帶有雙驅動器的分離裝置和減少分離裝置中結餅的方法

專利名稱：帶有雙驅動器的分離裝置和減少分離裝置中結餅的方法
技術領域：
本發明涉及用于懸浮液和漿料的分離裝置，并且尤其涉及一種包括用于剪切漿料的剪切裝置的分離裝置。該分離裝置被開發用于主要在增稠器中使用，并且下文中將參照這一應用對其進行描述。但是，將會了解到的是，本發明并不限于該特定的應用領域。
背景技術：
對現有技術進行的下列討論是想要在適當的技術背景中介紹本發明，并且使其重要性能夠得到正確的理解。但是，除非以相反的方式明確表明，否則在本說明書中對于任何現有技術的提及均不應被解釋成是承認這種技術在該領域中是眾所周知的或構成公知常識的一部分。諸如增稠器、澄清器和濃縮器之類的分離裝置通常用于將固體從懸浮液(通常含有懸浮在液體中的固體)中分離出來，并常見于采礦、選礦、食品加工、糖的精煉、水處理、 污水處理和其它此類行業中。這些裝置通常包括罐，在罐中，固體從懸浮液或溶液中沉積， 并朝向底部沉降為漿料或淤泥，從而從下面被排出并予以回收。相對密度較低的稀釋液從而朝向罐的頂部移動，用于經由溢流槽移除。待稠化的懸浮液最初通過供給管、導管或管線供給到設置在主罐內的進料井中。耙組件通常安裝成圍繞中心驅動軸旋轉，并且通常具有至少兩個帶有刮板的耙臂，從而使沉降的物料向內移動，用于通過底流出口進行收集。在應用于礦石的選礦、分離和提取的情況下，細磨礦石以允許流動并在靜止狀態下沉降的濃度作為漿料懸浮在諸如水之類的適當液體介質中。借助重力或重力與化學和/ 或機械處理的結合，漿料從懸浮液中沉降出來。起初，可將凝結劑和/或絮凝劑添加到懸浮液中以促進該沉降過程。隨后，將懸浮液小心地混合到諸如增稠器之類的分離裝置中，從而有助于使固體顆粒聚結在一起，最終形成沉降出懸浮液的由漿料顆粒形成的較大較為稠密的“凝聚體”。液體(也稱為液)通常與固體顆粒一起被裹挾在漿料凝聚體內。通常，在罐中逐漸形成物料的具有不同總密度的若干區域或若干層，如圖IA中所示。在罐1的底部，漿料形成由壓實漿料或固體3構成的相對稠密的區域2，這些壓實的漿料或固體3常常呈網狀凝聚體(即漿料凝聚體彼此之間連續接觸)的形式。該區域2通常被稱之為“漿料床”或漿料的網狀層。在漿料床2的上方，受阻區4傾向于含有尚未被完全沉降或“壓實”的固體5。即，固體或凝聚體5尚未彼此連續接觸(未形成網狀)。受阻區4 上方的是“自由沉降”區6，在“自由沉降”區中，固體或凝聚體7部分地懸浮在液體中并朝向罐1的底部下降。將會了解到的是，受阻區4并非總是位于網狀層2與自由沉降區6之間的獨立區域。相反，受阻區4可在網狀層2與自由沉降區6之間形成過渡或界面，其混合在這兩個區域之間。自由沉降區6上方的是稀釋液的澄清區8，在澄清區中，存在極少的固體并且借助于溢流槽(未示出)把稀釋液從罐1移除。圖IA還示出了進料井9和用于將壓實漿料3從罐1移除的底流出口 10。迄今為止，傳統上認為，為了確保在漿料床2內保持適當的底流密度，漿料床2與受阻區4不應受到擾動，以允許由固體顆粒構成的稠密的凝聚體沉降成它們預期的壓實結構。結果，分離裝置技術中的大部分發展都涉及對于進料井或自由沉降區6中沉降過程進行的改良，而不是對于會擾動漿料床3中固體顆粒的壓實結構或受阻區4中不完全壓實顆粒的任意過程進行的改良。還發現的是，隨著漿料床2的深度增加，所釋放的液體變得越來越難于滲透通過漿料床2以及向上遷移到澄清區8中。已經提出了一種解決方案，即，提供安裝于耙臂上的脫水樁，以有助于這種液體的移除，從而提高底流密度并從而提高分離過程的效率。這些樁通常等間距地設置，以便橫跨罐的直徑方向在漿料床中等間距地產生脫水通道，并且這些樁被設計成使漿料床的擾動最小化。還已經發現的是，在存在樁或不存在樁的情況下，耙組件的旋轉增大了漿料床旋轉(也稱為“結餅”)的可能性。結餅是這樣發生的，其中，由漿料顆粒構成的離散的聚結團塊(稱之為“餅”或“島”)在耙組件的周圍形成，從而導致旋轉該耙組件所需要的轉矩增大以及用于分離的有效橫截面積減少。因此，這導致稠化漿料的密度減小。在利用耙組件的情況下，聚結的團塊傾向于在耙臂和樁的周圍積聚，并從而傾向于隨耙組件的旋轉一起旋轉。 在結餅的情況中，當聚結的團塊形成時，整個稠化漿料床并不是一定旋轉，稠化罐的其余內容物同樣也不是一定旋轉；事實上，僅有聚結的團塊旋轉。結果，這一現象對稠化器性能和效率在三個主要的方面產生了不利影響。首先，聚結的團塊在耙組件周圍的積聚阻礙了形成理想的相對均勻的稠化漿料床，并減少了用于分離的有效橫截面積，從而降低了漿料密度或底流密度。其次，旋轉耙組件所需要的增大轉矩增加了驅動組件的磨損，從而增大了維護的頻率，并從而增加了增稠器的停修時間。第三，結餅阻礙了耙組件執行其將沉降固體耙攏至中心排出點的主要功能。已經提出了多種解決方案用于抑制或防止出現結餅。一個所建議的解決方案是放置固定的擋板或樁，以通過破碎來防止在耙組件周圍形成聚結團塊。本發明的目的是克服或改善現有技術缺陷中的一個或多個，或者至少提供一種有用的替代方案。

發明內容
根據第一方面，本發明提供了一種用于從供給物料中分離漿料的分離裝置，該分離裝置包括用于接收供給物料的罐、安裝成用于在罐內旋轉以使漿料朝罐出口移動的耙組件、和用于剪切罐內漿料的剪切裝置，該剪切裝置安裝成以與耙組件相互獨立的方式運動。除非上下文清楚地要求不同，否則在整個說明書及權利要求書中，詞語“包括”、 “包含”等將會被解釋為是包括的含義，而不是排它或窮舉的含義；就是說，是“包括，但不限于”的思思。通過將剪切裝置構造成以與耙組件相互獨立的方式運動，剪切裝置能夠相對于耙組件而言以不同的速度和/或方向運動。這形成了復雜的流體運動和紊流，以抑制或阻礙漿料在剪切裝置和/或耙組件周圍聚結的傾向，從而抑制或防止在漿料床中形成餅。結果， 分離裝置的分離效率得到提高，從而增大了回收固體的底流密度。優選地，剪切裝置能夠以與耙組件的旋轉方向不同的方向移動。在一個優選形式中，剪切裝置以與耙組件的旋轉方向相反的方向移動。優選地，耙組件安裝至第一驅動軸，用于圍繞第一軸線旋轉，并且剪切裝置安裝至第二驅動軸，用于圍繞第二軸線旋轉。在一個實施方式中，第二軸線與第一軸線重合。在一個優選形式中，第二驅動軸與第一驅動軸同心。作為選擇，第二軸線相對于第一軸線是平行、偏心或偏置的。優選地，剪切裝置以與耙組件的旋轉速度不同的旋轉速度旋轉。優選地，剪切裝置相對于耙組件的旋轉方向反向旋轉。優選地，剪切裝置能夠圍繞第二軸線以可逆的方式旋轉。優選地，剪切裝置的旋轉圍繞第二軸線是周期性地可逆的。優選地，第二軸線能夠相對于第一軸線移動。優選地，第二軸線至少部分圍繞第一軸線旋轉、繞轉或沿軌道行進。在一個優選形式中，第二軸線至少部分地經過圍繞第一軸線的規則路徑。在另一優選形式中，第二軸線至少部分地經過圍繞第一軸線的不規則路徑。在某些實施方式中，第二軸線在圓形路徑中移動。但是，在其它實施方式中，第二軸線在非圓形路徑中移動，該非圓形路徑可以是規則的幾何形狀或不規則的幾何形狀。作為選擇，第二軸線相對于第一軸線是固定的。優選地，剪切裝置以可旋轉的方式安裝于支承件，支承件設置成用于至少部分圍繞第一軸線運動。更為優選地，支承件能夠圍繞第一軸線旋轉。在一個實施方式中，第一驅動軸以可移動的方式驅動支承件。在另一實施方式中，支承件由設置于罐的外緣處的驅動機構(優選地為外部驅動器)以可移動的方式驅動。在再一實施方式中，支承件由與第一驅動軸同心的驅動軸以可移動的方式驅動。優選地，支承件設置在罐的頂部附近。作為選擇，支承件設置在罐的底部附近。在一個實施方式中，支承件包括維護橋，其在罐的上方從第一驅動軸徑向延伸。在另一替代方案中，耙組件安裝于第一驅動軸，用于圍繞第一軸線旋轉，并且剪切裝置安裝于第二驅動軸，用于沿第一軸線或大致平行于第一軸線運動。優選地，剪切裝置以可滑動的方式沿第一軸線或平行于第一軸線移動。在一個優選形式中，第二驅動軸與第一驅動軸同心。優選地，剪切裝置相對于漿料床大致豎向移動。在一個優選形式中，剪切裝置大致豎向往復移動。優選地，第一軸線是罐的中心軸線。優選地，分離裝置包括第一驅動機構，用于驅動第一驅動軸的旋轉。優選地，第一驅動機構包括單個齒輪箱驅動器。作為選擇，第一驅動機構包括單個或多個小齒輪驅動器。 其它類型的驅動器也可容易地用于第一驅動機構，例如，液壓驅動馬達。優選地，第一驅動軸能夠連接于第二驅動軸，以驅動剪切裝置的旋轉。優選地，分離裝置包括第二驅動機構，該第二驅動機構與第一驅動機構相互獨立， 用于驅動第二軸的運動。優選地，第二驅動機構包括單個齒輪箱驅動器。作為選擇，第二驅動機構包括單個或多個小齒輪驅動器。在一個實施方式中，第二驅動機構包括外部驅動器。 其它類型的驅動器也可容易地用于第二驅動機構，例如液壓驅動馬達。在一個優選形式中，第二驅動機構包括設置于罐的外緣處的驅動機構，優選地為外部驅動機構。在另一優選形式中，第二驅動機構與第二驅動軸同軸。優選地，剪切裝置設置在耙組件的上方。在一個優選形式中，耙組件設置在罐的底部附近。優選地，一個或多個剪切參數是針對供給到罐中的供給物料的通量和/或一個或多個操作參數來進行控制的，從而將最佳剪切以可控的方式施加至通過罐的一區域的漿料。在整個說明書和權利要求書中，術語“通量”意味著懸浮在流體(通常為液體)懸浮體中的固體的流量，并且以噸每平方米小時(t/m2h)為單位。在礦物分離的情況中，通量用于指礦漿中的懸浮漿料固體。盡管懸浮液的固體濃度或漿料密度可隨漿料移動通過罐而發生變化，但是固體的流量可被視為與漿料密度相互獨立并且被表示成通量。優選地，剪切參數選自基本上由剪切裝置的速度、剪切裝置的形狀以及剪切區域的深度構成的組。優選地，操作參數選自基本上由漿料組分、漿料顆粒尺寸、罐中的漿料流速、漿料屈服應力、漿料粘度、底流比重、按重量百分比計的底流重量以及將絮凝劑施加至供給物料的速率構成的組。優選地，剪切參數中的一個或多個能夠響應于操作參數中的一個或多個和/或通量的變化進行調整。優選地，分離裝置包括用于監控懸浮液通量的通量傳感器。優選地，分離裝置包括用于監控一個或多個操作參數的一個或多個傳感器。優選地，分離裝置包括與通量傳感器和/或操作參數傳感器連通的控制單元或系統。本發明人還已經出乎意料地且令人驚訝地發現，將擾動(優選地呈剪切形式的擾動)施加至漿料可導致分離過程的效率得到改善，尤其是增稠器的沉降過程的效率得到改善。相信的是，通過橫跨擾動區大致均勻地導致擾動，通過破碎、擾動、重新排列、重新定向或“振動，，漿料之間的連續接觸，或者使它承受力，就使擾動區中的網狀漿料被破壞。擾動區中的該網狀漿料的破壞使得能夠將所裹挾的液體向上朝稀釋液的澄清區釋放出來，并相對于擾動區上方的漿料密度增大了擾動區下方漿料的密度。在整個說明書和權利要求書中，術語“破壞”意味著破碎、擾動、重新排列、重新定向或“振動”顆粒或物質，以及將力施加至顆粒或物質。在本發明的上下文中，這些術語意味著破碎、擾動、重新排列、重新定向、施力于或“振動”網狀漿料的有序結構，該有序結構包括但不限于網狀漿料之間的連續接觸。優選地，剪切裝置至少部分沉浸在罐的一區域中。優選地，該區域包括受阻區的一部分。更為優選地，該區域包括受阻區的下部。作為選擇，該區域包括漿料床(網狀漿料層)的一部分。在一個優選形式中，該區域僅包括漿料床(網狀漿料層)的上部。在另一特別優選的形式中，該區域僅包括漿料床(網狀漿料層)的上半部。在另一替代方案中，該區域包括受阻區的部分和漿料床(網狀漿料層)的部分。在一個實施方式中，該區域包括受阻區和漿料床(網狀漿料層)。在一個實施方式中還優選的是，剪切裝置橫跨網狀漿料層上部區域中的擾動區大致均勻地施加剪切，從而在預定時間段內使擾動區中的網狀漿料破壞，該網狀漿料層由朝罐底部沉降的漿料凝聚體形成。更優選的是，所述剪切裝置橫跨所述擾動區在所述預定時間段內施加剪切。優選地，該預定時間段基本上對應于網狀漿料通過擾動區的時間。優選地，擾動區處于網狀漿料層的上部75%內。更為優選地，擾動區處于網狀漿料層的上半部內。在一個優選形式中，擾動區處于網狀漿料層的上部30%內。在另一優選實施方式中，擾動區處于網狀漿料層的上部10%內。在特別優選的形式中，擾動區處于網狀漿料層的頂部或其附近。在一個替代形式中，擾動區從網狀漿料層的上部區域延伸，以把受阻區的一部分包括在內。更為優選的是，擾動區延伸，以把受阻區的下部包括在內。優選地，剪切使擾動區下方的漿料相對于擾動區上方的漿料以大致更高的密度重組。更為優選地是，剪切使擾動區下方漿料的密度逐步增加。在一個優選形式中，擾動區下方漿料的密度比擾動區上方漿料的密度大至少5%。在另一優選形式中，擾動區下方漿料的密度比擾動區上方漿料的密度大至少10%。在另一優選形式中，擾動區下方漿料的密度比擾動區上方漿料的密度大至少25%。在再一優選形式中，擾動區下方漿料的密度比擾動區上方漿料的密度大至少35%。在特別優選的形式中，擾動區下方漿料的密度比擾動區上方漿料的密度大至少50%。優選地，擾動區包括網狀漿料層的上部區域的一部分。更為優選地是，擾動區包括上部區域的比例體積。優選地，擾動區至少部分包括上部區域的橫截面積。更為優選地是，擾動區包括預定時間段內的上部區域的橫截面積的至少10%。甚至更為優選地是，擾動區包括預定時間段內的上部區域的橫截面積的至少30%。優選的是，擾動區包括預定時間段內的上部區域的橫截面積的至少50%。進一步優選的是，擾動區包括預定時間段內的上部區域的橫截面積的至少70%。在一個優選形式中，擾動區包括預定時間段內的上部區域的橫截面積的至少80%。在另一個優選形式中，擾動區包括預定時間段內的上部區域的橫截面積的至少 90%。在特別優選的形式中，擾動區包括預定時間段內上部區域的大致整個的橫截面積。優選地，剪切裝置將剪切施加至至少擾動區的徑向截面。更為優選地是，剪切裝置至少部分移動通過擾動區的徑向截面。優選地，剪切裝置將剪切施加到擾動區的至少沿直徑的截面。更為優選地是，剪切裝置至少部分移動通過擾動區的沿直徑的截面。優選地，剪切裝置能夠至少部分在擾動區內移動，從而在預定時間段內將大致均勻的累積剪切施加至擾動區中的網狀漿料。在整個說明書和權利要求書中，術語“累積剪切”意味著施加至通過限定區域的典型漿料凝聚體或顆粒的剪切的總和。在該情況中，累積剪切是典型的漿料凝聚體或顆粒在其進入到擾動區中與其離開擾動區之間所經受的剪切總和，這由已經發生的“剪切”事件與這些剪切事件的幅度的總和來確定即，典型的漿料凝聚體或顆粒已經被“撞擊”的次數(已將剪切力施加于它)。這些剪切事件不僅包括由剪切裝置直接“撞擊”漿料凝聚體或顆粒，還包括在剪切裝置通過的尾跡上(本發明人稱之為 “紊流區”)所捕獲的漿料凝聚體或顆粒的擾動或“振動”。這些紊流區足以將剪切力施加至漿料凝聚體或顆粒，雖然它小于由剪切裝置直接施加的剪切量。優選地，剪切裝置在擾動區內移動。更為優選地是，剪切力在擾動區內旋轉。優選地，剪切裝置包括至少兩個剪切臂，它們被支承用于在擾動區內運動。在一個優選形式中，剪切裝置包括至少三個剪切臂，它們受到支承用于在擾動區內轉動。更為優選地是，剪切裝置包括多個剪切元件，用于將剪切施加至網狀漿料。優選地，每個剪切元件均限定用于破壞網狀漿料的紊流區。優選地，兩個或更多個剪切元件沿剪切裝置的至少一個臂間隔開，以在剪切元件之間限定相應的間隔，從而將大致均勻的平均剪切沿與所述至少一個臂平行或重合的線施加到至少兩個間隔中。更為優選地是，沿該線的剪切元件之間的所有間隔中的平均剪切是大致均勻的或相同的。整個說明書和權利要求書中，術語“平均剪切”意味著施加至任意兩個預定參照點之間的漿料的剪切平均值，在該情況中，這兩個參照點通常(但不是必須)與設置在剪切裝置的所述至少一個臂上的相鄰的剪切元件重合。將會了解到的是，該線可以是完全或部分非線性的。例如，該線可包括相對于該線的直線部分而言是弧形的、傾斜的或偏置的部分。在一個優選形式中，該線是徑向線。優選地，該剪切裝置在預定時間段內將大致均勻次數的剪切事件施加至擾動區中的網狀漿料。優選地，該剪切裝置施加大致均勻的平均剪切、大致均勻的累積剪切和大致均勻次數的剪切事件中的至少兩個的組合。更為優選地，剪切裝置將大致均勻的平均剪切、大致均勻的累積剪切和大致均勻次數的剪切事件施加至網狀漿料。 在一個優選形式中，剪切裝置包括至少兩個向外延伸的臂。優選地，在臂上設置有一個或多個剪切元件。優選地，剪切元件沿臂施加剪切。優選地，剪切裝置沿臂的長度施加大致均勻的平均剪切。優選地，臂大致徑向向外延伸至擾動區的外周邊。優選地，臂能夠沿大致平行于第二軸線的方向移動。優選地，臂樞轉地或鉸接地安裝于第二驅動軸。更為優選地，臂大致往復運動。在另一優選形式中，沿第二軸線設置有一個或多個剪切元件，以徑向向外延伸。優選地，一個或多個剪切元件能夠以可拆卸的方式安裝在第二驅動軸上。更為優選地，剪切裝置包括軸環，用于將一個或多個剪切元件以可拆卸的方式安裝在第二驅動軸上。優選地，兩個或更多剪切元件關于第二軸線非對稱設置。優選地，一個或多個剪切元件相對于彼此以不等的間隔分隔開。優選地，所述不等的間隔從第二軸線到至少一個臂的外緣逐漸增大。結果，剪切元件的數量從第二軸線到至少一個臂的外緣逐漸減少。在一個優選形式中，不等的間隔分別與從第二軸線至剪切元件的徑向距離成比例。優選地，剪切元件限定剪切裝置的漸縮輪廓。更為優選地，剪切元件的長度從第二軸線到至少一個臂的外緣逐漸減小。優選地，一個或多個剪切元件的厚度從第二軸線到至少一個臂的外緣逐漸減小。優選地，一個或多個剪切元件相對于豎直平面以傾斜的角度延伸。在一個優選形式中，該豎直平面平行于臂。在另一優選形式中，該豎直平面與臂成直角。優選地，傾斜的角度在30°至50°，并且最為優選地為約45°。優選地，傾斜的角度是可調節的。優選地， 一個或多個剪切元件鉸接地或樞轉地安裝于臂，以調整傾角。優選地，一個或多個剪切元件由一個或多個從第一驅動軸延伸的傾斜臂支承。優選地，一個或多個剪切元件在形狀上大致為線性的。作為選擇，一個或多個剪切元件具有非線性的構形。例如，剪切元件可以完全或部分是螺紋形的、螺旋形的或彎曲的。 在優選實施方式中，剪切元件由桿、樁、葉片、棒、絲、鏈、薄片、板、篩元件或網元件形成。優選地，剪切裝置包括至少一個局部平坦的板，該板具有多個開口。在一個優選形式中，該至少一個局部平坦的板安裝于第二驅動軸，用于沿第二軸線或平行于第二軸線可大致滑動的運動。更為優選地，該至少一個局部平坦的板的形狀與罐的水平橫截面互補。在特別優選的形式中，該板是水平盤。優選地，開口相對于彼此均勻間隔開。優選地，開口在尺寸上是大致均勻的。
在另一優選形式中，該至少一個局部平坦的板安裝于第二驅動軸，用于圍繞第二軸線旋轉。優選地，該至少一個局部平坦的板設置成大致豎直的。優選地，一個或多個開口在尺寸上從第二軸線到所述至少一個局部平坦板的外緣逐漸增大。優選地，一個或多個開口大致對齊。優選地，剪切裝置包括設置成圖案的多個剪切元件。在一個優選形式中，兩個或更多個剪切元件互連以形成網格狀的圖案。網格狀的圖案可部分或全部是幾何圖形，并且優選地包括矩形、正方形、菱形、三角形、六邊形或其它多邊形。在另一優選形式中，兩個或更多個剪切元件形成一個或多個幾何形狀。優選地，幾何形狀在形狀上是互補的。優選地，幾何形狀形成網狀圖案。優選地，幾何形狀包括矩形、正方形、菱形、三角形、六邊形或其它多邊形。優選地，分離裝置包括多個所述剪切裝置。優選地，分離裝置是增稠器。根據本發明的第二方面，提供了一種用于減少分離裝置中結餅的方法，該分離裝置包括罐、耙組件和剪切裝置，該耙組件安裝成用于在罐內旋轉以使漿料朝罐的出口移動， 該剪切裝置用于剪切罐內的漿料，該方法包括安裝剪切裝置用于以與耙組件相互獨立的方式運動的步驟。優選地，該方法包括使剪切裝置以與耙組件的方向不同的方向移動。在一個優選形式中，該方法包括使剪切裝置以與耙組件的旋轉方向相反的方向移動。優選地，該方法包括將耙組件安裝至第一驅動軸，用于圍繞第一軸線旋轉，并將剪切裝置安裝至第二軸，用于圍繞第二軸線旋轉。在一個實施方式中，第二軸線與第一軸線重合。在一個優選形式中，該方法包括相對于第一驅動軸同心設置第二驅動軸。作為選擇，該第二軸線相對于第一軸線平行、偏置或偏心。優選地，該方法包括使剪切裝置以與耙組件的旋轉速度不同的旋轉速度旋轉的步
馬聚ο優選地，該方法包括使剪切裝置相對于耙組件的旋轉方向反向旋轉的步驟。優選地，該方法包括使剪切裝置圍繞第二軸線以可逆的方式旋轉的步驟。優選地， 該方法包括使剪切裝置圍繞第二軸線周期性地反向旋轉的步驟。優選地，該方法包括相對于第一軸線移動第二軸線的步驟。更為優選地，第二軸線至少部分圍繞第一軸線旋轉、繞轉或沿軌道行進。在一個優選形式中，第二軸線至少部分經過圍繞第一軸線的規則路徑。作為選擇，第二軸線至少部分經過至少部分圍繞第一軸線的不規則路徑。在一些實施方式中，第二軸線在圓形路徑中移動。但是，在其它實施方式中， 第二軸線在非圓形路徑中移動，該非圓形路徑的幾何形狀是規則或不規則的。作為選擇，該方法包括相對于第一軸線固定第二軸線的步驟。優選地，該方法包括將剪切裝置以可旋轉的方式安裝于支承件并將支承件設置成用于圍繞第一軸線運動。更為優選地，該方法包括使支承件圍繞第一軸線旋轉。在一個實施方式中，第一驅動軸軸向延伸通過罐從而以可移動的方式驅動支承件。在另一實施方式中， 支承件由設置于罐的外緣處的驅動機構優選地為外部驅動機構以可移動的方式驅動。在再一實施方式中，支承件由與第一驅動軸同心的驅動軸以可移動的方式驅動。優選地，該方法包括將支承件設置在罐的頂部附近。作為選擇，該方法包括將支承件設置在罐的底部附近。在一個實施方式中，該支承件包括在罐的上方從第一驅動軸徑向延伸的維護橋。在再一替代方案中，該方法包括將耙組件安裝于第一驅動軸，用于圍繞第一軸線旋轉，并將剪切裝置安裝于第二軸，用于沿第一軸線或平行于第一軸線運動。優選地，該方法包括以可滑動的方式移動剪切裝置。在一個優選形式中，該方法包括將第二驅動軸以與第一驅動軸同心的方式設置。優選地，該方法包括使剪切裝置相對于漿料床大致豎向移動的步驟。在一個優選形式中，該方法包括使剪切裝置大致豎向往復運動的步驟。優選地，第一軸線是罐的中心軸線。優選地，該方法包括設置第一驅動機構以驅動第一驅動軸旋轉的步驟。優選地，該方法包括將第一驅動軸連接于第二驅動軸的步驟。優選地，第一驅動機構包括單個齒輪箱驅動器。作為選擇，第一驅動機構包括單個或多個小齒輪驅動器。其它類型的驅動器可容易地用于第一驅動機構，例如液壓驅動馬達。優選地，該方法包括以與所述第一驅動機構相互獨立的方式設置第二驅動機構， 從而驅動第二驅動軸的運動。在一個優選形式中，該方法包括將第二驅動機構設置于罐的外緣處的步驟，并且優選地是外部驅動機構。在另一優選形式中，該方法包括以與第二驅動軸同心的方式設置第二驅動機構用于使剪切裝置移動的步驟。優選地，該第二驅動機構包括單個齒輪箱驅動器。作為選擇，第二驅動機構包括單個或多個小齒輪驅動器。在一個實施方式中，第二驅動機構包括外部驅動器。其它類型的驅動器也可容易地用于第二驅動機構，例如液壓驅動馬達。優選地，該方法包括將剪切裝置設置在耙組件上方的步驟。在一個優選形式中，耙組件設置在罐的底部附近。優選地，該方法進一步包括將剪切裝置沉浸在罐的一區域中。優選地，該區域包括受阻區的一部分。更為優選地，該區域包括受阻區的下部。作為選擇，該區域包括漿料床 (網狀漿料層)的一部分。在一個優選形式中，該區域僅包括漿料床(網狀漿料層)的上部。在另一特別優選的形式中，該區域僅包括漿料床(網狀漿料層)的上半部。在另一替代方案中，該區域包括受阻區的一部分和漿料床(網狀漿料層)的一部分。在一個實施方式中，該區域包括受阻區和漿料床(網狀漿料層)。在一個實施方式中進一步優選的是，該方法包括移動剪切裝置，從而使得它橫跨網狀漿料層上部區域中的擾動區大致均勻地施加剪切，從而在預定時間段內使擾動區中的網狀漿料破壞，其中，該網狀漿料層由朝罐底部沉降的漿料凝聚體形成。優選地，擾動區處于網狀漿料層的上部75%內。更為優選地，擾動區處于網狀漿料層的上半部內。在一個優選形式中，擾動區處于網狀漿料層的上部30%內。在另一優選實施方式中，擾動區處于網狀漿料層的上部10%內。在特別優選的形式中，擾動區處于網狀漿料層的頂部或其附近。在一個替代形式中，擾動區從網狀漿料層的上部區域延伸，以把受阻區的一部分包括在內。更為優選的是，擾動區延伸，以把受阻區的下部包括在內。優選地，該預定時間段大致對應于網狀漿料通過擾動區的時間。優選地，擾動使得擾動區下方的漿料相對于擾動區上方的漿料以大致更高的密度重組。更為優選地是，擾動使擾動區下方漿料的密度逐步增加。在一個優選形式中，擾動區下方漿料的密度比擾動區上方漿料的密度大至少5%。在另一優選形式中，擾動區下方漿料的密度比擾動區上方漿料的密度大至少10%。在另一優選形式中，擾動區下方漿料的密度比擾動區上方漿料的密度大至少25%。在再一優選形式中，擾動區下方漿料的密度比擾動區上方漿料的密度大至少35%。在特別優選的形式中，擾動區下方漿料的密度比擾動區上方漿料的密度大至少50%。優選地，擾動區包括網狀漿料層的上部區域的一部分。更為優選地是，擾動區包括上部區域的比例體積。優選地，擾動區至少部分包括上部區域的橫截面積。更為優選地是，擾動區包括所述預定時間段內的上部區域的橫截面積的至少10%。甚至更為優選地是，擾動區包括所述預定時間段內的上部區域的橫截面積的至少30%。優選的是，擾動區包括所述預定時間段內的上部區域的橫截面積的至少50%。進一步優選的是，擾動區包括所述預定時間段內的上部區域的橫截面積的至少70%。在一個優選形式中，擾動區包括所述預定時間段內的上部區域的橫截面積的至少80%。在另一個優選形式中，擾動區包括所述預定時間段內的上部區域的橫截面積的至少90%。在特別優選的形式中，擾動區包括所述預定時間段內的上部區域的大致整個橫截面積。優選地，該方法包括移動剪切裝置以將剪切施加至擾動區的至少徑向截面。更為優選地，剪切裝置移動至少部分通過擾動區的徑向截面。優選地，該方法包括移動剪切裝置以將剪切施加至擾動區的至少沿直徑的橫截面。更為優選地，剪切裝置移動至少部分經過擾動區的沿直徑的橫截面。優選地，該方法包括針對供給到罐中的供給物料的通量和/或一個或多個操作參數來控制一個或多個剪切參數的步驟，從而將最佳剪切以可控的方式施加至通過該區域的漿料。優選地，該方法包括響應于操作參數中的一個或多個和/或該通量的變化來調整剪切參數中的一個或多個的步驟。優選地，剪切參數選自基本上由剪切裝置的速度、剪切裝置的形狀和剪切區域的深度構成的組。優選地，操作參數選自基本上由漿料組分、漿料顆粒大小、罐中的漿料流速、漿料屈服應力、漿料粘度、底流比重、按重量百分比計的底流重量、以及將絮凝劑添加至供給物料中的速率構成的組。優選地，該方法包括監控供給物料的通量的步驟。優選地，該方法包括監控操作參數中的一個或多個的步驟。優選地，該方法包括使得剪切裝置至少部分在擾動區內移動的步驟，從而在所述預定時間段內將大致均勻的累積剪切施加至擾動區中的網狀漿料。優選地，該剪切裝置在擾動區內移動。更為優選地，該剪切裝置在擾動區內旋轉。優選地，該方法包括為剪切裝置設有至少兩個受到支承用于在擾動區內運動的剪切臂和多個剪切元件并且將剪切施加至網狀漿料的步驟。在一個優選形式中，該方法包括為剪切裝置設有至少三個受到支承用于在擾動區內旋轉的剪切臂的步驟。優選地，該方法進一步包括設置多個剪切元件用于將剪切施加至網狀漿料的步驟。優選地，該方法包括利用每個剪切元件限定紊流區以用于使網狀漿料破壞的步驟。優選地，本發明進一步包括的步驟是將兩個或更多個剪切元件沿剪切裝置的至少一個臂間隔開，以在剪切元件之間限定相應的間隔，從而將大致均勻的平均剪切沿平行于或重合于所述至少一個臂的線施加到至少兩個間隔中的漿料。更為優選地是，沿該線在剪切元件之間的所有間隔中的平均剪切是大致均勻的或相同的。將會了解到的是，在該方法中，該線可以是完全或部分非線性的。例如，該線可包括相對于該線的直線部分是弧形的、 傾斜的或偏置的部分。在一個優選形式中，該線是徑向線。在一個優選形式中，該方法進一步包括為剪切裝置設有至少兩個向外延伸的臂的步驟。優選地，該方法包括沿臂的長度施加大致均勻的平均剪切。優選地，該方法包括使臂大致徑向向外延伸至擾動區的外周邊。優選地，該方法包括使臂沿大致平行于第二軸線的方向移動的步驟。優選地，該方法包括使臂大致往復運動的步驟。優選地，剪切裝置在預定時間段內將大致均勻次數的剪切事件施加至擾動區中的網狀漿料。優選地，該剪切裝置施加大致均勻的平均剪切、大致均勻的累積剪切和大致均勻次數的剪切事件中的至少兩個的組合。更為優選地，剪切裝置將大致均勻的平均剪切、大致均勻的累積剪切和大致均勻次數的剪切事件施加至網狀漿料。優選地，該方法包括將一個或多個剪切元件設置在臂上的步驟。優選地，該方法包括設置剪切元件以沿臂施加剪切。作為選擇，該方法包括沿第二軸線設置一個或多個剪切元件以徑向向外延伸的步驟。優選地，該方法包括將一個或多個剪切元件以可拆卸的方式安裝至第二驅動軸的步驟。優選地，該方法進一步包括關于第二軸線非對稱地設置兩個或更多個剪切元件的步驟。優選地，該方法進一步包括將一個或多個剪切元件相對于彼此以不等的間隔分隔開的步驟。優選地，該方法包括將剪切元件間隔開，使不等的間隔從第二軸線到至少一個臂的外緣逐漸增大。結果，剪切元件的數量從第二軸線到至少一個臂的外緣逐漸減少。在一個優選形式中，不等的間隔分別與從第二軸線至剪切元件的徑向距離成比例。優選地，該方法包括利用剪切元件限定剪切裝置的漸縮輪廓的步驟。更為優選地， 該方法包括從第二軸線到至少一個臂的外緣逐漸縮短剪切元件的長度。優選地，該方法包括從第二軸線到至少一個臂的外緣逐漸減小一個或多個剪切元件的厚度。優選地，該方法進一步包括使剪切元件相對于豎直平面以傾斜的角度延伸的步驟。在一個優選形式中，該豎直平面平行于臂。在另一優選形式中，該豎直平面與臂成直角。 優選地，傾斜的角度在30°至50°，并且最為優選地為約45°。優選地，該方法進一步包括調整剪切元件的傾斜角度的步驟。優選地，該方法進一步包括從第一軸線支承剪切元件的步驟。優選地，該方法包括為剪切裝置設置有至少一個具有多個開口的局部平坦的板。 在一個優選形式中，該方法包括可滑動地移動該至少一個局部平坦的板。更為優選地，該方法包括將該至少一個局部平坦的板形成為具有與罐的水平橫截面互補的形狀。在特別優選的形式中，該板是水平盤。優選地，該方法包括將開口相對于彼此等距間隔開。優選地，開口在尺寸上是大致均勻的。在另一優選形式中，該方法包括使該至少一個局部平坦的板圍繞第二軸線旋轉。優選地，該至少一個局部平坦的板設置成大致豎直的。優選地，該方法包括使一個或多個開口的尺寸從第二軸線到該至少一個局部平坦的板的外緣逐漸增大。優選地，該方法包括將一個或多個開口大致對齊。優選地，該方法包括將多個剪切元件設置成圖案。在一個優選形式中，將兩個或更多個剪切元件互連以形成網格狀的圖案。該網格狀的圖案可部分或全部是幾何圖形，并且優選地包括矩形、正方形、菱形、三角形、六邊形或其它多邊形。在另一優選形式中，該方法包括將兩個或更多個剪切元件設置成一個或多個幾何形狀。優選地，這些幾何形狀在形狀上是互補的。優選地，這些幾何形狀形成網狀圖案。優選地，這些幾何形狀包括矩形、正方形、菱形、三角形、六邊形或其它多邊形。優選地，該方法包括設置多個所述剪切裝置的步驟。


現將參照附圖僅借助于示例來描述本發明的優選實施方式，附圖為圖IA是分離裝置內的典型物料區域的剖視示意圖；圖IB是示出了圖1的分離裝置中的沉降過程的剖視示意圖；圖IC是示出了改進該沉降過程的新方法的示意圖；圖2A是根據本發明的第一實施方式的分離裝置的剖視圖；圖2B是圖2A中所示分離裝置的俯視圖；圖3是圖2的分離裝置的用于剪切裝置和耙組件的驅動組件的局部剖視圖；圖4是圖3的用于剪切裝置和耙組件的驅動組件的替代形式的俯視圖；圖5是圖4的用于剪切裝置和耙組件的驅動組件沿線5-5獲得的剖視圖；圖6是圖4的用于剪切裝置和耙組件的驅動組件沿線6-6獲得的剖視圖；圖7是圖4的用于剪切裝置和耙組件的行星式變速箱和小齒輪組件的局部放大剖視圖，是從圖6的劃圈區域A取得的；
0122]圖8A是根據本發明的第二-實施方式的分離裝置的剖視圖；0123]圖8B是圖8A的剪切裝置的剖視圖；0124]圖9是用于在圖8A的分離裝置中使用的另一剪切裝置的剖視圖0125]圖10是用于在圖8A的分離裝置中使用的再一剪切裝置的剖視圖0126]圖11是用于在圖8A的分離裝置中使用的又一剪切裝置的剖視圖0127]圖12A是根據本發明的另-一實施方式的分離裝置的剖視圖；0128]圖12B是根據本發明的再-一實施方式的分離裝置的剖視圖；0129]圖12C是根據本發明的另-一實施方式的分離裝置的剖視圖；0130]圖13A是根據本發明的另-一實施方式的分離裝置的剖視圖；0131]圖13B是根據本發明的另-一實施方式的分離裝置的剖視圖；0132]圖14是根據本發明的另一-實施方式的分離裝置的俯視圖；0133]圖15A是根據本發明的另-一實施方式的分離裝置的剖視圖；0134]圖15B是圖15A的分離裝置的俯視圖；0135]圖16是根據本發明的另一-實施方式的分離裝置的剖視圖；0136]圖17A是用于在圖16的分離裝置中使用的剪切裝置的俯視圖17B是圖17A中所示的剪切裝置的主視圖；圖18A是用于在圖16的分離裝置中使用的剪切裝置的俯視圖；圖18B是圖18A中所示剪切裝置的主視圖；圖19A是用于在圖16的分離裝置中使用的剪切裝置的俯視圖；圖19B是圖19A中所示剪切裝置的主視圖；圖20A是用于在圖16的分離裝置中使用的剪切裝置的俯視圖；圖20B是圖20A中所示剪切裝置的主視圖；圖21A是用于在圖16的分離裝置中使用的剪切裝置的俯視圖；圖21B是圖21A中所示剪切裝置的主視圖；圖22k是用于在圖16的分離裝置中使用的剪切裝置的俯視圖；圖22B是圖22A中所示剪切裝置的主視圖；圖23是根據本發明的另一實施方式的分離裝置的俯視示意圖；圖M是根據本發明的另一實施方式的分離裝置的俯視示意圖；圖25是根據本發明的另一實施方式的分離裝置的剖視示意圖；圖沈是根據本發明的另一實施方式的分離裝置的剖視示意圖。
具體實施例方式本發明的優選應用領域是礦物加工、分離和提取，從而，精磨后的礦石以允許流動并在靜止狀態下沉降的濃度作為漿料懸浮在諸如水之類的適當液體介質中。通過重力或重力與化學和/或機械處理的結合，漿料從懸浮液中沉降出來。隨著漿料從進料井朝罐的底部下降，該漿料逐漸凝結在一起以形成由較大的漿料顆粒構成的凝聚體。這一過程通常通過添加絮凝劑(也稱為“凝聚劑”)而得到加強，該絮凝劑將正在沉降的固體顆粒或漿料顆粒結合到一起。這些較大且較稠密的漿料凝聚體由于它們相對于周圍液體的總尺寸和密度因而比單獨的顆粒更為迅速地沉降，從而在漿料床內逐漸形成壓實的結構，如在圖1中最佳所示。不過，盡管存在該壓實結構，還是已經發現在漿料床內出現了這樣的區域，其中，液體仍裹挾在凝聚體內和凝聚體之間。參照圖IB對漿料在經過增稠罐1中各區域時發生的沉降進行更為詳細的說明，在圖IB中，對相應的特征已經給予了相同的附圖標記。在進料井9內，添加凝聚劑11，并且凝聚劑11吸附在離散的漿料顆粒12上，如在圖lB(a)中最佳所示。在進料井9內和/或隨著漿料顆粒12流出進料井9進入自由沉降區6，凝聚劑11和漿料顆粒12變大并松散地結合在一起形成多孔的漿料凝聚體13，如在圖IB (b)中最佳所示。由于漿料凝聚體的多孔特性，液體14被裹挾在各個漿料凝聚體內。隨著漿料凝聚體13在罐1中進一步下降通過自由沉降區6并且下降到受阻區4中，它們變得擁擠且阻礙彼此的沉降，如在圖IB(C)中最佳所示。逐漸地，漿料凝聚體14固結并壓實在一起形成漿料的有序網狀層2，也稱為漿料床， 如在圖IB (d)中最佳所示。然而，盡管存在該網狀漿料層2的壓實結構，但已經發現，在網狀漿料層內存在這樣的區域，其中，液體仍裹挾在該網狀漿料層中的凝聚體內和凝聚體之間。 由于很難使該裹挾的液體脫離漿料床進入到稀釋液的澄清區中，因此降低了漿料的底流密度。盡管在現有技術中已經通過利用安裝于耙組件上的豎立桿來為稀釋液的脫離形成脫水通道而部分地解決了這個問題，但是效用是很有限的，并且已經發現在罐1中(尤其是在漿料床2中)形成餅的方面導致了進一步的問題。圖2A和圖2B示出了本發明的第一實施方式，其中，對相應的特征已經給予了相同的附圖標記。用于將漿料從呈懸浮液形式的進給材料中分離出來的分離裝置20包括罐1， 其用于接收懸浮液并用于容納漿料床2。耙組件21安裝成用于在罐1內旋轉，以使漿料朝罐的出口 22移動；并且，用于在罐內剪切漿料的剪切裝置23安裝成用于以與耙組件21相互獨立的方式運動。耙組件21安裝在內部驅動軸M上，以圍繞軸向地通過罐1中心延伸的軸線25旋轉，并且耙組件由包括多個小齒輪驅動器26a的外部驅動組件沈驅動，如在圖2B中最佳所示。剪切裝置23安裝于包圍住內部驅動軸M的外部同心驅動軸27上，以圍繞同一中心軸線25旋轉，并且剪切裝置由其自己的驅動組件觀驅動，該驅動組件包括多個小齒輪驅動器 ^a，并與用于耙組件21的驅動組件沈(及其小齒輪驅動器^a)分開。此外，剪切裝置23 具有兩個向外延伸的徑向臂四，其從同心驅動軸27延伸至相應的外緣30。每個徑向臂四上安裝有多個形式為傾斜線性桿或樁31的剪切元件。樁31相對于垂直于由徑向臂四限定的平面的豎直平面在它們各個連接點處以約45°的角度傾斜，如在圖2A中最佳所示。樁31彼此等間距間隔開，連接于豎立柱32且由豎立柱32支承，邊界33限定了徑向臂四的形狀。作為選擇，樁31可以相對于彼此以不相等的間距間隔開。在第一實施方式中，分離裝置20構造成橋型增稠器，其具有支承橋34，該支承橋 34沿罐1的直徑方向橫跨罐1并位于罐1的上方。增稠器20還具有周向溢流槽35和居中位于罐1內的進料井9。耙組件21包括耙臂36，該耙臂36具有刮板37，刮板37朝罐1的底部38向下延伸，以使沉降且壓實的漿料朝底流出口 22移動。整個罐1由支柱39支承。在運轉中，呈淤泥形式的漿料懸浮液通過供給管或導管40供給到進料井9中。淤泥可切向地供給到進料井9中，以延長用于與諸如絮凝劑之類的試劑混合和反應的滯留時間，該絮凝劑有助于形成由較高密度的漿料固體構成的凝聚體或“絮凝物”。切向進入還有助于在進料井9中耗散淤泥的動能，從而促進在罐1內的沉降。進料井9的供給管或導管 40上連接有稀釋裝置41，以利用稀釋液42稀釋淤泥，從而有助于絮凝并因而有助于沉降過程。該懸浮液隨后在重力作用下向下流出節流出口 43流入到罐1中，在罐1中，它沉降以形成包括漿料床2、受阻區4、自由沉降區6和澄清區8在內的各物料區。相對稠密的漿料床2把相對稀的稀釋液42的上部澄清區8朝罐1的頂部移位。耙組件21借助與其相關聯的驅動軸M而圍繞中心軸線25旋轉，以便刮板27使沉降的或稠化的漿料朝底流出口 22 移動，從該底流出口將其排出以回收，同時稀釋液42通過溢流槽35逐漸排出。驅動組件28利用小齒輪驅動器28a驅動同心驅動軸27，并使剪切裝置23圍繞中心軸線25繞罐1旋轉。這導致樁31將剪切力施加至從進料井出口 43下降到漿料床2上部區域中的剪切區44中的漿料凝聚體或顆粒。剪切裝置23若干次地通過剪切區44，在漿料凝聚體或顆粒離開擾動區之前將剪切多次施加至漿料凝聚體或顆粒，該剪切或者是來自樁31的直接的“碰撞”，或者是與樁31通過剪切區44的尾跡相關聯的紊流區中的擾動。剪切裝置23可以按不同于耙組件21的旋轉速度旋轉，與耙組件21的旋轉方向同向或反向。 剪切裝置23還可以相對于耙組件21的旋轉方向反轉，但旋轉速度與該耙組件的旋轉速度相同。
這樣，耙組件21能夠實現如下功能，即耙臂36在漿料床2中緩慢旋轉，從而使刮板37把沉降的漿料朝底流出口 22引導，同時剪切裝置23能夠以不同的旋轉速度和/或方向旋轉，以控制施加至通過擾動區的漿料的剪切量。使剪切裝置23以不同于耙組件21的旋轉速度和/或方向旋轉產生了復雜的流體運動和附加的紊流，從而打斷或抑制在漿料床 2內形成餅。此外，由剪切裝置23產生的剪切傾向于破壞(通過擾動、重排或破碎)可能會聚結成餅的任何較大的漿料凝聚體或顆粒。這樣，在罐1內減小或防止了結餅的效果。此外，剪切裝置23可相對于耙組件21反轉，以在罐1中形成更為復雜的流體運動，以便進一步破壞漿料凝聚體聚結成餅的傾向性。也就是說，使剪切裝置23相對于耙組件21的旋轉方向反向旋轉就能進一步降低、減小或阻止在漿料床2中出現結餅。參照圖3，更為詳細地示出了分別用于耙組件21的驅動組件沈和用于剪切裝置 23的驅動組件觀，其中，對相應的特征已經給予了相同的附圖標記。剪切裝置驅動組件觀包括安裝在環形支承件46上的同心驅動軸27和小齒輪驅動器^a。在環形支承件46中形成有孔口 47，以使耙組件21的內部驅動軸M能夠延伸通過(從而基本上被同心驅動軸 27包圍住)并朝驅動軸支承件48向上延伸。在橋34上安裝有環形支承件46，籠狀殼體49 包圍住剪切裝置驅動組件觀。這樣，工人50就能夠接近剪切裝置驅動組件28，以對小齒輪驅動器^a、環狀支承件46和同心驅動軸27執行維護和修理操作。殼體49還支承耙驅動組件沈，該耙驅動組件沈包括驅動軸支承件48，小齒輪驅動器26a和用于保護內部驅動軸 24的罩蓋52。圖4至7示出了分別用于耙組件的驅動組件沈和用于剪切裝置的驅動組件28的替代實施方式，其中，對相應的特征已經給予了相同的附圖標記。在該實施方式中，剪切裝置驅動組件觀包括容納在殼體49內的環狀支承件46和僅兩個小齒輪驅動器^a。如上所述，環形支承件46還具有孔口 47，該孔口 47用于使耙組件21的內部驅動軸M能夠延伸通過。在該實施方式中，圖3的耙驅動組件沈已經替換成驅動組件53，該驅動組件53包括單個中心驅動單元M，該中心驅動單元M在一端56處同軸地連接于耙組件21的內部驅動軸 24上，如在圖5中最佳所示。中心驅動單元M安裝在環形支承件55上，該環形支承件55 自身安裝在剪切裝置驅動組件觀的環形支承件46上，如在圖6中最佳所示。圖5和7還示出了用于剪切裝置驅動組件28的行星式變速箱和小齒輪傳動組件。 每個小齒輪驅動器28a都連接于一相應的小齒輪57，小齒輪57經由轉盤軸承齒輪齒59連接于同心驅動軸27的齒輪式轉盤軸承58上。這樣，小齒輪輸入驅動器28a將扭矩提供至同心驅動軸27。因此，同心驅動軸27的旋轉速度是小齒輪57與齒輪式轉盤軸承58的速比以及小齒輪輸入驅動器^a的驅動速度的函數。本發明人也已經出乎意料地且驚訝地發現，通過在網狀漿料層中引發擾動，所裹挾的液體被釋放出來，并且受到擾動的漿料的相對密度增大，從而提高了分離裝置的沉降效率。在圖2A的情況下，擾動區對應于剪切區44。發明人已經出乎意料地且驚訝地發現，把剪切裝置23及其所關聯的擾動區44設置在漿料床2的上部區域特別是上半部中是極為有利的，這是因為液體能夠容易地脫離漿料床2進入到稀釋液的澄清區8中。作為對比，僅在漿料床2的下半部施加剪切力將向上釋放液體，但是，未受擾動的漿料床上層傾向于產生阻隔效應，從而阻礙乃至防止液體進一步向上移動到澄清區8中。因此，通過剪切裝置23獲得的改進效率在漿料床2的下半部中實現的不如在漿料床上部特別是上半部中那么有效。此外，施加至擾動區44的剪切并不受需要使剪切裝置23旋轉速度最小化的限制，這是因為已經出乎意料地且令人驚訝地發現，由增大的旋轉速度所產生的更大剪切量并未對在漿料床2中的漿料固體壓實產生不利影響。 同樣已經發現的是，在相對于耙組件21在漿料床底部的旋轉而言反向旋轉的漿料床2的上半部中的剪切進一步增強了對于結餅的最小化和防止。本發明人還設想到，這一有利的效果可擴展到漿料床2上方的受阻區4，特別是受阻區的下部。也就是說，剪切裝置23可僅位于受阻區4中，或者既位于網狀漿料層2中又位于受阻區中。例如，剪切裝置23可定位成在網狀漿料層2的上部區域和受阻區的下部中施加剪切。然而，如上所述，本發明人已經確定，剪切裝置理想地設置在網狀漿料層2的上部區域中，以獲得本發明的有利效果的最大好處。此外，本發明人已經出乎意料地且驚訝地發現，通過大致均勻地橫跨網狀層上部區域中的擾動區產生擾動來獲得用于在分離裝置整個工作循環中連續地實現改進分離效率的最佳擾動，如在圖IC中最佳所示，圖中對相應的特征已經給予了相同的附圖標記。如圖IC (a)至IC (d)中所示，將絮凝劑添加到進料井9中以吸附在離散的漿料顆粒12上，從而促進凝聚體13的形成，凝聚體13下降并形成網狀漿料層。在圖2A中所示常規沉降過程中， 漿料凝聚體13在形成網狀層2的過程中并不受到打擾，與該常規沉降過程不同，在網狀層 2的上部區域17中的擾動區16內橫跨該擾動區16大致均勻地引起擾動15，如在圖lC(e) 中最佳所示。結果，網狀漿料3的一部分(就是經過擾動區16的網狀漿料)被破壞，以釋放出裹挾在網狀漿料內的液體14，從而增大了在擾動區16下方的漿料18的相對密度，如在圖lC(f)中最佳所示。在圖2A的情況下，擾動區16對應于剪切區44，其處于網狀漿料層2 的上部區域中。此外，隨著網狀漿料層2的深度增加以包含擾動區44作為其上部區域的一部分 (約為網狀漿料層2的上部75%至80% )，剪切裝置23繞罐1旋轉，導致樁31橫過擾動區 44將剪切大致均勻地施加至從進料井出口 43下降到擾動區44中的漿料凝聚體或顆粒。如上所述，網狀漿料在擾動區44中的破壞導致釋放所裹挾的液體或液并且增大了擾動區44 下方的漿料的相對密度。擾動區44下方的較稠密的漿料傾向于相對于擾動區上方漿料而言以大致更高的密度重組，并因此在沒有過多的分裂且沒有對沉降過程造成不利影響的情況下快速沉降。施加的剪切或者是來自樁31的直接的“碰撞”，或者是與樁31通過擾動區 44的尾跡相關聯的紊流區中的擾動。擾動或剪切優選地至少在擾動區44中存在一段時間，在該段時間中，網狀漿料經過擾動區，從進入一直到離開。優選的是，在實踐中，在分離裝置運行的整個工作循環期間， 在擾動區中連續地引發擾動，以在整個分離過程期間連續地提供有利且有益的效果。但是， 擾動可以被限制于所需要的離散的時間段。大致均勻地橫跨擾動區44的擾動(優選地為施加剪切)導致網狀漿料接收擾動而破壞其基本有序結構的可能性增大。擾動還可破壞網狀漿料之間的連續接觸。該破壞可以是震動或擾動網狀漿料的形式。作為選擇或者附加地，該破壞可以是重新排列、重新定向或破碎網狀漿料的形式。在這兩種情況下，該破壞的效果是釋放出裹挾在網狀漿料中(或者在漿料凝聚體之間，或者在漿料凝聚體內)的液體。因此，大部分的裹挾液體從網狀漿料床2向上釋放出。據信，向網狀漿料施加剪切將會“震動”、重新排列或破碎其結構和/或網狀漿料之間的連續接觸，從而使擾動區下方的漿料變得更為稠密，這導致它們的沉降速率和/或它們的壓實密度增大。而且，該擾動不至于過分到導致網狀漿料分裂成更為緩慢地沉降的較小碎片。相對較稠密的漿料由于其自身的重量將壓實力施加至漿料，從而傾向于在擾動區的下方重組網狀漿料層。結果，本發明提供了適量的擾動，以增大沉降速率和/或在網狀層或漿料床2中的漿料底流密度，從而導致分離裝置的效率和性能增強。在分離效率方面的這一改進是除了通過減少或防止在漿料床中形成餅而獲得的分離效率改進以外的又一改進。本領域技術人員將會理解到的是，在網狀層2中的擾動區中導致擾動(例如通過施加剪切)的構思與常規的構思是相反的，并且并未在現有技術中被同樣設想過。在現有技術中，優選的是不擾動漿料床2或受阻區4，這是由于大多數的凝聚體是壓實的或幾乎壓實的(在受阻區的情況下)，并且以前的改進集中在改進進料井中的沉降過程效率或罐中自由沉降區中的沉降過程效率。這反映在增稠器的設計中，具體來說是使漿料床2內的運動最小化。例如，在耙臂上安裝有等距離間隔開的主要是豎直延伸的樁，以形成用以釋放液體的豎直脫水通道。但是，該樁的構造和間隔被設計成確保樁輕輕地移動通過漿料床，以使由樁或與樁相關聯的脫水通道所形成的任何紊流最小化。本發明人已經發現，擾動(優選地利用剪切)導致擾動區下方漿料的密度逐步增大。在本發明應用到增稠過程的情況中，本發明人已經發現，通過利用將在下面更為詳細地進行討論的三種主要選擇方案中的至少一個或多個而將擾動(優選地為剪切)控制到最佳量，擾動區下方的漿料密度的逐步增加與擾動區上方的漿料密度相比增大至少5%。在一種優選的形式中，與擾動區上方的漿料密度相比，增大至少10%。在另一優選的形式中，擾動區下方的漿料密度比擾動區上方的漿料密度大至少25%、優選地為至少35%，且更為優選地是至少50%。本發明人已經出乎意料地且驚訝地發現，通過仔細控制施加至漿料床的剪切從而將該剪切保持在最佳水平(不同于最低水平)，就最好地實現了這種改進的沉降效果。如果施加過大的剪切，凝聚體就會分裂成更小的碎片，這導致更小的碎片更為緩慢地沉降。過小的剪切無法充分破壞網狀漿料，從而不足以釋放足夠多的液體，也就不足以提高沉降效率。該最佳剪切可以用若干種方式獲得。一種方式是控制與供給物料或懸浮液的通量 (懸浮在液體中的固體的流量，以噸每平方米小時(t/m2h)來度量)相關的一個或多個剪切參數和/或一個或多個操作參數。這些剪切參數包括剪切裝置速度(線速度或旋轉速度)、 剪切區(大致對應于擾動區44)的深度和剪切裝置的形狀。操作參數選自基本上由漿料組分、漿料顆粒大小、罐中的漿料流動速度、漿料屈服應力、漿料粘度、底流比重、按重量百分比計的底流重量以及絮凝劑添加到供給物料或懸浮液中的速率構成的組。特定的剪切裝置結構并不直接影響最佳剪切輪廓，該最佳剪切輪廓通過橫跨擾動區44均勻地施加剪切來獲得。應該明白的是，本發明因此可應用于在分離裝置中使用的任意剪切裝置，并且因此本發明并不限于特定的剪切裝置結構。但是，間接獲得最佳剪切的另一方式是通過剪切裝置的特定結構來實現。本發明人已經確定，存在若干種剪切裝置的優選結構，這是因為它們通常在獲得在下面說明的最佳剪切輪廓方面是更為有效的。因此，本發明人已經發現，導致改進的且最佳的增稠器性能的最佳剪切量可以主要在剪切裝置結構導致下列結果中的至少一個或是下列結果的組合的情況下獲得
(1)在預定的時間段內將大致均勻的累積剪切施加至擾動區中的網狀漿料；(2)沿剪切裝置的至少一個臂、沿平行于該至少一個臂的線或者沿與該至少一個臂重合的線，在分隔開的剪切元件之間的至少兩個間隔中將大致均勻的平均剪切施加至網狀漿料；(3)在預定時間段內，將大致均勻次數的剪切事件施加至擾動區中的網狀漿料。對于均勻的平均剪切來說，在多數的情況下剪切裝置一般是采用兩個或更多個徑向延伸的臂，并且因此施加在剪切元件之間的間隔中的大致均勻的平均剪切將沿著與徑向臂對準的徑向線。換言之，將大致均勻的平均剪切施加在間隔中所沿的線大致對應于在俯視圖中所看到的剪切裝置輪廓。但是，應該理解的是，當剪切裝置在橫截面中是部分或全部非線性的時，所述線將相應地也是部分或全部非線性的，與剪切裝置的橫截面相一致。例如，剪切裝置可具有臂，這些臂在形狀上是曲折的、部分彎曲的或甚至Z字形的，在這種情況下，分別沿曲折的、部分彎曲的或甚至Z字形的線施加大致均勻的平均剪切。將會理解的是，剪切裝置的結構可根據操作要求和結構要求而改變，從而提供最佳剪切、大致均勻的累積剪切、在剪切元件之間間隔中大致均勻的平均剪切或提供大致均勻次數的剪切事件。下面將就圖8A至圖14來簡要地討論在本發明第一實施方式的分離裝置20中使用的剪切裝置的附加非限制性示例，其中，對相應的特征已經給予了相同的附圖標記。在這些實施方式中的每個實施方式中，剪切裝置按照就圖2A至7的第一實施方式所述方式大致相同的方式操作。即，圖8A至14示出了剪切裝置的其他示例，這些剪切裝置可安裝于同心驅動軸27上，以便能夠相對于耙組件21以不同的速度和/或方向旋轉，并從而抑制、減少或防止在漿料床2中形成餅。此外，這些剪切裝置能夠提供大致均勻的累積剪切、在剪切元件之間的大致均勻的平均剪切、大致均勻次數的剪切事件或它們的任意組合， 以改進沉降過程。參照圖8A和8B，分離裝置20具有剪切裝置80，該剪切裝置80安裝于同心驅動軸 27上，包括兩個向外延伸的徑向臂81，每個徑向臂上安裝有形式為傾斜的線性桿或樁82的多個剪切元件。樁82相對于豎直平面以約45°的角度傾斜，并以不相等的間隔83彼此間隔開，并且樁的數量從中心軸線25至徑向臂81的各外緣84逐漸減少。間隔83的這種逐漸增加與它們相關聯的樁82距中心軸線25的距離成比例。結果，與靠近外緣84的外側樁 82b相比，內側樁8 相對于彼此朝中心軸線25密集地設置。剪切裝置80既能夠將大致均勻的累積剪切施加至離開上部區域44的漿料，同時也能夠將大致相同的平均剪切沿由徑向臂81限定的徑向線施加在樁82之間的間隔83中。 就前者而言，本發明人已經發現，使樁82與豎直平面成角度將導致大致均勻的累積剪切施加到離開上部區域44的漿料。下面將更為詳細地解釋這一大致均勻的累積剪切的概念。如果漿料凝聚體或顆粒正在與中心相距距離1處以速度υ米/秒沉降，且剪切區的深度為d米，那么顆粒移動通過該剪切區所花費的時間表示為θ = d/ υ 秒(1)假設存在例如四個旋轉的向外延伸的徑向臂(承載有傾斜樁形式的剪切元件)， 這些徑向臂安裝在中心軸上，以ω轉/秒的旋轉速度行進，則時間θ內的“通過”次數表示為η = 4. θ ω (2)
通過的該次數也可被視為在剪切樁移動經過時每個漿料凝聚體或顆粒所受的剪切“事件”的數量。在這種情況下，由任一單個樁所施加的剪切不僅包括樁對漿料凝聚體的直接“碰撞”，還包括對在樁通過的尾跡(本發明人稱之為“紊流”區)中被捕獲的漿料凝聚體的擾動或“震動”。這些紊流區足以將剪切力施加至凝聚體或漿料顆粒，雖然該剪切力小于由樁直接施加的剪切量。因此，在圖8A和8B的剪切樁結構中，假設剪切事件的數量顯著大于1，把圖8A和 8B的結構與樁大致豎直延伸的結構相比，漿料凝聚體或顆粒在η次剪切事件期間遭受到變化剪切速率的可能性更大。即，由于剪切裝置80若干次地通過上部區域44并且樁82是傾斜的，因此漿料凝聚體或顆粒遭受到若干次變化的剪切事件，要么借助于直接“碰撞”，要么在紊流區中被捕獲。因此，隨著η增大和樁的角度Φ增大，施加至一層沉降漿料凝聚體或顆粒的總剪切變得更為均勻。然而，本發明人相信，出于對流體流動的考慮，使Φ增大超過 45°若干度并不是有利的，通過使剪切元件相對于豎直平面傾斜45°來最佳獲得大致均勻的累積剪切。因此，施加至離開上部區域44的漿料的累積剪切是大致均勻的或相同的。如上所述，剪切裝置80還能夠將大致均勻的平均剪切沿由徑向臂81限定的徑向線施加在樁82之間。這是由于沿徑向臂81在樁82之間存在不等的間隔。特別是，本發明人已經確定，施加至漿料凝聚體或顆粒的剪切大體上是樁(或其它剪切元件)的線速度或速率以及樁與漿料凝聚體或顆粒之間距離的函數。由于樁的線速度也是驅動軸的旋轉速度以及樁距旋轉軸線的距離的函數，因此本發明人已經確定，隨著距旋轉軸線的距離增大，樁的線速度成比例地增大。因此，由移動的樁施加至漿料顆粒或凝聚體的剪切速率大致表示為Y = k. U1/ ξ (3)式中，γ是剪切速率，單位為秒-1，U1是樁的線速度，單位為米/秒，ξ是樁與漿料凝聚體或顆粒之間的距離，單位為米，并且k是常數，其是漿料的物質特性的函數。并且，U1 = 2 π ω . 1 (4)式中，ω是軸的旋轉速度，單位為秒―1 ；并且1是距中心的距離，單位為米。因此，對于任意兩個樁82之間的一組顆粒(或凝聚體)來說，為了確保平均剪切沿平行或重合于徑向臂的線(即沿徑向臂81的長度)是大致相同的或均勻的，樁與凝聚體之間的間距需要與線速度成比例地增大。即，樁82之間的距離或間隙與它們沿徑向臂81 距中心軸線25的距離成比例。因此，可通過與樁沿半徑的距離成比例地增大樁之間的距離或間隙來滿足對于大致不變或均勻的平均剪切的需要。作為比較，該大致不變或均勻的平均剪切無法借助于一組固定于徑向臂的等間隔的樁或桿來獲得，這是因為任一這種桿的線速度與其距中心的距離是成比例的。外側樁82b比內側樁8 提供更高的剪切力，這是由于外側樁82b具有更大的線速度，如由等式C3)和(4)所示。但是，由于與外側樁82b相比內側樁82a的分布更密，因此，更為靠近剪切裝置80的中心軸線25的凝聚體與距旋轉軸線25更遠的凝聚體相比在更小的剪切范圍(剪切量)上具有更為均勻的剪切輪廓。與更靠近旋轉軸線25的間隔83中的剪切輪廓相比，靠近徑向臂81外緣84的間隔83中的剪切輪廓相對較不均勻，并且延及更大的剪切范圍或幅度。但是，由于存在有差別的間距，施加至在樁82之間限定的間隔83 中的漿料凝聚體的平均剪切橫跨徑向臂27是大致均勻的。在圖9中，剪切裝置90具有相對于中心軸線25按非對稱結構布置的傾斜樁82。本發明人相信，除了使樁82相對于垂直于徑向臂81的豎直平面在相應的連接點處以約45° 傾斜以外，非對稱結構或陣列進一步增大了漿料凝聚體或顆粒在經過剪切區44時經受多個不同剪切事件的可能性，以提供大致均勻的累積剪切。這是由于一個徑向臂81a上的樁和另一徑向臂81b上的樁82將分別把剪切施加至剪切區44的不同部分。樁82還以不等的間隔83間隔開，這些間隔83從中心軸線25至徑向臂81的外緣84與它們相關聯的樁的距離成比例地逐漸增加，從而使樁82之間的間隔83中的平均剪切大致相同。這導致樁82 的數量從中心軸線25至每個徑向臂81的外緣84逐漸減少。在圖10中，剪切裝置100具有漸縮輪廓101，該漸縮輪廓101由徑向臂81與具有不同長度的傾斜樁102 —起限定。樁102從中心軸線25至徑向臂81的相應的外緣84在長度上逐漸縮短。通過在外緣84處逐漸縮短樁102的長度，剪切裝置100減小了由外側樁 102b施加的剪切量。在該實施方式中，剪切裝置100提供大致均勻的累積剪切，但不提供沿徑向線在樁102之間間隔中均勻的平均剪切，這是因為樁102以間隔83間隔開以補償它們縮短的長度。盡管這導致平均剪切在樁102之間變化，但來自樁結構的累積剪切是大致均勻的，這是因為由于外緣處的附加樁102b導致的增大剪切補償了樁長度的縮短。在圖11中，剪切裝置110具有樁111，其厚度是變化的并且以間隔112間隔開。由于樁的形狀決定了施加至漿料凝聚體的剪切量，因此較大寬度的樁將比較小寬度的樁產生更大的剪切量。因此，在該實施方式中，樁111從中心軸線25至外緣84在厚度上逐漸縮小， 內側樁Illa的厚度或寬度與外側樁Illb和Illc相比更大。因此，剪切裝置110將大致均勻的累積剪切提供至離開區域44的漿料。而且，通過從中心旋轉軸線25至外緣84適當地逐漸減小樁的厚度，可在樁111之間的間隔112中獲得均勻的平均剪切。此外，本發明人已經意外地發現，橫跨擾動區44施加大致均勻次數的剪切事件同樣將獲得最佳剪切輪廓，該剪切輪廓破壞了網狀漿料，從而釋放出裹挾的液體，并增大了在擾動區下方的漿料密度。本發明人已經發現，只要通過擾動區44的漿料接受的剪切事件次數在整個預定時間段(例如，χ次旋轉所用的時間)內是大致均勻的，那么就橫跨擾動區大致均勻地施加剪切，如由等式(2)所示。因此，獲得了對于網狀漿料的必須的破壞，從而相應地實現了所裹挾液體的釋放以及在擾動區44下方的漿料密度增大。由此得出，均勻次數的剪切事件無需同時施加大致均勻的累積剪切或大致均勻的平均剪切，這是由于剪切事件的次數是非常大的，而每次剪切事件的量并不大。因此，圖12a、12b和12c示出了剪切裝置，這些剪切裝置實現了均勻次數的剪切事件，而不用施加大致均勻的累積剪切或大致均勻的平均剪切。在圖12A中，對相應的特征已經給予了相同的附圖標記，剪切裝置113具有兩個向外延伸的徑向臂81，每個徑向臂上安裝有多個傾斜的線性桿或樁82形式的剪切元件。樁 82相對于豎直平面以約45°的角度傾斜，并從旋轉軸線25至徑向臂81的相應外緣84以相等的間隔114彼此間隔開。剪切裝置113若干次地通過擾動區16，并且樁82是傾斜的，從而使網狀槳料凝聚體13或顆粒12在漿料進入擾動區16和漿料離開擾動區16之間接受相同次數的剪切事件。但是，樁82的等間距意味著在每對樁82之間的間隔114中的平均剪切沿由徑向臂81限定的徑向線并不是相同的或者均勻的。此外，由于樁82并未布置成補償朝向徑向臂81外緣84的樁82的線速度的逐步增加，因此剪切量以及剪切的累積量并不是相同或均勻的。同樣，在圖12B中，其中相應的特征已經給予相同的附圖標記，剪切裝置115具有兩個向外延伸的徑向剪切臂117，這兩個徑向剪切臂117在各自的整個長度上施加剪切，并從而橫跨擾動區16施加基本上均勻的剪切。由于除了占據擾動區16深度的徑向臂117之外不存在剪切元件，因此，既不存在用于平均剪切的間隔，也不存在用以補償朝向相應外緣 84的剪切臂117的線速度逐步增加的任何方式。在圖12C中，其中相應的特征已經給予相同的附圖標記，剪切裝置118具有兩個向外延伸的徑向臂81，每個徑向臂上安裝有沿每個徑向臂等間隔分布的基本上豎直線性桿或樁119形式的多個剪切元件。在該實施方式中，樁119以緊密的集中度緊密地聚集在一起， 從而將擾動區16的面積增加到上部區域17橫截面積的約50%，并且從而增加到在上部區域中網狀漿料的50%，以便在剪切裝置118的通過期間接受剪切事件。剪切裝置118若干次地通過擾動區16，并且樁119的密集度確保網狀漿料凝聚體13或顆粒12的50%在漿料進入擾動區16和漿料離開擾動區16之間接受同樣次數的剪切事件。由于樁119沿徑向臂 81等距離間隔開，因此沿由徑向臂81限定的徑向線在每對樁119之間并不存在均勻的平均剪切。此外，樁119并未布置成補償朝徑向臂81外緣84的樁119線速度的逐步增加以及因此導致的剪切量逐步增加。因此，剪切累積量并不是相同或均勻的。在一種變型中，另一組徑向臂81設有樁119，其相對于第一組徑向臂81上的樁119偏置，以便在間隔中施加剪切，從而把擾動區16增大至包含整個上部區域17(100% )，并從而將剪切施加至經過上部區域的全部(100%)網狀漿料。參照圖13A，在本發明的該實施方式中的剪切裝置120包括兩個基本上豎直的板 121，每個板121均具有一系列的孔或洞122，這些孔基本上豎直對齊成“列” 123。不同于前述剪切裝置，孔122將剪切施加至經過區域44的漿料。這是由于板121的運動導致漿料凝聚體或顆粒被推或“擠”過孔122，從而導致漿料凝聚體或顆粒經受由孔46的邊緣施加的剪切力并且較小孔46a內的剪切更為集中的分布。此外，孔或洞122的直徑從中心軸線25 至板121的相應外緣84逐漸增大，以便像圖8的剪切裝置中相對不密集分布的外側樁82b 那樣提供大致相同的效果。在這種情況下，與朝向外緣31的較大孔46b相比，朝向旋轉軸線四的較小孔46a以較低的速度行進，但是由于較小孔有較小的直徑，因此較小孔比較大孔46b具有更為集中的剪切分布。因此，隨著剪切裝置120旋轉，與剪切板121外緣84處的漿料凝聚體或顆粒相比， 由于內側孔12 的數量更多、尺寸減小和線速度較低，更靠近旋轉軸線25的漿料顆粒或凝聚體經受更為均勻的一系列剪切事件，這些剪切事件在較小的范圍(剪切量)內變化。與較小內側孔12 的較低線速度相比，外側孔122b的增大面積被設計成抵消了它們在外緣 84處增大的線速度。因此，與由內側孔12 施加至更靠近旋轉軸線25的凝聚體的剪切輪廓相比，外側孔122b在更大剪切范圍或幅度上提供了較為不均勻的剪切輪廓。換言之，孔 122的尺寸從旋轉軸線25至外緣84逐漸增大。因此，剪切裝置120將基本上均勻的累積剪切提供給離開區域44的漿料。應該理解的是，孔46無需安排成規則的列123，而是可布置成其他結構。例如，孔 122可以相對于豎直方向成角度地對齊，從而限定出傾斜的列或是甚至隨意布置，只要孔徑朝外緣84逐漸增大即可。在一個特定的變型中，孔122的直徑大小可適當地調整，以便在由孔的各直徑限定的間隔中獲得均勻的平均剪切，即通過確保逐漸增大的孔與它們距旋轉軸線25的距離成比例設置。在另一變型中，孔122的直徑大小是基本上相同或均勻的，從而使得基本上均勻次數的剪切事件施加至擾動區中的網狀漿料。參照圖13B，在本發明的該實施方式中的剪切裝置130形成有菱形圖案的網格 131，網格由限定網格外周的邊界132進行結構支承。各個網格元件131a之間的間距或間隔133與它們相關聯網格元件從中心軸線25至外緣84的距離成比例地逐漸增大，從而使內側間隔133a小于外側間隔133b，從而獲得與圖8的剪切裝置中樁82之間的不等間隔83 相似的效果。本發明人已經發現，由剪切裝置130施加的累積剪切以及網格131各部件之間間隔133中的平均剪切均是分別基本上均勻或相同的。應理解的是，網格131可使用其它圖案，例如六邊形、八邊形和其它多邊形的圖案或甚至多邊形的組合，無論是規則的或是隨機排列。本發明人已經發現，由剪切裝置130施加的累積剪切以及網格131各部件之間間隔133中的平均剪切均是分別大致均勻的。參照圖14，本發明的該實施方式中的分離裝置139包括剪切裝置140，其形成有兩對徑向臂，一對徑向臂141比另一對徑向臂142長。徑向臂141上的樁結構由于傾斜樁143 的長度逐漸減小而具有漸縮輪廓，并且關于中心軸線25非對稱設置。但是，不同于前述實施方式中的任一個，隨著不等的間隔144從中心旋轉軸線25至相應的外緣84逐漸變小，樁 143的數量逐步增多。另一對徑向臂142具有關于中心軸線25非對稱設置的樁145，盡管是以相等的間隔146而不是不等的間隔設置，從而使樁145在較長徑向臂141的樁143之間的間隔144中施加剪切。結果，較長徑向臂141和較短徑向臂142均不單獨提供均勻的累積剪切。但是，第二對徑向臂142設置成補償第一對徑向臂141，從而剪切裝置140獲得大致均勻的累積剪切效果。本發明人還相信，通過使各對徑向臂141和142上的多個樁采用不同結構而進一步增強了該效果。在樁143(由于縮短的樁長度)或樁145(由于等間距分開的間隔146)之間的間隔144和146中不存在均勻的平均剪切。但是，由較長徑向臂141的樁143的間隔和較短徑向臂142的樁145的間隔的平均剪切之和得到的總剪切是基本上均勻或相同的，這是因為樁145之間間隔146中平均剪切的變化被樁143之間間隔144中平均剪切的變化抵消掉。在該實施方式中，同樣設想到的是，較長徑向臂141或較短徑向臂142可構造成被移除或添加到剪切區43中。在這種情況下，附加徑向臂可設置成使總累積剪切保持大致均勻，或者總平均剪切保持大致均勻。參照圖15A和15B，示出了本發明的另一實施方式，其中相應的特征已經給予了相同的附圖標記。分離裝置150包括剪切裝置151，其安裝于同心驅動軸27上，用于平行于罐 1和耙組件驅動軸M的中心軸線25進行大致豎直運動152。剪切裝置151包括大致呈圓形的板155，其相對于罐1基本上水平設置并具有一系列彼此等距離間隔開的孔或洞156。同心驅動軸151使板155相對于漿料床2和罐1大致豎直地往復運動，如箭頭152所示。本發明人相信，這種豎直往復運動152在剪切區44中導致類似的復雜流體運動和紊流，這抑制或防止了在同心驅動軸27與耙組件21周圍形成餅。與前述剪切裝置所述的方式相似， 該豎直運動152還導致大致均勻的剪切以及因此大致均勻的累積剪切施加至通過剪切區 44的漿料，盡管利用了剪切裝置150的豎向運動分量而不是圍繞與同心驅動軸IM重合的中心軸線25的旋轉。由于孔156在尺寸上大致相等，因此所施加的剪切大致均勻，從而導致了大致均勻的累積剪切和大致均勻次數的剪切事件。優選地，豎向運動的量為向上和向下約500mm，或者總體上為約lm。現在參照圖16，示出了本發明的另一實施方式，其中，相應的特征已經給予了相同的附圖標記。分離裝置160包括剪切裝置161，其安裝成用于圍繞軸線162旋轉，軸線162 相對于罐1的旋轉軸線25偏心或偏置。剪切裝置161包括樹狀陣列的傾斜樁163，并且借助于支承件164和相關的驅動軸165而連接于與罐1的中心軸線25軸向對準的中心驅動軸M。中心驅動軸M旋轉地驅動支承件164，以使偏心軸線162圍繞中心軸線25旋轉。 因此，存在兩個旋轉運動分量，即剪切裝置160圍繞其偏心旋轉軸線162的旋轉和偏心軸線 162自身圍繞中心軸線25的旋轉，類似于行星運動。S卩，自轉的行星在圍繞由太陽限定中心軸線的軌道中繞轉的運動。中心驅動軸M借助與圖5所述的用于剪切裝置驅動組件的齒輪組件相似的行星齒輪組件(未示出)來驅動支承件164的旋轉。作為選擇，一個或多個小齒輪驅動器(未示出)或外部驅動器(未示出)可借助齒輪組件來旋轉地驅動支承件164。這使得能夠使用多個輸入驅動器，它們能夠將增大量的扭矩供給至剪切裝置161，驅動軸165的旋轉速度是輸入驅動器的驅動速度以及行星齒輪組件中驅動齒輪速比的函數。在該實施方式中，獨立的驅動機構166驅動剪切裝置161圍繞旋轉軸線162的旋轉，而中心驅動軸M驅動耙組件21的旋轉。因此，剪切裝置161可以按不同于耙組件21 的速度旋轉或者甚至沿相反的方向反轉，從而抑制、防止或最小化在漿料床2中形成餅。通過將剪切裝置161的旋轉與耙組件21的旋轉分開，該實施方式還有利地允許為剪切裝置161 (由于小機構直徑)和中心驅動軸由于中心驅動機構的縮小面積，這是因為它無需驅動剪切裝置161)設置低扭矩驅動器。然而，該實施方式可同樣應用于需要更大扭矩的更大罐。參照圖17A和圖17B，剪切裝置161具有軸環附件167，其用于將樁163固定于驅動軸165。樁163設置成樹狀陣列或結構，帶有兩個平行的支桿168，樁163從這兩個支桿以相對于豎直平面呈約45°的傾角延伸。樁163設置成使它們的尖端169與豎直線170大致對準。在剪切裝置167的頂部是四個較小的樁163a，它們設置成使得頂部兩個樁的尖端 169a在水平面171中與最上面的樁16 大致對齊，如在圖17B中最佳所示。一對下部水平樁163c收尾，從而使它們的尖端169c與豎直線170大致對齊。因此，樁163限定大致矩形的形狀，該矩形的寬度與增稠器罐1的徑向截面大致接近。一組逐漸變短的樁163d在較長的樁163之間交替設置，并且它們的各尖端169d指向上。這些較短的樁163d在更靠近偏心軸線162的位置處提供了增大數量的剪切事件，在該位置處樁的線速度降低，如上所述。在運行中，中心驅動軸M使支承件164環繞增稠罐1圍繞中心軸線25順時針或逆時針旋轉，從而使得偏心軸線162繞中心軸線25旋轉。同時，驅動機構166單獨驅動剪切裝置161，從而使樁163圍繞偏心軸線162順時針或逆時針旋轉，以剪切漿料凝聚體或顆粒。該實施方式的特定優點是剪切裝置161的雙重旋轉提供了比前述實施方式更為復雜的流體運動，從而增大了稠化漿料床2中任意顯著量的漿料固體形成穩定的團塊的難度，該團塊會與剪切裝置161和/或耙組件121 —起旋轉并從而導致結餅。即，樁163圍繞偏心軸線162的旋轉和剪切裝置161圍繞中心軸線25的相對旋轉在漿料床2中導致相對復雜的掃掠運動，該掃掠運動抑制或防止了在中心驅動軸M的周圍形成漿料團塊，從而使結餅的出現最小化或得以消除。因此，在漿料床2中獲得了底流密度得到改良的相對均勻的稠化漿料層。在其它實施方式中，偏心軸線162無需在繞中心軸線25的規則圓形軌道中經過。 偏心軸線162可以僅在繞中心軸線M的弧形路徑或部分軌道并且不是整個軌道中經過。例如，偏心軸線可在兩點之間震蕩。其它可能的運動包括繞中心軸線M的橢圓形軌道、旋進軌道或部分軌道運動，并且甚至可以具有不規則的軌道。例如，偏心軸線162的軌道半徑可隨著它圍繞罐1的中心軸線M旋轉而改變，這產生了彎曲的軌道，這樣，中心軸線與偏心軸線之間的徑向距離逐漸改變。偏心軸線162的這種運動變化進一步增加了漿料床2中的運動復雜度并從而減少了結餅的可能性。該實施方式的另一優點是，剪切裝置適合固體“自沖洗”。即，剪切裝置的旋轉使固體能夠被更為容易地移除，從而進一步有助于防止結餅。此外，樁163的結構導致剪切裝置 161將大致均勻的累積剪切施加至通過漿料床2剪切區44的漿料。本領域技術人員將會理解的是，驅動器和支承機構可根據需要設置在分離裝置中或分離裝置上的任意位置。例如，支承件可設置在罐的頂部或底部附近，或者在罐頂部和底部之間的任意位置。同樣，驅動器可設置在罐的頂部或底部附近、設置在罐周界內、設置在靠近罐側壁的外周界處、或這些位置的任意組合。用于分離裝置160的附加剪切裝置結構在圖18A至22B中示出，并結合圖18A至 22B進行簡要描述，其中相應的特征已經給予了相同的附圖標記。由于這些剪切裝置大致以與剪切裝置161的操作相同的方式操作，將不再重復對它們的操作進行的詳細說明。參照圖18A和18B，剪切裝置183設置成使支桿168兩側上逐漸縮短的傾斜樁184 的各尖端18 朝向外，并且逐漸縮短的傾斜樁在相對較長的傾斜樁186之間交替。同樣， 較短的樁184在更靠近旋轉軸線162的位置處提供了增大數量的變化的剪切事件。“主要” 樁186的組和“輔助”樁184的組相對于旋轉軸線162都是非對稱的。樁186a和186b中的兩個分別在剪切裝置183的頂部和底部處大致水平延伸。主要樁186還限定了與罐的徑向截面相近的大致矩形的截面。參照圖19A和19B，剪切裝置187包括多個傾斜樁188，它們以Z字形的方式設置， 以限定層疊的鋸齒狀輪廓。樁188a、188b和188c相對于支桿168向下延伸，而樁188d、188e 和188f相對于支桿向上延伸。向下延伸的樁188a、188b和188c分別連接于向上延伸的樁 188d、188e和188f，以限定非對稱的樁結構。剪切裝置187的一側具有兩“層”齒，包括內層樁188a和188d以及外層樁188b ^P 188e，樁188c和188f補充外層。剪切裝置的另一側具有單個內層的樁188a和188d。該樁結構在更靠近旋轉軸線162的位置處提供了增大數量的變化的剪切事件。參照圖20A和20B，剪切裝置189具有多個樁190，這些樁190形成非對稱的網格狀結構，與圖13的本發明的實施方式中所示的網格49類似。樁190a、190d和190e相對于支桿168向下延伸，而樁190b、190c和190f相對于支桿向上延伸。樁190設置成使得向下延伸的樁190a與向上延伸的樁190b交叉，以限定“X”形，每個“X”彼此連接起來以限定大致菱形的網格外觀。輔助的向上延伸樁190c和向下延伸樁190d設置在支桿168的附近， 向上延伸樁190c連接于向上延伸樁190d。附加組樁190e和190f設置在兩個X形之間，以提供非對稱結構。樁190相對于豎直平面以約45°傾斜。同樣，該樁結構在更靠近旋轉軸線162的位置處提供增大數量的變化的剪切事件。參照圖21A和21B，剪切裝置191具有多個樁192，這些樁192關于旋轉軸線162 非對稱設置。相對于相應的支桿168，樁19 向下延伸，而樁192b向上延伸，向下延伸樁 19 連接于向上延伸樁192b。每個樁192相對于豎直平面以約45°傾斜。支桿168附近存在內側組輔助樁，向下延伸樁192c連接于向上延伸樁192d。該樁結構在更靠近旋轉軸線 162的位置處提供了增大數量的變化的剪切事件。參照圖22A和圖22B，剪切裝置193具有多個樁194，這些樁194設置成限定豎直偏置的盒狀結構195，水平樁19 和豎直樁194b分別限定盒195的水平側和豎直側。此外，對角延伸的樁IMc以Z字形的方式連接每個盒195的一對拐角，以限定鋸齒狀的路徑， 樁IMc相對于豎直平面以約45°傾斜。傾斜樁196與樁IMc交叉，使得交叉點197相對于每個盒195的中心偏移，并且傾斜樁以類似于Z字形的方式設置，以限定鋸齒狀路徑。此外，水平樁198設置成將相應的交叉點197連接于支桿168。該樁結構在更靠近旋轉軸線 162的位置處提供了增大數量的變化的剪切事件。在其它實施方式中，示于圖2A、2B和8A至15B中的剪切裝置安裝成圍繞相對于罐 1的中心軸線25平行、偏心或偏置的軸線以圖16中所示的方式旋轉。同樣，示于圖16至 22B中的剪切裝置的結構還可適當修改為利用同心驅動軸以圖2至14中所示的方式圍繞中心軸線25旋轉。此外，圖2、8至14、和16至22B的剪切裝置還可適當地修改為平行于中心軸線25進行大致豎直的往復運動，而不是圍繞中心軸線25旋轉。盡管已經參照圍繞罐的中心軸線旋轉的耙組件21描述了實施方式，但將會理解的是，耙組件的旋轉軸線也可以是相對于罐的中心軸線平行、偏移或偏心的。還將理解的是，在分離裝置中可設置有多個剪切裝置，以進一步加強對在漿料床2 中結餅的最小化或防止，這是因為多個剪切裝置的存在將在罐1內形成更為復雜的流體運動。圖23示出了本發明的另一實施方式，其中相應的特征已經給予了相同的附圖標記。在該實施方式中，增稠器200具有多個剪切裝置90，它們在圓周方向上圍繞罐1設置。剪切裝置90具有不對稱的樁結構，如圖9的實施方式所述，并且借助相關聯的驅動軸202和獨立的驅動機構(未示出)而圍繞旋轉軸線201旋轉。旋轉軸線202相對于罐1的中心軸線 25偏置或偏心，并且相對于該中心軸線固定，從而使剪切裝置90在罐中是固定的。因此， 每個剪切裝置90通過沿它們各自的順時針方向204旋轉而將剪切施加至罐1的指定區域 203。盡管它們的旋轉軸線201是固定的，但剪切裝置90在罐內形成復雜的流體運動，從而抑制、防止或最小化漿料床2中餅的形成。當剪切裝置90相對于耙組件21反向旋轉時，該復雜的流體運動得到增強，如圖23中所示。即，剪切裝置90均順時針旋轉，而安裝成借助于中心驅動軸M圍繞中心軸線25旋轉的耙組件21沿逆時針方向旋轉，如由箭頭205所指示的那樣。將會理解到的是，剪切裝置90能夠相對于彼此和/或耙組件21以不同的速度和/或不同的(或相反的)方向旋轉，以進一步將復雜性添加至罐1內的流體運動。
圖M示出了本發明的另一實施方式，其中相應的特征已經給予了相同的附圖標記。在增稠器210中，安裝有多個剪切裝置90，用于以與圖16的另一實施方式相似的方式圍繞罐1的中心軸線25旋轉。S卩，剪切裝置90的旋轉軸線201是不固定的，但是現在通過將剪切裝置90的驅動軸202以可旋轉的方式安裝于徑向延伸支承件212上，剪切裝置90 的旋轉軸線201能夠圍繞中心軸線25旋轉。如圖23中那樣，旋轉軸線201保持相對于中心軸線25偏心或偏移。支承件212安裝于中心驅動軸M上，用于圍繞中心軸線25旋轉。 因此，剪切裝置90繞它們各自的旋轉軸線201沿順時針方向旋轉，如由箭頭204所示，并且它們各自的旋轉軸線201借助支承件212而沿順時針方向圍繞中心軸線25旋轉，如由箭頭 213所示。剪切裝置90與行星運動相似的該雙重旋轉在罐內形成了復雜的流體運動，以抑制、防止或最小化漿料床2中的餅形成。如上所述，當剪切裝置90相對于耙組件21反向旋轉時該復雜的流體運動得到增強，如圖M中所示，其中，剪切裝置90及它們的旋轉軸線201 均順時針旋轉，而耙組件21逆時針方向旋轉，如由箭頭205所示。如前所述，剪切裝置90 能夠相對于彼此和/或耙組件21以不同的速度和/或不同的(或相反的)方向旋轉，以將進一步的復雜性添加至罐1內的流體運動。圖25中示出了本發明的另一實施方式，其中，相應的特征已經給予了相同的附圖標記。在該實施方式中，增稠器220具有兩個安裝于支承件164上的剪切裝置90，該支承件 164能夠借助中心驅動軸M而在罐1中圍繞中心軸線25旋轉。每個剪切裝置90均獨立地安裝成借助于相關聯的驅動軸165和驅動機構166而圍繞各自的旋轉軸線162旋轉。剪切裝置90設置成相對于彼此以不同的旋轉速度且沿相反的方向(順時針和逆時針)反向旋轉，分別如箭頭221和222所示。旋轉軸線162既能夠相對于中心軸線25旋轉，又相對于中心軸線25偏心或偏置。支承件164沿逆時針方向旋轉，如由箭頭223所示。因此，剪切裝置90圍繞它們各自的旋轉軸線162和中心軸線25的雙重旋轉提供了復雜的流體運動， 以抑制、防止或最小化漿料床2中的餅的形成。如前所述，剪切裝置90能夠相對于彼此、支承件164和/或耙組件21以不同的速度和/或不同的方向旋轉，以進一步將復雜性添加至罐1內的流體運動。圖沈示出了本發明的另一實施方式，其中相應的特征已經給予了相同的附圖標記。在該實施方式中，增稠器230具有與圖25的增稠器220相似的結構，兩個剪切裝置90 安裝成借助第一支承件164而圍繞它們各自的旋轉軸線162旋轉，它們各自的驅動軸165 和相關聯的驅動機構166安裝在第一支承件上。剪切裝置90也都是順時針方向旋轉，如由箭頭222所示。但是，將會理解到的是，剪切裝置90可以相對于彼此沿不同的或相反的方向旋轉。第一支承件164通過單獨的驅動軸231和相關聯的驅動機構232而沿逆時針方向圍繞軸線233旋轉，如由箭頭234所示。單獨的驅動軸231和相關聯的驅動機構232安裝在第二支承件235上，該第二支承件235能夠借助中心驅動軸M和相關聯的驅動機構沈而圍繞中心軸線25沿逆時針方向旋轉(如由箭頭223所示)。因此，存在三個單獨的旋轉分量剪切裝置90圍繞旋轉軸線162的順時針旋轉，第一支承件164圍繞旋轉軸線233的逆時針旋轉，以及第二支承件235圍繞中心軸線25的逆時針旋轉。該結構也提供了更為復雜的流體運動，以抑制、防止或最小化漿料床2中的餅的形成。如前所述，剪切裝置90能夠相對于彼此、第一支承件164、第二支承件235和/或耙組件21以不同的速度和/或不同的(或相反的)方向旋轉，以將更大的復雜性添加至罐1內的流體運動。因此可以看出，以上述方式添加多個剪切裝置就會在罐中進一步引入了復雜的流體運動，該復雜的流體運動增強了對于漿料床中形成餅的防止、抑制或最小化。而且，所設想的是，除了改變旋轉速度以外，可使用具有不同的樁結構、不同的三維幾何形狀、不同的深度布置(以在不同的區域中施加剪切)、不同的空間位置(例如，以允許剪切裝置的相互交織，從而使它們的剪切區重疊)或這些不同結構任意組合的多個剪切裝置，從而形成更為復雜的流體運動，以防止、抑制或最小化漿料床中的餅形成。此外，圖8A至13和圖16至22B中的優選實施方式已經描述并示出了，其中，樁相對于與徑向臂成直角的豎直平面傾斜。但是，將會理解到的是，樁可相對于其它豎直平面傾斜，例如與徑向臂平行或共面的豎直平面，如圖2和14中所示。在其它實施方式中，樁可以僅相對于與徑向臂平行或共面的豎直平面傾斜。而且，盡管已經將本發明的優選實施方式描述為采用呈線性樁或桿形式的剪切元件，但是本領域技術人員將會理解到的是，剪切元件可采用其它結構，例如V形傾斜桿、半圓形管或具有不同多邊形截面的其它剪切元件。特別地，樁自身的形狀可改變，以形成所需的剪切輪廓。例如，可使用非線性的樁，例如螺旋形。盡管已經將優選實施方式以橫跨擾動區44(特別是擾動區包括基本上整個上部區域)大致均勻地產生最佳剪切的方式進行描繪并示出，但是本領域技術人員將會了解到，通過橫跨作為上部區域一部分的擾動區導致最佳擾動或施加最佳剪切可實現相似的有利效果。上部區域的這部分可包括罐的部分橫截面積或甚至部分容積。例如，可將單個的樁從徑向臂上移除，從而在一系列的間隔、或者主要是僅朝向罐1的外周或朝向鄰近旋轉軸線或靠近旋轉軸線的罐內側徑向區出現最佳剪切。在這種情況下，橫跨罐1的橫截面有效地分割擾動區44。作為選擇，這可被視為提供了由上部區域中的靜止區域所分開的多個擾動區。無論是哪種解釋，橫跨擾動區大致均勻地導致的最佳擾動或施加的剪切可占據上部區域容積的至少10%直到整個上部區域(100% )。隨著漿料的量接近于上部區域17的橫截面積，擾動或剪切在對應于網狀漿料通過擾動區44的預定時間段內施加至上部區域中網狀漿料的至少10%至100%。本發明人認識到，存在這樣的情況，其中所期望的是，并不是所有的網狀漿料均受到擾動或剪切，并且在這種情況下，優選的是通過上部區域的漿料的至少30% (即，擾動區是上部區域的30%)，更為優選的是通過上部區域的漿料的至少50% (即，擾動區是上部區域的50 % )，或甚至更為優選的是通過上部區域的漿料的至少70 % ( S卩，擾動區是上部區域的70% )在擾動區44中被破壞。然而，本發明人相信，為了使得剪切裝置的效率最大化并從而提高增稠器性能，特別優選的是，通過上部區域的漿料的至少75% (擾動區是上部區域的75%)受到最佳擾動或剪切，更為優選地是80 %，還更優選地是90 %，并且還更為優選地是通過上部區域的漿料的95%至100% (擾動區是上部區域的95%至100% )，以便在本發明的使用中獲得顯著的優點。不管是在擾動區中施加大致均勻的累積剪切、大致均勻的平均剪切或大致均勻次數的剪切事件，這都是適用的。此外，盡管出于清楚的目的已經將大多數的優選實施方式示出為帶有兩個徑向剪切臂，但在其它實施方式中，剪切裝置具有所示的樁結構但帶有多個剪切臂，例如四個、六個和八個或者更多個(等間距或不等間距)間隔開的剪切臂，以便橫跨擾動區大致均勻地施加剪切。在這些實施方式中，每個剪切臂可將剪切施加至擾動區的不同部分。例如，剪切裝置可具有帶有剪切元件的八個臂，這些剪切元件彼此偏置，以便盡管每個臂僅剪切上部區域的一部分，但剪切裝置的總效果是將剪切施加到基本上等于整個上部區域的擾動區中。而且，將會了解到的是，剪切裝置可進行選擇性控制，以使平均累積剪切不同于預定的最佳剪切值，或高或低。整個說明書和權利要求書中，術語“平均累積剪切”意味著施加至離開區域的那部分漿料的全部累積剪切的平均值。例如，在將累積剪切施加至圓柱形區域的情況下，平均累積剪切是被平行于且鄰近于圓柱形區域出口的水平盤區域所接收的累積剪切的平均值。本發明人設想，預定的最佳剪切值和任意變化將取決于一個或多個從下列組中選出的參數，該組基本上包括剪切裝置的速度、剪切裝置的形狀、剪切區的深度、漿料組分、漿料顆粒大小、罐中的漿料流速、漿料屈服應力、漿料粘度、底流比重、按重量百分比計的底流重量、絮凝劑添加至供給物料或懸浮液中的速率、以及沉降出漿料的供給物料或懸浮液的通量(flux)。因此，平均累積剪切可變化且大致在預定最佳剪切值的上下20%、預定最佳剪切值的上下30%、預定最佳剪切值的上下40%、或甚至預定最佳剪切值的上下50%內。本領域技術人員將會了解到的是，在本發明中，將剪切裝置的運動與耙組件的運動分離開使得剪切裝置能夠相對于耙組件以不同的速度和/或方向來移動，例如，使剪切裝置相對于耙組件的旋轉方向反向旋轉。這在剪切區中形成了復雜的流體運動和紊流，其抑制或阻止在剪切裝置和/或耙組件及它們各自的驅動軸周圍形成餅。因此，在罐1中結餅效應得到降低、最小化或防止，這使得剪切裝置能夠建立和保持稠化漿料床2的相對高的密度，從而提高分離效率。此外，本發明使得能夠將最佳的剪切量、大致均勻的累積剪切、 剪切元件之間的大致均勻的平均剪切或大致均勻次數的剪切事件施加至漿料，以在不施加過小或過大剪切的情況下使得網狀漿料破壞。因此，最佳量的裹挾液體得到釋放，能夠向上選出到液體的澄清區。由于擾動區下方的漿料具有較高的相對密度，因此它具有增大的壓實密度，從而能夠更快的沉降，并能夠將更多的漿料壓實在擾動區下方的漿料床中。結果， 漿料床的底流密度得到最大化，并且最大量的稀釋液可通過溢流槽得到回收。該效果在剪切處于漿料床或網狀漿料層上部區域中的擾動區中的情況下是特別有利的。結果，本發明在性能以及所獲得的沉降物料量的方面獲得了顯著的效率。在所有的這些方面中，本發明相對于現有技術而言代表了實用的且商業意義顯著的改進。盡管已經參照具體的示例描述了本發明，但是本領域技術人員將會了解到，本發明可以多種其它的形式予以體現。
權利要求
1.一種分離裝置，用于從供給物料中分離漿料，所述分離裝置包括用于接收供給物料的罐、安裝成用于在罐內旋轉以使漿料朝罐的出口移動的耙組件和用于剪切罐內漿料的剪切裝置，所述剪切裝置安裝成以與所述耙組件相互獨立的方式運動。
2.如權利要求1所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置能夠以與所述耙組件的旋轉方向不同的方向移動。
3.如權利要求2所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置以與所述耙組件的旋轉方向相反的方向移動。
4.如前述權利要求中的任一項所述的分離裝置，其中，所述耙組件安裝至第一驅動軸， 用于圍繞第一軸線旋轉，并且所述剪切裝置安裝至第二驅動軸，用于圍繞第二軸線旋轉。
5.如權利要求4所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置以與所述耙組件的旋轉速度不同的旋轉速度旋轉。
6.如權利要求4或5所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置相對于所述耙組件的旋轉方向反向旋轉。
7.如權利要求4至6中的任一項所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置能夠圍繞所述第二軸線以可逆的方式旋轉。
8.如權利要求4至7中的任一項所述的分離裝置，其中，所述第二軸線與所述第一軸線重合。
9.如權利要求4至8中的任一項所述的分離裝置，其中，所述第二驅動軸與所述第一驅動軸同心。
10.如權利要求4至9中的任一項所述的分離裝置，其中，所述第二軸線相對于所述第一軸線平行、偏心或偏置。
11.如權利要求4至10中的任一項所述的分離裝置，其中，所述第二軸線能夠相對于所述第一軸線移動。
12.如權利要求11所述的分離裝置，其中，所述第二軸線至少部分地圍繞所述第一軸線旋轉、繞轉或沿軌道行進。
13.如權利要求11或12所述的分離裝置，其中，所述第二軸線至少部分地經過圍繞所述第一軸線的規則路徑。
14.如權利要求11或12所述的分離裝置，其中，所述第二軸線至少部分地經過圍繞所述第一軸線的不規則路徑。
15.如權利要求11或12所述的分離裝置，其中，所述第二軸線在圓形路徑中移動。
16.如權利要求11所述的分離裝置，其中，所述第二軸線在非圓形路徑中移動。
17.如權利要求4至10中的任一項所述的分離裝置，其中，所述第二軸線相對于所述第一軸線是固定的。
18.如權利要求4至16中的任一項所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置以可旋轉的方式安裝于支承件上，所述支承件設置成用于至少部分地圍繞所述第一軸線運動。
19.如權利要求18所述的分離裝置，其中，所述支承件能夠圍繞所述第一軸線旋轉。
20.如權利要求18或19所述的分離裝置，其中，所述第一驅動軸以可移動的方式驅動所述支承件。
21.如權利要求18或19所述的分離裝置，其中，所述支承件由設置于所述罐的外緣處的驅動機構以可移動的方式驅動。
22.如權利要求18或19所述的分離裝置，其中，所述支承件由與所述第一驅動軸同心的驅動軸以可移動的方式驅動。
23.如權利要求1至3中的任一項所述的分離裝置，其中，所述耙組件安裝于第一驅動軸，用于圍繞第一軸線旋轉，并且所述剪切裝置安裝于第二驅動軸，用于沿所述第一軸線或大致平行于所述第一軸線運動。
24.如權利要求23所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置以可滑動的方式沿所述第一軸線或平行于所述第一軸線移動。
25.如權利要求23或M所述的分離裝置，其中，所述第二驅動軸與所述第一驅動軸同心。
26.如權利要求23至25中的任一項所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置相對于漿料床大致豎向移動。
27.如權利要求23至沈中的任一項所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置大致豎向往復運動。
28.如權利要求4至27中的任一項所述的分離裝置，其中，所述第一軸線是所述罐的中心軸線。
29.如權利要求4至觀中的任一項所述的分離裝置，其中，所述第一驅動軸能夠連接于所述第二驅動軸，以驅動所述剪切裝置的旋轉。
30.如權利要求4至觀中的任一項所述的分離裝置，其中，所述分離裝置包括第一驅動機構，用于驅動所述第一驅動軸的旋轉。
31.如權利要求30所述的分離裝置，其中，所述分離裝置包括第二驅動機構，所述第二驅動機構與所述第一驅動機構相互獨立，用于驅動所述第二驅動軸的運動。
32.如權利要求31所述的分離裝置，其中，所述第二驅動機構包括設置于所述罐的外緣處的驅動機構。
33.如權利要求31所述的分離裝置，其中，所述第二驅動機構與所述第二驅動軸同軸。
34.如前述權利要求中的任一項所述的分離裝置，其中，一個或多個剪切參數是針對供給到所述罐中的供給物料的通量和/或一個或多個操作參數來控制的，以將最佳剪切以可控的方式施加至通過所述罐的一區域的漿料。
35.如權利要求34所述的分離裝置，其中，所述剪切參數選自基本上由剪切裝置的速度、剪切裝置的形狀以及剪切區域的深度構成的組中。
36.如權利要求34或35所述的分離裝置，其中，所述操作參數選自基本上由漿料組分、 漿料顆粒尺寸、罐中的漿料流速、漿料屈服應力、漿料粘度、底流比重、按重量百分比計的底流重量以及將絮凝劑施加至供給物料的速率構成的組中。
37.如權利要求34至36中的任一項所述的分離裝置，其中，所述剪切參數中的一個或多個能夠響應于所述操作參數中的一個或多個和/或所述通量的變化進行調整。
38.如前述權利要求中的任一項所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置大致均勻地橫跨網狀漿料層上部區域中的擾動區施加剪切，以便在預定時間段內使所述擾動區中的網狀漿料破壞，所述網狀漿料層是由朝罐底部沉降的漿料凝聚體形成的。
39.如權利要求38所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置橫跨所述擾動區在所述預定時間段內施加剪切。
40.如權利要求38或39所述的分離裝置，其中，所述預定時間段基本上對應于所述網狀漿料通過所述擾動區的時間。
41.如權利要求38至40中的任一項所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置能夠至少部分地在所述擾動區內移動，以便在所述預定時間段內將大致均勻的累積剪切施加至所述擾動區中的網狀漿料。
42.如權利要求38至41中的任一項所述的分離裝置，其中，兩個或更多個剪切元件沿所述剪切裝置的至少一個臂間隔開，以在剪切元件之間限定相應的間隔，從而沿與所述至少一個臂平行或重合的線在至少兩個間隔中施加大致均勻的平均剪切。
43.如權利要求38至42中的任一項所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置將大致均勻次數的剪切事件在所述預定時間段內施加至所述擾動區中的網狀漿料。
44.如權利要求38至43中的任一項所述的分離裝置，其中，所述擾動區處于網狀漿料層的上部75%內。
45.如權利要求38至44中的任一項所述的分離裝置，其中，所述擾動區從所述網狀漿料層的上部區域延伸，以包括受阻區的一部分。
46.如前述權利要求中的任一項所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置包括被支承而在所述擾動區內運動的至少兩個剪切臂和用于將剪切施加至網狀漿料的多個剪切元件。
47.如權利要求1至45中的任一項所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置包括至少一個局部平坦的板，所述板具有多個開口。
48.如權利要求1至45中的任一項所述的分離裝置，其中，所述剪切裝置包括設置成圖案的多個剪切元件。
49.如前述權利要求中的任一項所述的分離裝置，所述分離裝置還包括多個所述剪切直ο
50.一種用于在分離裝置中減少結餅的方法，所述分離裝置包括罐、安裝成用于在罐內旋轉以使漿料朝罐的出口移動的耙組件和用于剪切罐內漿料的剪切裝置，所述方法包括把所述剪切裝置安裝成以與所述耙組件相互獨立的方式運動的步驟。
51.如權利要求50所述的方法，其中，所述方法包括使所述剪切裝置以與所述耙組件的方向不同的方向移動。
52.如權利要求51所述的方法，其中，所述方法包括使所述剪切裝置以與所述耙組件的方向相反的方向移動。
53.如權利要求50至52中的任一項所述的方法，所述方法還包括的步驟有將所述耙組件安裝至第一驅動軸，用于圍繞第一軸線旋轉，并將所述剪切裝置安裝至第二軸，用于圍繞第二軸線旋轉。
54.如權利要求53所述的方法，所述方法還包括使所述剪切裝置以與所述耙組件的旋轉速度不同的旋轉速度旋轉的步驟。
55.如權利要求53或M所述的方法，所述方法還包括使所述剪切裝置相對于所述耙組件的旋轉方向反向旋轉的步驟。
56.如權利要求53至55中的任一項所述的方法，所述方法還包括使所述剪切裝置圍繞所述第二軸線以可逆的方式旋轉的步驟。
57.如權利要求53至56中的任一項所述的方法，其中，所述第二軸線與所述第一軸線重合。
58.如權利要求53至56中的任一項所述的方法，所述方法還包括相對于所述第一驅動軸同心設置所述第二驅動軸的步驟。
59.如權利要求53至58中的任一項所述的方法，其中，所述第二軸線相對于所述第一軸線平行、偏置或偏心。
60.如權利要求53至59中的任一項所述的方法，所述方法還包括相對于所述第一軸線移動所述第二軸線的步驟。
61.如權利要求60所述的方法，其中，所述第二軸線至少部分地圍繞所述第一軸線旋轉、繞轉或沿軌道行進。
62.如權利要求60或61所述的方法，其中，所述第二軸線至少部分地經過圍繞所述第一軸線的規則路徑。
63.如權利要求60或61所述的方法，其中，所述第二軸線至少部分地經過至少部分地圍繞所述第一軸線的不規則路徑。
64.如權利要求60或61所述的方法，其中，所述第二軸線在圓形路徑中移動。
65.如權利要求60所述的方法，其中，所述第二軸線在非圓形路徑中移動。
66.如權利要求53至59中的任一項所述的方法，所述方法還包括相對于所述第一軸線固定所述第二軸線的步驟。
67.如權利要求53至65中的任一項所述的方法，所述方法還包括將所述剪切裝置以可旋轉的方式安裝于支承件并將所述支承件設置成用于圍繞所述第一軸線運動的步驟。
68.如權利要求67所述的方法，所述方法還包括使所述支承件圍繞所述第一軸線旋轉的步驟。
69.如權利要求67或68所述的方法，其中，所述第一驅動軸軸向延伸通過所述罐，從而以可移動的方式驅動所述支承件。
70.如權利要求67或68所述的方法，其中，所述支承件由設置于所述罐的外緣處的驅動機構以可移動的方式驅動。
71.如權利要求67或68所述的方法，其中，所述支承件由與所述第一驅動軸同心的驅動軸以可移動的方式驅動。
72.如權利要求50-52中的任一項所述的方法，所述方法還包括的步驟是將所述耙組件安裝于第一驅動軸，用于圍繞第一軸線旋轉，并將所述剪切裝置安裝于第二軸，用于沿所述第一軸線或平行于所述第一軸線運動。
73.如權利要求72所述的方法，所述方法還包括以可滑動的方式移動所述剪切裝置的步驟。
74.如權利要求72或73所述的方法，所述方法還包括將所述第二驅動軸以與所述第一驅動軸同心的方式設置的步驟。
75.如權利要求72至74中的任一項所述的方法，所述方法還包括使所述剪切裝置相對于漿料床大致豎向移動的步驟。
76.如權利要求72至75中的任一項所述的方法，所述方法還包括大致豎向往復運動的步驟。
77.如權利要求53至76中的任一項所述的方法，其中，所述第一軸線是所述罐的中心軸線。
78.如權利要求53至77中的任一項所述的方法，所述方法還包括將所述第一驅動軸連接于所述第二驅動軸的步驟。
79.如權利要求53至77中的任一項所述的方法，所述方法還包括設置第一驅動機構以驅動所述第一驅動軸旋轉的步驟。
80.如權利要求79所述的方法，所述方法還包括的步驟是設置與所述第一驅動機構相互獨立的第二驅動機構，以驅動所述第二驅動軸的運動。
81.如權利要求80所述的方法，所述方法還包括將所述第二驅動機構設置于所述罐的外緣處的步驟。
82.如權利要求80所述的方法，所述方法還包括的步驟是以與所述第二驅動軸同軸的方式設置所述第二驅動機構，用于使所述剪切裝置移動。
83.如權利要求50至83中的任一項所述的方法，所述方法還包括的步驟是針對供給到罐中的供給物料的通量和/或一個或多個操作參數來控制一個或多個剪切參數，從而將最佳剪切以可控的方式施加至通過罐的一區域的漿料。
84.如權利要求85所述的方法，其中，所述剪切參數選自基本上由所述剪切裝置的速度、所述剪切裝置的形狀和剪切區域的深度構成的組。
85.如權利要求85或86所述的方法，其中，所述操作參數選自基本上由漿料組分、漿料顆粒大小、罐中的漿料流速、漿料屈服應力、漿料粘度、底流比重、按重量百分比計的底流重量、以及將絮凝劑添加至供給物料中的速率構成的組。
86.如權利要求85至87中的任一項所述的方法，所述方法還包括響應于所述操作參數中的一個或多個和/或所述通量的變化來調整所述剪切參數中的一個或多個的步驟。
87.如權利要求50至88中的任一項所述的方法，所述方法還包括的步驟是移動所述剪切裝置，以使所述剪切裝置橫跨網狀漿料層上部區域中的擾動區大致均勻地施加剪切，從而在預定時間段內使所述擾動區中的網狀漿料破壞，其中，該網狀漿料層由朝罐的底部沉降的漿料凝聚體形成。
88.如權利要求89所述的方法，所述方法還包括在所述預定時間段內橫跨所述擾動區大致均勻地施加剪切的步驟。
89.如權利要求89或90所述的方法，其中，所述預定時間段大致對應于網狀漿料通過所述擾動區的時間。
90.如權利要求89至91中的任一項所述的方法，所述方法還包括的步驟是使得所述剪切裝置至少部分地在所述擾動區內移動，從而在所述預定時間段內將大致均勻的累積剪切施加至所述擾動區中的網狀漿料。
91.如權利要求89至92中的任一項所述的方法，所述方法還包括的步驟是沿所述剪切裝置的至少一個臂將兩個或更多個剪切元件間隔開，以在剪切元件之間限定相應的間隔， 從而所述剪切裝置沿與所述至少一個臂平行或重合的線而將大致均勻的平均剪切施加至在至少兩個間隔中的網狀漿料。
92.如權利要求89至93中的任一項所述的方法，所述方法還包括的步驟是使所述剪切裝置至少部分地在所述擾動區內移動，以在所述預定時間段內將大致均勻次數的剪切事件
93.如權利要求89至92中的任一項所述的方法，所述方法還包括的步驟是沿所述剪切裝置的至少一個臂將兩個或更多個剪切元件間隔開，以在剪切元件之間限定相應的間隔， 從而所述剪切裝置沿與所述至少一個臂平行或重合的線而將大致均勻的平均剪切施加至在至少兩個間隔中的網狀漿料。
94.如權利要求89至93中的任一項所述的方法，所述方法還包括的步驟是使所述剪切裝置至少部分地在所述擾動區內移動，以在所述預定時間段內將大致均勻次數的剪切事件施加至所述擾動區中的網狀漿料。
95.如權利要求50至94中的任一項所述的方法，所述方法還包括的步驟是為所述剪切裝置設置至少兩個被支承成在所述擾動區內運動的剪切臂和多個剪切元件，并且將剪切施加至網狀漿料。
96.
97.如權利要求50至94中的任一項所述的方法，所述方法還包括的步驟是為所述剪切裝置設置至少一個局部平坦的板，所述板具有多個開口。
98.如權利要求50至94中的任一項所述的方法，所述方法還包括的步驟是為所述剪切裝置設置至少一個局部平坦的板，所述板具有多個開口。
99.如權利要求50至94中的任一項所述的方法，所述方法還包括為所述剪切裝置設置多個呈圖案設置的剪切元件的步驟。
100.如權利要求50至99中的任一項所述的方法，所述方法還包括設置多個所述剪切裝置的步驟。
全文摘要
本發明提供一種分離裝置(20)，用于將漿料從供給物料中分離出來，該分離裝置包括用于接收供給物料的罐(1)、安裝成在罐(1)內旋轉以使漿料朝罐的出口(22)移動的耙組件(21)和用于剪切罐(1)內的漿料的剪切裝置(23)，該剪切裝置(23)安裝成以與耙組件(21)相互獨立的方式運動。本發明還提供了一種用于減少分離裝置(20)中結餅的方法。
文檔編號B01D21/06GK102196845SQ200980142141
公開日2011年9月21日 申請日期2009年9月16日 優先權日2008年9月17日
發明者I·阿巴斯諾特, J·V·貝爾克, R·特里格拉夫卡寧 申請人:奧圖泰有限公司