RU2783138C2

RU2783138C2 - Device and method for extraction of particles from suspension

Info

Publication number: RU2783138C2
Application number: RU2020133448A
Authority: RU
Inventors: Руланд Мишель Матьё ТЕЙС
Original assignee: Руланд Мишель Матьё ТЕЙС
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2022-11-09

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: proposed group of inventions relates to devices and methods for extraction of floating particles from a suspension. It can be used for extraction of floating particles, such as hollow ceramic microspheres, from an aqueous suspension of volatile ash, in which they are contained. It also can be used for extraction from a suspension of particles having specific density higher than that of the suspension. Hollow ceramic microspheres can be cenospheres. The device for extraction of particles from the suspension contains a case defining a suspension flow area and having an inlet and an outlet in opposite the first and the second areas of the case, at least one inclined corrugated plate contained inside the case and having at least one corrugation forming a vertex or a recess, which passes in the suspension flow area, a collector on the side of an inlet of the plate, connected to at least one vertex or to at least one recess and a pipe passing from the collector and beyond the inlet of the case. A collector neck is located at an edge of the plate for provision of a possibility for particles in the suspension in the suspension flow area, having specific density more than that of the suspension, of being precipitated and directed along the upper side of the recess to the collector neck, or for provision of a possibility for particles in the suspension in the suspension flow area, having specific density lower than that of the suspension, of being lifted and directed along the lower side of the vertex to the collector neck. Using the device, methods for extraction of particles with low density from the suspension, as well as methods for extraction of particles with higher density from the suspension are implemented.

EFFECT: increase in the efficiency, as well as purity of extraction of particles from a suspension.

20 cl, 8 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Данное изобретение относится к устройствам и способам извлечения частиц из суспензии. Оно находит особое применение для извлечения плавучих частиц (таких как полые керамические микросферы) из суспензии (такой как водная суспензия), в которой они содержатся. Однако в инвертированной конфигурации устройства и связанные с ними способы могут применяться для извлечения из суспензии частиц, имеющих удельную плотность выше, чем у суспензии.This invention relates to devices and methods for extracting particles from a suspension. It finds particular use in recovering buoyant particles (such as hollow ceramic microspheres) from a suspension (such as an aqueous suspension) in which they are contained. However, in an inverted configuration, devices and associated methods can be used to remove particles from a slurry having a specific gravity higher than that of the slurry.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Полые керамические микросферы, состоящие из оксида алюминия и диоксида кремния, заполненные воздухом или инертным газом, производятся как побочный продукт сжигания угля при температурах от приблизительно 1500 °C до 1750 °C. Эти полые керамические микросферы называются «ценосферами» и обнаруживаются в пылевидной топливной золе тепловых электростанций. Их химический состав и физические характеристики меняются в зависимости от процесса сгорания и состава используемого угля. Каждая такая керамическая микросфера, как правило, имеет диаметр от приблизительно 5 до 500 микрон с плотностью от приблизительно 0,4 до 0,8 г/см³, что делает ее менее плотной, чем вода.Hollow ceramic microspheres composed of alumina and silica filled with air or an inert gas are produced as a by-product of coal combustion at temperatures ranging from approximately 1500°C to 1750°C. These hollow ceramic microspheres are called "cenospheres" and are found in the pulverized fuel ash of thermal power plants. Their chemical composition and physical characteristics vary depending on the combustion process and the composition of the coal used. Each such ceramic microsphere typically has a diameter of about 5 to 500 microns with a density of about 0.4 to 0.8 g/cm ³ , making it less dense than water.

Полые керамические микросферы изначально считались нежелательными и сложными отходами, поскольку после высыхания они превращались в стойкую пыль в воздухе. Кроме того, низкая плотность сделала их непригодными для закапывания, поскольку грунтовые воды выталкивали бы их на поверхность. Однако они стали ценным товаром, имеющим приблизительную коммерческую стоимость около 1000 долларов США за тонну на момент подачи данной заявки. В зависимости от их марки, полые керамические микросферы находят различные промышленные применения, включая их использование в легких изоляционных изделиях; наполнителях для красок, лаков и пластмасс; легких заполнителях в бетонах; и наполнителях для битумных каучуков и это только некоторые из примеров. Преимущества использования полых керамических микросфер в качестве наполнителя в таких применениях включают снижение веса, пониженную вязкость, уменьшение усадки и улучшенные огнезащитные свойства.Hollow ceramic microspheres were originally considered undesirable and difficult waste, as once dried, they turned into persistent dust in the air. In addition, their low density made them unsuitable for burial, as groundwater would push them to the surface. However, they have become a valuable commodity, with an estimated commercial value of around US$1,000 per tonne at the time of filing this application. Depending on their brand, hollow ceramic microspheres find various industrial applications, including their use in lightweight insulating products; fillers for paints, varnishes and plastics; light aggregates in concrete; and fillers for bituminous rubbers, to name but a few examples. The benefits of using hollow ceramic microspheres as filler in such applications include weight reduction, reduced viscosity, reduced shrinkage, and improved flame retardant properties.

Основными побочными продуктами тепловых электростанций, работающих на угольном топливе, являются шлак, зольный остаток и летучая зола. Более тяжелые шлак и зольный остаток могут быть удалены в нижней части котла электростанции, тогда как легкая летучая зола поднимается вверх и, в целом, переносится с отработанными газами, от которых она отделяется, и переносится к золоотвалу посредством либо сухого способа, либо мокрого способа. The main by-products of coal-fired thermal power plants are slag, bottom ash and fly ash. The heavier slag and bottom ash can be removed at the bottom of the power plant boiler, while the lighter fly ash rises and is generally carried with the flue gases from which it is separated and transported to the ash dump by either the dry process or the wet process.

Мокрое транспортирование летучей золы может привести к образованию суспензии, которая стекает в осадочные отстойники. Здесь большая часть золы осядет, и плавучие полые керамические микросферы поднимутся на поверхность. Однако разница в плотности между полыми керамическими микросферами и водой такова, что скорость, с которой микросферы поднимаются к поверхности воды, чрезвычайно мала. Рабочие должны собирать плавающие полые керамические микросферы вручную, снимая плавающие микросферы с поверхности воды. Поэтому этот процесс может быть довольно трудоемким и отнимать много времени. Wet transport of fly ash can result in a slurry that flows into sedimentation tanks. Here most of the ash will settle and the floating hollow ceramic microspheres will rise to the surface. However, the difference in density between the hollow ceramic microspheres and water is such that the rate at which the microspheres rise to the surface of the water is extremely slow. Workers must collect the floating hollow ceramic microspheres manually by skimming the floating microspheres from the surface of the water. Therefore, this process can be quite laborious and time consuming.

Кроме того, приблизительно 80% полых керамических микросфер, содержащихся в летучей золе, либо повреждаются при транспортировке в осадочные отстойники, либо оказываются захваченными золой или загрязняются ею, либо становятся непригодными для использования иным образом. Поскольку эти полые керамические микросферы образуют только от приблизительно 0,2% до 2% летучей золы в ее источнике, такой высокий процент дальнейших потерь недопустим. In addition, approximately 80% of the hollow ceramic microspheres contained in the fly ash are either damaged during transport to sedimentation tanks, become trapped or contaminated with ash, or otherwise become unusable. Since these hollow ceramic microspheres form only about 0.2% to 2% of the fly ash at its source, such a high percentage of further losses is unacceptable.

Следовательно, в этом отношении есть возможности для совершенствования и раскрытое в данном документе изобретение устраняет эти и другие недостатки по меньшей мере до некоторой степени. Кроме того, поскольку устройство является инвертируемым для отделения от суспензии частиц, имеющих удельную плотность выше, чем у суспензии, изобретение может выполнять две задачи.Therefore, there is room for improvement in this regard, and the invention disclosed herein overcomes these and other disadvantages, at least to some extent. In addition, since the device is invertible for separating from the suspension particles having a specific gravity higher than that of the suspension, the invention can perform two tasks.

Предыдущее рассмотрение предпосылок изобретения предназначено только для облегчения понимания настоящего изобретения. Следует понимать, что рассмотрение не является подтверждением или признанием того, что какой-либо из упомянутых материалов был частью общеизвестных знаний в данной области техники на дату приоритета заявки.The previous discussion of the background of the invention is only intended to facilitate understanding of the present invention. It should be understood that the review is not an acknowledgment or admission that any of the referenced materials were part of the common knowledge in the art at the priority date of the application.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Согласно настоящему изобретению предлагается устройство, содержащее:The present invention provides a device comprising:

корпус, определяющий область потока суспензии и имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие в противоположных первой и второй областях корпуса, соответственно, при этом область потока суспензии проходит между впускным отверстием и выпускным отверстием;a housing defining a slurry flow region and having an inlet and an outlet in opposite first and second housing regions, respectively, with the slurry flow region extending between the inlet and the outlet;

по меньшей мере одну функционально наклонную гофрированную пластину, содержащуюся внутри корпуса, при этом гофрированная пластина содержит по меньшей мере один гофр, образующий вершину или впадину, которая проходит в области потока суспензии; иat least one functionally inclined corrugated plate contained inside the housing, while the corrugated plate contains at least one corrugation, forming a peak or valley, which passes in the area of the flow of the suspension; and

коллектор, обеспеченный на стороне впускного отверстия пластины и связанный с: manifold provided on the inlet side of the plate and connected to:

по меньшей мере одной вершиной, при этом горловина коллектора расположена на краю пластины для обеспечения возможности частицам в суспензии в области потока суспензии, имеющим удельную плотность ниже, чем у суспензии, подниматься и направляться вдоль нижней стороны вершины к горловине коллектора; илиat least one apex, wherein the collector mouth is positioned at the edge of the plate to allow particles in suspension in the slurry flow region having a specific gravity lower than that of the slurry to rise and be directed along the underside of the apex to the collector throat; or

по меньшей мере одной впадиной, при этом горловина коллектора расположена на краю пластины для обеспечения возможности частицам в суспензии в области потока суспензии, имеющим удельную плотность больше, чем у суспензии, оседать и направляться вдоль верхней стороны впадины к горловине коллектора.at least one cavity, wherein the collector mouth is located at the edge of the plate to allow particles in suspension in the suspension flow region, having a specific gravity greater than that of the suspension, to settle and be directed along the upper side of the cavity to the collector mouth.

Дополнительные признаки предусматривают, что устройство имеет множество разнесенных и функционально наклонных гофрированных пластин, содержащихся внутри корпуса, при этом каждая пластина содержит по меньшей мере один гофр, образующий вершину или впадину, которая проходит в области потока суспензии; и что каждая пластина имеет множество гофров, образующих множество вершин и множество впадин.Additional features provide that the device has a plurality of spaced apart and functionally inclined corrugated plates contained within the housing, each plate having at least one corrugation forming a peak or trough that extends into the slurry flow region; and that each plate has a plurality of corrugations forming a plurality of peaks and a plurality of troughs.

Еще один признак предусматривает, что впадины гофрированных пластин расположены таким образом, что частицы с более высокой плотностью, содержащиеся в суспензии, направляются вниз вдоль рабочей верхней стороны впадин.Another feature is that the cavities of the corrugated plates are arranged in such a way that the higher density particles contained in the slurry are directed downward along the working upper side of the cavities.

Если частицы, подлежащие извлечению, имеют удельную плотность ниже, чем у суспензии, противоположные первая и вторая области корпуса могут представлять собой соответствующие рабочие верхнюю и нижнюю области. Дополнительные признаки предусматривают, что соответствующие гофры смежных пластин образуют группу вершин; и что каждая группа вершин имеет связанный с ней коллектор, обеспеченный на стороне впускного отверстия пластин с горловиной каждого коллектора, расположенной напротив краев пластин.If the particles to be recovered have a specific gravity lower than that of the slurry, the opposing first and second housing regions may be the respective operating top and bottom regions. Additional features provide that the corresponding corrugations of adjacent plates form a group of vertices; and that each group of vertices has an associated manifold provided on the inlet side of the plates with the mouth of each manifold located against the edges of the plates.

Еще один признак предусматривает, что каждый коллектор находится в сообщении по текучей среде со стояком, функционально проходящим вверх от коллектора, для направления частиц с низкой плотностью из горловины коллектора и из корпуса по стояку. Еще один признак предусматривает, что коллектор функционально сужается вверх для состыковки со стояком, тем самым помогая частицам с низкой плотностью в суспензии перемещаться внутрь стояков и вдоль них.Yet another feature provides that each manifold is in fluid communication with a riser operably extending upward from the manifold to direct low density particles out of the mouth of the manifold and out of the housing down the riser. Yet another feature is that the manifold functionally tapers upward to mate with the riser, thereby assisting the low density particles in suspension to move into and along the risers.

В качестве альтернативы, если частицы, подлежащие извлечению, имеют удельную плотность выше, чем у суспензии, противоположные первая и вторая области корпуса могут представлять собой соответствующие рабочие нижнюю и верхнюю области. Дополнительные признаки предусматривают, что соответствующие гофры смежных пластин образуют группу впадин; и что каждая группа впадин имеет связанный с ними коллектор, обеспеченный на стороне впускного отверстия пластин с горловиной каждого коллектора, расположенной напротив краев пластин.Alternatively, if the particles to be recovered have a specific gravity higher than that of the slurry, the opposing first and second body regions may be the respective lower and upper operating regions. Additional features provide that the corresponding corrugations of adjacent plates form a group of depressions; and that each group of pits has an associated manifold provided on the inlet side of the plates with the mouth of each manifold located against the edges of the plates.

Еще один признак предусматривает, что каждый коллектор находится в сообщении по текучей среде со сливной трубой, функционально проходящей вниз от коллектора для направления частиц с высокой плотностью из горловины коллектора и из корпуса по сливной трубе. Еще один признак предусматривает, что коллектор функционально сужается вниз для состыковки со сливной трубой, тем самым помогая частицам с высокой плотностью в суспензии перемещаться в сливные трубы и вдоль них.Yet another feature provides that each manifold is in fluid communication with a downcomer operably extending downward from the manifold to direct high density particles out of the neck of the manifold and out of the housing through the downcomer. Yet another feature is that the manifold functionally tapers downward to mate with the downcomer, thereby assisting the high density particles in the slurry to move into and along the downcomers.

Еще один признак предусматривает, что корпус определяет промежуточное пространство между впускным отверстием и гофрированными пластинами, и что промежуточное пространство содержит одну или более перегородок, расположенных поперек области потока суспензии.Yet another feature provides that the housing defines an intermediate space between the inlet and the corrugated plates, and that the intermediate space contains one or more baffles located across the slurry flow region.

Еще дополнительные признаки предусматривают, что корпус имеет функционально вертикальную секцию и наклонную секцию, находящуюся ниже по потоку от функционально вертикальной секции, с впускным отверстием, обеспеченным в функционально вертикальной секции, и одной или более гофрированными пластинами, расположенными внутри наклонной секции; и что вторая область корпуса сосредотачивается в выпускном отверстии.Still further features provide that the body has a functionally vertical section and an inclined section located downstream of the functionally vertical section, with an inlet provided in the functionally vertical section and one or more corrugated plates located inside the inclined section; and that the second housing region is centered in the outlet.

Дополнительные признаки предусматривают, что рабочий наклон каждой гофрированной пластины составляет от 60° до 80° от горизонтали, предпочтительно 70°; и что наклонная секция корпуса имеет по существу такой же наклон, как и гофрированные пластины.Additional features provide that the operating slope of each corrugated plate is from 60° to 80° from the horizontal, preferably 70°; and that the inclined section of the body has substantially the same slope as the corrugated plates.

Дополнительные признаки предусматривают, что суспензия содержит смесь воды, летучей золы и полых керамических микросфер; что частицы с низкой плотностью представляют собой полые керамические микросферы; и что полые керамические микросферы представляют собой ценосферы. Additional features provide that the suspension contains a mixture of water, fly ash and hollow ceramic microspheres; that the low density particles are hollow ceramic microspheres; and that hollow ceramic microspheres are cenospheres.

Настоящее изобретение распространяется на способ извлечения частиц с низкой плотностью из суспензии, при этом способ включает:The present invention extends to a process for recovering low density particles from a slurry, the process comprising:

обеспечение устройства, как определено выше; providing a device as defined above;

прием внутрь корпуса через впускное отверстие суспензии, содержащей частицы с низкой плотностью;receiving into the housing through the inlet of a suspension containing particles with low density;

инициирование протекания суспензии вдоль области потока суспензии;causing the slurry to flow along the slurry flow region;

инициирование подъема и направления частиц с низкой плотностью вдоль нижней стороны по меньшей мере одной вершины, образованной по меньшей мере одной наклонной гофрированной пластиной; initiating the rise and direction of particles with low density along the bottom side of at least one vertex formed by at least one inclined corrugated plate;

инициирование попадания частиц с низкой плотностью в горловину коллектора, связанного с каждой из вершин.initiating entry of particles with low density into the neck of the collector associated with each of the vertices.

Настоящее изобретение также распространяется на способ извлечения частиц с низкой плотностью из суспензии, включающий этапы:The present invention also extends to a process for recovering low density particles from a slurry, comprising the steps of:

втекания суспензии в корпус через впускное отверстие и через область потока, содержащую по меньшей мере одну функционально наклонную гофрированную пластину, находящуюся в ней, при этом гофрированная пластина содержит по меньшей мере один гофр, образующий вершину, которая проходит вдоль такой области потока;flowing the slurry into the housing through the inlet and through a flow region containing at least one functionally inclined corrugated plate located in it, while the corrugated plate contains at least one corrugation forming an apex that extends along such a flow region;

инициирования подъема и направления частиц с низкой плотностью вдоль нижней стороны по меньшей мере одной вершины, образованной по меньшей мере одной наклонной гофрированной пластиной; initiating the rise and direction of particles with low density along the bottom side of at least one top formed by at least one inclined corrugated plate;

сбора частиц с низкой плотностью, поднимающихся по меньшей мере от одной вершины, образованной по меньшей мере одной наклонной гофрированной пластиной, в один или более коллекторов, связанных с каждой вершиной; иcollecting low density particles rising from at least one peak formed by at least one inclined corrugated plate into one or more collectors associated with each peak; and

направления частиц с низкой плотностью из коллекторов функционально вверх за пределы уровня впускного отверстия в корпус по стоякам.directing low density particles from the collectors functionally upward beyond the level of the inlet to the housing along the risers.

Настоящее изобретение также распространяется на способ извлечения частиц с высокой плотностью из суспензии, при этом способ включает:The present invention also extends to a process for recovering high density particles from a slurry, the process comprising:

прием внутрь корпуса через впускное отверстие суспензии, содержащей частицы с высокой плотностью;receiving into the housing through the inlet of a suspension containing particles with a high density;

инициирование оседания и направления частиц с высокой плотностью вдоль верхней стороны по меньшей мере одной впадины, образованной по меньшей мере одной наклонной гофрированной пластиной; initiating settling and guiding high density particles along the upper side of at least one cavity formed by at least one inclined corrugated plate;

инициирование попадания частиц с высокой плотностью в горловину коллектора, связанного с каждой из впадин.initiating entry of particles with high density into the neck of the collector associated with each of the depressions.

Настоящее изобретение также распространяется на способ извлечения частиц с высокой плотностью из суспензии, включающий этапы:The present invention also extends to a process for recovering high density particles from a slurry, comprising the steps of:

втекания суспензии в корпус через впускное отверстие и через область потока, содержащую по меньшей мере одну функционально наклонную гофрированную пластину, находящуюся в ней, при этом гофрированная пластина содержит по меньшей мере один гофр, образующий впадину, которая проходит вдоль такой области потока;flowing the slurry into the housing through the inlet and through a flow region containing at least one functionally inclined corrugated plate located in it, while the corrugated plate contains at least one corrugation forming a cavity that extends along such a flow region;

инициирования оседания и направления частиц с высокой плотностью вдоль верхней стороны по меньшей мере одной впадины, образованной по меньшей мере одной наклонной гофрированной пластиной; initiating settling and guiding high density particles along the upper side of at least one cavity formed by at least one inclined corrugated plate;

сбора частиц с высокой плотностью, оседающих по меньшей мере из одной впадины, образованной по меньшей мере одной наклонной гофрированной пластиной в один или более коллекторов, связанных с каждой впадиной; иcollecting high density particles deposited from at least one cavity formed by at least one inclined corrugated plate into one or more collectors associated with each cavity; and

направления частиц с высокой плотностью из коллекторов функционально вниз за пределы уровня впускного отверстия, где они извлекаются из корпуса, по сливным трубам.directing high-density particles from the collectors functionally downwards beyond the level of the inlet, where they are removed from the housing, through the drain pipes.

Далее только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые графические материалы будет описан вариант осуществления настоящего изобретения.Hereinafter, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of the present invention will be described.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На чертежах:On the drawings:

на фиг. 1 представлен трехмерный вид устройства согласно настоящему изобретению для отделения частиц с низкой плотностью от суспензии; in fig. 1 is a three-dimensional view of a device according to the present invention for separating low density particles from a slurry;

на фиг. 2 представлены гофрированные пластины в поперечном сечении, содержащиеся внутри корпуса устройства, показанного на фиг. 1; in fig. 2 is a cross-sectional view of the corrugated plates contained within the housing of the device shown in FIG. one;

на фиг. 3 представлен вид в сечении двух смежных гофрированных пластин; in fig. 3 is a sectional view of two adjacent corrugated plates;

на фиг. 4 представлен трехмерный вид гофрированных пластин и коллекторов, связанных с вершинами гофрированных пластин;in fig. 4 is a three-dimensional view of the corrugated plates and collectors associated with the tops of the corrugated plates;

на фиг. 5 представлен трехмерный вид гофрированных пластин и альтернативный вариант осуществления коллекторов, связанных с вершинами гофрированных пластин; in fig. 5 is a 3D view of the corrugated plates and an alternate embodiment of manifolds associated with the tops of the corrugated plates;

на фиг. 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ отделения частиц с низкой плотностью от суспензии с использованием устройства по фиг. 1;in fig. 6 is a flow chart illustrating a process for separating low density particles from a slurry using the apparatus of FIG. one;

на фиг. 7 представлен трехмерный вид второго варианта осуществления устройства согласно настоящему изобретению для отделения частиц с высокой плотностью от суспензии; и in fig. 7 is a three-dimensional view of a second embodiment of an apparatus according to the present invention for separating high density particles from a slurry; and

на фиг. 8 представлен вид в сечении двух смежных гофрированных пластин устройства по фиг. 7. in fig. 8 is a sectional view of two adjacent corrugated plates of the apparatus of FIG. 7.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СО ССЫЛКОЙ НА ЧЕРТЕЖИDETAILED DESCRIPTION WITH REFERENCE TO DRAWINGS

Предлагается устройство для отделения частиц с низкой плотностью от суспензии. Оно находит особое применение при извлечении полых керамических микросфер из водной суспензии, которая образуется как часть способа мокрого отделения летучей золы из тепловой электростанции, работающей на угольном топливе. Эти полые керамические микросферы в одном иллюстративном варианте осуществления могут представлять собой ценосферы.A device is proposed for separating low density particles from a suspension. It finds particular use in recovering hollow ceramic microspheres from an aqueous slurry that is formed as part of a process for wet separating fly ash from a coal-fired thermal power plant. These hollow ceramic microspheres, in one exemplary embodiment, may be cenospheres.

Устройство имеет корпус, определяющий область, по которой суспензия может протекать при использовании. Корпус имеет впускное отверстие на функционально верхней области корпуса для приема суспензии и выпускное отверстие, через которое остальная часть суспензии, то есть часть суспензии, остающаяся после того, как частицы с низкой плотностью по меньшей мере частично были извлечены из нее, может выйти из корпуса. The device has a housing defining an area over which the slurry can flow in use. The housing has an inlet on the functionally upper region of the housing for receiving the slurry and an outlet through which the rest of the slurry, i.e. the part of the slurry remaining after the low density particles have been at least partially removed from it, can exit the housing.

Корпус содержит по меньшей мере одну наклонную гофрированную пластину, которая имеет по меньшей мере один гофр, образующий вершину. По соображениям обеспечения эффективности корпус может, как правило, содержать несколько гофрированных пластин, каждая из которых имеет множество гофров и, таким образом, образует множество вершин и впадин. Смежные гофрированные пластины разнесены друг от друга для создания между ними области потока, через которую может протекать суспензия. Направление наклонных вершин и впадин гофрированных пластин проходит в целом по пути потока.The body contains at least one inclined corrugated plate, which has at least one corrugation forming the top. For reasons of efficiency, the body may typically comprise a plurality of corrugated plates, each of which has a plurality of corrugations and thus forms a plurality of peaks and valleys. Adjacent corrugated plates are spaced apart to create a flow region between them through which the slurry can flow. The direction of the inclined peaks and troughs of the corrugated plates is generally along the flow path.

Устройство дополнительно содержит один или более коллекторов, каждый из которых связан с вершиной и обеспечен на стороне впускного отверстия пластины. Горловина каждого коллектора расположена на краю пластины. При использовании нескольких гофрированных пластин соответствующие гофры на смежных пластинах могут образовывать группы вершин. Коллектор, следовательно, может быть связан с каждой из вершин таким образом, что группа, связанная с горловиной соответствующего коллектора, обеспечивается там, где группа вершин заканчивается на стороне впускного отверстия пластин. The device further comprises one or more manifolds, each of which is connected to the apex and provided on the inlet side of the plate. The neck of each collector is located on the edge of the plate. When multiple corrugated plates are used, corresponding corrugations on adjacent plates may form groups of vertices. A manifold can therefore be associated with each of the vertices such that a group associated with the mouth of the respective manifold is provided where the vertex group ends on the inlet side of the plates.

При использовании суспензия, содержащая частицы с низкой плотностью, например, суспензия, содержащая полые керамические микросферы, может поступать в корпус через впускное отверстие и может протекать к выпускному отверстию. Частицы с низкой плотностью могут подниматься и направляться вдоль нижней стороны каждой из вершин к горловине каждого коллектора. Следовательно, частицы, которые перемещаются по нижней стороне конкретной группы вершин, могут попадать в общий коллектор.In use, a slurry containing low density particles, such as a slurry containing hollow ceramic microspheres, may enter the housing through the inlet and may flow to the outlet. Low density particles can rise and be directed along the underside of each of the tops to the throat of each collector. Therefore, particles that move along the underside of a particular group of vertices may end up in a common collector.

Поскольку работа устройства зависит от силы тяжести и относительных плотностей компонентов суспензии, следует понимать, что если в описании делается ссылка на термины «вертикальный» или «горизонтальный», то они относятся к ориентации устройства при использовании. Подобным образом относительные направления, такие как «под» и «над», относятся к устройству, находящемуся в вертикальной ориентации.Since the operation of the device depends on the force of gravity and the relative densities of the components of the suspension, it should be understood that if reference is made in the description to the terms "vertical" or "horizontal", then they refer to the orientation of the device in use. Similarly, relative directions such as "under" and "above" refer to a device in a vertical orientation.

На фиг. 1 показан иллюстративный вариант осуществления устройства (1) для отделения частиц с низкой плотностью от суспензии. В целях иллюстрации устройство (1) и его работа будут объяснены с помощью примера, в котором частицы с низкой плотностью представляют собой полые керамические микросферы, содержащиеся в суспензии летучей золы. Однако специалистам в данной области техники будет очевидно, что устройство можно использовать для отделения любой частицы или совокупности частиц, имеющих более низкую плотность или плотности, чем у остальных компонентов, содержащихся в суспензии.In FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a device (1) for separating low density particles from a slurry. For purposes of illustration, the device (1) and its operation will be explained with the help of an example in which the low density particles are hollow ceramic microspheres contained in a fly ash slurry. However, those skilled in the art will appreciate that the device can be used to separate any particle or collection of particles having a lower density or densities than the rest of the components contained in the suspension.

Устройство (1) содержит корпус (3) с вертикальной секцией (5) и наклонной секцией (7) под вертикальной секцией. Как вертикальная секция (5), так и наклонная секция (7) имеют по существу прямоугольное поперечное сечение. Впускное отверстие (9) обеспечено в вертикальной секции (5) и, таким образом, рядом с верхней частью устройства (1), через которое суспензия может поступать в корпус (3). В нижней области наклонной секции (7) корпус образует воронку (11) с выпускным отверстием (13) корпуса, предусмотренным на узком конце воронки (11). При использовании суспензия может протекать через корпус (3) от впускного отверстия (9) к выпускному отверстию (13) в области (12) потока корпуса, образованной между впускным отверстием и выпускным отверстием.The device (1) comprises a housing (3) with a vertical section (5) and an inclined section (7) under the vertical section. Both the vertical section (5) and the inclined section (7) have a substantially rectangular cross section. An inlet (9) is provided in the vertical section (5) and thus adjacent to the top of the device (1) through which the slurry can enter the housing (3). In the lower area of the inclined section (7), the body forms a funnel (11) with an outlet (13) of the body provided at the narrow end of the funnel (11). In use, the slurry can flow through the body (3) from the inlet (9) to the outlet (13) in the flow region (12) of the body formed between the inlet and outlet.

В настоящем варианте осуществления наклонная секция (7) расположена под углом приблизительно 70° от горизонтали. Внутри наклонной секции (7) содержится множество разнесенных и по существу параллельных гофрированных пластин (15), которые также наклонены под углом приблизительно 70° от горизонтали. Каждая гофрированная пластина (15) имеет несколько гофров и, следовательно, определяет множество вершин (17) и впадин (19), образованных гофрами. In the present embodiment, the inclined section (7) is located at an angle of approximately 70° from the horizontal. Inside the inclined section (7) contains a plurality of spaced and essentially parallel corrugated plates (15), which are also inclined at an angle of approximately 70° from the horizontal. Each corrugated plate (15) has several corrugations and therefore defines a plurality of peaks (17) and troughs (19) formed by the corrugations.

Как более ясно показано на виде в поперечном сечении в ширину на фиг. 2, соответствующие вершины (17) смежных гофрированных пластин вместе образуют параллельные группы вершин (21). Переходя теперь к фиг. 4, коллектор (25) обеспечен на стороне впускного отверстия на краях (23) гофрированных пластин (15) на каждой из групп вершин (21), поэтому каждый коллектор связан с вершинами (17) их соответствующей группы (21). Горловина (27) каждого коллектора расположена напротив краев (23) пластин и предназначена для сбора восходящего вытекающего потока микросфер из групп вершин (25), как будет более подробно описано ниже.As shown more clearly in the cross-sectional view in FIG. 2, the corresponding vertices (17) of adjacent corrugated plates together form parallel groups of vertices (21). Turning now to FIG. 4, a manifold (25) is provided on the inlet side at the edges (23) of the corrugated plates (15) on each of the vertex groups (21), so that each manifold is connected to the vertices (17) of their respective group (21). The neck (27) of each collector is located opposite the edges (23) of the plates and is designed to collect the upward outflow of microspheres from the groups of tops (25), as will be described in more detail below.

Каждый коллектор (25) сообщается по текучей среде со стояком (29), который проходит вверх от коллектора для направления микросфер из горловины (27) коллектора (25) и из корпуса (3) по стояку (29).Each manifold (25) is in fluid communication with a riser (29) which extends upward from the manifold to direct the microspheres from the neck (27) of the manifold (25) and from the housing (3) through the riser (29).

В промежуточном пространстве (31), в целом, между впускным отверстием (9) и гофрированными пластинами (15), обеспечены вертикально разнесенные перегородки (33), которые, следовательно, расположены поперек направления потока.In the intermediate space (31), generally between the inlet (9) and the corrugated plates (15), vertically spaced baffles (33) are provided, which are therefore arranged transversely to the flow direction.

На фиг. 6 показана блок-схема способа (500) отделения частиц с низкой плотностью от суспензии с использованием устройства (1). На первом этапе суспензия летучей золы подается (501) в корпус (3) через впускное отверстие (9). Суспензия может подаваться самотеком, закачиваться в корпус или может использоваться комбинация этих способов. Суспензия попадет в промежуточное пространство (31) в вертикальной секции (5) и будет стекать вниз через перегородки (33). Перегородки (33) помогают уменьшить турбулентность потока суспензии, поскольку результаты могут быть более эффективными, когда нисходящий поток через устройство является однородным или максимально близок к однородному. In FIG. 6 shows a flow diagram of a method (500) for separating low density particles from a suspension using device (1). In the first step, the fly ash slurry is fed (501) into the housing (3) through the inlet (9). The slurry may be gravity fed, pumped into the housing, or a combination of these methods may be used. The slurry will enter the intermediate space (31) in the vertical section (5) and will flow down through the baffles (33). The baffles (33) help to reduce the turbulence of the slurry flow since results can be more effective when the downflow through the device is uniform or as close to uniform as possible.

На втором этапе суспензию заставляют течь (502) вдоль области потока суспензии и через промежутки между смежными гофрированными пластинами (15). Параметры потока суспензии через эти пространства между смежными пластинами и, в частности, скорость его потока конфигурируются таким образом, чтобы обеспечивать возможность отделения полых керамических микросфер от более тяжелой остальной части суспензии, как описано далее со ссылкой на фиг. 6.In the second step, the slurry is made to flow (502) along the slurry flow region and through the spaces between adjacent corrugated plates (15). The flow parameters of the slurry through these spaces between adjacent plates, and in particular its flow rate, are configured to allow the hollow ceramic microspheres to separate from the heavier rest of the slurry, as described below with reference to FIG. 6.

На фиг. 3 показаны две смежные гофрированные пластины (15) в продольном сечении. Показанная верхняя пластина разрезана по вершине (17), а пластина, показанная внизу, разрезана по впадине (19). На фиг. 3 проиллюстрировано состояние, в котором пространство между смежными пластинами (50) полностью заполнено суспензией, которая в этом иллюстративном варианте осуществления является водной. Суспензия представляет собой смесь полых керамических микросфер (51) с низкой плотностью и частиц (53) золы с более высокой плотностью и других более тяжелых примесей. Будет понятно, что остальная часть пространства (50) между смежными пластинами, следовательно, заполнена водой.In FIG. 3 shows two adjacent corrugated plates (15) in longitudinal section. The top plate shown is cut at the top (17) and the plate shown at the bottom is cut at the valley (19). In FIG. 3 illustrates a state in which the space between adjacent plates (50) is completely filled with a suspension, which in this exemplary embodiment is aqueous. The slurry is a mixture of low density hollow ceramic microspheres (51) and higher density ash particles (53) and other heavier impurities. It will be understood that the remainder of the space (50) between adjacent plates is therefore filled with water.

Тот факт, что полые керамические микросферы (51) имеют меньшую плотность, чем вода, приведет к тому, микросферы (503) будут подниматься в воде при условии, что скорость потока достаточно низкая, чтобы предотвратить унос микросфер. Когда полые керамические микросферы (51) перемещаются вверх в пространство (50) между смежными пластинами (15), микросферы в конечном итоге столкнутся с нижней стороной верхней пластины. Полые керамические микросферы (51) будут направляться к вершине (17) верхней пластины по наклоненным вверх краям гофра. Как только микросферы (51) достигнут вершины (17) верхней пластины, микросферы будут направляться вверх по вершине на нижней стороне верхней пластины.The fact that the hollow ceramic microspheres (51) have a lower density than water will cause the microspheres (503) to rise in the water provided the flow rate is low enough to prevent entrainment of the microspheres. As the hollow ceramic microspheres (51) move up into the space (50) between adjacent plates (15), the microspheres will eventually collide with the underside of the top plate. The hollow ceramic microspheres (51) will be guided towards the top (17) of the top plate along the upwardly inclined edges of the corrugation. Once the microspheres (51) have reached the top (17) of the top plate, the microspheres will be guided up the top on the underside of the top plate.

И наоборот, из-за того, что частицы (53) золы и другие примеси с более высокой плотностью имеет большую плотность, чем вода, частицы (53) золы перемещаются вниз в пространстве (50) между смежными пластинами (15). По мере того, как частицы (53) золы перемещаются вниз, они в конечном итоге сталкиваются с верхней поверхностью нижней пластины. Частицы (53) золы будут направляться к впадине (19) нижней пластины по наклоненным вниз краям гофра. Как только частицы (53) золы достигнут впадины (19) нижней пластины, они будут направляться вниз по впадине на верхней поверхности нижней пластины к воронке (11) и, таким образом, также к выпускному отверстию (13).Conversely, because the ash particles (53) and other higher density impurities are denser than water, the ash particles (53) move downward in the space (50) between adjacent plates (15). As the ash particles (53) move down, they eventually collide with the top surface of the bottom plate. The ash particles (53) will be directed towards the depression (19) of the bottom plate along the downwardly inclined edges of the corrugation. Once the ash particles (53) have reached the depression (19) of the bottom plate, they will be guided down the depression on the upper surface of the bottom plate to the funnel (11) and thus also to the outlet (13).

Когда микросферы (51), перемещающиеся вверх вдоль вершин, достигнут краев (23) гофрированных пластин (15) на стороне впускного отверстия, микросферы попадут в горловину (27) коллектора (25), которая связана с соответствующей группой (21) вершин. Микросферы (51) будут продолжать подниматься в стояках (29) и, в конечном итоге, выйдут из корпуса (3), откуда микросферы могут быть транспортированы далее. Остаток суспензии, содержащий золу (53) с более высокой плотностью и другие примеси, может выйти из выпускного отверстия (13), откуда его можно транспортировать для дальнейшей обработки. When the microspheres (51) moving upward along the tops reach the edges (23) of the corrugated plates (15) on the inlet side, the microspheres will enter the neck (27) of the manifold (25) which is connected to the corresponding group (21) of tops. The microspheres (51) will continue to rise in risers (29) and eventually exit the housing (3) from where the microspheres can be transported further. The remainder of the slurry, containing higher density ash (53) and other impurities, can exit the outlet (13) from where it can be transported for further processing.

На фиг. 4 показано расположение параллельных пластин. Тот факт, что листы гофрированы, играет очень важную роль в сборе микросфер. Когда микросферы всплывают по нижней стороне листов, они переносятся в направлении вершин в листах, которые находятся выше, где они концентрируются и перемещаются вдоль этих волнистостей вершин к верхним частям листов. Там они всплывают в инвертированные каналы сбора. Эти инвертированные каналы охватывают все точки, где микросферы выходят из вершин листов. Оттуда они всплывают по стоякам и собираются наверху. In FIG. 4 shows the arrangement of parallel plates. The fact that the sheets are corrugated plays a very important role in the collection of microspheres. As the microspheres float up the underside of the sheets, they are carried towards the tops in the sheets that are above, where they are concentrated and travel along these top undulations to the tops of the sheets. There they float up into the inverted collection channels. These inverted channels cover all points where the microspheres exit the tops of the sheets. From there, they float up the risers and gather at the top.

На фиг. 5 показано расположение параллельных пластин по фиг. 4 с альтернативным коническим вариантом осуществления коллекторов (25), чтобы лучше способствовать перемещению микросфер (51) вверх в стояки (29) и вдоль них. Хотя конические коллекторы (25) были проиллюстрированы в качестве функционально сужающихся вверх от каждого конца для состыковки с соответствующим стояком (29) в середине пролета такого коллектора (25), следует иметь в виду, что стояк (29) может быть расположен где угодно вдоль длины коллектора (25), при этом коллектор (25) соответствующим образом сужается вверх для состыковки со стояком.In FIG. 5 shows the arrangement of the parallel plates of FIG. 4 with an alternative conical embodiment of the manifolds (25) to better facilitate movement of the microspheres (51) up into and along the risers (29). Although the conical manifolds (25) have been illustrated as being functionally tapering upwards from each end to mate with a corresponding riser (29) at mid-span of such a manifold (25), it should be understood that the riser (29) may be located anywhere along the length collector (25), while the collector (25) is appropriately narrowed upwards to dock with the riser.

Подобным образом зола будет скользить вниз по листам, и переноситься во впадины в листах, и сбрасываться через дренажный желоб к выпускному отверстию.In this way the ash will slide down the sheets and be carried into the depressions in the sheets and discharged through the drain chute to the outlet.

Устройство (1) и способ (500), описанные выше, могут решить две задачи, связанные с отделением полых керамических микросфер посредством флотации в соответствии с известным уровнем техники. Первая такая рассматриваемая задача заключается в том, что микросферы плавают с очень низкой скоростью. Обычно они поднимаются в воде со скоростью приблизительно 100 мм в минуту в зависимости от плотности и размера конкретных микросфер. Пропуская суспензию между близко расположенными параллельными листами, которые могут, как правило, быть разнесены друг от друга на приблизительно 10 мм, микросферам необходимо лишь подняться вверх на приблизительно 15 мм, прежде чем они достигнут нижней поверхности пластины прямо над ней. После этого путь их движения вверх определяется вершиной в гофрах, и при достижении верхнего края пластины они войдут в горловину коллектора и будут перемещаться дальше вверх в стояках. The device (1) and method (500) described above can solve two problems associated with the separation of hollow ceramic microspheres by flotation in accordance with the prior art. The first such problem considered is that the microspheres float at a very low speed. They typically rise in the water at a rate of approximately 100 mm per minute, depending on the density and size of the particular microspheres. By passing the slurry between closely spaced parallel sheets, which can typically be spaced about 10 mm apart, the microspheres only need to rise up about 15 mm before they reach the bottom surface of the plate just above it. After that, the path of their upward movement is determined by the top in the corrugations, and when they reach the upper edge of the plate, they will enter the neck of the collector and will move further up in the risers.

Напротив, при использовании обычных способов флотации потребуется очень большой резервуар для флотации, чтобы обеспечить достаточное время пребывания для выхода полых керамических микросфер на поверхность зольной суспензии. Например, в традиционном резервуаре для флотации глубиной 5 м микросферы будут, как правило, достигать поверхности за 30 мин.In contrast, conventional flotation methods would require a very large flotation tank to allow sufficient residence time for the hollow ceramic microspheres to rise to the surface of the ash slurry. For example, in a traditional 5m deep flotation tank, the microspheres will typically reach the surface in 30 minutes.

Вторая рассматриваемая задача заключается в том, что это устройство и способ его использования, могут повысить чистоту, с которой извлекаются микросферы, по сравнению с чистотой извлечения посредством традиционных способов. Такая повышенная чистота может быть связана с тем фактом, что после того, как микросферы достигли инвертированных каналов сбора или вершин, они могут больше не контактировать с частицами золы, и только микросферы будут всплывать к стоякам (с минимальным, насколько это возможно, количеством примесей). Извлечение микросфер из стояков будет происходить выше уровня воды, на удалении от зольной суспензии, находящейся ниже.The second object under consideration is that this apparatus and method of using it can improve the purity with which the microspheres are recovered, compared to the purity of recovery by conventional methods. This increased purity may be due to the fact that once the microspheres have reached the inverted collection channels or peaks, they may no longer be in contact with ash particles and only the microspheres will float to the risers (with as little impurities as possible) . The extraction of microspheres from risers will take place above the water level, away from the ash slurry below.

Во всем описании, если содержание не требует иного, слово «содержать» или его варианты, такие как «содержит» или «содержащий», будет пониматься как подразумевающее включение указанного целого числа или группы целых чисел, но не исключение любого другого целого числа или группы целых чисел.Throughout the specification, unless the content otherwise requires, the word "comprise" or variations thereof such as "comprises" or "comprising" will be understood to mean the inclusion of the specified integer or group of integers, but not the exclusion of any other integer or group whole numbers.

Устройство может быть также изготовлено в модульной конструкции, чтобы обеспечивать индивидуальные настройки для изменения скоростей потока суспензии и/или извлечения ценосфер. Модульная конструкция будет состоять из съемных гофрированных пластин стандартного устройства, принимаемых в нем, чтобы число гофрированных пластин можно было менять по мере необходимости. В качестве альтернативы модульная конструкция будет состоять из стандартного устройства с фиксированным количеством гофрированных пластин, при этом количество стандартных устройств, составляющих установку, может быть изменено по мере необходимости. The device can also be made in a modular design to provide individual settings for changing slurry flow rates and/or retrieving cenospheres. The modular design will consist of removable corrugated plates of the standard device adopted in it so that the number of corrugated plates can be changed as needed. Alternatively, the modular design would consist of a standard device with a fixed number of corrugated plates, while the number of standard devices that make up the plant can be changed as needed.

Хотя настоящее изобретение было описано выше со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, следует иметь в виду, что многие модификации или вариации настоящего изобретения возможны без отступления от сущности или объема настоящего изобретения. Например, с одинаковыми позиционными обозначениями, обозначающими одинаковые компоненты, устройство (10) может использоваться в инвертированной конфигурации, как изображено на фиг. 7, для практического использования в качестве осветлителя или подобного.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it should be understood that many modifications or variations of the present invention are possible without departing from the spirit or scope of the present invention. For example, with the same reference numerals denoting the same components, the device (10) can be used in an inverted configuration as shown in FIG. 7 for practical use as a brightener or the like.

На фиг. 7 показан иллюстративный вариант осуществления устройства (10) для отделения частиц с высокой плотностью от суспензии. Устройство (10) имеет корпус (30) с вертикальной секцией (50) и наклонной секцией (70) над вертикальной секцией. Как вертикальная секция (50), так и наклонная секция (70) имеют по существу прямоугольное поперечное сечение. Впускное отверстие (90), через которое суспензия может приниматься в корпус (30), обеспечено в вертикальной секции (50) и, таким образом, около дна устройства (10). In FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a device (10) for separating high density particles from a slurry. The device (10) has a housing (30) with a vertical section (50) and an inclined section (70) above the vertical section. Both the vertical section (50) and the inclined section (70) have a substantially rectangular cross section. An inlet (90) through which the suspension can be received into the body (30) is provided in the vertical section (50) and thus near the bottom of the device (10).

В верхней области наклонной секции (70) корпус образует воронку (110) с выпускным отверстием (130) корпуса, предусмотренным на узком конце воронки (110). При использовании суспензия может протекать через корпус (30) от впускного отверстия (90) к выпускному отверстию (130) в области (120) потока корпуса, образованной между впускным отверстием и выпускным отверстием.In the upper area of the inclined section (70), the housing forms a funnel (110) with a housing outlet (130) provided at the narrow end of the funnel (110). In use, the slurry can flow through the body (30) from the inlet (90) to the outlet (130) in the flow region (120) of the body formed between the inlet and outlet.

Наклонная секция (70) расположена под углом приблизительно 70° от горизонтали. Внутри наклонной секции (70) содержится множество разнесенных и по существу параллельных гофрированных пластин (150), которые также наклонены под углом приблизительно 70° от горизонтали. Каждая гофрированная пластина (150) имеет несколько гофров и, следовательно, определяет множество вершин (170) и впадин (190), образованных гофрами. The inclined section (70) is located at an angle of approximately 70° from the horizontal. Within the inclined section (70) is a plurality of spaced apart and substantially parallel corrugated plates (150) which are also inclined at an angle of approximately 70° from the horizontal. Each corrugated plate (150) has several corrugations and therefore defines a plurality of peaks (170) and troughs (190) formed by the corrugations.

Соответствующие впадины (190) смежных гофрированных пластин вместе образуют параллельные группы впадин, в которых обеспечены коллекторы (210), собирающие при использовании спускающийся вытекающий поток частиц, имеющих большую удельную плотность, чем суспензия.The respective troughs (190) of adjacent corrugated plates together form parallel groups of troughs in which collectors (210) are provided to collect, in use, the descending effluent stream of particles having a higher specific gravity than the slurry.

Каждый коллектор (210) сообщается по текучей среде со сливной трубой (290), которая проходит вниз от коллектора для направления более тяжелых частиц из горловины коллектора (210) и из корпуса (30) по сливной трубе (290).Each manifold (210) is in fluid communication with a drain pipe (290) which extends downstream of the manifold to direct heavier particles from the neck of the manifold (210) and out of the housing (30) through the drain pipe (290).

На фиг. 8 показаны две смежные гофрированные пластины (150) в продольном сечении. Показанная верхняя пластина разрезана по впадине (190), причем пластина, показанная внизу, разрезана по вершине (170). На фиг. 8 проиллюстрировано состояние, в котором пространство между смежными пластинами (500) полностью заполнено суспензией, которая в этом иллюстративном варианте осуществления является водной, содержащей частицы (530) с высокой плотностью.In FIG. 8 shows two adjacent corrugated plates (150) in longitudinal section. The top plate shown is cut at the trough (190), with the plate shown at the bottom being cut at the top (170). In FIG. 8 illustrates a state in which the space between adjacent plates (500) is completely filled with a slurry, which in this exemplary embodiment is an aqueous one containing high-density particles (530).

Тот факт, что частицы (530) с высокой плотностью имеют большую плотность, чем вода, заставит их тонуть в воде при условии, что скорость потока достаточно низкая. По мере того, как частицы (530) с высокой плотностью перемещаются вниз в пространстве (500) между смежными пластинами (150), они в конечном итоге сталкиваются с верхней стороной нижней пластины и в конце концов направляются к впадине (190) нижней пластины вдоль наклоненных вверх краев гофра. Как только частицы (530) с высокой плотностью достигнут впадины нижней пластины, частицы (530) с высокой плотностью будут направляться вниз по впадине в коллекторы и, в конце концов, вниз из устройства по сливным трубам.The fact that high density (530) particles have a greater density than water will cause them to sink in water provided the flow rate is low enough. As the high density particles (530) move downwards in the space (500) between adjacent plates (150), they eventually collide with the upper side of the bottom plate and eventually travel towards the bottom plate cavity (190) along the inclined up the edges of the corrugation. Once the high density particles (530) have reached the bottom plate cavity, the high density particles (530) will be directed down the cavity into the headers and eventually down out of the device via the downcomers.

Claims

1. A device for extracting particles from a suspension, comprising:

a housing defining a slurry flow region and having an inlet and an outlet in opposite first and second housing regions, respectively, with the slurry flow region extending between the inlet and the outlet;

at least one inclined corrugated plate contained within the casing, wherein the corrugated plate comprises at least one corrugation forming a peak or valley that extends into the slurry flow region;

manifold provided on the inlet side of the plate and connected to:

at least one apex, wherein the collector mouth is positioned at the edge of the plate to allow particles in suspension in the slurry flow region having a specific gravity lower than that of the slurry to rise and be directed along the underside of the apex to the collector throat; or

at least one cavity, wherein the neck of the collector is located on the edge of the plate to allow particles in suspension in the area of the flow of the suspension, having a specific gravity greater than that of the suspension, to settle and be directed along the upper side of the cavity to the neck of the collector; and

a pipe extending from the manifold and outside the housing inlet.

2. The device according to claim 1, characterized in that it contains a plurality of spaced and inclined corrugated plates contained within the body, with each corrugated plate containing at least one corrugation forming a peak and / or a cavity that extends in the slurry flow region.

3. The device according to claim 2, characterized in that each corrugated plate contains a plurality of corrugations forming a plurality of peaks and a plurality of troughs.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the cavities of the corrugated plates are arranged in such a way that the higher density particles contained in the suspension are guided downward along the upper side of the cavities.

5. The device according to claim. 4, characterized in that: (i) the opposite first and second areas of the body are its respective working top and bottom areas; (ii) respective corrugations of adjacent corrugated plates form a vertex group, each apex group having a header associated therewith and provided on the inlet side of the corrugated plates; (iii) each manifold is in fluid communication with a respective pipe; and (iv) the conduit is a riser extending upward from the header to guide low density particles out of the neck of the header and out of the housing down the riser.

6. The device according to claim. 5, characterized in that the risers extend upward from the manifolds through the intermediate space and go beyond the level of the housing inlet.

7. The device according to claim 6, characterized in that the collectors taper upwards to dock with the corresponding riser.

8. The device according to claim. 4, characterized in that: (i) the opposite first and second areas of the body are its respective working lower and upper areas; (ii) respective corrugations of adjacent corrugated plates form a group of pits, each group of pits having a manifold associated therewith and provided on the inlet side of the corrugated plates; (iii) each manifold is in fluid communication with a respective pipe; and (iv) the pipe is an overflow pipe extending downstream from the collector to direct high density particles out of the mouth of the collector and out of the housing through the overflow pipe.

9. The device according to claim. 8, characterized in that the drain pipes extend down from the manifolds through the intermediate space and go beyond the level of the housing inlet.

10. The device according to claim 9, characterized in that the collectors taper downwards to fit into the corresponding drain pipe.

11. The device according to claim 7 or 10, characterized in that the housing defines an intermediate space between the inlet and the corrugated plates, and the intermediate space contains one or more baffles located across the slurry flow area.

12. The device according to claim 11, characterized in that the housing comprises a vertical section and an inclined section downstream of the vertical section with an inlet provided in the vertical section and one or more corrugated plates located inside the inclined section.

13. The device according to claim. 12, characterized in that the second area of the housing is concentrated in the outlet.

14. The device according to claim 13, characterized in that the working slope of each corrugated plate is from 60° to 80° from the horizontal.

15. Device according to claim 14, characterized in that the operating inclination of each corrugated plate is preferably 70°.

16. The device according to claim 14 or 15, characterized in that the inclined section of the housing has the same slope as the corrugated plates.

17. A method for extracting particles with low density from a suspension, including the steps:

(A) providing the device according to any of the preceding paragraphs;

(B) receiving into the housing through the inlet of a suspension containing particles of low density;

(C) causing the slurry to flow along the slurry flow region;

(D) initiating the rise and direction of particles with low density along the bottom side of at least one vertex formed by at least one inclined corrugated plate;

(E) causing low density particles to enter the throat of a collector associated with each of the vertices.

18. A method for extracting particles with low density from a suspension, including the steps:

(A) flowing the slurry into the housing through the inlet and through a flow region containing at least one inclined corrugated plate located therein, wherein the corrugated plate contains at least one corrugation forming an apex that extends along such a flow region;

(B) initiating the rise and direction of particles with low density along the bottom side of at least one top formed by at least one inclined corrugated plate;

(C) collecting low density particles rising from at least one peak formed by at least one inclined corrugated plate into one or more collectors associated with each peak; and

(D) directing low density particles from the collectors upwards beyond the level of the inlet into the housing along the risers.

19. A method for extracting particles with a high density from a suspension, including the steps:

(A) providing the device according to any one of paragraphs. 1-16;

(B) receiving into the housing through the inlet of a suspension containing particles with a high density;

(C) causing the slurry to flow along the slurry flow region;

(D) initiating settling and guiding high density particles along the upper side of at least one cavity formed by at least one inclined corrugated plate; and

(E) causing high density particles to enter the throat of a collector associated with each of the troughs.

20. A method for extracting particles with a high density from a suspension, including the steps:

(A) flowing the slurry into the housing through the inlet and through a flow region containing at least one inclined corrugated plate located in it, while the corrugated plate contains at least one corrugation forming a cavity that extends along such a flow region;

(B) initiating settling and guiding high density particles along the upper side of at least one cavity formed by at least one inclined corrugated plate;

(C) collecting high density particles deposited from at least one pit formed by at least one inclined corrugated plate into one or more collectors associated with each pit; and

(D) directing high density particles from the collectors down past the level of the inlet into the housing through the drain pipes.