CN102837967A - 颗粒流体输送法 - Google Patents

Abstract

一种颗粒流体输送法，利用液体在含颗粒流体中流动性大、具有浮力和稀释能力的特性，在现有泵送技术的基础上增加一套液体补给回收系统，在输送过程的中阶段性的补入和取回部分液体，使输送过程中的颗粒流体粘稠度阶段性的降低，而在末端输出时又回复到原有的粘稠度，其特征在于：液体补给回收系统由输送装置、始端补入装置、回流管、终端浓缩装置、终端分离装置、动力等主要组件组成，补入装置在始端补入同质液，稀释颗粒流体，终端浓缩装置在终端等量取出同质液送往终端分离装置；终端分离装置分离同质液，将有液态时限的颗粒流组分返回终端浓缩装置，掺入浓缩后的颗粒流中，将无液态时限的颗粒流组分输回始端，进行再循环。

Description

颗粒流体输送法

本发明涉及一种输送法，是对含固态颗粒的流体物质的输送法。

背景技术：

目前，常见的混凝土等含颗粒流体的输送(垂直)方式，已由泵送替代了罐式运送，虽然大大提高了效率，但泵送混凝土含水量过大、使用添加剂多等特点，是其不足之处。

发明内容：

本发明涉及的颗粒流体输送法，是利用液体在含颗粒流体(简称颗粒流体)中流动性大、具有浮力和稀释能力的特性，在输送过程的中阶段性的始末两端分别进行液体的补入和取回操作，从而使输送过程中阶段的颗粒流体的粘稠度和颗粒含量(占比)阶段性的降低，以解决现有泵送运输技术的不足。此法是在现有泵送技术的基础上增加一套液体补给-回收系统，在运送过程的中段稀释颗粒流体，而在末端输出时又回复到原有的配比。

本发明所谓的液体补给和回收，是指在流体物质泵送(或其他设备输送)管道起始端另外补入同质(指与颗粒流体中的液态流体配比相同，即将颗粒流体中的颗粒物质剔除后的剩余的液态物)的辅助流体，或补入对颗粒流体物质性能不具危害性的其他液态辅助流体(简称其他辅助流)，用补入的液体(同质辅助流或其它辅助流)来稀释原先浓稠的颗粒流体，减小颗粒物的相对含量，增大颗粒流体

的流动性和颗粒的悬浮空间，然后泵送较稀的颗粒流体；之后又在输出端收回等量的同质液体(或其他辅助流)，同时进行搅拌和有效成分补入等工作，使流体浓缩回原状；最后再在回收液经过筛选、重分配等工序处理后，将剩余的液体送回起始端，进行同质再配，而后进入下次的循环。如此往复，流程不断循环，形成颗粒流体输送中不间断的实时过程。

所谓同质再配，是指将在输送管道终端取出的液体(含颗粒流原有的液体和输送时补入的辅助流体)经筛分再分配(一部分重新加入到终端浓缩后的颗粒流中输出，另一部分返回输送始端)后的剩余部分重新配制成辅助流的工作。终端取出的液体经筛分再分配后，液体的组成成分和比例发生了变化(既与颗粒流原液不同，也与辅助流不同)，当其回流到始端后，需对其缺失组分或比例进行补足，以便下一次终端筛分时能提供足量的成分补给到浓缩后的颗粒流中输出。

本发明所述的筛分(再分配)处理工序，是指将回收液中不便回输和具有液态存储时限(如某些无机物胶体等)的物质在输出端分离出来，将废弃物分离出去，然后分别处置：将有液态存储时限的物质(组成颗粒流体的某些成分，若处于液态状态时间过长就会失去活性或发生物理化学变化)重新掺入浓缩后的颗粒流体中输出；将没有存储时限(指液态存储时限较长)的液体回输到输送起始端，用于下一次循环。

前述的补入和掺入，是指用专用设备将液态的颗粒流体组成成分(简称颗粒流体组分)，掺入进浓稠(指颗粒含量高或稀释剂含量少)的颗粒流体中；在输送始端补入的是辅助流体(即同质液或其他辅助流体)，而在输出端掺入的是颗粒流体的部分液态组成物(该掺入液，来自于终端的筛分结果，即将筛分出的颗粒流的有效组分在颗粒流输出(到终点)前重新掺入，使颗粒流回复到原有状态<即输送前的状态>，之后再用于工程结构)。

本颗粒流体输送法，主要由动力、输送装置即管道、始端补入装置、终端浓缩装置、终端分离装置等主要组件组成(图1)。输送装置分成终端输送装置、始端输送装置两部分，始端输送装置设在输送泵始端，终端输送装置设在输送泵终端；终端输送装置是设在输送泵尾端并与之连接的装置，是在输送泵尾端向前顺延输送一段距离的装置，终端浓缩装置、终端搅拌机构等设在该输送装置与输送泵的连接端；补入装置设在始端，向拟输送的原状颗粒流中补入辅助流并搅拌均匀，稀释颗粒流，使颗粒物质的含量降低和悬浮空间增大；始端输送装置设在补入装置后与输送泵连接，将搅拌均匀的(稀释后的)颗粒流体由补入装置输给输送泵。

终端浓缩装置(或称析出装置)在终端等量取出(分离出)同质液(若始端补入的是其他辅助流，则需超量取出，然后用分离出的同质液掺入，在输出前恢复到在先的颗粒流状态)，搅拌机构将浓缩后的颗粒流经进一步混合均匀，恢复其配比及其他在先(输送前的性能)的物理性能，然后输出。分离出的同质液用回流管输回始端，回到补入装置，然后再补入到原始的颗粒流体中；由此形成辅助流体补入和析出的循环，通过参与输送泵运送的全过程，改善颗粒流输送时的流动性、减小颗粒流与输送泵管壁的摩擦。

终端分离装置，不是本运送法的必须装置，只在某些特定条件下使用；该装置附设于终端浓缩装置之后，对离析出的混合液进行进一步加工处理；该装置自成体系。

由于不同颗粒流所含组分不同，而有些组分可能存在液态存储时限；同时，又因在末端取出的辅助流，可能含有在始端补入的同质液的一部分，势必造成多次循环，即可能造成部分颗粒流组分超过液态存储时限，而形成颗粒流性能变异；因此，需在终端将这部分有液态存储时限的组分分离出来，在输出前重新加入到浓缩后的颗粒流中，顺浓缩后的颗粒流输出，避免因超时限而失效。

为此，需将终端取出的同质液进行筛分，进一步分离出有存储时限的颗粒流体组成成分(简称颗粒流组分)，然后将颗粒流组分掺入浓缩后的终端的颗粒流体中；同时分离出颗粒物质、固体漂浮物等，为下一步配成同质液做准备。

将筛分后的终端剩余液体输回始端后，因液体中部分组分的缺失，不能直接补入到颗粒流中，需经补入缺失的组分，然后在补入到原始的颗粒流中。

为减轻终端分离装置取出同质液的难度，可在原始的颗粒流中补入浓度较大的同质液(此处所述的同质液浓度，是指液体的材料组成不变化，而各组成材料的占比有所变化，即各组分的相对含量有所变化，比如稀释液增加则同质液变稀等等)，而在终端取出一定比例的混合液(即补入的辅助流和颗粒流原有的液态物质混合，形成新的浓度值，此时对同质液称为混合液)，之后掺入较稀的同质液，或掺入稀释液等，然后经搅拌，形成原设计浓度的颗粒流的状态，然后输出。同理，也可补入浓度较小的同质液，而在终端取出一定比例的混合液，然后掺入较浓稠的同质液，之后经搅拌，形成原设计浓度的颗粒流状态输出。为此，在始端和终端设有同质液存储、补给、分析、调配等装置，随时对始端、终端的同质液的浓度进行调制，然后分别输入始端混合筒和终端掺入装置中。

始端补入装置

始端补入装置，是设在输送始端并将辅助流体(简称辅助流，具体为同质液和其他辅助流两类)注入颗粒流体中同时搅拌均匀的装置(图2)，具体位置设置在输送泵之前；补入装置将颗粒流体稀释，然后输给输送泵输出。

始端补入装置(图20)，主要由辅助流体配制器、颗粒流稀释器组成。助流体配制器，主要由回流液输入管、补充液输入管、辅助流搅拌器、混合筒等组成，回流液输入管、补充液输入管分别将终端筛分后回输的回流液和新配制的补充液输进混合筒，经辅助流搅拌器搅拌混合形成辅助流，同时经搅拌器将辅助流推挤输向颗粒流稀释筒。颗粒流稀释器，主要由辅助流体输入管、颗粒流体输入管、颗粒流搅拌器组成；辅助流体输入管、颗粒流体输入管分别按比例向混合筒内注入辅助流和颗粒流，搅拌器在混合筒内将二者搅拌均匀，输出管将稀释后的颗粒流体输送给输送泵，由输送泵向外输出。

若回输液是同质液(即在输送终端未经筛分的辅助流，配比来发生变化)，则可直接将回流液与新补入的同质液合并，然后计量输入混合筒，省略辅助流体配制器。

终端浓缩装置

终端浓缩装置(简称析出装置)，是指设在输送管末端的分离装置和再混合装置，主要由析出装置、筛分装置、终端掺入装置、搅拌装置、输送推挤装置等组成(图21)。析出装置将部分混合液从稀释后的颗粒流中离析出来，送入筛分装置中(若始端补入的是同质液，则无需筛分，可直接回输到始端的辅助流混合筒中)，筛分装置将原颗粒流组分(称为筛分液；特别是有液态存储时限的组分，必需筛分后输出使用)分离出，输给终端掺入装置中与浓缩后的颗粒流混合，搅拌装置将筛分液、浓缩颗粒流均匀混合，形成原有的颗粒流，经输送推挤装置加力助推，输向终点使用。同时，送入筛分装置将筛分后的混合液的其他组分输送回始端，经始端的辅助流配制器添加缺失的辅助流组分后再用。

离析器

离析器是终端浓缩装置的工作主件之一，它由管状的旋转部件(简称离析筒)和管状的固定构件(具体参后述的助推器)组成(图4-1)，旋转部件和固定构件对接，将颗粒流由旋转构件输送给固定构件的小管中；旋转筒尾端设螺旋形开口，将尾端分割成若干个呈圆环形分布的小螺旋单体，整体呈(未完全开放的)花瓣状，相邻花瓣之间形成小缝隙；在颗粒流由旋转筒传输给固定筒时，因离心力作用和混合液的流动性特性，部分混合液会由小缝隙流出，聚集在固定筒的大直径筒内，而固体颗粒则被挡在小缝隙内，由此形成混合液的析出。

析出混合液的目的，在于在终端取出部分混合液，同时加入筛分得出的筛分液，将颗粒流浓缩恢复到原始状态。终端浓缩装置通过螺旋铰刀的旋转，将稀释的颗粒流吸收收进离析筒后，使之沿铰刀形成的螺旋通道前行，利用铰刀旋转推力使颗粒流在管状体内产生旋转；在离心力的作用下，同质液穿过颗粒间隙，流向管壁部位聚集并部分析出。

分离出来的混合液输进筛分装置，再经回流管输送到始端的补入装置，进行下一轮循环，由此往复循环，连绵不断。

终端浓缩装置，主要由浓缩装置机架、离析筒、动力轴、动力齿轮、螺旋状铰刀、螺旋状清理簧片、压簧轴、导流管、同质液掺入管等组成。

终端浓缩装置，是在助推器构造的基础上增加了螺旋状清理簧片、压簧轴、引流线、导流管、同质液掺入管等设置(图4-2)，并在尾部设置离析缝构造等。

离析筒，是一刚性圆筒，安装在浓缩机架上并相对机架旋转，筒内设铰刀，筒外设动力齿轮、离析缝和清理簧；动力齿轮带动离析筒旋转，离析筒带动清理簧旋转；清理簧安装位置与离析缝对应并部分嵌入缝中，清理簧嵌入离析缝的部位随离析筒的转动而不断变换，形成由上逐渐向下嵌入的往复过程，将嵌入离析缝中的小颗粒重新推回离析筒内，或由上向下推挤到离析筒尾端排出，不使小颗粒堵塞离析缝。

浓缩机架，是承载离析筒、动力轴、压簧轴、导流器、同质液掺入管的刚架，浓缩机架的前后端连接输送管；离析筒通过从动齿轮和动力轴上的主动齿轮啮合获得动力，产生相对转动，在铰刀的推挤下强迫颗粒流产生离心旋转。

螺旋状铰刀安装在离析筒内壁上，旋转筒前端露出一定长度，伸进固定对接端头的小孔筒中，起过渡推进作用；过渡段及其在离析筒的尾段部分的铰刀，其刀面离析筒内部的铰刀有所不同，其刀面逐渐变化，在过渡段呈指向旋转轴心的弧形面，用该弧形面将颗粒流反射回离析筒轴心方向，避免颗粒流在离析筒和固定对接端头小孔之间的对接缝中流出。

离析缝设在离析筒尾端和铰刀螺旋体的间隙对应的管壁上，在一个螺旋圈的间距内，可平行设置多道离析缝。离析缝与铰刀平行设置，目的在于不阻碍颗粒流的滑行移动，若颗粒流中的微小颗粒较少，离析缝可与铰刀成一定夹角，在尾部设多条离析缝。

螺旋状清理簧片(简称清理簧)安装在离析筒外(图4-2)，其内径大于离析筒外径减去一个壁厚的尺度，目的在于清理簧一边与旋转筒筒壁重合时，使对面的簧片与旋转筒隔开一定间距，以利于同质液流出；清理簧是用扁平材料制成的弹性螺旋体，其宽度等于离析筒壁厚，其螺距和簧片数量与离析缝对应；清理簧随离析筒旋转并部分嵌合在离析缝内，在压簧轴的挤压下，不断沿离析缝的旋转方向变换嵌合位置；因压簧轴和离析筒相切，在切点处，清理簧被完全挤进离析缝内，使离析簧内圆面与离析筒内筒面平齐，使流进离析缝内的颗粒被顶出，同时，又由于离析缝是螺旋形的且只有在压簧轴处离析簧内圆面才离析筒内筒面平齐，离开压簧轴的离析缝里的颗粒，是被清理簧斜向下(图4-1)推挤的，随着清理簧与压簧轴切点位置的不断变化，颗粒会被一直斜向推挤移动，直到离析筒尾部脱落出去；清理簧没随离析筒旋转一周，就对离析缝清理一次，能保证离析缝始终畅通，不会因颗粒阻塞而影响同质液的析出。

清理簧在压簧轴处堵住离析缝，同质液不能流出；压簧轴对面的清理簧脱离了离析缝，形成同质液的流出通道；压簧轴两侧，清理簧半嵌在离析筒壁上，形成凹槽，是同质液的储放空间。

若一个离析筒上设多个清理簧时，为保证各簧片相对位置稳定，应在清理簧上、下两端设连接环(图15)。

压簧轴是一刚性轴，外设可相对旋转的套筒，它与离析筒平行并(常规情况下)外切(当清理簧上端设固定连接筒时，之间留出一个连接筒壁厚的间隙)，离析缝和清理簧嵌合的部位被簧片封堵住，而嵌合部位对面的离析缝处于通透状态，使同质液在通透部位析出。压簧轴安装在机架上，它(或压簧轴套筒)可相对机架旋转。

辅簧轴，其形制与压簧轴相同，目的在于辅助压簧轴，使清理簧在固定的圆心上旋转；区别在于相对于旋转筒的位置不同，压簧轴(或压簧轴套筒)与旋转筒外切，而辅簧轴则与旋转筒保持一定距离，它只与清理簧外切，它和压簧轴形成清理簧上的两个切点；一个终端分离装置上至少设一个辅簧轴。辅簧轴的位置确定后，离析筒析出混合液的主要部位也随之确定(在压簧轴的对面)，可针对性的设置离析液的输出口。

搅拌器，颗粒流经离析筒的旋转又再经析出同质液后，颗粒流被浓缩，但因旋转状态的颗粒流中的同质液富集于离析筒筒壁处，同质液析出后，造成中心区域和周边区域的同质液含量不均，同时，新掺入的离析液或稀释液又聚集在输入口处；因此，还需在离析筒后部设搅拌器，将浓缩后的颗粒流和新掺入的离析液搅拌均匀，形成原有的配比状态，然后再输出。搅拌器(图4-3)设在离析筒尾部下方，随离析筒旋转。

导流器，主要由管道、析出液收集装置(桶状容器)、动力泵组成(图4-1)。用一个密闭筒套接在离析筒尾部收集自离析缝流出的同质液，然后用导流管将同质液输向终端分离装置或始端补入装置，经终端分离装置分离出离析液(回复颗粒流原有配比的组分)，再经导流管输回，导流管与穿过离析筒轴心的同质液掺入管对接，将离析液送到搅拌器所在部位掺入。离析液的掺入，也可通过固定端接头的小直径管段导入；这样，混合液的导出和离析液的掺入都在固定端接头一个部件上完成。若使混合液析出的量大于导出的量，则密闭筒里的液体压力可对离析筒和小直径固定筒之间的接头起到封堵作用，可起到避免颗粒流在对接缝处逸出的作用。动力泵，是自析出液收集装置吸取同质液，输向终端分离装置，然后再将分离后的液体分别输向同质液掺入管和始端补入装置的输液泵。

同质液掺入管，是穿过离析筒铰刀轴心的刚性管，安装在浓缩机架上，将分离出的颗粒流组分重新注入浓缩后的颗粒流中，然后经搅拌器搅拌均匀，形成原配比的颗粒流。

助推器

助推器，是助推颗粒流体的旋转推进装置(图3)，安装在终端分离装置之后，因浓缩后的颗粒流体在管道内的流速衰减较快，若终端分离装置至堆放点(或使用点)距离较长，中间需加助推器，给行进中的颗粒流补充推力，保持一定流速，同时也进行了再搅拌，可增强颗粒流的流动性。

助推器，主要由两端的助推器机架、固定对接端头、软轴、筒轴、吸入和推进铰刀、旋转筒、动力齿轮组及其他构造组件组成。

筒轴安装在骨架上，可相对机架旋转，筒轴上安装动力齿轮，筒轴内套接软轴；固定对接端头同定安装在机架上，轴心线与筒轴平行；旋转筒安装在固定对接端头内，并相对同定对接端头(简称对接端头或对接头)旋转，旋转筒外壁安装从动齿轮，桶内壁安装铰刀；推进铰刀是螺旋状铰刀体，两端露出旋转筒一定长度，利用旋转力向前剪切推进颗粒流；对接端头由三个内径不同的圆管组成，小直径管连接输送管，中直径管内套接旋转筒，形成对接；小直径管、中直径管之间是大直径管，大直径管与小直径管之间用环状板连接在一起，大直径管段相对中直径管形成环形槽，形成阻挡(逸出)的混合液流向轴承方向的堑壕，同时也是收集和排出混合液体的槽沟，安装在旋转筒上的挡环设在该槽中，阻止混合液沿旋转筒外壁流动并利用旋转力甩出，使混合液积蓄到环形槽中；对接端头安装在机架的预设安装孔里；动力主动齿轮啮合从动齿轮传动，从动齿带动转筒旋转，进而带动筒内铰刀旋转，铰刀则利用旋转力从前端的端管处吸进颗粒流体，然后利用轴向推进力加速颗粒流并推向前部的输送管，实现对颗粒流的助推加速。

固定对接端头上除设有防漏构造和组件外，还设有流浆口构造(图19)，在旋转筒上设离心环等构，造防止接头处洒漏的细小颗粒或同质液侵蚀轴承等构件，离心环利用旋转力将其甩出，经流浆口流出。流浆口上设舌片，刮除挡环上粘附对混合液，并导出流浆口。

将若干助推器串联使用，共用一个软轴提供动力，可保持各推进器对颗粒流的加速功效相等，同时保持与终端分离装置推出颗粒流体的流速相等。若干助推器间隔安装在同一条管道上，就形成了以推进器提供推动力的输送管道。

终端分离装置

当同质液中含有有液体存储时限的颗粒流组分时，在这部分组分中会有一定比例的组分经若干轮循环后仍不能退出循环体系，由此会造成这部分组分因超时限而失效。因此，需要用终端分离装置将其分离出来，然后，在输送管尾部重新掺加到浓缩后的颗粒流体中。

终端分离装置，游离于终端浓缩装置之外，是对浓缩装置所提取的混合液进行进一步分离和再分配的装置，分为物理终端分离装置和电化学终端分离装置两类。

电化学终端分离装置，是利用混合液的某些组分的带电性或极性的特点，用电场或磁场将其聚集、分离、提取或导出的装置。

物理终端分离装置(图5)，主要由动力机构、机架、上下筒、涡流搅拌(发生)器(图5-1)、过滤装置、输液管、输浆泵等组成。

动力、动力轴，是运动部件，为终端分离装置提供和传递运行动力；机架，是动力、动力轴及机械齿轮组等机械机构的支架，以上下筒为支撑设置；涡流发生器将下筒(或上筒)里的混合液搅拌旋转，形成以筒轴心为中心的涡流，分离混合液里的颗粒物、漂浮物等；过滤装置主要用途分为两种，一种是液体过滤，另一种是漂浮物过滤；液体过滤是利用过滤网(或滤纸等)将混合液里的稀释剂等物质分离出来；漂浮物过滤，是用过滤网将混合液里的漂浮物过滤出来。

常规组合方式：机架安装在上桶(图5-2)内，上桶套接在下桶

里，两者活动连接；涡流搅拌器安装在上桶的底部，上下捅连接后涡流搅拌器搅动下桶里的混合液旋转，形成三维水流；过滤装置和输液管设在上桶里，下桶里的涡流通过上桶底部的开口进入上桶，流经过滤网后过滤后的混合液进入上桶桶底部位，由输液管导出复用。下桶里的涡流将重质的组分聚积在桶中心部位，用下桶输液管导出复用(图22)

上桶底处于下桶液面位置，在下桶液面形成涡旋流时边缘液体能流进上桶中；涡流搅拌器和混合液导管安装在安装架上，涡流搅拌器伸进下桶里(边缘部位)搅拨液体，使边沿部位的混合液旋转流动，带动整体下桶混合液旋转，形成三维水流；导管对应搅拌器输入，将浓缩装置析出的混合液导入下桶里；上桶的桶底是锥面，桶底沿径向开一条形口，供上表面涡流流进；锥面桶底之上是篦式板面或其他过滤层，靠近桶底板；下桶液体通过该开口流进上桶的篦式板面里，液体在通过篦式板面渗透到锥面桶底时，漂浮物被篦式板面上铺设的过滤材料过滤；桶底开口的两侧面和被对涡流旋转方向的一侧设挡板，阻挡进入上桶的液体顺开口再流出。涡流旋转的混合液，因各组分的容重和流动性不同，形成不同分层；根据混合液旋转立体流的分层情况，分别设导管于不同区域，可导出不同容重类别的混合液组分；一般情况下，重质液体输液的导出管安装在下桶底部，对应中间部位输出重质液流；轻质液流的导出管设在上桶底部。

终端分离装置，根据排沙漏斗原理和颗粒流体组分的溶解度、溶液容重及流动性的不同，将输进下筒里的同质液搅动使之旋转形成三维水流后，使大容重颗粒沉淀、使大容重液体聚集在圆桶中心、使小容重液体与大容重液体分离并聚集在下捅的上部区域、使漂浮的颗粒或杂质漂浮在表面；涡流使不同材质的颗粒流组分分离并聚集在不同区域，然后分别在对应区域设置相应装置：在底部设置颗粒沉淀池、上部设置漂浮物进入上桶的收集网、在中心设置大容重析出管、在上桶设置轻容重液体析出管；经分离后，将沉淀池里的颗粒回收重用、将漂浮颗粒或其他杂质另行处理、将含有液态存储时限组分的液体输回终端分离装置、将含不含液态存储时限组分的液体输回始端补入装置。

涡流搅拌器由上桶伸出，插在下桶边缘部位；主要由动力轴、叶片、导向墙组成，叶片安装在动力轴上，挡墙安装在下桶底上；下桶壁和挡墙之间形成狭小通道，把搅拌器夹在中间，在动力轴带动下旋转搅拌，叶片推拨液体旋转流动，挡墙则使液体由狭小通道的后开口流向前开口，造成沿着下桶壁定向流动的大涡流；在涡流作用下，重质液体和颗粒会逐渐向中间积聚，轻质液体则在边沿和上部流动，同时，漂浮物也会漂浮在液面上，形成分区。

对于有些物质组成的难以分离的悬浮液，若上桶的分离效果不明显，可在上桶另设导出机构，将进入上桶的悬浮液移出，在外设装置里在进行专门的分离。

吸收线分离装置

当混合液中含有粘稠液体，或离析出的混合液较少时，或通过导流管输送较为困难时，或终端浓缩装置频繁改变方向，使桶的腔室难以接收析出的同质液时，可采取用吸收线在桶状(腔室)容器上先蘸取同质液，随后顺导流管输入终端分离装置，然后再进行专门分离的方法；吸收线是在终端浓缩装置和终端分离装置之间循环的闭合线，在终端浓缩装置的滤网上缠绕获取混合液，然后运送至终端分离装置分离出不同组分，终端分离装置分离吸收线上的同质液的过程，实质上也是清洗吸收线的过程；吸收线连续的进入终端分离装置，同时又连续的输出，形成连续的分离清洗过程。

吸收线分离装置，是在终端分离装置的基础上增设吸收线装置、清洗装置、甩干装置诸工作单元，并以各单元之间的相互协作而形成完整分离功能；按分离动作的不同，将分离法归类成旋转法(图6)、摆动法(图7)、旋摆法(图8)、缠绕法(图13)等；各法均通过通过强迫吸收线在下捅内运动，涮洗吸收线，将同质液分离稀释、清洗和替换出离析液混合液来，达到分离目的，此过程，也是吸收线被清洗的过程。

终端分离装置，主要由动力、动力轴及齿轮、安装架、上筒、下筒、过滤装置、旋摆(旋转)清洗装置、甩干装置、液体吸收线等组成。

液体吸收线是联通离析筒和终端分离装置之间同质液传递的软线或软带，具较好吸收能力，能吸收并蕴含同质液；软线以原终端分离装置的输液管为导路，穿入其中，缠绕在终端浓缩装置和终端分离装置之间，形成闭合循环；液体吸收线缠绕在离析筒外设置的网罩上，蘸取析出液，并不断循环，然后经(穿过)导管输送至终端分离装置。

吸收线在终端分离装置里，首先经冲洗、涮洗等工序，将同质液分离出来；然后，再对桶里的同质液进行分离并重新分配；最后再将吸收线甩干，由终端分离装置输回离析筒，进入下一轮循环，以此往复。

旋转法既是将同质液分离出来的基本方法，也是吸收线的甩干方法，均以吸收线的离心旋转为基础理论模型，在离心力的作用下，线中蕴含的液体被离心甩出；先将吸收线输至上桶，然后再强迫其做圆周运动，甩出蕴含的液体。

同质液分离和甩干技巧，可组合使用；分离同质液的方法，也适于甩干，对于粘合力较强的同质液的分离时，可采用涮洗、甩干、再涮洗、再甩干等反复组合的方式进行。若用于分离同质液时，先将吸收线里的大部分同质液甩出，再进入下捅进行涮洗；若用于甩干时，可重复甩干；同时，还可采用设置导轮(图10)等方法，将吸收线折叠成多股后在进行涮洗或甩干，增加吸收线被涮洗或甩干的时间及其长度，提高效率。

旋转法

旋转法及其后述的涮摆法、旋杆法、缠绕法，均以吸收线为同质液的传导载体，改变了前述的终端分离装置以导管取出、输送和分离同质液的方式；先用吸收线在离析筒处蘸取并带出同质液，然后再在分离装置里分离同质液；旋转法分离装置，仍采用涡流分离原理，其区别主要在于下捅里的涡流是由搅拌装置和旋转架共同推动而形成，同时，上桶与下捅间隔距离也较大，同质液的分离工作全在下桶内完成。

旋转法，是在安装架上对应着上桶、下桶空间分别设置旋转架，并在旋转杆端部设套环或挡钩，将吸收线自下桶中心引入，然后上引并穿过套环，再由套环上引并穿进旋转架筒轴(下轴)的筒孔中，经此孔向上桶抻进过渡；进入上桶后，先从上旋转架的筒轴(上轴)穿出，再使吸收线顺旋转杆走向穿进端部套环中，然后再由套环引向并穿进上桶盖上的输出孔，走完涮洗和甩干的全程路线图。

上、下桶里的旋转架同步同角速度旋转，吸收线由套环牵引着作圆周运动；在下捅，将吸收线里的同质液涮洗出(或置换)出；在上桶，是将线里蕴含的液体甩出，使线变干净。虽然吸收线在上桶和下捅中作圆周运动，但因套环孔径较大，吸收线可自由滑动和相对旋转，不会对吸收线形成扭转，故在此过程中吸收线并不发生扭转；同时，为避免吸收线在上下捅过度处拧转，可在安装架上设防拧装置，例如另设一固定在安装架上的小筒，使小筒穿过筒轴孔，吸收线自小筒孔中穿过就不会扭转；也可在安装架上设切别构造(即卡线构造)等，防止吸收线拧转。

吸收线分离装置的搅拌器，安装在在上桶，并由上桶伸进下桶里；在搅拌器动力杆上设毛刷，毛刷可通过干刷、湿刷两种方式扫除吸收线表面的颗粒或其他附着物，叶片则制造脉冲水流冲刷吸收线，使吸收线里蕴含的同质液分离出来，实施初级分离。

吸收线从下桶口引入，靠近动力杆抻向下方，在桶底，经转向轮后折向中心的吸收线穿孔中，然后进入悬置在下桶中心的涮洗筒中。

吸收线在下桶分离出同质液后，由下捅中心处的筒轴孔引向上桶；在上桶以同样的方式旋转，蕴藏在吸收线里的液体在旋转离心力的作用下被甩出，从而实现甩干目的。

网罩，是一网孔状硬质筒(图11)，与压簧轴外切，借助压簧轴的支撑向清理簧提供挤压力；吸收线缠绕网罩上，蘸取透出网罩外的混合液，然后输往吸收线分离装置处理；吸收线随网罩的旋转而不断缠进和解脱，形成围绕网罩的循环；离析筒及清理簧内切于网罩中，并相对滚动(纯滚动)旋转，离析筒上甩出的同质液透过网孔流出。

涮洗捅，是在下桶中悬空设置的另一圆桶，安装在下捅的底板上方，旋转杆在涮洗桶内旋转，对吸收线中蕴含的同质液进行再分离；涮洗筒下方和捅外范围空间，是以搅拌器造成的涡旋流的运行空间，功能同前述的终端分离装置；涮洗筒中涮洗掉的颗粒和同质液中的大容重组分，经涮洗筒下方的穿线孔流进下捅。因吸收线在涮洗筒内回转形成锥面，同时也是颗粒物向下流动的需要，涮洗筒桶底设成锥面为宜。

过滤池，是设在涮洗桶桶口的环形槽，横截面呈U形，在开口设过滤材料，过滤漂浮物和颗粒物，过滤池下方设输液管，将过滤后的液体分配给外设的其他处理装置或再直接输到吸收线穿入口处补回涮洗桶内，同时在末端开吸收线穿入口，使吸收线顺输液管进入涮洗桶，使吸收线内蕴含的同质液得到稀释；涮洗桶内的液体在旋转杆的旋转搅动下，形成三维涡旋流，边缘处较高液位的液体溢进过滤池，过滤材料对溢进的液体进行过滤。

偏心甩干装置(图9)，是在上桶安装架和桶口各设一个偏心齿轮，在偏心孔上设穿线筒，穿线筒用滑杆约束其转动，穿线筒用轴承安装在偏心齿轮上的偏心孔里；偏心齿轮转动带动穿线筒旋转，滑杆约束穿线筒转动，轴承化解掉旋转扭力；上下偏心齿轮同步同向旋转，带动上下穿线筒以偏心齿轮中心为中心旋动。

吸收线自下穿线筒引出，然后再穿进上穿线筒输出；随着上下穿线筒的同步旋动，吸收线开始做圆周运动，蕴含液体的吸收线因离心力作用逐渐向外甩出，增大了吸收线最外端(线段)的线速度和离心力，液体因离心力作用被甩出，从而达到甩干目的。

为使上下穿线筒之间的吸收线易于甩出，可设一配种环套在吸收线上，因配中环质量较大更易甩出；同时，因配重环是个薄片且质轻，在不与桶壁摩擦的前提下，不会对吸收线形成扭拧。

若将配重环设成磁性环，同时在桶壁上设对应的导磁环，使二者具有相吸引作用，不但配重环易于甩出，而且还能确定环的悬空位置(竖直方向位置)，进而可保证和控制吸收线的弯折位置。

同时，偏心甩干装置的上下穿线筒里要设卡线装置和吸收线运行控制装置；卡线装置，用以防止吸收线在离心力的作用下过渡甩出，使配重环接触和摩擦桶壁，造成拧线；吸收线运行控制装置，用以防止吸收线在上、下桶里的线段存量发生变化，保证吸收线的最大线速度和离心力。

卡线构造，是防止吸收线旋动过程中拧转的构造(图12)，是利用两个可相对运动的部件，挤住吸收线。

吸收线运行控制装置，控制吸收线运行速度的方法很多，但以吸收线垂直穿过两条间距较小的平行轴最为简单；使其中一轴的转速恒定，即可实现吸收线运行速度稳定，进而保证了吸收线进入和穿出上(下)桶的数值相等。

在图9所示的偏心旋转装置上，若吸收线甩出的长度(筒轴到配重环的距离)大于筒轴到偏心齿轮中心的距离时，可能吸收线不产生旋转；因此，启动时需要缩短长度，待正常旋转后再释放吸收线，使其获得最大线速度和离心力(图16)。

冲洗装置，是在上桶与下捅之间向吸收线上淋浇低浓度液体或稀释液的装置(参见图7附图说明)，由软管、液泵等组成。

吸收线进入下桶后，其蕴含的同质液需要用稀释液置换出来，将分离出的有存储时限的颗粒流组分重新掺进浓缩后的颗粒流中，无存储时限的颗粒流组分一部分作为下捅里的稀释液，用液泵抽出，将其输给上下捅之间的吸收线，沿吸收线向下流动，进一步冲洗吸收线上的残余的具存储时限的颗粒流组分。

冲洗装置的液体，一部分来自下桶分离出来的稀释液和上桶甩出的稀释液，另一部分来自新补入的稀释液。新补入的和上桶甩出的稀释液，经导管引流直接冲洗吸收线。

涮摆法

涮摆法，是改变前述的旋转法分离同质液的方式，使吸收线在下捅里摆动分离同质液的方法。将旋转法里的下捅旋转架改为偏心旋转装置和绕线架，使缠绕在绕线架上的吸收线在下捅力摆动，增加吸收线在下捅里的停留时间和浸泡长度，更彻底的分离同质液。

涮摆法的过滤装置有所变化，将下桶分割成含颗粒区、无颗粒区、漂浮物区，采用同桶分区和渗透的方法过滤；无颗粒区与含颗粒区、漂浮物区分割开来，中间设滤网和过滤材料，使无颗粒液体渗透，阻止颗粒材料进入；漂浮物区和含颗粒区在上部(液面)范围分割，利用漂浮物随液体表面漂浮移动的特点，沿液体流动的方向设围栏，将漂浮物包围其中，或引导至专门处理区。

涮摆法的绕线架随偏心轮的旋摆，一方面增加了吸收线接触水流的冲击力，使同质液更易于析出；另一方面，摆旋的绕线和线架又能搅动下筒液体，使之产生涡流，达到分离同质液组分的目的。

涮摆法，设滑杆约束绕线架，使之旋而不转；滑杆的一个端头端安装在设在上桶壁上的铰轴上，滑杆中间安装滑块，滑块沿滑杆滑动；滑块和筒轴固定连接，滑杆通过约束滑块的转动，进而约束下筒轴和绕线架的转动。

吸收线顺动力轴引下，经下捅转向轮的导向引至绕线架下，然后缠绕绕线架，最后在绕线架中间部位引出，穿入下筒轴，转入上桶甩干。

旋杆法

旋杆法，是在摆动法基础上以旋动摆杆取代绕线架，将吸收线缠绕在摆杆两端的线轴上，同样具备分离功能和甩干功能。

旋杆法的摆杆，上端安装在固定的旋摆转动连接副上，下端的旋摆转动连接副安装在偏心齿轮上；旋转轴承安装在旋转连接副里，偏心齿轮转动，带动旋转连接副旋转，旋转连接副带动摆杆旋摆；上端的旋摆连接副约束摆杆的转动，下端的旋转轴承化解掉下旋转连接副给摆杆带来的扭力，使摆杆只旋摆不转动，保证吸收线不被拧转，同时也保证了吸收线穿入口的位置固定。

吸收线，从固定旋摆连接副端进入摆杆的绕线轮，顺摆杆引向摆杆另一端头的绕线轮，吸收线绕两端的绕线轮若干圈后，再从固定旋摆连接副端的绕线轮上引出，完成分离清洗或甩干的过程，实现分离和甩干。吸收线来回缠绕，增加分离洗涤或甩干的时间。

缠绕法

缠绕法(图13)，是在旋转法基础上更换旋转装置而形成，是利用旋转筒和循环轴的缠绕组合实现稀释、分离和甩干，适宜高速旋转要求和吸收线缓慢运行的情况。

缠绕法的旋转装置，主要由旋转筒、循环轴、循环轴驱动装置、动力(齿轮)、安装架、导向轮及安装构造部件组成。旋转筒和循环轴分别接入不同动力，各自独立运转，两者旋转方向相反，角速度数值相同；旋转筒安装在上桶机架上，旋转筒下端插入下捅中；循环轴由驱动装置引出穿过旋转筒，自下捅转向到上桶，再转向回到驱动装置，形成闭合回。

吸收线先经缠绕循环轴，然后转移到旋转筒的转向轮上，经转向轮导向后，缠绕下端旋转筒，再经导向轮导向，在旋转筒内部由下向上穿出，又经导向轮导向后开始缠绕上部旋转筒，最后从旋转筒转向再次缠绕循环轴，再由循环轴上端解脱出来。在吸收线引入端，循环轴和旋转筒的等值反向旋转，使缠入循环线的吸收线不断被旋转筒解开，并随旋转筒旋转，再经导轮的导向由下端过渡到上端；在上端吸收线经导轮导向，再次缠入循环线，旋转筒牵引吸收线不断缠入，同样因两者的等值反向旋转，循环线则不断将吸收线解脱出来，输出后重新使用；吸收线从缠入端缠上循环轴，到输出端解脱出循环轴，只是吸收线的弯折卷曲，设有发生旋扭。循环轴的轴向运动，使吸收线的缠入点和脱出点位置不变，保证了输入、输出口的位置不变。吸收线在旋转筒下端过渡到上端的过程中，随旋转筒旋转，达到稀释、分离、清洗同质液的目的，同样在上部的旋转达到甩干的目的。

缠绕法循环线的循环方法

吸收线缠绕在循环轴上，由下桶至上桶过渡循环，作各种运动，是将蕴蓄的混合液析出并使自身获得清洗的过程；此过程中吸收线先缠绕循环轴进入下桶，最后在缠绕循环轴脱离上桶；循环轴的环形循环和循环轴截面的轴向转动，使吸收线在下桶的缠入点和上桶的脱出点不发生变化，同时也不发生吸收线的扭转和沿循环轴的缠绕叠压。位于上下筒里的循环轴以固定速度沿固定方向轴向运行，同时旋转，有内循环和环形循环两种类型，具体表现为三种形式：

一：两端悬吊循环

两端悬吊循环轴，是内循环类型；主要由悬吊循环替代前述的环形闭合循环，以减小终端分离装置的构造体积。悬吊循环的构造，由动力齿轮、旋转架、调速齿轮、柱轮、环形(扇形)齿轮盘、锥形齿轮、齿轮轴、环形循环线、调位轮等组成；扇形齿轮和旋转架安装在与上桶固定连接的机架上，各自独立旋转；柱轮、锥形齿轮安装在齿轮轴上，齿轮轴安装在旋转架上；锥形齿轮与扇形齿轮啮合，旋转架转动带动齿轮轴以垂直穿过扇形齿轮中心的轴线旋转，锥形齿轮在扇形齿轮的拨动下带动齿轮轴旋转，齿轮轴带动柱轮旋转；调速齿轮以机架为支撑，啮合并驱动扇形齿轮旋转；若扇形齿轮不动，旋转架的旋转速度和齿轮轴的旋转速度成固定比数，若扇形齿轮转动方向与旋转架同向，则齿轮轴的转速减缓，若扇形齿轮转动方向与旋转架反向，则齿轮轴的转速加快，因此，通过调整扇形齿轮的转速，可以调节齿轮轴的转速。

上述悬吊循环的构造设在旋转筒上端，下端设没有驱动和调速的柱轮与之对应，若干条(3条以上)环形循环线穿过旋转筒中心，两端分别套在旋转筒上下两端的柱轮上；柱轮旋转，带动循环线上下循环。

二：缠绕驱动环形循环

缠绕驱动环形循环，是以软轴缠绕并悬吊循环轴，使循环轴产生环形循环和循环轴截面的轴向转动(图18)

三：机械旋扭环形循环

机械旋扭环形循环，是在上下桶两端设驱动装置，将循环轴缠绕在驱动装置的横向扭转轴上，同时该轴又产生轴向旋转，驱使循环轴产生环形循环和轴向扭转(图17)。

多条循环线进入旋转筒之前，再经调位轮调整各线相对位置，使分别使同向上行或下行循环的单枝循环线处在同一区域内(图14)，使通过上行线(或下行线)截面各点画出的圆包围下行线(或上行线)的圆；如此，处于外圈的循环线的回转面形成柱面，该柱面不断单向上行或下行；由此形成可以替代前述缠绕法里的环形闭合循环轴。

附图说明：

图1：是颗粒流体输送法的系统图，表示辅助液循环系统与输送管道并行，在始端补入同质的辅助液，在末端取出等量的同质液。

1.1代表原始状态的颗粒流体的存储箱；1.2代表上端竖直管道里的辅助液补入进原始颗粒流中，并经搅拌均匀；1.3代表输送管道，输送稀释后的颗粒流；1.4代表助推器，助推器向管道中的颗粒流补充动力；‘8’字形构件，表示推进铰刀或输送泵推进器；1.5代表终端浓缩装置；1.6代表搅拌装置；1.7代表输送管的终端，管内的颗粒流已经回复到原始状态；1.8代表同质液回输管，将终端取出的同质液送回始端，重新补入原始颗粒流中，进入新一轮循环；1.14代表同质液补充装置，将在终端损失的同质液等量不足。

图2：是增加了终端分离装置和始端配比装置的颗粒流体输送法的系统图，是在图1的基础上改进而成。终端分离装置将取出的混合液进行分离，将不便回输和有液态存储时限的物质分离出来，然后分别处置，将有存储时限的物质重新掺入浓缩后的颗粒流体中输出，将废弃物、颗粒物、漂浮物分离出去，将没有存储时限的液体回输到输送起始端的重配装置中。始端配比装置(或称重配装置)，重新添加回输液中组分缺失的组分及数量，配置成同质液，然后再补入原始颗粒流体中。

1.9代表具有液态存储时限的液体的输入管，将颗粒流组分掺入到浓缩后的颗粒流中；1.10代表终端分离装置上的漂浮物分离口；1.11代表端分离装置；1.12代表经终端分离后，剩余液体的回输管；1.13代表重新配置装置；1.15代表重新配置装置、原始颗粒流装置、同质液存储装置的原料输入口；1.16代表终端分离装置的沉淀颗粒输出口。

图3：是助推器沿轴向剖面图；助推器由机架、旋转筒、螺旋状铰刀、固定对接端头、从动轴、动力轴(筒轴)、动力齿轮、软轴等组成。

螺旋状铰刀安装在旋转筒内，两端均有露出；旋转筒安装在两端的固定对接端头内，二者相对旋转；对接端头固定安装在机架上，对接端头在两头与输送管固定连接；软轴穿过动力筒轴，二者紧固连接，传递动力；筒轴安装在机架上，相对机架转动；筒轴上的动力齿轮与旋转筒上的从动齿轮啮合；软轴带动筒轴转动，筒轴带动动力齿轮旋转，动力齿轮驱动从动齿轮转动，从动齿轮带动旋转筒旋转，旋转筒带动铰刀旋转，铰刀将颗粒流铰进旋转筒内，然后在沿流向推出。

3.1代表对接端头；3.2代表溢浆孔，在铰刀吸进或退出颗粒流的过程中，会有少量浆液流进旋转筒和对接端头之间的缝隙，当浆液流到离心片上时，会被离心片的旋转甩出，通过该孔流出对接端头；3.3代表铰刀片；铰刀片伸出旋转筒后，因失去轴向支撑容易变形，因此应在其外圆面或内圆面设置筒状肋，肋与刀片垂直，形成‘T’形截面构造，增强刀片的轴向刚度；3.4代表助推器的机架；3.5代表筒轴；3.6代表筒轴轴承的固定件；3.7代表将软轴与筒轴固定紧固的连接件；3.8代表软轴；3.9代表离心片；3.10代表旋转筒；1-1、1-2、1-3、1-4分别代表不同部位的轴承；2-1、2-2分别代表动力齿轮、从动齿轮。

图4：表示终端浓缩装置(由图4-1、图4-2、图4-3组成)。

图4-1是综合体的轴向剖面图；表明浓缩装置是在助推装置的基础上发展出来的，是将助推装置的一个固定对接端头改进，形成容纳混合液的腔室；同时，将旋转筒的尾端设平行于铰刀的螺旋缝(离析缝)，并在离析缝上嵌套清理簧；并且，在清理簧外设平行于旋转筒的压簧轴和辅簧轴。

4.1代表环形液体封，将分离出来的混合液封闭在腔室4.2中；4.2代表腔室；4.3代表离析缝；4.4代表混合液输出口。

图4-2是为阐述旋转筒、清理簧、压簧轴三者关系的局部构造的轴向剖面图；表示在旋转筒下部开与铰刀平行的离析缝4.3，清理簧4.5半嵌套在离析缝4.3中，旋转筒3.10带动清理簧4.5旋转，旋转筒和清理簧同时相切于压簧轴4.7上，辅簧轴4.6只与清理簧4.5相切，辅簧轴4.6辅助压簧轴4.7将清理簧4.5挤进离析缝中。

4.8代表清理簧和旋转筒在与压簧轴相切，在切点对面清理簧和旋转筒之间露出缝隙，该缝隙是混合液的流出口；4.9代表颗粒流组分管道的穿入孔。

图4-3是局部显示搅拌器构造的轴向剖面图；搅拌器设在固定对接端头处，颗粒流浓缩后被铰刀推挤至固定对接端头处，通过输液筒4.12将分离出的颗粒流组分输送到此处，经开口4.10流出，再经搅拌齿4.11搅拌后，由端头铰刀推出。

图5：表示终端分离装置(图5-1、5-2)，该分离器是图2中的装置1.11表示的机构。

图5-1表示终端分离装置的圆形下捅5.2，中部设沉淀池5.7，中心设穿过桶底露出一定高度的重质液体导出管5.1；涡流引导挡墙5.6靠近筒壁设置，两者之间形成狭小通道，由上桶插下的搅拌器夹在该通道内；混合液接入管在狭小通道范围接入。

动力轴5.5带动搅拌叶片5.3、毛刷5.4旋转，周围的混合液在搅拌器的作用下形成小涡流，挡墙又将小涡流引导成沿筒壁移动的水流，然后形成沿筒壁旋转的大涡流；混合液输入管5.13设在搅拌器附近，若采用泵送输入等大流速液流，则可考虑其形成大涡流的能力。

图5-2表示终端分离装置的圆形上捅5.10，上捅的桶底是锥形面5.12，距桶底一定距离设篦式隔层板5.9，隔层板上设过滤材料；动力及安装机架设在桶底靠边部位，捅口设盖板5.15，桶底设轻质液体输出管5.14；锥面桶底和篦式隔板均设条形开口5.11，使下桶涡流流入。

5.8代表动力安装架；5.16代表挡墙；5.17代表漏液口，若有重质液进入上桶，就会透过篦式隔板流向锥体底部，在漏液口流回下桶。

图6：表示用旋转法分离混合液的装置；吸收线经搅拌器初步洗刷之后，进入下桶中心区域，在旋转杆的牵引下做圆周旋摆，其蕴含的混合液被稀释液稀释或置换出来，然后进入上桶甩干复用。旋转杆和吸收线的旋转运动配合搅拌器，使下桶稀释液形成涡流；边缘部位的液体因液位较高溢进过滤池，稀释液渗透滤材料后流进U形槽内，然后由液泵抽取后，送至吸收线处，顺吸收线由上向下浇，进一步冲洗吸收线。

3-1.1代表叶片；3-1.2代表毛刷；6.1代表旋转杆；6.2代表导向轮；6.4代表输液管；6.5代表过滤池；6.6代表下桶；6.7代表安装架；6.8代表上桶；6.9代表上旋转杆；6.10代表盖板；6.11代表输出口；6.12代表盖板毛刷，以毛刷再次蹭刷吸收线；6.14代表导轮、导向管或其它导向装置，以该装置保障吸收线在桶底的引入位置不变；6.13代表液泵；6.15代表吸收线。

图7：表示用涮摆法分离混合液的装置；吸收线经搅拌器初步洗刷之后，进入下桶中心区域，先缠入绕线架，在由绕线架脱出，然后进入上桶。

绕线架在滑杆的约束下，只以偏心轮中心旋转摆动，不做自转，不会扭转吸收线；同时，绕线架的定向旋转摆动又配合搅拌器形成涡流，分离混合液。

7.1代表上桶；7.2代表下桶；7.3代表过滤装置，该装置采用等液位渗透的过滤方法分离混合液；7.14代表输液管，经过滤分离出的稀释液通过输液管导向设在下桶里的储液池7.16，再设3-2为筒轴，筒孔内设叶片等泵液构造，将稀释液提升到上桶中，在上捅与甩出的稀释液汇合后，再经导流管引导至上行的吸收线上，由上而下进一步冲洗吸收线；7.15代表悬空设置的挡板，对下桶里的漂浮物进行分隔；7.4代表滑杆；7.5代表偏心齿轮；7.6代表安装在偏心齿轮上的筒轴；绕线架以筒轴为支撑体；7.7代表沉淀池，由下桶抽取的稀释液和上桶甩出的稀释液集中到沉淀池中进一步沉淀分化，将标准较高的稀释液用于冲洗，标准较低的输回下桶继续分离；沉淀池也可作为一个外部设置，将过滤液和甩出液输至设于分离装置之外的沉淀池，进行充分分化，然后在分别利用；7.8代表上桶旋转架(杆)；7.9代表安装架；7.10代表盖板；7.11代表绕线架；7.12代表滑杆滑块，它是滑杆和筒轴之间的连接副；7.17代表导向轮；7.18代表稀释液补入装置，如现有技术抽水马桶的供水装置，在下桶液位达到一定高度值时自动补入；7.19代表设在泵液筒轴上的叶片，配合搅拌器形成涡流，是液面漂浮物集中，然后进一步处理；7.20代表漏斗，套在吸收线上，将冲洗用的稀释液导进漏斗，对准吸收线冲洗；7.21代表穿线环。

图7-1：表示图7下桶底部的构造图。

7.22代表挡板或挡墙，辅助搅拌器形成涡流；7.23代表漂浮物导出管，将收集好的漂浮物导出下桶，在外部进一步处置；7.24代表沉淀池的范围，它在下桶中部；7.15-1代表漂浮物挡板，在涡流顺时针旋转时，阻挡漂浮物进入搅拌器范围，并将其引导至7.15-2所围城的漂浮物聚集区里。

图8：表示旋杆法分离同质液的装置；吸收线经搅拌器初步洗刷之后，经导向轮导引，从旋杆固定连接副端穿入，延伸到旋杆尾端，缠绕尾端导轮和旋杆中间部位导轮数圈之后，再沿旋杆尾端返同固定连接副端穿出；此过程增加了在下桶分离或上桶甩干过程中的时间长的和吸收线长度，利于分离同质液和甩干稀释液。

8.1代表偏心齿轮；8.2代表安装在偏心齿轮上的旋转连接副，该连接副随偏心齿轮旋转；8.3代表安装在安装架上的旋转连接副，该连接副不旋转；8.4、8.5、8.8代表轴承；8.6代表旋杆；8.7、8.9代表旋转连接副轴；8.10代表连接副圆环；8.11代表导向轮。

图9：表示偏心甩干法。

7.9代表安装架；9.7代表固定铰支座；9.6代表滑杆；9.4代表滑块；9.3代表配重环；6.15代表吸收线。

图10：表示用导轮折叠缠绕吸收线。

10.1、10.3代表导轮；6.15代表吸收线。

图11：表示压簧轴、吸收线、网罩、清理簧之间的关系图；清理簧与网罩纯滚动内切，网罩借助压簧轴支撑挤压清理簧，使清理簧与旋转筒壁的共同交点不断变化，沿离析缝斜向推挤缝中的颗粒以清除之。网罩内可设辅簧轴，辅助网罩规范清理簧的轴心定位。

吸收线缠绕在网罩上，吸收、蘸取透过网罩渗出的混合液，然后随网罩的转动而循环，将蕴含的混合液输送到分离装置。

1.11代表压簧轴；11.2代表网罩两端的加强肋环；11.3代表清理簧；11.4代表网罩上的网孔；11.5代表吸收线。

图12：表示卡线构造；利用两卡环的剪切卡住吸收线，防止吸收线扭转。

12.1代表活动卡板；12.2代表穿线孔；12.3代表吸收线；12.4代表固定卡线板。

图13：表示用缠绕法分离混合液的装置；该装置安装在上桶的安装架上，转动的循环轴从下端缠入吸收线，从上端解脱吸收线；旋转筒设在吸收线缠入端和解脱端中间，在下端利用反向旋转解脱吸收线对循环轴的缠绕，在上端又将吸收线缠入循环轴上；旋转筒将吸收线缠绕在上下两端高速旋转，在下端涮洗分离混合液，同时在上端甩出稀释液。

13.1代表循环轴；13.2代表循环驱动装置，使循环轴轴向转动，同时产生轴向移动，形成闭合循环；13.3代表旋转筒的上端筒，筒径扩大能使缠绕其上的吸收线获得较大离心力、线速度，同时提高吸收线缠绕的长度和涮洗、甩干时间；6.1代表吸收线；6.2代表导轮；ω和箭头代表旋转方向；单独箭头代表吸收线的走向。

图14：表示取代图13所示的循环轴的方案；在旋转筒两端设悬吊的装置(下图)，将齿轮盘14.2安装在旋转筒13.3两端，形成相对间隔，然后安装柱轮14.1、锥形齿轮2-1在轴3上，轴3安装在旋转架14.4上，当旋转架14.4旋转时，带动柱轮14.1及其上的循环线A、B、C旋转，形成回转面，替代循环轴13.1的转动；将锥形齿轮2-1与环形齿轮盘14.2啮合，旋转架14.4的转动带动柱轮14.1的转动，柱轮14.1的转动带动循环线A、B、C的闭合循环，单枝的循环线A、B、C和A′、B′、C′分别产生上下运动；设另一动力锥形齿轮2-2与环形齿轮盘14.2啮合并驱动其旋转，若环形齿轮盘14.2的旋转方向与旋转架14.4相同，则可使柱轮14.1的转速减缓(右上图)，反之则加速；利用导轮14.3将同向运动的吸收线导向，使上行或下行的吸收线分别处在不同的回转圆面上(左上图)，即形成相对旋转筒13.3的单向运动，处在外回转面上的循环线或上行或下行，应对吸收线不断缠入、脱出时的位置变化，使吸收线的缠入口和脱出口位置不变。

若将本装置的旋转架设为筒状，使循环轴由下往上穿过旋转筒，并同时缠绕柱轮，则该装置的运转即具备图13装置中的驱动装置13.2的功能。

ω和箭头代表旋转方向。

图15：表示多片组合在一起的清理簧，是沿轴向剖切后的展开图。

15.1、15.4代表上下肋；15.2代表盘旋的清理簧；15.3代表相邻簧之间的缝隙。

图16：表示吸收线运行控制装置。

16.1代表轴；16.2代表可移动控制的轴，在吸收线开始旋转时，先收紧吸收线，是其在上桶里的总长度减少，待吸收线被甩出后再慢慢释放，使吸收线达到最大离心力和迅速的目的；6.15代表吸收线。

图17：表示机械旋扭环形循环法驱动循环轴循环和旋转的机构，它是在上下桶两端设驱动装置，将循环轴缠绕在驱动装置的横向扭转轴上，同时该轴又产生轴向旋转，驱使循环轴产生环形循环和轴向扭转。

17-1代表驱动动力；17-2代表从动齿轮；17-3代表环形锥齿轮的安装筒，由该筒传递外动力，带动环形锥齿轮旋转，啮合横向扭转轴17-6上的锥齿轮17-10旋转，进而带动横向扭转轴17-6转动，驱动缠绕其上的循环轴产生上下循环；17-4代表环形锥齿轮的内齿面；17-5代表外来驱动动力；17-7代表内齿轮的齿面，它安装在套筒17-9上，在17-5的驱动下带动套筒17-9旋转，进而带动横向扭转轴17-6以套筒17-9的轴心为中心旋转；17-8代表内齿轮轮体的剖面；17-11设在横向扭转轴17-6上的环形挡板，循环轴缠绕在该挡板之间范围的轴上，强制循环轴在横向扭转轴17-6上的缠绕位置不变；17-12代表机架，外动力17-1、17-5、套筒17-3、17-9安装其上。

图18：表示缠绕驱动环形循环的驱动示意图，是以软轴缠绕并悬吊循环轴，使循环轴产生环形循环和循环轴截面的轴向转动。

18-1代表驱动动力，软轴18-3缠绕其上获得循环动力，通过导轮18-2的导向缠绕并主动牵拉循环轴18-5，使循环轴18-5产生循环运动，同时产生轴向旋转；18-4代表吸收线；18-6代表被动牵拉线；18-7代表被动牵拉轮，被动牵拉线18-6以它为支点，对循环轴18-5实施被动牵拉。

主动牵拉软轴18-3和被动牵拉线18-6对循环轴18-5形成左右横向的牵拉，使循环轴18-5在水平方向处于平衡状态；对应的，在下桶设置与之对应的牵拉构造，可使循环轴18-5在竖向达到平衡状态，进而实现循环轴的位置固定和正常运行。

图19：表示助推装置流浆口上的舌片安装示意。

19-1代表固定端头；19-2、19-3代表舌片，它安装在流浆口筒壁上；同时夹紧环形环3.9，并将其上的逸出混合液刮下，并导出。

图20：表示始端辅助流补入机构的示意图。

20-1代表输送管，此管将稀释后的颗粒流输送给输送泵；20-2代表颗粒流稀释筒，也是搅拌筒，原状颗粒流和辅助流在此汇合，并经铰刀20-4搅拌均匀，形成稀释后的颗粒流并推向输送泵；20-3代表铰刀轴；20-5代表颗粒流混合筒(搅拌筒)；20-6代表颗粒流输入口；20-7代表铰刀轴外悬挑部分，弧形箭头表示旋转动力；20-8代表辅助流混合筒；20-9代表辅助流铰刀轴，弧形箭头表示旋转动力；20-10、20-11分别代表回流液和新补充液的输入管道；20-12代表颗粒流混合筒与输送泵输送管的结合线；20-13代表辅助流铰刀；

图21：表示终端浓缩装置的机构组成示意图。

21-1代表筛分机构；21-2代表掺入机构；21-3代表搅拌机构；21-4代表混合液离析机构；21-5代表输送泵尾端，离析机构与之对接；21-6代表同质液的回料管，回到始端后可直接补入到辅助流混合筒中；21-7代表混合液组分的回流管，回到始端后需进行再配置，形成符合辅助流标准后在补入；21-8代表浓缩后的颗粒流；21-9代表恢复原状的颗粒流。

图22：表示筛分下桶的构造示意图。

22-1代表搅拌动力，它带动叶片形成环绕下桶筒壁的环流；22-2代表格栅板，格栅板的横向板；它设在下桶中间部位，具桶底有一定距离，设此的目的在于使底部和中部的混合液流速减缓，利于重质组分的沉淀和聚集；22-3代表格栅板的纵向板；22-4代表导出管道；22-5代表格栅板支架；22-6代表下桶.

具体实施方式：

本实施例，以竖向泵送普通水泥混凝土为假设，稀释液为水；混凝土在进泵前稀释补水，经稀释后泵送大水灰比混凝土；浓缩装置设在输送管末端，取出同质液后用输液管导入终端分离装置；分离出的半溶解物输回输出终端，掺入浓缩后的混凝土中，用于工程；分离出的水和其他碱溶液输回始端，配制成同质液再补入到原始混凝土中，实现循环。另设，离析缝设在旋转筒最后一圈，同时只设一条旋转缝。

1、终端浓缩装置的制作

A.了解输送泵的输送流量，了解混凝土骨料粒径，了解混凝土的配比和和易性；

B.根据粗骨料最大粒径，确定铰刀螺距，使螺距大于3倍骨料粒径，避免骨料在浓缩装置里被卡住，堵塞螺旋通道；

C.根据流量确定旋转筒直径(预估)、转速、铰刀数量，使浓缩装置吸入混凝土的能力大于或等于泵送流量；

D.根据原始混凝土的和易性和输送泵对流动性的要求，依据泵送流量确定稀释液的掺入量；

E.根据泵送流量、铰刀螺距确定旋转筒转速；

F.根据释液的掺入量确定回流管的直径和液泵的输送流量；

G.根据分离出的颗粒流组分的流量，确定终端掺入管直径和液泵功率；

I.根据旋转筒转速、掺入管直径、螺距、骨料粒径等因素，确定旋转筒半径；(旋转筒半径-回流管半径＞3倍骨料粒径)：

Q.确定旋转管长度，因为终端分离装置在尾端，铰刀的主要作用是吸收进混凝上(颗粒流)并在旋转筒内推动其高速旋转，故铰刀的连续长度不需太长，一般以大于3圈即可；

第一圈和第三圈铰刀叶按设计的螺距(即标准圈)，第二圈铰刀叶要将螺距拉大，增大刀片倾角，目的在于提高刀片推动颗粒流产生离心旋转；若大于3圈，则第一圈、末尾圈和第二圈按上述做法，从第三圈开始逐渐向标准圈过渡，使颗粒流从翻滚旋转过渡到滑行旋转，促进同质液向旋转筒筒壁流动或渗透，使大量同质液聚集在筒壁范围，以利于在最后一圈透过离析缝流出。

在输送管里的颗粒流流速较缓和时，第一圈铰刀叶之前要再设一片标准铰刀叶片，旋转筒利用此刀片将颗粒流卷进桶内；最后一片要超出旋转筒端面(或另增加一定长度的标准叶片)，过渡到对接端头中，使颗粒流顺利通过。

过渡刀片的外圆边缘面上，设垂直于刀面的肋条，一方面增加刀片的轴向刚度，另一方面是促使颗粒流由边缘向内(圆心方向)翻卷，避免外泄。

设在搅拌器之后的刀片，其螺距比标准螺距稍大为宜，使搅拌齿处空间进一步增大(因同质液的析出，颗粒流在旋转筒尾部的体积已经缩小了)，以减轻旋转筒和对接端头之间泄漏的压力。

根据设计的刀片圈数(组成一条连续的铰刀叶所用的单圈刀片总数)和螺距以及中间刀片螺距的增加量，就可得出旋转筒的长度。

S.设定对接端头长度：

设两道搅拌齿(≥两道)，两道齿之间的间距＞3倍粗骨料粒径，搅拌齿距上下端叶片的距离＞3倍粗骨料粒径；

对接端头长度＝道搅拌齿空间所占长度+铰刀过渡段长度+最后一片铰刀螺距

T.制作离析缝，根据标准铰刀叶片螺旋轨迹，在旋转筒尾端切割离析缝；

R.制作清理簧，根据离析缝螺距、旋转筒外径和壁厚确定清理簧内径和簧片宽度：

内径＞旋转筒外径+旋转筒壁厚，即清理簧截面圆和旋转筒截面圆在某点相交(筒壁厚度和簧片宽度叠压在一起，旋转筒外壁和清理簧外圆相切)时，交点对面的清理簧内圆面和旋转筒外壁之间留有一定间隙；该间隙，是同质液析出的通道。

Q.制作压簧轴、辅簧轴，根据铰刀螺距和安装长度要求制作压簧轴、辅簧轴各一条，两轴均是实心轴加外套筒。

M.设定对接端头内径：

内径＞清理簧外径+压簧轴直径+辅簧轴与压簧轴距圆心的差值

N.制作对接端头，旋转筒上端等对接端头长度和内径以满足旋转筒和轴承的结构尺寸即可；

O.制作搅拌齿，长度小于旋转筒内径。

X.制作对接端头，前述对接端头内径均值对接端头的大头部分，对接端头的小头内径：

小头内径＝旋转筒内径＝输送管内径。

Y.安装各部件，同时配置齿轮等构件，组装成型。

2、制作终端分离装置：

A.根据泵送混凝土流量和稀释液掺入比例，测算单位时间内稀释液总量；测定涡流状态下同质液中各组分分离沉淀的最短时间、最佳涡流旋转速度。

B.下桶容量＝混凝土流量×稀释液掺入比例×最短分离沉淀时间×容量富余系数

C.根据桶的稳定性(长细比越小，越稳定)要求，预估桶径和高度；

按预估值制作下桶，按桶容量配置同质液，然后搅拌(模拟搅拌器)得出涡流(涡流的流速以能快速促进颗粒流组分分离为目的，不同胶质的组分，分离时间不等)，由涡流表面测出边缘和中心液面高度，并观察预估的高度是否合适；

根据观察、测量结果调整桶径和高度，最后确定下桶的型制。

下桶桶桶壁的最终高度高度＝边缘液面高度+上桶嵌入深度。

D.根据下桶尺寸，确定上桶，上桶底做成锥形，沿径向开条形缝；

锥高≤涡流表面测出边缘和中心液面高度

筒壁高度根据过滤材料厚度、过滤材料和桶底间隙等因素确定。

E.根据测得的涡流最佳流速，制作搅拌器，使用后在调整搅拌器转速。

F.将搅拌器安装在上桶边缘，将上桶嵌套在下桶里。

3、分别用导管连接终端分离装置、终端浓缩装置、初始补入装置。

4、开机工作——再调试——定型。

开机工作前，配好同质液加满下桶，带输送泵输送的混凝土进入终端浓缩装置并被离析出同质液后，终端的同质液流进终端分离装置，使下桶的液面升高，分离后的颗粒流组分就会分别流向终端掺入装置和始端补入装置。

Claims (4)

1.一种颗粒流体输送法；本法是利用液体在含颗粒流体中流动性大、具有浮力和稀释能力的特性，在现有泵送技术的基础上增加一套液体补给回收系统，在输送过程的中阶段性的补入和取回部分液体，使输送过程中的颗粒流体粘稠度阶段性的降低，而在末端输出时又回复到原有的粘稠度；其特征在于：液体补给回收系统由输送装置、始端补入装置、回流管、终端浓缩装置、终端分离装置、动力等主要组件组成，补入装置在始端补入同质液，稀释颗粒流体，终端浓缩装置在终端等量取出同质液送往终端分离装置；终端分离装置分离同质液，将有液态时限的颗粒流组分返回终端浓缩装置，掺入浓缩后的颗粒流中，将无液态时限的颗粒流组分输回始端，进行再循环；始端补入装置，设在输送泵之前，由辅助流体配制器、辅助流输入管、颗粒流体输入管、搅拌器、混合筒、输出管等组成，辅助流体输入管、颗粒流体输入管分别按比例向混合筒内注入辅助流和颗粒流，搅拌器在混合筒内将二者搅拌均匀，输出管将稀释后的颗粒流体输送给输送泵；辅助流体配制器将回输液、辅助流组分混合均匀，然后输给始端的补入装置；搅拌器，是安装在混合筒内的旋转构件，以搅拌力搅拌筒内物料；混合筒是筒状容器，前端设颗粒流和辅助流入口，颗粒流和辅助流在其中混合，后端设输出口，将混合均匀的颗粒流体输出，助推器，是助推颗粒流体的旋转推进装置，安装在终端分离装置之后，它由机架、固定对接端头、软轴、筒轴、吸入和推进铰刀、旋转筒、筒状动力轴、动力齿轮、从动齿轮及其他构造组件组成；筒轴安装在骨架上，可相对机架旋转，筒轴外安装动力齿轮，内套接软轴；固定对接端头固定安装在机架上，轴心线与筒轴平行；旋转筒安装在固定对接端头内并相对旋转，筒外安装从动齿轮，桶内安装铰刀；推进铰刀是螺旋状铰刀体，两端露出旋转筒一定长度；旋转筒由两个直径不同的圆管组成，小直径管连接输送管，大直径管内套接旋转筒，外安装在机架的预设安装孔里；动力齿轮啮合从动齿轮带动转筒旋转，进而带动铰刀旋转，铰刀则利用旋转力从前端的端管处吸进；终端浓缩装置通过螺旋铰刀旋转，将颗粒流吸收收进离析筒后，使之沿螺旋通道旋转前行，使同质液聚集在筒壁范围，在旋转筒末端管壁上设的平行于铰刀的螺旋形离析缝，使同质液流出，同时挡住颗粒物质在管壁内，由此使得颗粒流得到浓缩；终端浓缩装置，由浓缩装置机架、离析筒、动力轴、动力齿轮、螺旋状铰刀、螺旋状清理簧片、压簧轴、辅簧轴、导流管、同质液掺入管等组成；清理簧内径大于旋转筒外径，半边嵌套在旋转筒上所设的离析缝里，半边悬挑在旋转筒之外；清理簧和旋转筒在叠嵌点上共同外切压簧轴，辅簧轴和旋转筒相隔一定距离只与清理簧相切；搅拌器，设在离析筒尾部下方，将浓缩后的颗粒流搅拌均匀；同质液掺入管，是穿过离析筒铰刀轴心的刚性管，安装在浓缩机架上，将分离出的颗粒流组分重新注入浓缩后的颗粒流中，然后经搅拌器搅拌均匀，形成原配比颗粒流；终端分离装置设在终端浓缩装置之外，两者间以输送软管连接，对浓缩装置所提取的同质液进行进一步分离和分配的装置，主要由动力、动力轴及安装架、上筒、下筒、涡流搅拌器、过滤装置、输液管、输浆泵等组成；动力、动力轴，是运动部件，安装架，是动力、动力轴及机械齿轮组的支架；安装架安装在上桶内，上桶套接在下桶里，两者活动连接，上桶底处于下桶液面位置，在下桶液面形成涡旋流时边缘液体能流进上桶中；涡流搅拌器和同质液导管安装在安装架上，涡流搅拌器伸进下桶里搅拨液体，同质液导管对应搅拌器输入同质液；上桶的桶底是锥面，桶底沿径向开一条形口，供上表面涡流流进；锥面桶底之上是篦式板面，对应底板开条形口；下桶液体通过该开口流进上桶的篦式板面里，液体在通过篦式板面渗透到锥面桶底时，漂浮物被篦式板面上铺设的过滤材料过滤；桶底开口的两侧面和被对涡流旋转方向的一侧设挡板，阻挡进入上桶的液体顺开口再流出；重质液体输液管固定安装在下桶之上，对应中间部位输出重质液流；轻质液流管设在上桶底部；经分离后，将沉淀池里的颗粒回收重用、将漂浮颗粒或其他杂质另行处理、将含有液态存储时限组分的液体输回终端分离装置、将含不含液态存储时限组分的液体输回始端补入装置。

2.吸收线分离装置，当混合液中含有粘稠液体，或离析出的混合液较少时，或通过导流管输送较为困难时，或终端浓缩装置频繁改变方向，使桶的腔室难以接收析出的同质液时，先蘸取同质液，随后顺导流管输入终端分离装置，然后再进行专门分离的方法；其特征在于：吸收线是在终端浓缩装置和终端分离装置之间循环的闭合线，在终端浓缩装置的滤网上缠绕获取混合液，然后运送至终端分离装置分离出不同组分，终端分离装置分离吸收线上的同质液的过程，实质上也是清洗吸收线的过程；吸收线连续的进入终端分离装置，同时又连续的输出，形成连续的分离清洗过程；吸收线分离装置，是在终端分离装置的基础上增设吸收线装置、清洗装置、甩干装置诸工作单元，并以各单元之间的相互协作而形成完整分离功能；按分离动作的不同，将分离法归类成旋转法、摆动法、旋摆法、缠绕法等；各法均通过通过强迫吸收线在下捅内运动，涮洗吸收线，将同质液分离稀释、清洗和替换出离析液混合液来，达到分离目的。

3.如权利要求1所述的一种颗粒流体输送法，其特征在于：将偏心齿轮安装在上桶的安装架和盖板上，形成同步偏心运转的甩干设备；在吸收线上套配重环增加甩干能力，使用磁性配重环并在桶壁上设感磁材料环，提高吸收线弯折位置的可靠性。

4.如权利要求1所述的一种颗粒流体输送法，其特征在于：在旋转筒过渡到对接端头出的铰刀片的外缘设垂直于刀面的肋，肋和刀面设过渡弧面，过渡弧面和肋对颗粒流形成指向旋转筒轴心的挤压，使流过过渡处的颗粒流向中间收敛。

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