專利名稱：除砂系統的制作方法
除砂系統相關申請的引用根據35 U.S.C.119(e)，本申請要求2010年7月16日提交的美國臨時申請第61/364，861號的申請日的權益，其包括說明書和附圖的全部內容以引用方式合并于此。
背景技術：
通常需要定期清洗許多槽系統底部的沉積固體(例如“砂礫”)，否則，這種沉積固體的聚集將最終損害槽操作。清洗過程可能相當不便，且可能需要首先排除槽系統中的所有液體(和/或氣體)，因此需要停止槽操作。這對于以連續方式或半連續方式操作的槽系統而目是特別不便和昂貴的。例如，在厭氧消化器槽中，通常有著大量的趨于沉積在槽底的不可消化的固體(包括巖石、石頭、砂、金屬物體、或其他不可消化的有機或無機外來物)。這種固體的尺寸從細小的砂粒變化至幾英寸的物體。這種沉積固體的數量和類型部分地取決于有機廢物的來源。然而，不管這種固體的類型和數量，在這種聚集最終影響槽和/或加工操作之前，需要定期清洗槽底固體的聚集。清洗槽底的沉積固體通常需要使厭氧消化器槽停工、排出槽中的所有液體和(有害和/或毒性)氣體內容物，然后才能接近并排除槽底的沉積固體。此外，完成清洗過程之后，重啟厭氧消化器以達到最高性能需要額外的滯后時間。因此，整個清洗過程通常需要數周的槽停機時間，導致重大的操作上和經濟上的不利。相同類型的問題也可能存在于生物反應器及其他槽系統中。
發明內容
本文描述的發明提供用于有效排除在槽(例如厭氧消化器槽)底沉積的固體的系統和方法，優選以連續方式，優選無需使槽停工，或不會負面影響槽的正常操作，或在一些情況下不需要延長清洗槽的時間間隔。因此，在一方面，本發明提供用于排除在包含固體-液體混合物的槽的底部沉積的固體的固體排除系統，所述系統包括:(a)位于槽底的凹池，用于接收所述固體；和(b)在凹池內具有開口的豎管和控制固體通過所述開口排放的排放機構；其中所述豎管設計成僅僅槽的內部壓強就足以允許所述固體通過所述豎管排放。在某些實施方式中，豎管的高度為至少約25英尺、30英尺、40英尺、45英尺、或50英尺。在某些實施方式中，豎管設計成以至少約10ps1、15ps1、20ps1、25psi或更高的槽
內壓強操作。在某些實施方式中，槽是加壓的。在某些實施方式中,槽處于大氣壓中。在某些實施方式中，豎管通過近端管與凹池內的開口連接，并通過遠端管與用于接收固體的排放槽連接。
在某些實施方式中，所述排放機構包括:(a)近端管上的第一閥，其控制從所述開口至所述豎管的流動；和(b)遠端管上的第二閥，其控制從所述豎管至所述排放槽的流動。在某些實施方式中，將所述第一閥和第二閥設計成不同時打開。在某些實施方式中，所述第一閥和第二閥中的至少一個是自動化的。在某些實施方式中，所述排放槽包括用于控制所述第二閥的開度的高-低水平控制裝置，使得將所述第二閥設計成當排放槽的內容物為預定體積或高于預定體積時不打開。在某些實施方式中，所述排放機構包括第三閥，用于阻止從開口向豎管的流動或控制從開口向豎管流動的水平。在某些實施方式中，所述豎管的頂部還包括用于使過量內容物返回所述槽的回流管。在某些實施方式中，所述系統還包括沉積固體移動系統，其構成為使在槽底沉積的固體向凹池移動。在某些實施方式中，所述沉積固體移動系統包括:(a)齒條，作為齒條和齒輪組件的一部分，其圍繞槽的內周設置；(b)中央樞軸，其基本上垂直且基本上中央地設置在槽內；(c)桿狀物，其構成為圍繞中央樞軸旋轉，所述桿狀物包括構成為使在槽底沉積的固體向凹池移動的固體移動機構，以及所述桿狀物:(I)在近端可旋轉地連接到所述中央樞軸，和(2)在遠端接合至齒條和齒輪組件的齒輪，(d)動力源(例如液壓馬達)，構成為驅動齒輪沿著齒條移動。在某些實施方式中，當固體-液體懸浮液充滿所述槽時，浸沒所述齒條和齒輪組件。在某些實施方式中，所述齒條的齒狀物向下以接合齒輪。在某些實施方式中，所述齒條固定在槽底上，或固定在槽壁上。在某些實施方式中，所述桿狀物是中空的。在某些實施方式中，所述固體-移動機構包括多個刮刀，各自以不垂直于所述桿狀物的軸線的角度布置。在某些實施方式中，所有刮刀彼此平行。在某些實施方式中，多個刮刀的至少兩個彼此不平行。在某些實施方式中，各刮刀的角度是可單獨調節的。在某些實施方式中，所述固體-移動機構包括位于桿狀物遠端的刮杯，其中設置為當桿狀物的遠端經過所述凹池時，將截留在刮杯中的固體落入所述凹池。在某些實施方式中，所述桿狀物的長度大于20、30、40、50、或60英尺。在某些實施方式中，將所述動力源構成為驅動齒輪沿著齒條以任何方向移動。在某些實施方式中，所述中央樞軸包括多端口液壓轉環以提供扭矩。在某些實施方式中，沉積固體移動系統包括兩個或更多個桿狀物。在某些實施方式中，槽底是平坦的或基本上是平坦的。在某些實施方式中，槽底不是平坦的，例如圓錐形或具有升高的中心的反向圓錐形。在某些實施方式中，所述系統還包括凹池中的水流噴嘴以有助于將凹池中的固體沖洗通過豎管。在某些實施方式中，所述系統包括兩個或更多個凹池。在某些實施方式中，所述槽是厭氧消化器槽，且所述固體-液體混合物是經過厭氧消化的有機廢物。在某些實施方式中，所述系統構成為在活性厭氧消化期間操作并排除在槽底沉積的固體。在某些實施方式中，在槽底沉積的固體包括巖石、石頭、金屬、及其他不進行厭氧消化的無機材料。在某些實施方式中，當正在攪拌槽中的固體-液體懸浮液時，系統操作。在某些實施方式中，所述豎管構成為在固體-液體懸浮液的壓強下促進沉積固體的初始排放，并構成為當豎管中的液面接近槽內固體-液體懸浮液液面時阻止過量排放。在某些實施方式中，沉積固體的排放不借助于任何動力源(例如，泵)。在某些實施方式中，所述豎管連接至用于接收從所述槽排除的固體的排放槽。在某些實施方式中，所述排放槽包括攪拌機構。在某些實施方式中，所述排放槽構成為使液體和/或氣體返回所述槽。在某些實施方式中，經由螺旋輸送機將排放槽中的沉積固體排放。本發明的另一方面提供用于排除在包含固體-液體混合物的槽的底部沉積的固體的方法，所述方法包括:(a)將固體收集在位于槽底的凹池中；和(b)通過豎管的開口排放凹池中的固體，所述開口位于凹池內，且所述開口的打開和關閉由排放機構控制；其中所述豎管設計成僅槽的內部壓強即足以允許所述固體通過所述豎管排放。在某些實施方式中，所述排放機構包括:(a)近端管上的第一閥，其控制從所述開口至所述豎管的流動；和(b)遠端管上的第二閥，其控制從所述豎管至所述排放槽的流動；其中所述第一閥和第二閥設計成不同時打開。在某些實施方式中，步驟(b)通過以下步驟實現:(I)打開第一閥以允許槽內液體壓強將凹池中的固體沖到豎管；(2)使第一閥關閉并打開第二閥以允許豎管內的壓強將豎管內的固體沖到排放槽。 在某些實施方式中，采用設置成使在槽底沉積的固體向凹池移動的沉積固體移動系統，將所述固體收集在凹池中。盡管本文實施方式的特征可以分別描述，但當適用時或非明確禁止時，可預期本文描述的任何實施方式，包括在本發明的不同方面(例如使用方法和系統)中描述的那些，可與任何一個或多個其他實施方式組合。
圖1是闡明本發明的代表性實施方式的示意圖(不一定按比例)。部分顯示的是消化器槽壁I的剖視圖。在消化器槽的底和接近于槽周邊處，是排放出口或“凹池”2，用于接收由固體排除系統(未顯示)刮到凹池中的沉積固體。水平管3與凹池2連接。沿著管3是第一閥4和第二閥5，后面是豎管6和第三閥8。管3延伸至排放槽(未顯示)。所示的豎管6具有任選的回流管7，其返回具有槽頂的槽壁I。附圖中所有實際尺寸僅用于說明性目的，而不意欲限制。
具體實施例方式本發明的一個顯著特點是利用槽的內部壓強連同豎管，用于通過固體排除系統定期去除在槽底沉積的固體。如本文所使用的，“槽的內部壓強”是指豎管對槽開口的點處的壓強差。根據槽的設計，其可以包括組合的液壓頭壓強(由槽內任何液體產生的)和槽內液體頂部的壓強(如果有的話)，減去豎管內任何組合的壓強(液體和/或氣體)。例如，所述槽可以是敞口槽，且豎管連接的敞口槽底的累積壓強等于大氣壓和槽的液體壓強的組合。所述槽也可以是氣體壓強(例如由槽的頂部空間中的氣體產生的壓強)下的密封槽，且加壓槽底的累積壓強等于頂部空間中的氣體壓強加上槽的液體壓強的組合。在例示性的非限制性實施方式中，槽，例如具有平底的槽，構造成具有一個或多個用于收集槽內沉積固體的凹池。這種凹池優選(但非必須)位于槽的周邊，這樣槽內的沉積固體移動系統可用于將沉積固體刮到凹池(例如刮到位于槽周邊的凹池)中。優選位于槽外部的豎管通常經由近端管和凹池內的開口連接至凹池。所述豎管也可以通過遠端管連接至排放槽。近端管上的第一閥控制從凹池至豎管的流動，而遠端管上的第二閥控制從豎管至排放槽的流動。在其他實施方式中，具有其他形狀的底部、包括圓錐形或反向圓錐形(例如具有升高的中心)底部的槽是在本發明范圍內。在一個典型的操作循環中，使所述第一閥打開(同時使第二閥關閉)，這樣槽的內部液壓頭和/或氣體壓強促使凹池內的任何沉積固體通過近端管進入(基本上)空的豎管。部分地由于大的壓強差，在沖刷循環開始時實現非常高的流速，這樣沉積固體(例如砂和砂礫)迅速從凹池中移走。然而，隨著豎管中的液面升高，流速逐漸下降。這允許將沉積固體迅速排除到豎管中并將固體置于懸浮液中。隨著流速下降并最終停止，豎管中的懸浮固體將開始再次沉積。在預定時間段(例如幾分鐘)后，將第二閥打開(同時使第一閥關閉)，這樣使得豎管中的固體迅速重新懸浮并在豎管內的高(液體)壓強下沖到排放槽中。隨著向排放槽的流速逐漸降低，豎管中的液面將減低，使其為下次沖刷循環做好準備。可以調節閥打開的正時和持續時間，且可以預先選擇近端管和遠端管的直徑，用于不同的用途、不同的固體類型、重量和平均尺寸等。因此，在一方面，本發明提供用于排除在包含固體-液體混合物的槽的底部沉積的固體的固體排除系統，所述系統包括:(a)凹池，其位于槽底，優選靠近槽的內周邊區，用于接收所述沉積固體；和(b)豎管，具有凹池內的開口和控制固體通過開口排放的排放機構；其中所述豎管設計成僅槽的內部壓強即足以允許所述固體通過所述豎管排放。如本文所使用，“固體”包括任何可能妨礙槽的操作，并需要至少定期從槽中去除的不希望的物體。根據槽的具體操作方式和槽內內容物的性質，所述固體可以具有大的尺寸和重量范圍。例如，如果所述槽是用于厭氧消化肥料或其他有機廢物材料的厭氧消化器，則所述固體可以包括不可消化材料，如砂、石、沙礫、金屬或塑料片、骨、或可發現與從開圈飼育場、下水道廢物或屠宰場中收集的肥料混合的其他無機外來物。在某些實施方式中，最大的固體能夠通過大致圓形的、直徑不超過約15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、或Icm的開口。在某些實施方式中，平均尺寸的固體能夠通過大致圓形的、直徑不超過約15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、或 Icm 的開口。如本文所使用的，“固體-液體混合物”是指具有不溶解的固體和液體兩者的混合物。所述固體可以均勻或不均勻地分布在液相中。例如，所述固體可以漂浮在液體的頂部，例如，作為聚集體，且可以在一段時間之后和/或聚集體破壞之后，最終向著液體的底部沉積。或者，固體可以相對均勻地分布在液相內，并形成“固體-液體懸浮液”。固體-液體懸浮液的固體也可以最終向著液相的底部沉積。在其他情況中，由于混合物的相對不均勻性，聚集體和懸浮液兩者可能存在于同一混合物中。根據槽的具體用途和設計，所述凹池可以具有不同的尺寸、形狀和深度。例如，凹池可以是桶形的，在頂部具有較寬開口，并在底部逐漸變細至較小尺寸。所述凹池的頂部可以為數英寸到數英尺寬，優選與槽底齊平以促進收集凹池中的沉積固體。收集于其中的固體可通過凹池的壁或底上的開口排放到豎管。所述凹池優選(但不必須)位于或靠近槽底內周邊區。它可以，但不必須，靠近槽的豎直壁。如果槽中具有多于一個的凹池，則所有凹池不必相對于槽壁以類似關系配置。凹池中可以設置水流噴頭以有助于將凹池中的固體沖刷通過豎管。所述豎管優選位于槽外部，且可以通過相應的具有通向凹池的開口的近端管連接至一個或多個凹池。由于所述系統設計成可以僅基于槽的內部壓強來操作，所述豎管優選具有足夠的高度以容納從槽接收的內容物(例如固體-液體懸浮液)。優選地，沉積固體的排放不借助于任何動力源(例如泵)。在某些實施方式中，所述豎管的高度為至少約25英尺、30英尺、40英尺、45英尺、或50英尺。在某些實施方式中，將所述豎管設計成以至少約10ps1、15ps1、20ps1、25psi或更高的槽的內部壓強操作。可以歸因于槽內容物的槽底內部壓強(近端管開口連接至凹池處)(即表壓)與槽內的固體-液體混合物的高度和固體-液體混合物的平均密度成正比。所述豎管的頂部可以敞露于空氣，或可以連接到在槽內開口的回流管，用于使溢出物回流到槽中，優選是通過槽側部且靠近槽頂。在任一情況中，如有必要，豎管的頂部可通過閥密封。可基于預定的具體用途來調節豎管的尺寸或直徑。例如，對于厭氧消化器槽，豎管的直徑可以為約10-15英寸。通過排放機構控制從槽至豎管的流動(通過近端管)和從豎管至下游排放槽的流動(通過遠端管)。在優選的實施方式中，所述排放機構包括:(a)近端管上的第一閥，其控制從所述開口至所述豎管的流動；和(b)遠端管上的第二閥，其控制從所述豎管至所述排放槽的流動。在某些優選的實施方式中，將所述第一和第二閥設計成不同時打開，例如，當一個打開時，另一個不能打開，但可同時關閉兩者。這種設計可有助于防止槽內容物的意外排放。優選地，這種控制機構可以手動超控，這樣兩個閥可以同時打開。兩個閥中的一個或兩個可以是自動化的。例如，可以將近端管上的第一閥設置為在預定的時間間隔(例如每1、2、3小時等打開一次)打開，以及在預定的時間段后關閉或當進入豎管的流動停止或接近停止時自動關閉。可以將第二閥設置為在第一閥關閉后的預定時間打開，這樣豎管內的固體可具有在第二閥打開之前沉積的最佳時間。所述預定的時間段取決于許多因素，例如被排除的固體種類，它們在豎管中沉積所需時間等，且可基于具體用途來優化。
根據排放槽的內容物水平，也可以使第二閥自動化。例如，排放槽可以包括用于控制第二閥的開度的高-低水平控制裝置，這樣當排放槽的內容物為預定體積或高于預定體積時，第二閥不會意外打開，從而防止排放槽中的溢出。在某些實施方式中，所述排放機構還包括第三閥，用于阻止從凹池向豎管的流動或控制從凹池向豎管的流動水平。該第三閥可以位于近端管或凹池內，這樣如有必要，可以使從凹池向豎管的流動停止或變慢。優選地，所述第三閥是手動控制的。在某些實施方式中，所述固體排除系統還可以包括構成為使在槽底沉積的固體向凹池(例如位于槽周邊的那些凹池)移動的沉積固體移動系統。任何許多現有技術已知的沉積固體移動系統可以適于用于本主題的固體排除系統中。在代表性的實施方式中，所述沉積固體移動系統包括::(a)齒條，作為齒條和齒輪組件的一部分，其圍繞槽的內周邊設置；(b)中央樞軸，其基本上垂直且基本上中央地設置在槽內；(c)桿狀物，其構成為圍繞中央樞軸旋轉，所述桿狀物包括構成為使在槽底沉積的固體(例如，向槽周邊)移動的固體移動機構，所述桿狀物:(I)在近端可旋轉地連接到所述中央樞軸，和(2)在遠端接合至齒條和齒輪組件的齒輪，(d)動力源(例如液壓馬達)構成為驅動齒輪沿著齒條移動。齒條和齒輪組件是一對將旋轉運動轉化為線性運動的齒輪。圓形齒輪與扁條一齒條(其可以是彎曲的或圓形的，用于圍繞基本上圓形的槽的內周邊設置)上的齒狀物接合。當所述齒條保持靜止時，如在本設計中，施加于齒輪上的旋轉運動將使連接到齒輪的組件(例如，掃臂或桿狀物)相對于齒條移動。齒條和齒輪組件可以靠近槽的底部設置，這樣連接于桿狀物的掃刀可以有效地將沉積固體刮向凹池。所述齒條可以設置在槽壁上，或可以設置在固定于槽底的支撐系統上。通常，當浸于槽中的固體-液體混合物中時，薄斷面的齒條和齒輪組件是可操作的，和/或當正攪拌槽中的固體-液體混合物時，薄斷面的齒條和齒輪組件是可操作的。為了防止或減少固體沉積在齒條的靜止齒狀物上，從而妨礙齒條和齒輪齒狀物的接合，齒條上的齒狀物優選朝下，以最小化沉積固體在齒條齒狀物上的聚集。連接于一個或多個桿狀物的刮刀用于使沉積固體向凹池、例如槽周邊的那些凹池移動。一個或多個(例如，1、2、3、4個或更多個)桿狀物可用于該系統，各自連接于桿狀物近端處的中央樞軸上并圍繞中央樞軸旋轉。在遠端，桿狀物接合至齒條和齒輪組件的齒輪上，這樣通過齒條和齒輪組件產生的相對運動使得桿狀物圍繞中央樞軸(其基本上垂直且基本上中央地設置在槽內)旋轉。所述中央樞軸包括多端口液壓轉環以提供扭矩。動力源(例如液壓馬達)可用于驅動齒輪沿著齒條移動，優選以所需的任何方向。在某些實施方式中，潛水式馬達齒輪箱設備(例如，密封的電動機和齒輪箱)可用于驅動齒輪。優選地，用于所述設備的動力源可以貫穿中央樞軸處的潛水式轉環。在某些實施方式中，一個或多個桿狀物是中空的。在某些實施方式中，所述桿狀物的長度大于20、30、40、50、或60英尺。在某些實施方式中，每個桿狀物包括多個刮刀，每個刀以不垂直于桿狀物的軸線的角度布置。當桿狀物圍繞中央樞軸以圓周運動移動時，刮刀使沉積固體逐漸地向著凹池移動。例如，在優選(但非限制性)的實施方式中，所述角度可以設計成使沉積固體從更中央的位置向著周邊區域移動，并最終將沉積固體推到槽周邊處的凹池中。在某些實施方式中，所有的刮刀彼此平行。在其他實施方式中，多個刮刀中的至少兩個不彼此平行。后者實施方式可能在某些條件中更加有效，其中更中央地(近端)設置的刮刀可以面對來自較少量沉積固體的較少阻力，且更外圍(遠端)設置的刮刀可以面對來自較大量的積累固體的較多阻力。優選地，可以單獨或共同調節各個刮刀的角度。在某些實施方式中，為促進沉積固體更有效地落入凹池中，所述固體移動機構可以包括位于桿狀物遠端的刮杯，其中設置為當桿狀物的遠端經過所述凹池時，截留在刮杯中的固體落入所述凹池。在某些實施方式中，所述排放槽可以包括攪拌機構以阻止有機材料沉積在排放槽中。優選地，將所述排放槽設置成使液體和/或氣體返回所述槽。例如，所述排放槽可以是帶有頂部通氣口的密閉槽，這樣任何氣體(例如來自厭氧消化的甲烷和CO2)可以通過頂部開口返回所述槽。在某些實施方式中，排放槽中的沉積固體可以經由螺旋輸送機排放。所述螺旋輸送機可以是任何本領域已知的形式，且是可商購的。優選地，其選擇性地輸送固體而趨于留下液體，可以將所述液體收集并返回所述槽。本發明的另一方面提供用于排除在包含固體-液體混合物的槽的底部沉積的固體的方法，所述方法包括:(a)將固體收集在位于槽的底部(或靠近內周邊區)的凹池中；和(b)通過豎管的開口排放凹池中的固體，所述開口位于凹池內，且所述開口的打開和關閉通過排放機構控制；其中所述豎管設計成僅槽的內部壓強即足以允許所述固體通過所述豎管排放。在某些實施方式中，所述排放機構包括:(a)近端管上的第一閥，其控制從所述開口向所述豎管的流動；和(b)遠端管上的第二閥，其控制從所述豎管向所述排放槽的流動；其中設計成所述第一閥和第二閥不同時打開。在某些實施方式中，步驟(b)由以下步驟實現:(I)使第一閥打開以允許槽內部壓強將凹池中的固體沖刷到豎管；(2)使第一閥關閉并使第二閥打開以允許豎管內的壓強將豎管內的固體沖刷到排放槽。 在某些實施方式中，采用構成為使在槽底沉積的固體向凹池、例如位于槽周邊的那些凹池移動的沉積固體移動系統，將所述固體收集在凹池中。
權利要求
1.用于排除在包含固體-液體混合物的槽的底部沉積的固體的固體排除系統，所述系統包括: (a)位于槽底的凹池，其用于接收在包含固體-液體混合物的所述槽的底部沉積的所述固體；和 (b)豎管，其具有在凹池內的開口和控制所述固體通過所述開口排放的排放機構； 其中所述豎管設計成僅槽的內部壓強即足以允許通過所述豎管將所述固體排放。
2.權利要求1的固體排除系統，其中所述豎管的高度為至少約25英尺、30英尺、40英尺、45英尺、或50英尺。
3.權利要求1的固體 排除系統，其中所述豎管設計成以至少約10ps1、15ps1、20ps1、25psi或更高的槽的內部壓強操作。
4.權利要求1的固體排除系統，其中所述豎管通過近端管與凹池內的開口連接，并通過遠端管與用于接收固體的排放槽連接。
5.權利要求4的固體排除系統，其中所述排放機構包括: (a)近端管上的第一閥，其控制從所述開口向所述豎管的流動；和 (b)遠端管上的第二閥，其控制從所述豎管向所述排放槽的流動。
6.權利要求5的固體排除系統，其中將所述第一閥和所述第二閥設計成不同時打開。
7.權利要求5的固體排除系統，其中所述第一閥和所述第二閥中的至少一個是自動化的。
8.權利要求5的固體排除系統，其中所述排放槽包括用于控制所述第二閥的開度的高-低水平控制裝置，這樣將所述第二閥設計成當排放槽的內容物為預定體積或高于預定體積時不打開。
9.權利要求4的固體排除系統，其中所述排放機構包括第三閥，其用于阻止從所述開口向所述豎管的流動或控制從所述開口向所述豎管的流動水平。
10.權利要求1的固體排除系統，其中所述豎管的頂部還包括用于使過量內容物返回所述槽的回流管。
11.權利要求1的固體排除系統，還包括沉積固體移動系統，其構成為使在槽底沉積的固體向凹池移動。
12.權利要求11的固體排除系統，其中所述沉積固體移動系統包括: (a)齒條，作為齒條和齒輪組件的一部分，其圍繞槽的內周邊設置； (b)中央樞軸，其基本上垂直地且基本上中央地設置在槽內； (C)桿狀物，其構成為圍繞所述中央樞軸旋轉，所述桿狀物包括構成為使在槽底沉積的固體向凹池移動的固體移動機構，所述桿狀物: (1)在近端可旋轉地連接到所述中央樞軸，和 (2)在遠端接合至齒條和齒輪組件的齒輪， (d)動力源，例如液壓馬達，其構成為驅動齒輪沿著齒條移動。
13.權利要求12的固體排除系統，其中當所述固體-液體懸浮液充滿槽時，浸沒所述齒條和齒輪組件。
14.權利要求12的固體排除系統，其中所述齒條的齒狀物向下以接合齒輪。
15.權利要求12的固體排除系統，其中所述齒條固定在槽底上，或固定在槽壁上。
16.權利要求12的固體排除系統，其中所述桿狀物是中空的。
17.權利要求12的固體排除系統，其中所述固體移動機構包括多個刮刀，各自以不垂直于所述桿狀物的軸線的角度布置。
18.權利要求12的固體排除系統，其中所有刮刀彼此平行。
19.權利要求12的固體排除系統，其中多個刮刀的至少兩個彼此不平行。
20.權利要求12的固體排除系統，其中各刮刀的角度是可單獨調節的。
21.權利要求12的固體排除系統，其中所述固體移動機構包括在桿狀物遠端的刮杯，其中設置為當桿狀物的遠端經過所述凹池時，截留在刮杯中的固體落入所述凹池。
22.權利要求12的固體排除系統，其中所述桿狀物的長度大于20、30、40、50、或60英尺。
23.權利要求12的固體排除系統，其中所述動力源構成為驅動齒輪以使其沿著齒條以任何方向移動。
24.權利要求12的固體排除系統，其中所述中央樞軸包括多端口液壓轉環以提供扭矩。
25.權利要求12的固體排除系統，其中所述沉積固體移動系統包括兩個或更多個桿狀物。
26.權利要求1的固體排除系統，其中所述槽底是平坦的。
27.權利要求1的固體排除系統，還包括凹池中的水流噴頭以有助于將凹池中的固體沖刷通過豎管。
28.權利要求1的固體排除系統，包括兩個或更多個凹池。
29.權利要求1的固體排除系統，其中所述槽是厭氧消化器槽，且所述固體-液體混合物是經過厭氧消化的有機廢物。
30.權利要求29的固體排除系統，其構成為在活性厭氧消化期間操作并排除在槽底沉積的固體。
31.權利要求29的固體排除系統，其中在槽底沉積的所述固體包括巖石、石頭、金屬、及其他不進行厭氧消化的無機材料。
32.權利要求1的固體排除系統，當正在攪拌槽中的固體-液體懸浮液時，系統進行操作。
33.權利要求1的固體排除系統，其中所述豎管構成為在固體-液體懸浮液的壓強下促進沉積固體的初始排放，并構成為當豎管中的液面接近槽內固體-液體懸浮液的液面時防止過量排放。
34.權利要求33的固體排除系統，其中沉積固體的排放不借助于任何動力源，例如泵。
35.權利要求1的固體排除系統，其中所述豎管連接至排放槽，用于接收從所述槽中排除的固體。
36.權利要求35的固體排除系統，其中所述排放槽包括攪拌機構。
37.權利要求35的固體排除系統，其中所述排放槽構成為使液體和/或氣體返回所述槽。
38.權利要求35的固體排除系統，其中所述排放槽中的沉積固體經由螺旋輸送機排放。
39.用于排除在包含固體-液體混合物的槽的底部沉積的固體的方法，所述方法包括: (a)將固體收集在位于槽底的凹池中；和 (b)通過豎管的開口排放凹池中的固體，所述開口位于凹池內，且所述開口的打開和關閉由排放機構控制； 其中所述豎管設計成僅槽的內部壓強即足以允許通過所述豎管將所述固體排放。
40.權利要求39的方法，其中所述排放機構包括: (a)近端管上的第一閥，其控制從所述開口向所述豎管的流動；和 (b)遠端管上的第二閥，其控制從所述豎管向所述排放槽的流動； 其中將所述第一閥和所述第二閥設計成不同時打開。
41.權利要求40的方法，其中步驟(b)由以下步驟實現: (1)使第一閥打開以允許槽內液體壓強將凹池中的固體沖刷到豎管； (2)使第一閥關閉并使第二閥打開以允許豎管內的壓強將豎管內固體沖刷到排放槽。
42.權利要求39的方法，其中采用構成為使在槽底沉積的固體向凹池移動的沉積固體移動系統，將所述固體收集在凹 池中。
全文摘要
描述了用于需要排除沉積固體的槽(例如厭氧消化器槽)的除砂系統。所述系統特別適用于優選具有平底的大槽，且當其浸沒于液體時能良好工作。尤其是，周邊驅動的齒條和齒輪機構驅動桿狀物圍繞中央樞軸旋轉，并將沉積固體刮向槽周邊，在槽周邊處所述固體落入槽底上的凹池中。當通過閥打開時，凹池中的排放開口用于通過豎管將固體沖刷出至沉積槽，用于最終脫水和固體處理。所述系統與連續槽操作相容，并用于需要定期排除沉淀物的攪拌槽。
文檔編號B01D21/24GK103118757SQ201180039826
公開日2013年5月22日 申請日期2011年7月15日 優先權日2010年7月16日
發明者P·科特爾科, M·科特爾科, G·卡拉加尼斯, G·福斯特 申請人:海瑪沼氣公司