A7 305801 五、發明説明（ 曼之領域 本發明係關於一種用以使混合物唪份分離之裝置，如在 泥漿諸如污水或煤泥漿之脱水，以及自污泥，動物糞肥及 其他固體材料除去水份者。 豐月之背景 自泥楽：除去水之習知方法通常耗用大量能源。例如，一 種已知方法包括應用大量之熱，俾使水自泥漿汔化。本發 明旨在提供一種較簡單及更具效率之裝置。、 已發表之英國申請案（GB_2 2 6 8 4 1 8-A)揭示一種與 本發明相同概括型式之先前乾燥裝置。本案之圖1_4例示 孩先前裝置，並在下文詳細説明。該裝置不使用加熱空氣 提供優越之乾燥作用，而藉以使先前技藝獲得改進。雖然 該先前裝置爲對早先乾燥裝置之一種改進，但其在有些情 況仍無法產生所需要之乾燥作用，並且不允許足夠高之通 過速率。吾人認爲_.，根據本發明在工作管内增加乾燥空氣 之動能，便達到增進之乾燥作用。 請參照圖1-4,圏示該先前技藝裝置包含一開口端圓柱 形内套管或外殼6，在每一端有個別之外徑向環形凸緣8 及1〇供附著至一端件3及一内次組件4。由圖4可看出， 外殼6包括一與進口管9連通之開口7，俾提供一供加壓流 體之進口。
次組件4包括一圓柱形管狀結構或工作管12，其軸向伸 入外殼6，並在其順施端螺接至一環14之内周邊。此處所 稱“順流，，及“逆氣，，二詞，指物料流過工作管12之方向D — — . · 4， 本紙張ΧΛϋ财® ϋ家樣率（CNS >八4胁（210X297公着〉 (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) -裝 良 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（2) 。環14復藉許多諸如在16之螺帽及螺栓，穿過環14及凸 緣1 0上之對應諸對對準鏜孔栓接至凸緣1 〇。工作管1 2之 順流端也藉一種螺釘螺紋連接連接至一與工作管相同内徑 之出口管18。工作管12之相反端包括一與工作管12之周 邊外表面成45°角之斜角20。請予瞭解，斜角2〇之角度 可爲45。以外之其他角度，並仍爲在本發明之範圍以内 〇 . 端件3包含一管狀安裝套環22有一徑向凸緣^4以一種與 環14及凸緣10間之連接相似之方式栓接至凸緣8。安裝 套環22包括一中央有内螺紋孔徑26，其被一進口管30之 對應有螺紋部份28所接合，以允許相對於工作管12調整 管30之軸向位置。管30在其逆流端包括—端部連接器32 ’適於連接至一供將予處理之混合物之供給管線，並伸入 外殼6遠達工作管12之末端20之部位。 工作管12與外毅6及端件3間開，俾界定一包圍工作管 並與其大致同轴之環形室34。室34與進口管9連通，並 且通過一界定於進口管3〇之順流端與工作管之斜角20間 之喉部與工作管12之内容積相通。吾人將會看出，管3〇 之適當轴向運動可改變喉部之有效寬度。 管9連接至一泵（未示），其在使用時以ι 5_4碎1平方吋 之壓力及8,000及1〇, 〇〇〇呎/分鐘之速度供給空氣至室34 〇 由於進口管9使空氣在切向進入室34，故空氣在室34内 形成一種螺旋开；#流動，而在工作管12之末端2〇之方向其 本紙張尺度逋用中國國豕標準（CNS ) A4規格（21〇x297公慶 一 ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5 3
經濟部中央梯準局員工消費合作社印製 305301—-------__!Z______ 五、發明説明（3 ) 有平均軸向分量。空氣因此沿室3 4行進，直到其達到斜 角20與管30間所形成之喉部。空氣通過喉部時加速，在 喉部造成一低壓之部位，然後在工作管12形成渦流，該 渦流向出口管1 8行進。 —種泥漿例如煤泥漿通過管30向工作管12之末端2〇進 給’在此處低塵·之區域將泥漿吸入工作管12。吾人認爲 ’空氣通過在工作管12之末端20之喉部時，其經歷絕熱 膨脹，導致溫度之實際下降。這使該裝置特巩有用於使煤 泥漿脱水，在此情形高溫可能導致爆炸之危險。 在該裝置之一種特定實例，進口管9之軸線與凸緣1〇間 之距離爲4.6吋；外殼6之外徑爲1〇吋；工作管12之外徑 爲6吋；凸緣8, 10,24及環14之直徑爲吋；並且管 30之軸向調整範圍爲致使管3〇之順流端之位置可與工作 管12之末端20之頂點同高’或可凸入工作管超過斜角2〇 達1吋之距離，或可在任何中間位置。.發明之概述 本發明之若干目的及特色爲提供具有能源效率之使混合 物成份分離之裝置；提供容易調整以供使各種組份及液體 含量之混合物乾燥之此種裝置；提供能容易處理大量液體 之此種裝置；以及提供製造經濟並容易使用之此種裝置。 根據本發明之一方面，用以使混合物成份分離之裝置包 含一外殼界定一有中央軸線之室及一管狀結構界定一工作 部位。一第一進口使混合物進入工作部位之逆流端，及— 用以使加壓流體進入該室之第二進口。自第二進口進入室 A7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂 涑 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 内之流體以螺旋形方式自第二進口向第一進口移動。工作 部位之逆流端經由一喉部輿該室連通，螺旋狀流體通過此 喉部被吸入工作部位。該室大致自第二進口向第一進口減 少剖面尺寸，藉以在流體接近工作部位之喉部時，增加其 在該室内之速度。 可藉任何方便之已知裝置，諸如旋流分離器，使已乾燥 之成份與混合物之其餘部份分離。在其供泥漿脱水之正常 應用時，混合物具有一種爲希望成份之固體成份，但請予 察知，其他成份如果其爲希望之成份，則可容易濃縮及回 收。 本發明之其他諸多目的及特色，部份爲顯而易見，部份 將在下文指出。 附圖之簡要説明 圖1爲先前技藝裝置之側視圖； 圈2爲圖1之裝覃.之縱向剖面圖； 圖3爲在圖1之III-III線所取之剖面圖； 圖4爲在圖1之IV-IV線所取之剖面囷； 圖5爲本發明第一實施例之裝置之側視圖； 圖6爲圖5之裝置之縱向剖面圖； 圖7爲圖6之放大片段圖； 圖8爲在圖6之VIII-VIII線之剖面圖； 圖9爲在圖5之IX-IX線之片段剖面圖； 圖10爲在圖5之X-X線之剖面圖，並示該裝置第二進口 之假想凸起部； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210/297公釐） ---------裝-----卜訂l·-----泉 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 305801 A7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 B7 五、發明説明（5 ) . 圖11爲與圏7相似之放大片段圖，但示本發明之一有螺 旋推運器以進給混合物之第二實施；以及 圏1 2爲包括該裝置之混合物分離系統之示意圖。 在所有諸圖中，對應之字符指示對應之部份。 較佳實施例 現請參照圖5-10，該裝置之外殼（概括示於106)包括 一截頭錐形逆流部份106A及一圓柱形順流部份^068。 該裝置由二在外殼106下面架撑外殼之座架15〇所支撑。 如圖6中所示，外殼逆流部份106A之剖面尺寸大致自第 一進口管109向第一進口管總成（概據示於130)減少。一 工作管112被一室134所包圍，並共有一共同之中心軸線 C。工作管112(“管狀結構”）界定室134之内周邊，並爲 圓柱形，因而室因爲外殼逆流部份1 〇 6 A減少剖面尺寸而 向第一進口管總成130收縮。室134向進口端之收縮經發 現在工作管1 1 2導.致高空氣速度，其產生較大之乾燥作用 ，並允許以更高速率進給混合物通過該裝置。 在外殼106内，工作管112包括一包圍工作管圓柱形内 部106B之外圓柱形罩套112A。出口管118爲工作管内部 112B之通過一環114至外殼1〇6外面之延長部份。在其 逆流端，罩套112A及内部112B界定一環形開口，一概 據示於152之環形喉端件容納於其内。如圖7中所示，喉 端件152包括一有斜角120之端面。罩套112A之逆流端 在喉端件之順流端位於一環形凹座152A内，並且在凹座 逆流處之端件之一部份152B與罩套之圓柱形外表面齊平 _^ 8 ~ 本紙張尺度適用中國國冬標準（CNS ) A4規格（210x297公着;) ---------裳------^訂l·-----泉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五'發明説明（6) 。以此方式，便呈現工作管112之平滑外表面，不妨礙空 氣在室134繞工作管之螺旋形流動。 現請參照圖7及8，一環形端面154大致靠近工作管112 之逆流端，方便空氣之螺旋形流動自室内之逆流方向重新 導向至工作管内之順流方向。端面丨5 4不位於一與物料通 過工作管之流動方向D垂直之平面，並成形狀爲方便改變 空氣之流動方向。端面154將空氣導向喉部，而非允許加 壓流體撞擊至134之進口端並向下移動。在乾佳實施例， 在位於室134大致靠近工作管112逆流端之喉狀構件外表 面上界定一端面154。喉狀構件156自該室之進口端軸向 向内伸向工作管112。喉狀構件156上之端面154(“第一 5承形表面）與斜切端面1 2 〇 ( “第二環形表面”）間界定喉狀 部。端面154及斜切端面120均相對於工作管112之中心 軸線c在順流方向徑向向内傾斜。喉狀構件156可活動以 控制喉狀部之有姝寬度，工作管之内部U2B通過其與室 1 3 4連通。 進口管總成130包括一第一進給管i3〇a及一第二進給 管130B。喉狀構件156繞第二進口管13〇b伸延，並藉一 對容納於喉狀構件之内環形槽内之〇形環158與第二進給 管密封但滑動式貼合。喉狀構件156固接至一管狀安裝套 環（概括示於122)，此套環密封及滑動式容納於一栓接至 外殼106環形凸緣108之安裝環124之中央開口内。藉另 對在士裝環124之内控容納於環形槽内之〇形環達成安 裝套環122之密封貼合於中央開口内。安裝套環I]】包括 ---------裝------f L------浪 - ί ^ (#先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) ^ 一圓柱形逆流部份1 2 2 A及一直徑大於逆流部份之圓柱形 順流部份1 2 2 B。如圖9中所示，順流部份1 2 2 B有四凸片 164徑向向外伸延至固接至安裝環124之個別有螺紋定位 螺栓166。每一凸片164在其徑向外端有一容納對應定位 螺栓166之切口 164A。凸片164在定位螺栓166上被截 留於在凸片相對兩侧螺接至螺栓之螺帽i68之間（圖7)。 —墊圈170插置於每一螺帽168與凸片164之間。在螺栓 上在軸向螺轉螺帽，可藉以改變螺帽168在定位螺栓166 上之軸向位置，允許改變安裝套環122之軸向位置。喉狀 構件156可與安裝套環122共同移動，因而可改變其在室 134内之位置以及錐形端面154與工作管112之斜切端面 120之間距。喉狀構件156之轴向向内重新定位減少喉狀 部與室134連通之剖面積，而喉狀構件之軸向向外重新定 位則増加喉狀部與室連通之剖面積。 第二進給管13QB通過安裝套環進入室U4内，並 且藉第一環形蓋172及第一彈性環174可釋放式固著至安 裝套環。第一蓋172有内螺纹適於與安裝套環122逆流部 伤122A上之外螺紋螺合。彈性環174配置於第二進給管 130B周圍，並部份在逆流部份122A之環形開口端内。 第一蓋172可螺接至逆流部份122A，將彈性環174塵抵 第一進給管130B ’而該環密封並夾緊第二進給管之外表 面，使其對安裝套環122保持成固定關係。 如圖7中所示’第一進給管130A通過第二進給管l30B 及安裝套環122 ’並有肋片176可與第二進給管貼合，以 _____-J0-_ I紙張尺度適元中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ' --- —^― I 1 ---- II - ----1 I - 士^- - - - m --- 1 ~» '· I I - - ..... ...... Λ^、T//MV Μ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 3G5S01 五、發明説明（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 使第$給管定位在第二進給管内。第二進給管130B之 逆流端螺接並容納一第二有内螺紋蓋178，用以將—第二 彈1·生環18GI抵第—進給管13QA之外表㊆’以密封並爽 緊第進給管’使其對第二進給管及安裝環122保持成固 定關係。目此’可將第二蓋178自第二進給管i3〇B之有 螺紋端旋開，解除第二彈性環18〇之夾緊，而藉以使第— 進給管130 A相對於工作管112及喉狀構件156軸向定位 。第一進給管130A於是可相對於工作管112、及喉狀構件 1 5 6軸向滑動，使第—進給管之順流端位於供特定類型混 合物之最佳位置。第一及第二蓋172,178及彈性環174， 180構成“固持裝置” β安裝環124，安裝套環122，第— 及第二蓋172，178以及彈性環174，180構成“安裝裝置 ，，〇 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 將乾燥空氣導入室内之管1〇9位於外殼1〇6之出口端， 並且形成爲外殼毛一部份D如圖1〇中所示，管1〇9固著 至一通至加壓空氣源（在以下説明）之進給管l〇9A。在管 109上設一溫度計182及壓力計184，以監控進入室13-4 内之空氣之壓力及溫度。如在圖7中可看出，管1〇9有— 開口 109B位於該室内，用以在大致室周向之方向將乾燥 空氣傳送至室134内。開口 109B及工作管U2予以設爲 致使退出管109進入室134内之流體對工作管無實際之衝 擊。更明確而言，開口 109B之進入室134内之假想凸起 部P(圖10)不會與與一平行於凸起部縱向軸線LA並包括 工作管中心軸線C之平面相交。事實上’少於四分之一之 -π - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） ----一__Β7__ ----一__Β7__ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 凸起開口 Ρ位於工作管之罩套112八上。因此，自管109 進入室内之空氣，其路徑不實際與工作管U2相交。以此 方式，工作管112不使流動分開’並且不將不希望有之擾 動導入至134内之空氣流動中。而是，外殼1〇6之管狀/ 截頭錐形内壁將空氣流動導入希望之螺旋形流動中。外殼 106，工作管112及喉狀構件156係由適當抗蝕材料諸如 304不銹鋼製成。外殼106在其内表面予以電拋光至鏡面 光潔度，並且工作管112在軍套112八之外表面及内部 U2B之内表面予以同樣拋光，以便空氣在室134及工作 管内之自由螺旋形流動。喉狀構件156上所界定之端面 154也予以電抛光。 圖11中所示之該裝置之第二實施例揭示第二實施例之 第二進給管130A之目的。第二實施例之裝置之對應於第 一實施例之相似部份之諸部份，將予標示相同參考數字。 某些混合物不便於流動’並且不易抽吸通過第二實施例之 第一進給管130A。在此情形，可整個除掉第一進給管 130A,並將一螺旋推運器裝在第二進給管13〇B内，以 將混合物進給至工作管112内。一經在工作管内，便可和 前面一樣將混合物匯集在渦流中。將第一蓋1 7 2及彈性環 174釋放’並且使第一進給管袖向滑動，可藉以使第二進 給管130B相對於工作管112及喉狀構件156定位。一般 精於此項技藝者將會瞭解，如果該裝置始終用以乾燥一種 類型之混合物，則不必要提供第一進給管13〇 A及第二進 給管1 3 0 B。 -12- ^紙張尺度適用中國國家標華1^阳）^見格（210/297公釐） ---- --------丨裝I-----'丨訂L-----線 ... - 一· {請先閱讀背面之注意事項再填窍本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ________B7 五、發明説明（10 ) 一· 現請參照圖1 2，圖示一種使用本發明之裝置乾燥混合 物之系統包含一容納需除去水份之混合物（例如煤泥漿）之 給科斗186。混合物藉重力作用一泵188及（或）在眞空下 被吸入工作管112，而藉以自給料斗186移入第一進給管 1 3 0 A 〇乾燥空氣藉泵i 9工通過過減及消聲塔被吸入系統 内。較佳爲依據該裝置之大小選擇泵191，以達到通過工 作管1 1 2之空氣流動約在丨80至！ 85呎/秒之範固。離開栗 191之空氣在進入通至外殼1〇6之進給管1〇51八前，通過 —排放消聲塔192。在外殼106退出管1〇9之空氣被外殼 之内壁偏向進入向第一進口管總成13〇行進之螺旋形流動 0 如圖7中所示，空氣之螺旋形流動向室134之進口端行 進時’外殼之逆流部份106A使其收縮。在室134之進口 端’螺旋形流動貼靠喉狀構件156之傾斜端面154，方便 流動方向自室内之大致逆流轉變至工作管U2内之順流。 螺旋形空氣通過業經喉狀構件156調節之喉部進入工作管 Η 2，以達到所需之收縮，在工作管内產生供特定混合物 之速度及空氣質量流動。藉第一進給管130A相對於工作 管112之軸向位置進一步調整該裝置之操作，以供特定之 混合物。工作管1 12中之猛烈螺旋作用使混合物中之材料 裂開並混合，產生均勻之乾燥作用。 乾燥之混合物及水退出外殼1〇6，並進入出口管jig傳 至旋流分離器193(或其他適當分離器裝置），其使水與較 濃密之固體成份分開。水及其中所夾帶之任何細粒物質通 _ - 13- t張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐） --—----— ---------裝------^訂-----朿 _ I (請先閱讀背面之注意事項再填荇本頁) SC5801 A7 B7 五、發明説明（11 ) 過管194自分離器之頂部排出至—袋室195，以供在其排 放至大氣前，將粒狀物自空氣濾除。在分離器193之底部 通過一出口 196回收所希望之成份（例如煤）。 由以上所述可看出，達成本發明之若干目的，並獲得其 他有利之結果。 由於在上述構造可作成各種變化而不偏離本發明之範園 ，故以上説明中所包含或在附圖中所示之所有内.容預計將 作爲例註性而非以限制性意義予以闌釋。 ---------裝------r訂l·-----浪 ' . ί . ™ (請先閱讀背面之注意事項再填窍本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 公告本
中文説明書修正頁 A4 C4 305801
I 經濟部中央梯準局爲工消费合作社印製 二^:分调由 本局填註） ----—. ^集—專利説明書 發明A 一、新型名稱 中文 ---—-__ 分離混合物中水份之裝置 英文 "APPARATUS FOR SEPARATING MOISTURE FROM A MIXTURE" 1.布洛斯.A .羅伯森 姓 名 2. C .帕崔克.麥基 3. 艾利克斯.R ·卡拉 _ 發明， 一、創作人 國 藉 住、居所 1 -3均美國 1. 美國密蘇里州春莊市東希臘路3300號 2. 美國密蘇里州春莊市東希臘路3300號 3 .美國密蘇里州春莊市東希臘路3300號 姓 名 (名稱） 美商精密、不鎮鋼公司 國 藉 美國 三' 申請人 住、居所 (事務所） 美國密蘇里州春莊市東希臘路3300號 代表人 姓 名 C .帕崔克.麥基 -1 - 裝 訂 線