RU2671981C2 - Узел вогнутого фильтра - Google Patents

Abstract

Предложенная группа изобретений может использоваться в сепарационных установках, которые могут применяться в горнодобывающей, фармацевтической, пищевой, медицинской и других отраслях для разделения смесей жидкости и твердого вещества. В частности, может использоваться для реализации вибрационных сепараторов в нефтедобывающей отрасли. Один из вариантов системы ситового узла содержит ситовый узел, содержащий раму, имеющую пару параллельных противоположных боковых сторон и пару параллельных противоположных торцов; выпуклую нижнюю сторону указанной рамы; верхнюю поверхность указанной рамы, противоположную указанной выпуклой нижней стороне, причем верхняя поверхность является, по существу, плоской; и по меньшей мере один слой сита, закрепленный на верхней поверхности указанной рамы и предназначенный для разделения твердых материалов и жидкостей; и деку, содержащую основание деки, на котором размещен ситовый узел. Верхняя сторона основания деки, контактирующая с выпуклой нижней стороной указанной рамы, является, по существу, плоской. Способ установки ситового узла в вибрационный сепаратор включает обеспечение вибросита, содержащего основание деки; обеспечение ситового узла, содержащего выпуклую нижнюю сторону, верхнюю сторону и по меньшей мере один слой сита, закрепленный на верхней стороне ситового узла, имеющей плоскую форму; размещение ситового узла на указанном основании деки и осуществление изгиба указанного ситового узла в результате приложения усилия таким образом, что указанная выпуклая нижняя сторона адаптируется к профилю основания деки, а указанная верхняя сторона образует некоторый профиль. Технический результат – повышение производительности вибросита, а также увеличение срока его службы. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 13 ил.

Description

Настоящая заявка заявляет приоритет по заявке на патент США № 14/316129, поданной 26 июня 2014 г., которая включена в данный документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Содержание этого раздела представляет собой только дополнительную информацию, касающуюся настоящего изобретения, которая может быть не связана с описанием известного уровня техники.

Варианты реализации изобретения, описанные в настоящем документе, в общем, относятся к установке и способам выполнения работ, связанных с подземными пластами и, в частности, к виброситам для нефтедобывающей отрасли и просеивающим ситам.

Сепарационное оборудование используется в различных отраслях для разделения компонентов одного материала или крупности и компонентов другого материала или крупности. Например, в фармацевтической промышленности сепарационное оборудование может использоваться для отделения твердых частиц определенной крупности или состава от частиц другой крупности или состава. В нефтепромысловой отрасли сепарационное оборудование может применяться для отделения скважинного флюида (например, бурового раствора, закупоривающего материала, раствора для заканчивания скважин, углеводородов и т.д.) от твердых частиц выбуренной породы или другого флюида.

Буровой раствор, используемый на нефтяных месторождениях, который часто называют «буровым глинистым раствором», выполняет в данной области различные функции. Разнообразные функции бурового раствора охватывают осуществление смазки для охлаждения долот вращательного бурения и повышения скорости бурения. Обычно смесь для бурового раствора готовится на поверхности и подается насосом под высоким давлением внутри бурильной колонны к буровому долоту. После достижения бурового долота буровой раствор выходит через различные насадки или отверстия, смазывая и охлаждая буровое долото. После выхода через насадки «отработанный» буровой раствор возвращается на поверхность по кольцевому пространству, образованному между бурильной колонной и стенкой пробуренной скважины.

Буровой раствор обеспечивает создание гидростатического давления столба жидкости или напора, препятствующего «выбросу» из пробуриваемой скважины. Указанное гидростатическое давление компенсирует пластовые давления, предотвращая выброс в случае прорыва в скважину пластовых флюидов, находящихся под давлением. Двумя факторами, определяющими гидростатическое давление столба бурового раствора, являются высота (или глубина) столба (то есть, расстояние по вертикали от поверхности до забоя скважины) и плотность (или величина, обратная плотности, - удельная плотность) используемого раствора. В зависимости от типа и структуры пласта, который требуется пробурить, с целью получения требуемого состава смеси в буровой раствор добавляются различные утяжеляющие и смазывающие вещества. Обычно плотность бурового раствора указывается в «фунтах», что представляет сокращенное обозначение фунтов на галлон. В общем, повышение количества утяжеляющего вещества, растворенного в основе бурового раствора, приводит к получению более тяжелого бурового раствора. Слишком легкий буровой раствор может не защитить от выбросов из пласта, а слишком тяжелый буровой раствор может привести к чрезмерному проникновению в пласт. В связи с этим значительный объем времени и исследований затрачивается на обеспечение оптимального состава бурового раствора. Поскольку оценка бурового раствора и процесс приготовления смеси занимают значительное время и являются дорогостоящими операциями, бурильные и сервисные компании предпочитают проводить регенерацию отработанного бурового раствора и рециркуляцию для использования раствора в непрерывном режиме.

Другой существенной функцией бурового раствора является удаление выбуренной породы от бурового долота из забоя скважины на поверхность. По мере того как буровое долото измельчает или разрушает породу в забое скважины, в забое остаются небольшие частицы твердого вещества. Буровой раствор, выходящий из насадок бурового долота, захватывает и выносит твердые частицы породы и структур пласта на поверхность по кольцевому пространству между бурильной колонной и стенкой скважины. Соответственно, жидкость, выходящая из кольцевого пространства скважины, представляет собой шлам, содержащий частицы выбуренной породы в буровом растворе. Перед подачей бурового раствора в контур рециркуляции и повторной закачкой в забой через насадки бурового долота следует удалить твердые частицы выбуренной породы.

Одна из установок, используемых для удаления выбуренной породы и прочих твердых частиц из бурового раствора, обычно называется в данной отрасли «виброситом для очистки бурового раствора от выбуренной породы». Вибросито для очистки бурового раствора, известное также как вибрационный сепаратор, представляет собой вибрационный стол, содержащий сито, на котором осаждаются твердые частицы, содержащиеся в возвращенном буровом растворе, и по прохождении которого получается существенно более чистый буровой раствор. Обычно вибросито для очистки бурового раствора представляет собой стол, установленный под наклоном и содержащий, в общем, перфорированный фильтрующий поддон. Возвращенный буровой раствор поступает на приемную часть вибросита для очистки бурового раствора. По мере того как буровой раствор перемещается вниз и по длине вибрационного стола, жидкость проходит через перфорированные отверстия в расположенный внизу резервуар, а твердые частицы остаются на сите. Вибрация рабочего стола вибросита для очистки бурового раствора обеспечивает перемещение твердых частиц, оставшихся на сите, пока они не удаляются с выпускной части рабочего стола вибросита. Описанная выше установка иллюстрирует один из типов вибросит для очистки бурового раствора, известных специалистам в данной области техники. В альтернативных вариантах вибросит для очистки бурового раствора приемная часть вибросита может размещаться ближе к поверхности земли, чем выпускная часть. В таких виброситах для очистки бурового раствора наличие наклона может требовать перемещения твердых частиц, в общем, в направлении вверх. В других вариантах вибросит для очистки бурового раствора рабочий стол может не иметь наклона и, таким образом, только вибрация вибросита обеспечивает разделение твердых частиц и жидкости. В любом случае наклон стола и (или) особенности конструкции существующих вибросит для очистки бурового раствора не следует рассматривать как фактор, ограничивающий объем настоящего изобретения.

Интенсивность вибрации и угол наклона стола вибросита для очистки бурового раствора могут регулироваться для адаптации к различным значениям расхода бурового раствора и относительного содержания твердых частиц в буровом растворе. После того как жидкость проходит через перфорированный поддон вибросита для очистки бурового раствора, она может быть немедленно возвращена в эксплуатацию в скважине, может быть направлена в резервуар для проведения измерений и оценки или может быть пропущена через дополнительный компонент оборудования (например, сушильное вибросито, центрифугу или вибросито для удаления частиц меньшей крупности) для удаления выбуренной породы и (или) твердых частиц меньшего размера.

ГРАФИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Графические материалы представлены в настоящем документе только с целью иллюстрации выбранных вариантов, а не всех возможных вариантов реализации изобретения, и указанные материалы не ограничивают объем настоящего изобретения.

Фиг. 1 иллюстрирует вид в перспективе вогнутого ситового узла в соответствии с принципами настоящего изобретения.

Фиг. 2 иллюстрирует вид в перспективе плоской деки для вибросита, в которую устанавливается вогнутый ситовый узел, в соответствии с принципами настоящего изобретения.

Фиг. 3 иллюстрирует вид в перспективе плоской деки, в которую установлен вогнутый ситовый узел.

Фиг. 4a и 4b иллюстрируют виды в перспективе плоской деки с установленным вогнутым ситовым узлом, имеющим выпуклую или, по существу, плоскую верхнюю сторону.

Фиг. 5 иллюстрирует вид в разрезе плоской деки с установленным вогнутым ситовым узлом, закрепленным болтами с Т-образной головкой.

Фиг. 6 иллюстрирует вид в перспективе вогнутого ситового узла с ситом, натянутым на верхней стороне рамы.

Фиг. 7 иллюстрирует вид в перспективе вогнутого ситового узла с тремя слоями ситового полотна, закрепленными и натянутыми на верхней стороне рамы.

Фиг. 8 иллюстрирует вид в перспективе вогнутого ситового узла, содержащего полосовой зацеп.

Фиг. 9 иллюстрирует вид в разрезе деки с вогнутым ситовым узлом, закрепленным клиновидными колодками.

Фиг. 10 иллюстрирует вид в перспективе вогнутого ситового узла в соответствии с принципами настоящего изобретения.

Фиг. 11 иллюстрирует вид в перспективе выпуклой деки для вибросита, предназначенной для установки вогнутого ситового узла, в соответствии с принципами настоящего изобретения.

Фиг. 12 иллюстрирует вид в перспективе выпуклой деки, в которую устанавливается вогнутый ситовый узел.

Фиг. 13 иллюстрирует вид в перспективе выпуклой деки, в которую установлен вогнутый ситовый узел.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описанные в настоящем документе варианты реализации изобретения используются в сепарационных установках, которые могут применяться в различных отраслях, например, для реализации вибрационных сепараторов. Хотя конкретные варианты реализации изобретения можно представить как применяющиеся в нефтедобывающей отрасли, например в виброситах для очистки бурового раствора, представленная установка может использоваться в других отраслях, в которых требуется разделение смесей жидкости и твердого вещества, различных твердых веществ, а также прочих смесей. Например, варианты реализации настоящего изобретения могут использоваться в горнодобывающей, фармацевтической, пищевой, медицинской и других отраслях для разделения таких смесей.

Далее представлено более подробное описание типовых вариантов реализации изобретения со ссылкой на прилагаемые графические материалы. Прежде всего, следует отметить, что разработка любого фактического варианта реализации изобретения связана с принятием различных зависящих от конкретной реализации решений, направленных на достижение конкретных целей разработчика, таких как обеспечение соответствия ограничениям, обусловленным данной системой и областью применения, которые отличаются в зависимости от конкретной реализации. Кроме того, очевидно, что разработка такого варианта реализации может быть сложным и требующим значительных затрат времени процессом, который однако является обычной практикой для специалистов в данной области техники, использующих преимущества настоящего изобретения. Далее, конструкция, использованная для описания в данном документе, может также содержать некоторые компоненты, отличающиеся от компонентов, представленных в настоящем описании.

Далее представлено подробное описание со ссылкой на прилагаемые графические материалы, которые являются составной частью настоящего документа. На фигурах подобные символы и позиции обычно обозначают аналогичные компоненты, если контекст не указывает иное. Иллюстративные варианты реализации изобретения, описанные в настоящем документе, не имеют ограничительного характера. Могут быть использованы другие варианты реализации изобретения и могут быть внесены другие изменения без выхода за пределы сущности или объема изобретения, описанного в настоящем документе. Очевидно, что аспекты настоящего изобретения, в общем, описанные в настоящем документе и проиллюстрированные на фигурах, могут быть расположены, заменены, комбинированы или разработаны в виде разнообразных конфигураций, которые явно предусмотрены и находятся в пределах объема настоящего изобретения.

Варианты реализации изобретения, описанные в настоящем документе, относятся к ситам вибрационных сепараторов и к установке сит на рамы ситовых дек в виброситах. В некоторых вариантах реализации изобретения узлы комбинированных сит с нижней стороны имеют вогнутую (называется также выпуклой) конфигурацию. Такой ситовый узел может быть установлен и закреплен на основаниях сит, которые являются, по существу, плоскими или выпуклыми, что может способствовать повышению производительности вибросита и даже повышению эффективности сита, увеличению срока службы и улучшению уплотнения. В вариантах реализации изобретения, предусматривающих комбинированную раму ситового узла, формование вогнутой рамы может обеспечить улучшение повторяемости и уменьшение расхождений между различными формованными рамами сит, по сравнению с повторяемостью и расхождениями изготовления нескольких ситовых оснований вибросита.

Вибрационные сепараторы могут содержать основания дек, которые, по существу, являются плоскими или в других случаях выпуклыми. В случае использования выпуклой формы профиль выпуклости может быть в пределах от незначительной выпуклости с очень большим радиусом до существенной выпуклости с малым радиусом. В соответствии с настоящим изобретением не требуется какая-либо конкретная степень выпуклости, при этом требуемая степень выпуклости будет очевидной для специалистов в данной области техники. Термины «по существу, плоский» и «плоский», используемые в настоящем документе, означают поверхность или участок, представляющий собой или ограниченный ровной поверхностью или поверхностью, которая считается ровной. Однако очевидно, что в процессе изготовления и эксплуатации плоских геометрических поверхностей или участков могут присутствовать или возникать незначительные отклонения от плоской поверхности. Если поверхность должна быть полностью ровной, она может быть, по существу, ровной и такие состояния также охватываются значением указанных терминов.

В некоторых вариантах реализации изобретения вогнутый профиль поверхности ситового узла может быть очень незначительным или даже визуально незаметным, а в других вариантах реализации изобретения указанный профиль может быть явно видимым. Хотя настоящее изобретение не ограничивается какой-либо конкретной степенью вогнутости, определенные диапазоны вогнутости, не имеющие ограничительного характера, которые можно считать пригодными для процесса эксплуатации, охватывают до 2 дюймов высоты относительно плоской поверхности, от 0,1 дюйма (0,254 см) до 1 дюйма (2,54 см) от плоской поверхности или даже от 0,25 дюйма (0,635 см) до 0,75 дюйма (1,905 см) от плоской поверхности. Кроме того, вогнутость может быть симметричной или асимметричной по ширине ситового узла.

На фиг. 1 и 2 проиллюстрированы вогнутые ситовые узлы 100, предназначенные для установки в вибрационных сепараторах, содержащих плоскую деку 150, в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения. Ситовый узел 100 содержит раму, содержащую пару параллельных противоположных торцов 102, 104 и пару параллельных противоположных сторон 106, 108. Рама содержит выпуклую нижнюю сторону 110, образующую нижнюю поверхность вогнутого ситового узла 100, и верхнюю сторону 112, противоположную выпуклой нижней стороне 110. На верхней стороне 112 рамы может быть закреплен по меньшей мере один слой ситового полотна, предназначенного для отделения твердых материалов от жидкости, когда сито установлено и эксплуатируется на вибросите.

Как проиллюстрировано на фиг. 3, в некоторых других вариантах реализации изобретения предусматривается вогнутый ситовый узел 100, предназначенный для крепления на плоской деке 150 вибросита, причем ситовый узел 100 содержит раму сита, содержащую выпуклую нижнюю сторону 110 и верхнюю сторону 112. После помещения на плоской деке 150 ситовый узел 100 устанавливается на плоской деке 150 и изгибается под воздействием усилий, указанных утолщенными стрелками 302. Далее, как проиллюстрировано на фиг. 4a и 4b, после приложения усилия и последующего изгиба выпуклая нижняя сторона 110 ситового узла 100 адаптируется к плоскому профилю плоского основания 154 деки, а верхняя сторона 112 образует профиль 410. Кроме того, по меньшей мере одно сито может быть закреплено на верхней стороне 112 ситового узла.

Как также проиллюстрировано на фиг. 4a и 4b, после установки и приложения усилия 302 для натяжения ситового узла 100 профиль 410 верхней стороны 112 может иметь любую требуемую форму. Например, фиг. 4a иллюстрирует выпуклый профиль 410a верхней стороны 112, а фиг. 4b иллюстрирует, по существу, плоский профиль 410b верхней стороны 112. На практике, если радиусы профилей выпуклой нижней стороны 110 и верхней стороны 112 до установки являются, по существу, одинаковыми, то верхняя сторона 112 может быть, по существу, плоской после установки ситового узла 100 на плоской деке 150, как проиллюстрировано на фиг. 4b. Однако если радиус выпуклой нижней стороны 110 до установки больше радиуса верхней стороны 112, то после установки профиль 410 верхней стороны 112 может быть изогнут кверху, то есть, может быть выпуклым, как проиллюстрировано на фиг. 4a. В некоторых других случаях, если радиус выпуклой нижней стороны 110 меньше радиуса верхней стороны 112, то после установки верхняя сторона 112 может быть изогнута книзу, то есть, может быть вогнутой, что приводит к образованию U-образного канала в центре.

Как также проиллюстрировано на фиг. 1, вогнутый ситовый узел 100 может содержать множество поперечных опор 114, проходящих между противоположными боковыми сторонами 106, 108 и, по существу, параллельных противоположным торцам 102, 104, причем по меньшей мере некоторые поперечные опоры 114 с нижней стороны имеют выпуклую форму. В некоторых случаях вогнутый ситовый узел 100 может дополнительно содержать одно или более ребер 116, проходящих между поперечными опорами 114 и перпендикулярно указанным опорам.

Далее, фиг. 5 иллюстрирует вид с торца вогнутого ситового узла 100, установленного на плоском основании 150 деки в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения. Нижняя сторона 110 ситового узла размещается на плоском основании 154 деки. В некоторых вариантах реализации изобретения плоское основание деки содержит натяжную планку 502 со стяжными болтами 520. Ситовый узел 100 размещен на основании 154 деки и торец 504 зацепа ситового узла 100 находится под натяжной планкой 502. По мере затягивания стяжных болтов 520 ситовый узел 100 подтягивается в направлении боковой стенки 152 плоского основания деки и растягивается натяжной планкой 502 на плоском основании 154 деки. После натяжения нижняя сторона 110 ситового узла 110 может быть дополнительно закреплена на плоском основании 154 деки. Хотя фиг. 5 иллюстрирует выпуклый или изогнутый кверху профиль верхней стороны 112, это не является ограничивающим фактором, и профиль верхней стороны 112 после установки с натянутым ситом может иметь любую требуемую форму, в том числе также, по существу, плоскую форму или форму U-образного канала, и такие изменения профиля верхней стороны любого сита в соответствии с настоящим изобретением находятся в пределах объема изобретения.

Фиг. 6 иллюстрирует другие варианты реализации изобретения, в которых вогнутый ситовый узел 100 содержит множество отверстий 620 в противоположных боковых сторонах 606, 608 рамы, предназначенных для размещения в них болтов и дополнительного крепления ситового узла 100 на плоском основании сита, установленном в вибросите. Фиг. 6 также иллюстрирует, что сито 630 натянуто на верхней стороне 112 ситового узла 100.

Фиг. 7 иллюстрирует некоторые варианты реализации ситового узла 100, содержащего множество ситовых полотен 702, 704 и 706, закрепленных на верхней стороне 112 ситового узла 100 и натянутых на нем. Фиг. 7 для наглядности иллюстрирует вид ситовых полотен с частичным вырезом. В некоторых случаях на раму укладывают слой 702 подложки с крупными ячейками, на котором размещают средний слой 704 с промежуточными мелкими ячейками и поверх среднего слоя 704 укладывают верхний слой 706 с мелкими ячейками. Ситовые полотна укладывают и натягивают на раме, а затем закрепляют эпоксидным или другим приемлемым клеящим материалом. Для специалистов в данной области техники очевидно, что может использоваться меньшее или большее количество ситовых полотен, а также любая требуемая структура размеров ячеек ситовых полотен.

Фиг. 6 и 7 иллюстрируют варианты реализации изобретения, в которых противоположные боковые стороны 606, 608, 716, 718 рамы ситового узла 100 скошены с нижней стороны для размещения болтов с T-образной головкой перед их установкой через прорези 620 и 720 в тех случаях, когда используется такой механизм крепления. Другими словами, головки болтов размещаются в пространстве, полученном в результате скоса, а ситовый узел 100 опускается на основание 154 деки. На каждой скошенной поверхности может быть дополнительно предусмотрена прокладка, предназначенная для уплотнения поверхности соприкосновения ситового узла 100 с боковой стенкой вибросита.

Фиг. 7 дополнительно иллюстрирует варианты реализации изобретения, в которых узлы вогнутых фильтров содержат пару параллельных противоположных торцов 722 и 724, и пару параллельных противоположных боковых сторон 716 и 718. Торцы могут иметь большую длину, чем боковые стороны, для получения удлиненного прямоугольника, однако очевидно, что возможны другие конфигурации, например квадрат, находящиеся в пределах объема изобретения. В некоторых других случаях боковые стороны могут иметь большую длину, чем торцы. Множество поперечных опор 736, 738, 740 и 742 проходит между боковыми сторонами 716 и 718 параллельно торцам 722 и 724. Количество поперечных опор изменяется в зависимости от размеров и конструкции установки, при этом настоящее изобретение не ограничивается конкретным количеством поперечных опор.

Фиг. 8 иллюстрирует другой механизм - полосовой зацеп, предназначенный для дополнительного крепления вогнутого ситового узла на плоском основании сита, установленном в вибросите. Вид в перспективе, проиллюстрированный на фиг. 8, указывает ситовый узел 100 в перевернутом положении. Варианты реализации изобретения, в которых используется такой механизм крепления, могут содержать ситовый узел 100, содержащий полосовой зацеп 810, прикрепленный или сформированный, например, вблизи нижней стороны 110 каждой противоположной боковой стороны 106 и 108 рамы ситового узла 100. Фиг. 8 дополнительно иллюстрирует варианты реализации изобретения, в которых ситовый узел 100 содержит комбинированную раму 800, содержащую множество ребер 802a, 802b и 802c. Ребра 802a, 802b и 802c могут иметь различную высоту для формирования частой решетки, образующей опорную структуру для фильтрующих элементов. Ребра могут иметь различную высоту с целью формирования общего вогнутого профиля; например, ребро 804a может иметь большую высоту, чем ребро 804b, а ребро 804b может иметь большую высоту, чем ребро 802b, образуя указанный профиль.

Далее, как проиллюстрировано на фиг. 9, ситовые узлы в соответствии с настоящим изобретением также могут быть закреплены в вибросите при помощи клиновидных колодок 900. Некоторые варианты реализации приемлемых клиновидных колодок описаны в патенте США № 7150358, включенном в настоящий документ посредством ссылки. Может быть также предусмотрен упорный кронштейн 904 клиновидной колодки. Для специалистов в данной области техники очевидно, что в некоторых вариантах реализации изобретения ширина клиновидной колодки 900, по существу, аналогична ширине упорного кронштейна 904 клиновидной колодки. Очевидно также, что количество клиновидных колодок может изменяться в пределах от одной до восьми или более в зависимости от конструкции вибросита, размера и расположения клиновидной колодки и упорного кронштейна клиновидной колодки друг относительно друга, а также других факторов, хорошо известных специалистам в данной области техники. Как дополнительно проиллюстрировано на фиг. 9, ситовый узел 912 закреплен клиновидной колодкой 900, фрикционно взаимодействующей с упорным кронштейном 904 клиновидной колодки. Вибросито может дополнительно содержать поперечный опорный элемент 916, на котором установлена опора 918 ситового узла.

Хотя ранее было проиллюстрировано, что ситовые узлы могут быть закреплены клиновидными колодками, полосовыми зацепами и болтами с T-образной головкой, очевидно, что для крепления ситовых узлов в виброситах могут применяться другие приемлемые механизмы, такие как пневматические исполнительные приводы и подобные устройства или любые другие механизмы, известные специалистам в данной области техники.

Далее, фиг. 10 и 11 иллюстрируют некоторые другие варианты реализации сит в соответствии с настоящим изобретением. Хотя сита, проиллюстрированные на фиг. 1-5, установлены на плоскую деку, вогнутые ситовые узлы могут также устанавливаться на вибросита, содержащие выпуклую или вогнутую деку, такую как дека 1050, проиллюстрированная на фиг. 11. Как проиллюстрировано на фиг. 10, ситовый узел 1000 содержит раму, содержащую пару параллельных противоположных торцов 1002, 1004, пару параллельных противоположных боковых сторон 1006, 1008, вогнутую или плоскую нижнюю сторону 1010 и верхнюю сторону 1012, противоположную нижней стороне 1010. На верхней стороне 1012 рамы может быть закреплен по меньшей мере один слой ситового полотна для отделения твердых материалов от жидкости, когда узел установлен и эксплуатируется в вибросите. Дека 1050 содержит боковые стенки 1052 и выпуклое основание 1054 деки.

На фиг. 12 проиллюстрирован вогнутый ситовый узел 1000, предназначенный для крепления к выпуклой деке 1050 вибросита, причем ситовый узел 1000 содержит раму сита, содержащую выпуклую нижнюю сторону 1010 и верхнюю сторону 1012. После размещения на деке 1050 ситовый узел 1000 устанавливается на основании 1054 деки и изгибается при приложении усилия 1202. Как проиллюстрировано на фиг. 13, после приложения усилия и последующего изгиба выпуклая нижняя сторона 1010 ситового узла 1000 адаптируется к выпуклому профилю основания 1054 деки, а верхняя сторона 1012 образует профиль 1310. Далее, на верхней стороне 1012 ситового узла может быть закреплено по меньшей мере одно сито. После установки и приложения усилия 1202 для натяжения ситового узла 1000 профиль 1310 верхней стороны 112 может иметь любую требуемую форму. На практике, если радиусы профилей нижней стороны 1010 и верхней стороны 1012 до установки являются, по существу, одинаковыми, то верхняя сторона 1012 после установки может быть выпуклой и иметь радиус, аналогичный радиусу основания 1054 деки. Однако если радиус нижней стороны 1010 до установки больше радиуса верхней стороны 1012, то после установки профиль 1310 верхней стороны 1012 имеет радиус, меньший радиуса профиля основания 1054 деки, как проиллюстрировано на фиг. 13. В некоторых других случаях, если радиус нижней стороны 1010 меньше радиуса верхней стороны 1012, то после установки верхняя сторона 1012 имеет радиус профиля, превышающий радиус профиля основания 1054 деки, или даже, по существу, плоский профиль.

Как и любые другие варианты реализации сит в соответствии с настоящим изобретением ситовый узел 100 может дополнительно содержать множество поперечных опор 1014, проходящих между противоположными боковыми сторонами 1006, 1008 и, по существу, параллельных противоположным торцам 1002, 1004. В некоторых случаях вогнутый ситовый узел 100 может дополнительно содержать одно или более ребер 1016, проходящих между поперечными опорами 1014 и перпендикулярно указанным опорам.

Рамы ситовых узлов в соответствии с настоящим изобретением могут быть изготовлены из пластика, металла, металлического сплава или другого приемлемого материала, имеющего, в общем, упругие свойства при воздействии условий, связанных с изготовлением, доставкой, установкой и эксплуатацией рамы вогнутого ситового узла. Некоторые примеры пластиков, пригодных для изготовления рамы, охватывают, среди прочего: термореактивные материалы, такие как полиуретаны, полиэфиры, эпоксидные смолы, полиимиды, фенольные смолы, фенолформальдегидные смолы, вулканизированный каучук, меламиновая смола и аналогичные материалы или любые требуемые комбинации этих материалов; термопластичные материалы, такие как полиэтилен, полипропилен, полиамид, поливинилхлорид (ПВХ), полистирол, полиэтилентерефталат, фторполимеры, полибензимидазол, полиметилметакрилат и аналогичные материалы или любые требуемые комбинации этих материалов; и любые требуемые комбинации термопластичных и термореактивных материалов.

При использовании для изготовления рамы термореактивных и (или) термопластичных материалов к указанным материалам с целью получения определенных свойств могут быть добавлены другие компоненты. Например, среди прочего, для повышения предела прочности при растяжении, модуля упругости при изгибе и деформационной теплостойкости и (или) уменьшения усадки и коробления могут быть добавлены армирующие волокна, такие как борное волокно, углеродное волокно, волокнистые минералы, стекло, кевлар® и аналогичные материалы. Для повышения электрической и тепловой проводимости могут использоваться проводящие наполнители, такие как алюминиевые порошки, углеродное волокно, графит и аналогичные материалы. Связующие вещества, такие как силаны, титанаты и аналогичные вещества могут быть добавлены для усиления связи между поверхностями полимерной матрицы и волокон. Могут быть добавлены удешевляющие добавки, такие как карбонат кальция, двуокись кремния или глина, а также пластификаторы, такие как мономерные жидкости, вещества с низкой молекулярной массой, обеспечивающие улучшение свойств вязкости расплава, повышение эластичности и (или) снижение стоимости материала. Красящие вещества (пигменты и красители), такие как оксиды металлов, органические красители и (или) углеродная сажа используются для повышения цветостойкости и защиты от деструкции под воздействием теплоты и ультрафиолетового излучения. Порообразующие вещества, такие как газ, азосоединения, производные гидразина могут использоваться для получения требуемой плотности материала. Могут также применяться другие добавки, известные специалистам в данной области техники.

Для изготовления рамы может использоваться любой приемлемый способ. Например, приемлемые способы обработки термопластичных материалов охватывают формование из экструдируемых заготовок, пневмоформование с экструзией, литье под давлением с раздувом, литье под давлением, литье под давлением с раздувом и вытяжкой, литье со вставкой, резание, формование вспененного полипропилена (ВПП), формование вспененного полистирола (ВПС), технологическое охлаждение, центробежное формование, формование листовых термопластов, вакуумное формование и аналогичные способы. Приемлемые способы обработки термореактивных материалов охватывают литье под давлением, реактивное литьевое формование, пултрузию, литьевое прессование полимеров, формование листового и объемного формовочного материала, прямое прессование и аналогичные способы. Некоторые другие способы изготовления рамы охватывают трехмерную печать, литье, резание и холодную штамповку.

Представленные выше варианты реализации изобретения рассмотрены для целей иллюстрации и описания. Типовые варианты реализации изобретения указаны для того, чтобы обеспечить подробное описание и полное представление объема изобретения для специалистов в данной области техники. Для обеспечения полного понимания вариантов реализации изобретения рассмотрены многочисленные специфические детали, такие как примеры конкретных компонентов, устройств и способов, которые, однако, не являются исчерпывающими или ограничивающими настоящее изобретение. Отдельные элементы или признаки конкретного варианта реализации изобретения, в общем, не ограничиваются данным конкретным вариантом реализации, а, когда это применимо, являются взаимозаменяемыми и могут использоваться в выбранном варианте реализации изобретения, даже если не были конкретно указаны или описаны. Указанные элементы и признаки могут также изменяться различными способами. Реализацию таких изменений не следует рассматривать как выход за пределы объема изобретения, при этом все указанные изменения находятся в пределах объема изобретения.

Для специалистов в данной области техники очевидно, что не обязательно использовать конкретные детали, что типовые варианты изобретения могут быть осуществлены различными способами и что реализация всех этих изменений не ограничивает объем изобретения. При рассмотрении некоторых типовых вариантов реализации изобретения не представлено подробное описание известных процессов, известных конструкций устройств и известных технологий.

Терминология, использованная в настоящем документе, предназначена только для целей описания конкретных типовых вариантов реализации изобретения и не имеет ограничительного характера. При использовании в данном документе слова, представленные в форме единственного числа, могут также охватывать форму множественного числа, если контекст явно не указывает иное. Слова «содержит», «содержащий», «включающий в себя» и «имеющий» имеют инклюзивный характер и, соответственно, обозначают наличие указанных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов и (или) компонентов, однако не исключают наличия или добавления одного или более других признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов и (или) их групп. Этапы, процессы и операции способов, описанных в настоящем документе, не следует рассматривать как обязательные для выполнения в конкретном рассмотренном или проиллюстрированном порядке, если такой порядок выполнения явно не указан. Очевидно, что могут также использоваться дополнительные или альтернативные этапы.

Хотя в настоящем документе для описания различных элементов, компонентов, зон, уровней и (или) секций могут использоваться числительные «первый», «второй», «третий» и так далее, количество этих элементов, компонентов, зон, уровней и (или) секций не ограничивается указанными числительными. Эти числительные могут использоваться только для различения одного элемента, компонента, зоны, уровня или секции от другой зоны, уровня или секции. Такие числительные как «первый», «второй», а также другие числительные, использованные в настоящем документе, не обозначают последовательность или порядок, если это явно не указано контекстом. Таким образом, первый элемент, компонент, зона, уровень или секция, указанные ниже, могут быть названы вторым элементом, компонентом, зоной, уровнем или секцией без выхода за пределы принципов типовых вариантов реализации изобретения.

Слова, указывающие пространственное расположение, такие как «внутренний», «наружный», «под», «ниже», «нижний», «над», «верхний» и аналогичные слова используются в настоящем документе для упрощения описания расположения одного элемента или признака относительно другого элемента (элементов) или признака (признаков), как проиллюстрировано на фигурах. Слова, указывающие пространственное расположение, в дополнение к ориентации, представленной на фигурах, могут охватывать другие варианты ориентации устройства в процессе использования или эксплуатации. Например, если устройство, указанное на фигурах, будет перевернуто, то элементы, расположенные «ниже» или «под» другими элементами или признаками, окажутся расположенными «над» другими элементами или признаками. Таким образом, например, слово «ниже» может охватывать расположение как «выше», так и «ниже». Устройство может также иметь другую ориентацию (может быть повернуто на 90 градусов или иметь иную ориентацию) и в этом случае использованные в настоящем документе слова, указывающие пространственное расположение, будут интерпретироваться соответствующим образом.

[0002] Хотя были описаны различные варианты реализации настоящего изобретения, очевидно, что изобретение не ограничивается представленными вариантами реализации. Изменения и модификации, которые могут внести специалисты в данной области техники, ознакомившиеся с настоящим описанием, также находятся в пределах объема изобретения, определенного приложенной формулой изобретения.

Claims (27)

1. Система ситового узла, содержащая:

ситовый узел, содержащий раму, имеющую пару параллельных противоположных боковых сторон и пару параллельных противоположных торцов;

выпуклую нижнюю сторону указанной рамы;

верхнюю поверхность указанной рамы, противоположную указанной выпуклой нижней стороне, причем верхняя поверхность является, по существу, плоской; и

по меньшей мере один слой сита, закрепленный на верхней поверхности указанной рамы и предназначенный для разделения твердых материалов и жидкостей; и

деку, содержащую основание деки, на котором размещен ситовый узел, при этом верхняя сторона основания деки, контактирующая с выпуклой нижней стороной указанной рамы, является, по существу, плоской.

2. Система ситового узла по п. 1, отличающаяся тем, что нижние стороны указанных противоположных торцов указанной рамы имеют выпуклую форму.

3. Система ситового узла по п. 2, отличающаяся тем, что ситовый узел дополнительно содержит множество поперечных опор, проходящих между указанными противоположными боковыми сторонами параллельно указанным противоположным торцам, причем нижняя сторона по меньшей мере одной из указанных поперечных опор имеет выпуклую форму.

4. Система ситового узла по п. 3, отличающаяся тем, что ситовый узел дополнительно содержит множество ребер, проходящих между указанными поперечными опорами.

5. Система ситового узла по п. 1, отличающаяся тем, что дека расположена в вибрационном сепараторе, содержащем множество фиксирующих элементов вибросита.

6. Система ситового узла по п. 5, отличающаяся тем, что указанный вибрационный сепаратор содержит пару боковых стенок, причем указанные фиксирующие элементы вибросита представляют собой болты с T-образными головками, которые закреплены на указанных боковых стенках, и указанный ситовый узел содержит множество отверстий, выполненных в противоположных боковых сторонах указанной рамы и предназначенных для прохождения через них болтов.

7. Система ситового узла по п. 1, отличающаяся тем, что указанный ситовый узел дополнительно содержит полосовой зацеп, выполненный рядом с нижней стороной каждой указанной параллельной противоположной боковой стороны рамы ситового узла.

8. Система ситового узла по п. 1, отличающаяся тем, что дека расположена в вибрационном сепараторе, причем указанный ситовый узел закреплен в указанном вибрационном сепараторе клиновидными колодками, пневматическими исполнительными приводами или их комбинацией.

9. Система ситового узла по п. 1, отличающаяся тем, что содержит три слоя ситовых полотен, закрепленных на указанной верхней стороне ситового узла.

10. Система ситового узла по п. 1, отличающаяся тем, что каждая из указанных противоположных боковых сторон рамы включает скошенный конец в направлении от верхней стороны к выпуклой нижней стороне.

11. Система ситового узла, содержащая вибрационный сепаратор, имеющий деку, предварительно натянутый ситовый узел, прикрепленный к деке вибрационного сепаратора, причем предварительно натянутый ситовый узел содержит раму сита, содержащую пару параллельных противоположных боковых сторон, пару параллельных противоположных торцов, выпуклую нижнюю сторону и верхнюю сторону, причем указанный предварительно натянутый ситовый узел прикреплен к деке вибрационного сепаратора так, что указанная выпуклая нижняя сторона примыкает к верхней стороне деки, имеющей, по существу, плоский профиль основания деки, и адаптируется к, по существу, плоскому профилю основания деки верхней стороны деки, а указанная верхняя сторона предварительно натянутого ситового узла образует некоторый профиль; и по меньшей мере один слой сита, закрепленный на указанной верхней стороне предварительно натянутого ситового узла.

12. Система ситового узла по п. 11, отличающаяся тем, что указанный профиль верхней стороны предварительно натянутого ситового узла является, по существу, плоским.

13. Система ситового узла по п. 11, отличающаяся тем, что указанный профиль верхней стороны предварительно натянутого ситового узла является, по существу, выпуклым.

14. Система ситового узла по п. 11, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один слой сита натянут на указанную верхнюю сторону предварительно натянутого ситового узла.

15. Система ситового узла по п. 11, отличающаяся тем, что содержит три слоя сита, закрепленных и натянутых на указанной верхней стороне предварительно натянутого ситового узла.

16. Система ситового узла по п. 12, отличающаяся тем, что указанный вибрационный сепаратор содержит пару боковых стенок и фиксирующие элементы, закрепленные на указанных боковых стенках, причем указанный предварительно натянутый ситовый узел содержит множество отверстий, предназначенных для прохождения через них указанных фиксирующих элементов.

17. Способ установки ситового узла в вибрационный сепаратор, в котором:

обеспечивают вибросито, содержащее основание деки;

обеспечивают ситовой узел, содержащий выпуклую нижнюю сторону, верхнюю сторону и по меньшей мере один слой сита, закрепленный на верхней стороне ситового узла, причем указанная верхняя сторона образует, по существу, плоскую форму;

размещают ситовый узел на указанном основании деки; и

осуществляют изгиб указанного ситового узла в результате приложения усилия таким образом, что указанная выпуклая нижняя сторона адаптируется к профилю основания деки, а указанная верхняя сторона образует некоторый профиль;

причем указанный профиль основания деки является, по существу, плоским.

Images