CN106914042A - 砂分离器容器穿孔的可更换插件装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于蒸煮器进料系统的砂分离器的穿孔的可更换插件，其中所述穿孔具有至少宽度和长度。穿孔被设置为列和行，列设置为平行于锥形的轴线的切线形成的线。

Description

砂分离器容器穿孔的可更换插件装置和方法

相关申请

本申请要求2015年11月5日申请的美国临时专利申请第62/251,302号的优先权，所述美国临时专利申请的全部内容通过引用结合到本文中。

背景技术

本公开的一些方面总体上涉及由分离和清除有害材料(例如但不限于砂)造成的问题，在化学纸浆生产过程中的化学制浆厂的纤维线中。特别地，公开了从纤维线(蒸煮器)进料系统的再循环液中清除砂的设备和方法。

在传统的纸浆生产过程中处理的粉碎纤维素纤维材料，例如木屑、生物质或其他粉碎的纤维素材料(为方便起见在这里称为“屑”)通常包括非纤维素的有害材料。非纤维素的有害材料包括砂、泥土、石头、不同的金属片(例如钉子、金属线段、或螺栓和螺母)、金属屑、或其他沉重的纤维素材料(例如绳结)。该非纤维素的有害材料的密度通常比被处理的纤维素材料的密度高至少10％(例如至少高50％)。该非纤维素的有害材料的多数可以在用于进料到制浆过程的屑的生产过程中被清除，但是非纤维素的有害材料的部分会进入蒸煮器进料系统，到达可选的浸渍容器，并到达蒸煮器本身。

在许多现有的蒸煮器进料系统中，更少的非纤维素的有害材料(例如砂、泥土、石头等)保留在用于蒸煮器进料系统的再循环液内。为了简要的目的，术语“砂”在该文件的全文中用于表示先前认定的较小的非纤维素有害材料。再循环液(为方便起见在这里称为“液体”)通常被用作蒸煮器进料系统中的传输液，所述系统包括低压进料机、高压进料机、屑泵、浆泵或液体可能需要的类似的设备。

蒸煮器进料系统内的液体可以具有许多功能和许多来源。为了清楚的目的，“夹带液”在本公开指的是进料到砂分离器容器并含有砂和其他固体颗粒的液体。

液体在蒸煮器进料系统中再循环以辅助或提高蒸煮器进料系统中屑的运输。液体可以是任何合适种类的液体，包括但是不限于清水、新鲜蒸煮液、黑液、绿液、再循环液、蒸煮溶液或其任何组合。

通常通过某种的分离器将砂从蒸煮器进料系统中的液体中分离。传统的砂分离器容器从经由蒸煮器设备处的屑输送机装置循环的夹带液中清除砂和其他固体颗粒。美国专利第4,280,902号描述了旋风式砂分离设备，用于从含砂的或夹带液中清除不期望的固体颗粒(特别是砂)。从夹带液中清除固体颗粒(特别是砂)得到了基本不含砂的(净化的)液体。基本不含砂的(净化的)液体可以接着被返回并且变成蒸煮器进料系统的液体的一部分。为了简要，从夹带液中清除的固体颗粒将被称为“砂”，虽然其他不期望的固体颗粒也可以存在。

典型的砂分离器容器通常是圆筒状的，通常带有上部和下部，并且包括进入圆筒形容器的切向入口。圆筒形容器通常包括上部，该上部通常为圆筒形，和下部，该下部通常为圆锥体或锥形。本文中圆筒形容器的上部还可以称为“圆筒形部分”。在这样的设备中，含砂的液体被引入圆筒形容器的上部，并且在圆筒形部分产生有力的旋转运动。从夹带液清除出去并且被重力和离心力驱动的砂在圆筒形部分中被迫使向下进入下部，其可以是分离室，通常为锥形。从下部或分离室中排出砂。

在下部或分离室内设置了漏斗形可更换插件。为了简要，在本申请中术语“可更换插件”和“插件”可以互换地使用。可更换插件具有开口使得允许砂通过可更换插件进入固体颗粒收集区域(收集区)并且最终从砂分离器容器排出。

砂分离器容器内的可更换插件的位置是位于阻止砂的纵向停滞的水平，同时具有旋转运动的最小中断。基本不含砂的(净化的)液体的出口被设置在圆筒形部分的上部。

典型地，可更换插件是穿孔的金属件，形状类似漏斗。穿孔可以是垂直槽或圆形孔并且可以在可更换插件的整个表面延伸。可更换插件连接到砂分离器容器的下部的内壁上(在分离室内部)。当夹带液进入砂分离器容器时，砂分离器容器内的旋转运动将夹带液内的液体和固体颗粒(砂)分离。砂向下移动到下部，引起具有复杂流动模式的强力旋转流通过可更换插件的开口，并且最后从砂分离器容器排出。

可更换插件通常是锥形的(或漏斗形)，在其一端带有大的开口，并且在相对端具有小的开口。通常可更换插件在砂分离器容器的垂直下方区域通过大的开口端连接到砂分离器容器的内壁。刚性连接通常被用于将可更换插件连接到砂分离器容器的内壁。

对砂分离器容器已经确定了几种不利的操作条件。作为从夹带液中分离砂需要的旋转运动和离心以及重力的结果，可更换插件被破坏并且会自己塌陷。另外，可更换插件经历不均匀磨损。

不均匀磨损导致可更换插件的一些部分完全缺失，同时其他部分保持完好无损。可更换插件被磨穿(或缺失)的地方，砂会激烈地接触砂分离器容器的内部的收集区壁，并且引起磨损，其导致砂分离器容器内的材料变薄、薄弱点、并且最终出现孔洞。

可更换插件内的砂的不期望的和复杂的流动模式的存在引起不利的操作条件，例如可更换插件内的开口的堵塞。不期望的流动模式造成可更换插件内非常高的砂颗粒速度的部分或区域，其中可更换插件的开口变得难以承受并堵塞。

在某些时间点这些不利的操作和不均匀磨损条件需要砂分离器容器离线并且可更换插件被修理或更换。长期以来需要提供一种更易于承受重力和离心力、不期望的砂流动模式和速度、以及在可更换插件内移动的砂的磨损侵害的可更换插件。本公开针对这些需求和其他需要。

发明内容

已经构思一种用于蒸煮器进料系统的砂分离器容器的穿孔的可更换插件。所构思的穿孔的可更换插件减少了先前经历的非均匀磨损问题。另外，所构思的穿孔的可更换插件能够承受离心力，由此消除与穿孔的可更换插件的塌陷相关的问题，即，穿孔的可更换插件自身的塌陷。

另外，已经构思一种穿孔的可更换插件，提供了向下方向的砂颗粒的平滑一致的运动，并且沿着穿孔的可更换插件的整个纵向长度穿过穿孔的可更换插件的表面。砂颗粒的平滑、一致的运动抑制了插件的下端附近的砂的不期望的聚集，在那里砂可以引起堵塞和零星运动。砂颗粒通过穿孔的可更换插件的平滑和一致的运动克服了砂分离器容器的某些操作问题。

附图说明

图1显示了现有技术的使用高压悬浮液泵的蒸煮器进料系统内的砂分离器容器的布局。

图2显示了现有技术的使用高压进料器(HPF)的蒸煮器进料系统内的砂分离器容器的布局。

图3是现有技术的用于蒸煮器进料系统的砂分离器容器的示意图。

图4显示了现有技术的用于砂分离器容器的有孔可更换插件。

图5显示了现有技术的砂分离器容器内的材料的流动。

图6显示了现有技术的用于砂分离器的开槽可更换插件。

图7显示了根据本申请的实施方式的，用于砂分离器的穿孔的可更换插件，带有具有垂直取向的槽和平行于锥形的轴线的切线的槽的列。

图8显示了根据本申请的实施方式的，用于砂分离器的穿孔的可更换插件，带有具有垂直取向和变化的宽度的槽。

图9显示了根据本申请的实施方式的，用于砂分离器的穿孔的可更换插件，带有具有垂直取向和变化的长度的槽。

图10显示了根据本申请的实施方式的，用于砂分离器的穿孔的可更换插件，带有具有垂直取向和变化的长度和宽度的槽。

具体实施方式

前述的内容将从以下的本公开的示例性实施方式的更特定的描述中变得清楚，如附图中所展示的。附图不一定按比例，而重点在于示出所公开的实施方式。

除非另有明确规定，以下的解释规则适用于本说明书(即所写的说明书、权利要求书、摘要和/或附图)：(a)本文所用的所有词语均须构成具有根据情况所需的属性或数目(单数或复数)；(b)单数词“一(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”当用于本说明书和权利要求书时包括多个，除非文中清楚地指明其他情况；(c)施加到列举的范围或数值的先行词“大约”表示在检测方法所属技术领域公知或接受的偏差范围或偏差值内的近似值；(d)词语“本文”，“据此”，“在此”，“这里”，“以上”和“以下”以及类似含义的词语指的是该说明书的整体，而不是任何特定的段落，权利要求或其他细分，除非另外说明；(e)描述性标题仅仅是为了方便，并且不应该控制或影响说明书的任何部分的含义或结构；和(f)“或”和“任何”不是排他性的，并且“包含(include)”和“包含(including)”不是限制性的。另外词语“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包含(including)”和“含有(containing)”被解释为开放式词语(即表示包括但是不限制于此)，除非另外表明。

虽然本公开的上下文中描述了与蒸煮器进料系统(也被称为纤维线进料系统)相关的砂分离器，应该明了的是本公开适用于其他分离设备，其中旋转运动和重力以及离心力被用于将夹带液(即夹杂了固体颗粒的液体和液流)分离为固体颗粒流和相对干净的液体或液流。

在适当时并为了清晰，附图间的相似的附图标记被用于表示相似的设备。

图1显示了现有技术的蒸煮器进料系统，显示了连接到蒸煮器或浸渍容器的再循环回路，其是已知的，根据例如美国专利第5,753,075号。在’075专利的系统中，屑被通过用于传送屑的至少一个、优选地为两个高压悬浮液泵251，251’运送到蒸煮器11而不是高压进料器的入口。还能够使用其他加压的和运送设备例如高压进料器(HPF，行业内众所周知的)来代替高压悬浮液泵251，251’。

屑20被引入汽蒸容器221，其通过一个或多个蒸汽管道22接收蒸汽。汽蒸后的屑从汽蒸容器221被送入计量设备223，其可以是袋式转子或螺杆型设备或其他适合的计量设备。

从计量设备223的排出物可以被送到隔离设备224或可以被直接送到管道或槽226内。如果使用，隔离设备224可以是压力隔离器，例如袋式转子型隔离器设备(也已知为低压进料器)，其设置在计量设备223和管道226之间。

蒸煮液(也已知为白液“WL”)被通过管线226’加入管道226内，这样屑和液体的悬浮液形成(未示出)。悬浮液从管道226经由弯曲的出口250排出到高压悬浮液泵251的入口。通常，到达高压悬浮液泵251的入口的悬浮液通过蒸煮器进料管道254被添加了从液体池253来的液体。

虽然图1展示的实施方式具有两个高压悬浮液泵，可替换地可以使用仅一个单独的高压悬浮液泵，或可以使用两个或多个串联的或并联的高压悬浮液泵。

加压的和通常加热的悬浮液从高压悬浮液泵251’排出到达蒸煮器进料管道234。蒸煮器进料管道234将悬浮液运送进入连续的蒸煮器11的入口。多余的液体被从悬浮液中移除，通过传统方式的筛分机12。从蒸煮器11的黑液通过筛分机14进行提取。从筛分机14的黑液可以被进一步处理。蒸煮的屑(纸浆)16被从蒸煮器11被排出和处理到高压悬浮液泵蒸煮器进料系统210的下游。

从悬浮液清除的多余的液体经过回流管道235被返回到高压悬浮液泵蒸煮器进料系统210，优选地进入液体池253，以通过蒸煮器进料管道254用于在管道250内的屑和液体的悬浮液的形成。回流管道235内的液体可以含有砂颗粒。如果期望的话，回转管道235中的液体可以被运送穿过砂分离器容器237，其被设计为根据期望的操作模式被加压或非加压。

如果HPF被用于替代高压悬浮液泵，回流管道235的加压液体的回转到高压悬浮液泵251，251’的入口对于图1的装置的操作不是必要的。从回流管道235的流动可获得的能量可以根据需要被用于化学制浆厂的任何点上。图2显示了使用HPF的蒸煮器进料系统。

如果管道226主要在大气压下操作，回流管道235内的回转的液体在其被进料到管道250之前，被回转到基本上大气压。一种适合于此的方式是在回流管道235内使用压力调整阀58和压力检测器59。

压力调整阀58的开口被控制，使得预定的较低的压力在压力调整阀58的下游的回流管道235内占优势。另外，液体池253可以被设计为其作为“闪蒸槽”操作，这样回流管道235内的热的加压液体被快速地蒸发以用作蒸汽源，如经由蒸汽管道60进入汽蒸容器221。

优选地，通过添加管道61和添加管道泵62回流管道235内的加压液体被用于添加到从高压悬浮液泵251’排出的液流。一个选择是使用回流管道235内的加压液体来添加到泵连接器管道252内的高压悬浮液泵251和251’之间的液流，通过泵添加管道63，使用或不使用泵添加泵64。如果需要的话，从蒸煮器管道254来的液体可以被用于添加到泵连接器管道252内的液流。从蒸煮器进料管道254来的液体可以经由液体池添加管道56和液体池添加泵57加入到泵连接器管道252。

图1显示了设置于蒸煮器进料管道234内的单向(止回)阀65(该阀可以是止回阀或者其他任何适合的阀)。该单向阀(止回)阀65阻止了加压流体回转到高压悬浮液泵251或251’。另外，传统的自动(例如电磁操纵的)入口隔离阀66和回流隔离阀67分别位于蒸煮器进料管道234和回流管道235之中，以将蒸煮器进料管道234和回流管道235与高压悬浮液泵蒸煮器进料系统210隔离。蒸煮器进料管道234和回流管道235可以包含加压液体。

在一种操作模式中，传统的压力开关68被设置在蒸煮器进料管道234内的高压悬浮液泵251’的下游。压力开关68被用于监控蒸煮器进料管道234内的压力，这样如果压力偏离预定值，传统的压力控制器69将自动将蒸煮器11和高压悬浮液泵蒸煮器进料系统210隔离。通过自动关闭进口隔离阀66和回流隔离阀67实现该隔离。

图2显示了HPF蒸煮器进料系统1000的部分，具有经由低压出口液体管道1110连接到砂分离器容器1237的HPF1100。低压出口管道1110可以包括屑槽泵1200，以提供对从HPF1000来的液体的加压，以进料到砂分离器容器1237。低压出口管道1110内的液体可以包括砂，其如果没有被清除的话，引起对HPF蒸煮器进料系统1000处理装置(容器，管道，泵等)和上游的处理装置的显著破坏。

从低压出口管道1110来的包含砂的液体(夹带液)在容器的垂直顶部附近被切向地引入砂分离器容器1237内。通过离心力，砂被从夹带液中分离并且通过砂分离器容器1237的底部离开砂分离器容器1237。词语“底部”在这里表示容器的垂直的下端，所述容器具有位于其底部的垂直上方的顶部。

通常砂离开砂分离器容器1237，从底部出去，经过球阀1400和袋式阀1450到达废弃箱1500。基本不含砂的(净化的)液体1330被通过顶部排放1350排出并且可以被送到液位池1900或在线排液器1800，并经由低压液体再循环管道1810，通过流量计1700和止回阀1600回转到屑槽1150。

液位池1900还可以具有经由液位池顶部出口1950移除的蒸汽流到达汽蒸容器(未示出)。另外，液位池1900可以包括液位池底部排放1920，用于液体被排放到HPF蒸煮器进料系统1000内的别处的补充液泵(未示出)。

图3显示了典型的砂分离器容器1237。砂分离器容器1237被显示为垂直取向的通常圆筒形的容器，具有顶部和底部。底部垂直地低于容器的顶部。

含有砂的液体1320(即具有被困的和随着液体输送的砂颗粒的液体)进在切向入口1355进入砂分离器容器1237。通常切向入口1355位于砂分离器1237的垂直方向的上部。进入砂分离器容器1237，夹带液1320被迫使进入砂分离器容器1237内的旋转运动。

砂分离器容器1237内的旋转运动导致砂从液体分离。一旦被分离，砂通过重力和离心向下移动通过砂分离器容器1237，穿过位于砂分离器容器1237的底部区域内的可更换的插件1360。

已经穿过可更换插件1360的砂，在砂收集区1365内被收集。砂收集区1365也可以称为固体颗粒收集区或收集区。砂通过砂排放1380被从砂分离器容器1237清除并且被送到废弃箱1500。

为了在通过砂排放1380排放之前打断或另外停止砂的旋转运动，旋转的砂通过防涡器1370被运送。防涡器1370可以具有可更换插件1360，或可以在可更换插件1360的排放端处连接到可更换插件1360。

图4显示了传统的有孔可更换插件1361，即带有传统设计的孔的可更换插件。传统的有孔可更换插件1361由金属板组成，所述金属板被成形为适配于砂分离器容器1237的垂直的下部。圆形孔1360A在金属板中制成并且在孔1360A之间具有实体区域(land areas)1360B。

孔1360A位于传统的有孔可更换插件1361的大约整个表面上并且具有足够允许砂通过孔1360A从传统的有孔可更换插件1361表面的内部到达围绕可更换插件1360(如图3所示)的砂收集区1365(如图3所示)的单一尺寸。孔1360A通常是对于1英寸间隔，为3/8英寸，并且足够小以阻止任何屑穿过或卡在孔1360A，但是足够大使得砂通过。孔的位置不通过特定图案被确定。砂被收集在收集区1365用于从砂分离器容器1237排出。

图5显示了典型的砂分离器容器1237。含砂的液体1320在接近容器的垂直的顶部处通过切向入口1355进入砂分离器容器1237。砂1355的旋转质量被显示为在砂分离器容器1237内垂直向下移动。传统的可更换插件1360被显示为具有金属板中的垂直槽1360C和垂直槽1360C之间的实体区域1360B。

在通过砂排放1380之前砂在砂分离区1365内聚集。基本不含砂的(净化的)液体1330被通过砂分离器容器1237的顶部排放1350移除。

图6显示了传统的开槽可更换插件1362，如图5所描述。在图6中也显示了垂直槽1360C和垂直槽1360C之间的实体区域1360B。垂直槽1360C通常具有8mm的宽度和72mm的长度尺寸。

当与孔1360A的直径比较时，垂直槽1360C宽度为8mm允许槽的截面减少了20％。这样的宽度尺寸的减少对于阻止屑穿过垂直槽1360C的通路或垂直槽1360C被屑的堵塞来说是期望的。

垂直槽1360C长度为72mm允许垂直槽1360C的数量上的减少(相比孔1360A)，由此增加了垂直槽1360C之间的距离(垂直槽1360C之间的距离通过垂直槽1360C的中心线到中心线来测定)。通过增加垂直槽1360C之间的距离，相比现有的有孔可更换插件1361，传统的开槽可更换插件1362具有更充足的实体区域1360D(也称为空白区域)。为了获得相比传统的有孔可更换插件1361更不易磨损的传统的开槽可更换插件1362，增加可更换插件的实体区域1360D是重要的。

传统的有孔可更换插件1361和传统的开槽可更换插入式1362的制造过程需要使用平的金属板件。虽然是平的，但开口、孔或槽是在没有任何特定图案或布置的金属板中制造。

一旦开口被制造，金属板被成型为可更换插件1360。其中金属板的端部相遇，存在接缝1366。接缝1366可以通过将金属端部焊接到一起来形成，或另一可接受的方法可以被用于将金属端部片彼此连接和紧固。

图7显示了根据本公开的实施方式的穿孔的可更换插件1363。穿孔的可更换插件1363的穿孔是垂直槽1363A。垂直槽1363A在穿孔的可更换插件1363上被设置为列和行。

垂直槽1363A的列的取向可以平行于线“a”，这样线“a”是穿孔的可更换插件1363的锥形轴线的切向。该平行取向对于当砂基于穿孔的可更换插件1363的锥形以旋转运动移动时砂移动穿过垂直槽1363A是必须的。通过具有以平行于线“a”的列排列的垂直槽1363A，作用于穿过垂直槽1363A的砂上的离心力将导引砂进入垂直槽1363A。

作用于砂上的离心力提供了开槽可更换插件内的砂的流动模式。通过识别砂的流动模式和将垂直槽1363A以所述模式设置，允许离心力的模式迫使单独的砂颗粒通过砂分离器内存在的离心力被移动到垂直槽1363A。通过提供建议模式的垂直槽1363A，更多的砂浆落入开口而不是撞击金属表面。撞击金属表面的砂导致金属的磨损。垂直槽1363A，以建议的模式提供，导致穿孔的可更换插件1363的寿命的延长。

垂直槽1363A的列在从基本上穿孔的可更换插件1363的顶部1363C到底部1363D的垂直线上延伸。在整个穿孔的可更换插件上，垂直槽1363A可以均具有相同长度“L”和宽度“W”。通常地，垂直槽1363A的宽度“W”为6mm或更少，例如4mm或2mm，以防止木片、纸浆纤维或除砂外的其他物质穿过槽。垂直槽1363A通常具有不大于72mm的长度。长度和宽度的检测值或长宽比率应该适于阻止木片、纸浆纤维或除砂外的物质穿过槽。例如，一个这样的有益的长宽比率可以是12∶1，或长度为48mm且宽度为4mm。作为另一个实例，可以使用长度为36mm且宽度为3mm，这样槽的长度可以使用期望的宽度设置，基于送到蒸煮器进料系统的原材料，这样木片、纸浆纤维或除砂外的物质被防止穿过所述槽。通过保持宽度“W”小于6mm，从夹带液中更少的细木屑或粉被与砂一起清除。

期望从夹带液中分离砂的同时保留夹带液内的细木屑和粉。垂直槽1363A的宽度为6mm或更小，例如4mm或更小，或2mm或更小，将防止细木屑和粉穿过垂直槽1363A或砂堵塞垂直槽1363A。在一个实施方式中，具有不大于6mm的宽度的垂直槽1363A被与相应的期望的垂直槽1363A尺寸一起使用，其中垂直槽1363A允许砂穿过并且允许足够的行和列的槽以提供需要的砂通路的开放空间。

在一个示例性实施方式中，垂直槽1363A具有不大于6mm的宽度和不大于72mm的长度，或相应比率，并且砂收集区1365被保护使更少的期望的细木屑和粉穿过垂直槽1363A并进入砂收集区1365。细木屑和粉是颗粒，其已经通过蒸煮器或浸渍器处理并且在颗粒内包含有磨蚀作用的蒸煮液。期望细木屑和粉保留在分离的夹带液的基本不含砂的(净化的)液体部分内并且回转到进一步处理的过程中。减少细木屑和粉进入砂收集区1365的通路，提供了砂收集的另外的空间以及减少了如图1或2所示的蒸煮器进料系统中的砂分离器容器237或1237被细木屑和粉内的液体腐蚀的可能性。

在垂直槽1363A之间是实体区域1363B。实体区域1363B对于提供穿孔的可更换插件1363的结构支撑来说是必须的。实体区域1363B可以包括介于大约75％到大约95％之间的金属的表面区域，以提供足够的结构支撑并且阻止穿孔的可更换插件自身的塌陷。通过使用实体区域1363B提供足够的结构支撑，实现了穿孔的可更换插件1363的寿命增加。另外，高百分比的实体区域1363B，通过减少或消除穿孔的可更换插件1363塌陷的可能性，增强了对砂收集区域1365的保护。

另外，由于砂的具有腐蚀作用的特性，用于形成穿孔的可更换插件的金属板可以非均匀地磨损。为了克服传统的可更换插件经历的非均匀磨损模式，本公开的穿孔的可更换插件的一个实施方式包括被施加到金属板表面的硬涂层，并且另一个实施方式包括具有增加的厚度的金属板。

金属板的顶部，例如，金属板的顶部20％-40％、25％-35％、20％-30％、或甚至25％-30％，可以在安装前用硬涂层处理，例如碳化钨或其他适合的材料。(“顶部”在这种情况下，指的是穿孔的可更换插件的入口处的金属部分的最宽部分)。硬涂层理想地不超过0.3mm厚度。用于施加硬涂层的适合的过程的实例是超音速火焰(HVOF)喷涂过程，其中熔化的材料被喷到金属板的表面。

如果没有使用硬涂层，还可以构建金属板的顶部，例如，金属板的顶部20％-40％、25％-35％、20％-30％、或甚至25％-30％，带有更厚的金属板，例如比剩余的金属板厚10％、15％或20％，或厚2mm-8mm、或厚4mm-6mm。

无论是使用硬涂层或是使用更厚的金属板，虽然相对于传统的可更换插件，金属的磨损率没有减少，但可更换插件的寿命将得到延长，因为金属板的不均匀磨损可以被避免。

图8显示了根据本公开的另一个实施方式的穿孔的可更换插件13630。穿孔的可更换插件13630的穿孔是垂直槽13630A，垂直槽13630A之间带有实体区域13630B。垂直槽13630A被设置成穿孔的可更换插件13630上的列和行。

对于图7的垂直槽1363A时，垂直槽13630A可以被设置为平行于线“a”，使得线“a”是穿孔的可更换插件13630的锥形的轴线的切线。类似于图7的垂直槽1363A，图8的垂直槽13630A具有基本相同的长度“L”，与图7不同，图8的垂直槽13630A不是所有的均具有相同的宽度“W”。

当砂垂直向下移动穿过穿孔的可更换插件13630，从顶部13630C到达底部13630D，垂直槽13630A的宽度“W”发生变化。该变化可以是在顶部13630C具有更宽的宽度“W”，并且在底部13630D具有更窄的宽度“W”(如图8所示)。当砂垂直向下移动时，垂直槽13630A的宽度“W”还可以是逐渐变化，这样宽度“W”在行之间或者在每一行内不会发生变化。

在另一实施方式中，宽度“W”的逐渐变化可以发生在行的集合内，例如第一个三行可以是行的集合，并且对于这样的集合内的每个垂直槽13630A的宽度“W”可以是相同的。第二个行的集合中的每个垂直槽13630A，位于第一个行的集合的垂直下方，可以具有与之前的行的集合不同的宽度“W”。其他行的集合可以继续并且具有与之前的行的集合不同的宽度“W”。

在另一实施方式中，垂直槽13630A的行的宽度呈逐渐变化，这样最宽的垂直槽位于底部(而不是顶部)并且垂直槽的顶部行具有最窄的垂直宽度“W”。

垂直槽的宽度“W”的变化可以积极地影响除砂效率，因为较大的(或在这种情况下较宽的)槽用于抵消要除去的砂的速度和浓度。在穿孔的可更换插件13630顶部附近设置较窄的槽，在那里砂的浓度和速度是最高的，这也可以积极地影响除砂。

在逐渐改变垂直槽宽度“W”尺寸的情况下，最大的宽度“W”不会超过6mm且最小的宽度“W”尺寸不会小于1mm。建议的宽度“W”尺寸会阻止木片、细木屑、粉或不同于砂的物质穿过垂直槽。

图9显示了根据本公开的另一实施方式的穿孔的可更换插件13631。穿孔的可更换插件13631的穿孔是垂直槽13631A，在垂直槽13631A之间带有实体区域13631B。垂直槽13631A被设置成穿孔的可更换插件13631上的列和行。

对于图7的垂直槽1363A，垂直槽13631A可以被设置为平行于线“a”，使得线“a”是穿孔的可更换插件13631的锥形轴的切线。类似于图7的垂直槽1363A，图9的垂直槽13631A具有基本相同的宽度“W”，与图7不同，图9的垂直槽13631A不是所有的均具有相同的长度“L”。

当砂垂直向下移动穿过穿孔的可更换插件13631，从顶部13631C到达底部13631D，垂直槽13631A的长度“L”发生变化。该变化可以是在穿孔的可更换插件13631的顶部13631C具有更长的长度“L”，并且在底部13631D具有更短的长度“L”(如图9所示)。当砂垂直向下移动时，垂直槽13631A的长度“L”还可以是逐渐变化，并且在每一行内不会发生变化。

在另一实施方式中，长度“L”的逐渐变化可以发生在行的集合内，例如第一个两行可以是行的集合，并且每个垂直槽13631A的长度“L”可以是相同的。第二个行的集合中的每个槽13631A，位于第一个行的集合的垂直下方，可以具有与之前的行的集合不同的长度“L”。其他行的集合可以继续并且具有与之前的行的集合不同的长度“L”。

在另一实施方式中，垂直槽13631A的行的长度“L”呈逐渐变化，这样最长的垂直槽位于底部(而不是顶部)并且垂直槽的顶部行具有最短的垂直长度“L”。

垂直槽的长度“L”的变化可以积极地影响除砂效率，因为较大的(或在这种情况下垂直较长的)垂直槽设置在最高浓度的待清除的砂存在的位置。在逐渐改变垂直槽长度“L”尺寸的情况下，最大的长度“L”不会超过100mm且最小的长度“L”尺寸不会小于5mm。例如，最大长度为50mm和最小长度为10mm是适当的。这些范围的长度“L”尺寸将阻止木屑、细木屑、粉、纸浆纤维或其他不同于砂的物质穿过垂直槽的通道。

图10显示了根据本公开的另一实施方式的穿孔的可更换插件13632。穿孔的可更换插件13632的穿孔是垂直槽13632A，在垂直槽13632A之间带有实体区域13632B。垂直槽13632A被设置成穿孔的可更换插件13632上的列和行。

对于图7的垂直槽1363A，垂直槽13632A可以被设置为平行于线“a”，使得线“a”是穿孔的可更换插件13632的锥形的轴线的切线。不同于图7的垂直槽1363A，图10的垂直槽13632A不具有基本相同的宽度“W”或长度“L”。

当砂垂直向下移动穿过穿孔的可更换插件13632，从顶部13632C到达底部13632D，垂直槽13632A的长度“L”和宽度“W”发生变化。该变化可以是在穿孔的可更换插件13632的顶部13632C具有更长的长度“L”和更宽的宽度“W”，并且在底部13632D具有更短的长度“L”和更窄的宽度“W”(如图10所示)。在一些实施方式中，当砂垂直向下移动时，垂直槽13632A的长度“L”和宽度“W”可以是逐渐变化，并且在每一行内不会发生变化。在另一实施方式中，长度“L”和宽度“W”的逐渐变化可以发生在行的集合内，例如第一个两行可以是行的集合，并且每个垂直槽13632A的长度“L”和宽度“W”可以是相同的。第二个行的集合中的每个槽13632A，位于第一个行的集合的垂直下方，可以具有与之前的行的集合不同的长度“L”和宽度“W”。其他行的集合可以继续并且具有与之前的行的集合不同的长度“L”和宽度“W”。

在一些实施方式中，垂直槽13632A的行的长度“L”和宽度“W”呈逐渐变化，这样最长和最宽的垂直槽位于底部(而不是顶部)并且垂直槽的顶部行具有最短和最窄的垂直槽尺寸。

虽然没有在图7-10的任一个中示出，垂直的槽的行和列相对于线“a”具有一定角度也是可能的，角度为15度到185度，例如：30度到150度、45度到135度、60度到120度、15度到60度或甚至120度到185度也是适当的。选定的角度的范围与砂在砂分离器容器中垂直向下移动的流动模式相关联。砂的流动模式是多个因子的函数：砂分离器容器的尺寸、进入砂分离器容器的夹带液的体积、和夹带液中砂的浓度。通过观察向下穿过砂分离器容器的砂的流动，可以设定角度。所使用的角度取决于进料到容器的夹带液的体积和区域的尺寸。

在本公开中提出的是：一种砂分离器容器，用于将夹带液分离为固体颗粒(基本为砂)和基本不含砂的(净化的)液体流。所述砂分离器容器包括至少圆筒形部分的上部和至少下部；所述圆筒形部分的上部的切向入口用于接收夹带液；在所述圆筒形部分的顶部的出口用于排放基本不含砂的(净化的)液体；在所述下部的底部的出口用于排放所述固体颗粒；下部具有锥形部分。锥形部分具有被固体颗粒收集区包围的锥形可更换插件。锥形可更换插件是带有穿孔的金属板，被形成为尺寸与所述下部的锥形部分内匹配的锥形。金属板中的穿孔是具有长度“L”和宽度“W”的槽。槽设置为行和列的模式，使得槽的列平行于由可更换插件的锥形的轴线的切线形成的线。

在至少一些实施方式中，所述槽具有逐渐变化的宽度“W”，逐渐变化的槽长度“L”，逐渐变化的槽宽度“W”，和逐渐变化的槽长度“L”。

在本公开中提出的是用于分离设备的穿孔的可更换插件。用于分离设备的穿孔的可更换插件包括：具有锥形的金属板。锥形具有在一端较大的开口和在相对端较小的开口。多个穿孔位于锥形金属板中。多个穿孔的每一个具有长度“L”和宽度“W”，长度“L”和宽度“W”可以彼此不同。多个穿孔也可以是槽。多个穿孔在金属板中形成行和列的模式；其中所述列均位于金属板中并且穿孔的列平行于由可更换插件的锥形的轴线的切线形成的线。

在至少一些实施方式中，穿孔的可更换插件适于用于砂分离器容器。另外，在一些实施方式中，穿孔的宽度“W”从可更换插件的一端向可更换插件的相对端逐渐变化，同时长度“L”不发生改变。在一些实施方式中，多个穿孔的宽度“W”不大于6mm。

穿孔的可更换插件的一些实施方式可以具有施加到锥形金属板的25％-30％顶部1363C、13630C、13631C、13632C端部的硬涂层，在那里形成的可更换插件具有比底部1363D、13630D、13631D、13632D更大的开口。在至少一些实施方式中，锥形金属板在锥形金属板具有更大开口的端部具有更大的厚度。

虽然本发明已经结合目前被认为最实用和最优选的实施方式进行了描述，应该了解的是本发明不限于所公开的实施方式，相反，其意在涵盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (17)

1.一种砂分离器容器，用于将夹带液分离为固体颗粒和基本不含固体颗粒的液体流，其包括：

至少圆筒形部分的上部和至少下部；

圆筒形部分的上部的切向入口用于接收所述夹带液；

在所述圆筒形部分的上部的顶部的出口用于排放基本不含固体颗粒的液体；

在所述下部的底部的出口用于排放所述固体颗粒；

下部具有锥形部分；

锥形部分具有被固体颗粒收集区包围的锥形可更换插件；

其中所述锥形可更换插件是带有穿孔的金属板，并且所述金属板被形成为尺寸与所述下部的锥形部分内匹配的锥形；

金属板中的穿孔是具有长度“L”和宽度“W”的槽；

所述槽以行和列的模式设置，使得所述槽的列平行于由可更换插件的锥形的轴线的切线形成的线。

2.根据权利要求1所述的砂分离器容器，其中所述固体颗粒为砂。

3.根据权利要求2所述的砂分离器容器，其中所述槽具有逐渐变化的宽度“W”。

4.根据权利要求2所述的砂分离器容器，其中所述槽具有逐渐变化的长度“L”。

5.根据权利要求3所述的砂分离器容器，其中所述槽具有逐渐变化的长度“L”。

6.根据权利要求1所述的砂分离器容器，其中所述可更换插件具有施加到可更换插件的顶部25％-30％的硬涂层。

7.根据权利要求1所述的砂分离器容器，其中所述可更换插件的金属板对于可更换插件顶部的25％-30％具有增加的厚度。

8.根据权利要求7所述的砂分离器容器，其中所述金属板厚度增加2mm到8mm。

9.根据权利要求2所述的砂分离器容器，其中所述槽的最大宽度为6mm。

10.一种用于分离设备的穿孔的可更换插件，其包括：

具有锥形形状的金属板，并且其中所述锥形形状在一端具有较大开口，且在相对端具有较小开口，和

位于锥形金属板中的多个穿孔，其中多个穿孔的每一个具有至少长度“L”和宽度“W”，并且多个穿孔在金属板中形成行和列的模式，其中所述列均位于金属板中并且穿孔的列平行于由可更换插件的锥形的轴线的切线形成的线。

11.根据权利要求10所述的穿孔的可更换插件，其中所述插件适用于砂分离器容器。

12.根据权利要求10所述的穿孔的可更换插件，其中所述穿孔是槽。

13.根据权利要求10所述的穿孔的可更换插件，其中穿孔的宽度“W”从可更换插件的一端向可更换插件的相对端逐渐变化，同时长度“L”不发生改变。

14.根据权利要求10所述的穿孔的可更换插件，其中硬涂层被施加到具有较大开口的端部的锥形金属板的25％到30％。

15.根据权利要求10所述的穿孔的可更换插件，其中所述锥形金属板在具有较大开口的端部更厚。

16.根据权利要求10所述的穿孔的可更换插件，其中所述穿孔的宽度“W”不大于6mm。

17.根据权利要求7所述的砂分离器容器，其中所述金属板的厚度增加10％到20％。