基本上與底部部分22相同的流體截面積的矩形的棱柱主體，但具有更高的縱橫比。頂端部分包括兩個線性地伸展的邊緣，限定了水可流過的邊26。有一對直立的端部豎板27。接近頂端部分的側(cè)面提供一對凸緣28，與邊26平行延伸。凸緣28各提供一般的V形斷面的堰板，低于邊8大約3英寸(7.6cm)安裝。凸緣10向下延伸大約4英寸(10.2cm)的距離。凸緣10如W001/85628所述供支撐軌道篩(未示出)。管道在最高的部分11向空氣開放。凸緣10限定與水平成約30°至約60°的角度。在優(yōu)選實施例中，該角度與軌道篩(未示出)配合，并且一般為大約40°至55° ,最優(yōu)選從大約45°至大約50°。
[0194]管道19優(yōu)選由厚度約0.05mm的10標(biāo)準(zhǔn)量度金屬片構(gòu)成。第一管道段22包括優(yōu)選由碳鋼(SCH40)構(gòu)成，直徑優(yōu)選地大約10英寸(25.4cm)的管。凸緣28優(yōu)選由如管道19的10標(biāo)準(zhǔn)量度板材構(gòu)成。
[0195]提供空氣供給部分。該空氣供給部分包括泵30，調(diào)節(jié)閥31和左手邊側(cè)面的供氣導(dǎo)管32。在右手邊側(cè)面也有供氣導(dǎo)管33，可連接到另外的泵和調(diào)節(jié)閥35，或者，通過空氣總管到泵30。每個空氣導(dǎo)管32，33包括在選定點的多個供氣孔34。
[0196]供氣導(dǎo)管32和33優(yōu)選包括I英寸(25.4mm)直徑的聚氯乙烯管并且將在以下進
一步描述。
[0197]使用中，其中含有固體懸浮物的水，例如由US5656174或W001/85628中的方法產(chǎn)生的絮凝漿料，被供給到第一管道部分20并隨后如箭頭所示向上流動通過管道部分21，直到其到達(dá)邊26，其均勻分布的流動流過邊以通過軌道篩(未示出)。當(dāng)水向上通過管道部分21時，空氣被泵30通過導(dǎo)管32和33泵送，使得其通過供氣孔34形成細(xì)微氣泡。這有許多效果。首先，管道部分22中水的平均密度降低，所以水柱的重量和流體靜壓降低。水的流體流率可被控制而不增加質(zhì)量流率。
[0198]在頂端，氣泡以簡單的方式將表面破碎并且不干涉流過軌道篩的水流。如果任何絮凝固體開始沉淀，它們將被氣泡流體沖洗。
[0199]可使用泵30，或閥31和35 (或者全部)控制空氣流率，以獲得通過管道的恰當(dāng)?shù)乃馁|(zhì)量流率和體積流率，使能夠獲得流過軌道篩的物質(zhì)，同時允許在管道中保持最佳的流速，從而防止絮凝材料的沉淀。
[0200]圖6更詳細(xì)地表示空氣導(dǎo)管32。壓力調(diào)節(jié)閥31可用于在O到150psi(0.1XlO6Pa)標(biāo)準(zhǔn)量度的范圍內(nèi)控制導(dǎo)管的壓力。截止閥36可另外提供。導(dǎo)管32包括多個I英寸(25.4mm)內(nèi)徑的聚氯乙烯部分，通過135度彎頭37相連。第一管道部分38長度為24英寸(61cm)并且沒有任何空氣孔。第二管道部分39長度為60英寸(152cm)并按順序包括:1/8英寸直徑(3.2mm)的兩個空氣孔40，后面是3/16英寸直徑(4.8mm)的兩個另外彼此分離的空氣孔41，并與鄰近的彎頭37距離10英寸(25.4cm)。最后的管道部分42包括16英寸長度(40.6cm)的第一支架和13英寸(33cm)長度的第二支架，以及末端的塞子43防止氣體從末端逸出。1/4英寸直徑(6.4mm)的第一空氣孔44距離直角彎管5.5英寸(14cm),并且1/4英寸直徑(6.4mm)的第二空氣孔45距離直角彎管4英寸(10.2cm)。
[0201]可見氣孔的直徑沿著管道部分21向下而逐步增加。這是因為流體靜壓沿使用中的沿管道向下而增加，相比于更靠上的孔，更靠下的孔需要更大的孔以保證大約相同量的空氣進入通過孔，以保證均勻分布的氣泡。
[0202]優(yōu)選地，如圖3、4、5或6所示的四個管道以其長邊268彼此平行對齊成直線，所有四個管道由單個泵提供壓縮空氣。
[0203]該四個管道設(shè)置為以Sm3每分鐘至12m3每分鐘(2000-3000美加侖每分鐘)共同輸送含有近乎零到25體積百分?jǐn)?shù)的固體的絮凝漿料?？諝庖?00X IO3Pa至800X IO3Pa(90-120psi)和0.31-0.43m3 (11-15立方尺)每分鐘的流速供應(yīng)，并在四個管道之間同樣地分配。
[0204]絮凝劑按照2.3-3.2kg (5_71b)每噸漿料中的固體的比率加入漿料中。優(yōu)選地，漿料包括從近乎零至25體積百分?jǐn)?shù)的固體。空氣流率可在上述范圍內(nèi)調(diào)整以提供良好的均勻漿料流，管道中沒有絮凝固體的沉淀。
[0205]圖5是使用中的管道19的示意橫斷面視圖，表示管道部分21中整個水體積中均勻產(chǎn)生的氣泡。
[0206]圖7是本發(fā)明中管道46的第二實施實施例的示意立體圖。其基本上與上述的管道19相同，并不做進一步描述，除了與進口 20的單獨連接被替換為從相對側(cè)連接進口部分49的兩個連接處47，48，其位于彼此交替的位置。這將導(dǎo)致來自連接處47和48的流體在進口部分49互相影響，以形成具有增加絮凝劑作用于水的時間的效果的渦流，而不引入過度的剪切力并進一步改善管道46中的流動特性。管道46將含有涉及視圖中所描述的的氣體供應(yīng)處，但為了清楚在圖7中從略。
[0207]圖8表示本發(fā)明第三方面中從漿料分離出的固體中除去水的裝置的示意的橫斷面視圖。
[0208]該裝置包括鋼駁船形式的容器。例如，其表示為停泊在湖泊中。[0209]該駁船包括第一部分50，其由側(cè)壁和頂端開口限定。第一部分的底部由包括橡膠織造土工織物材料的濾網(wǎng)51限定。濾網(wǎng)51由結(jié)構(gòu)52支撐。該結(jié)構(gòu)52被表示為框架支撐的交叉條柵的格子，但可以是任何適當(dāng)?shù)闹喂腆w和濾網(wǎng)重量的結(jié)構(gòu)。
[0210]該濾網(wǎng)限定第二部分53的頂部表面，第二部分53被壁和容器49的底板54進一步限定。
[0211]示出了從漿料中除去的固體的供應(yīng)處55。該固體從漿料中除去，例如使用此處描述的或US5656174或W085628中描述的裝置。
[0212]提供了泵組件56，包括由向下延伸至第二部分底部的管58汲取的水泵57，以從中除去水。提供了第二泵59，由第二管66從第二部分頂部汲取以從中除去空氣并相對第一部分降低第二部分中壓力。
[0213]泵57泵送的水可在60輸送以進一步處理，以處理或任何適當(dāng)?shù)倪M一步作用。
[0214]提供漂浮傳感器62用于感測第二部分的水平面。如果其過低，關(guān)閉第一泵67的信號被發(fā)送給控制器63。如果其過高，關(guān)閉第二泵59的信號被發(fā)送給控制器63。
[0215]使用中，過濾的固體通過管道55進入，所以其在過濾介質(zhì)51上形成完整的層。具有觸變性質(zhì)的固體形成剛性的層，不允許空氣通過。在這階段，第二泵59打開以降低第二部分的壓力。結(jié)果，通過過濾介質(zhì)51的來自固體物質(zhì)的水流被加速，并且水在第二部分53的底部收集。
[0216]一旦到達(dá)安全的泵出水平，第一泵57被打開，水從61泵送出以進行進一步處理。
[0217]過程延續(xù)，脫水的固體層堆積在過濾介質(zhì)51上。如果第二部分的水位過高，第二泵59的動作暫時中斷，而第一泵除去過量的水。如果水位下降過低，第一泵被中斷，而水位再次上升。過程延續(xù)直到第一部分50中的固體達(dá)到預(yù)計水平。此時，中斷55的過濾的固體供應(yīng)并繼續(xù)脫水，直到固體層中的水的水平達(dá)到要求的水平。在這階段，駁船可被運走以移除脫水的固體。
[0218]可提供第二駁船，當(dāng)?shù)谝获g船在卸料時，55中的過濾固體流體可以送至第二駁船。
[0219]圖9表示本發(fā)明第三方面中從固體中除去水的裝置的第二實施例的部分的橫斷面視圖。這個實施例的許多方面類似于圖8所示的，并且不再描述。
[0220]然而，可見容器64包括支撐結(jié)構(gòu)65，包括多個I型梁部分，以土工加筋格子形式支撐濾膜66。沉積物67的層在格子66上形成，并被水泵68和空氣泵69在格子下的空間共同作用而脫水。傳感器(未示出)用于檢測容器64底部的水位是否降低到某一水平，以保護泵68。
[0221]本發(fā)明已僅僅通過舉例如上描述，并且例子在本發(fā)明范圍內(nèi)可進行修改，其延伸至所述特征的等同物。本發(fā)明也存在于任何所述的單獨的特征或此處附圖中所示的或暗示的隱含的特征，或任何這樣特征的任何組合，或任何這樣特征變化或歸納。
【權(quán)利要求】
1.一種漿料流脫水裝置，包括: 用于從漿料流中分離出大于第一尺寸的對象的第一分離器，以形成初級處理的漿料流； 至少一個第二分離器，用于接受初級處理的漿料流，并從初級處理的漿料流中分離出大于第二尺寸的對象，以形成次級處理的漿料，第二尺寸小于第一尺寸； 其中，第一分離器包括: 框架組件，包括主支撐框架部分和可移動地安裝在主支撐框架部分上的可移動支撐框架部分； 沿橫向于框架組件長度的方向間隔開的多個篩網(wǎng)支架； 沿框架組件的長度方向延伸并被篩網(wǎng)支架連接和支持的彈性篩網(wǎng)，篩網(wǎng)支架交替地連接到主支撐框架部分和可移動支撐框架部分上,和 位于彈性篩網(wǎng)下方的收集器，用于收集通過彈性篩網(wǎng)的初級處理漿料。
2.如權(quán)利要求1所述的漿料流脫水裝置，其特征在于，進一步包括連接到主框架支架以對其提供驅(qū)動力的偏心驅(qū)動結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的漿料流脫水裝置，其特征在于，其中篩網(wǎng)配置使得其可執(zhí)行“翻轉(zhuǎn)”或“抓取”運動。
4.如權(quán)利要求1至3任一所述的漿料流脫水裝置，其特征在于，其中彈性篩網(wǎng)包括向上彎曲的側(cè)面。
5.如權(quán)利要求4所述的漿料流脫水裝置，其特征在于，其中彈性篩網(wǎng)包括構(gòu)成非垂直、平緩的曲線形狀的向上彎曲的側(cè)面。
6.如權(quán)利要求1至5任一所述的漿料流脫水裝置，其特征在于，其中篩網(wǎng)位于傾斜的方向。
7.如權(quán)利要求1至6任一所述的漿料流脫水裝置，其特征在于，其中收集器包括儲罐。
8.如權(quán)利要求1至7任一所述的漿料流脫水裝置，其特征在于，進一步包括用于接受次級處理漿料流并從次級處理的漿料流中分離出大于第三尺寸的對象的第三分離器，第三尺寸小于第一和第二尺寸。
9.一種漿料流脫水方法，包括: 將漿料流供給到第一分離器，從漿料流中分離出大于第一尺寸的對象，以形成初級處理的漿料流，和 將初級處理的漿料供給到至少一個第二分離器，從初級處理的漿料流中分離出大于第二尺寸的對象，以形成次級處理的漿料，第二尺寸小于第一尺寸，其中第一分離器包括框架組件，其包括:主支撐框架部分和可移動地安裝在主支撐框架部分上的可移動支撐框架部分； 沿橫向于框架組件長度的方向間隔開的多個篩網(wǎng)支架； 沿框架組件的長度的方向延伸并被篩網(wǎng)支架連接和支持的彈性篩網(wǎng)，篩網(wǎng)支架交替地連接到主支撐框架部分和 可移動支撐框架部分上，搖動所述可移動支撐框架組件連續(xù)地傳遞運動到連接于可移動支撐框架部分上的彈性篩網(wǎng)的部分，處理后的漿料通過彈性篩網(wǎng)收集于彈性篩網(wǎng)下方的收集器中。
10.一種漿料流脫水方法，進一步包括將次級處理漿料流供給到第三分離器中的步驟，并從次級處理的漿料流中分離出大于第三尺寸的對象，第三尺寸小于第一和第二尺寸。
11.用于對從漿料中分離出的固體進行脫水的裝置，該裝置包括: 容器，具有第一部分和第二部分，第一部分和第二部分由濾網(wǎng)分隔，濾網(wǎng)被配置以允許水通過但留下固體， 第一部分接受從漿料中分離出的固體，第二部分連接泵組件，該泵組件用于從第二部分中脫水并使第二部分相對于第一部分減壓。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，容器包括水運的容器。
13.如權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于，使用中第一部分位于第二部分上方。
14.如權(quán)利要求11，12或13所述的裝置，其特征在于，過濾介質(zhì)包括織造或非織造的熱塑性土工織物。
15.如權(quán)利要求11，12，13或14所述的裝置，其特征在于，泵組件包括:水泵，用于從第二部分的下部中抽水；以及空氣泵，用于降低第一部分下方的壓力，空氣泵連接第二部分的上部。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，提供根據(jù)第二部分中水位發(fā)出信號的傳感器，空氣泵、水泵的操作或者兩者都依靠該信號控制。
17.—種對從漿料分離出來的固體進行脫水的方法，包括以下步驟: 提供一容器，其具有第一部分和第二部分，第一部分和第二部分由濾網(wǎng)分隔，濾網(wǎng)被配置以允許水通過但留下固體， 將從漿料中分離出的固體供給到第一部分中，以在濾網(wǎng)上形成層， 使用泵組件來使第二部分相對于第一部分減壓，并從第二部分脫水，使得從固體層脫水。
【文檔編號】B01D36/04GK103801151SQ201410001817
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日:2006年2月17日
【發(fā)明者】M.K.霍奇思, L.D.坎貝爾 申請人:源流溶液有限公司