[发明专利]机械分离装置

说明书

本公开涉及用于机械分离器的旋转工具，该工具可以可选地包括：具有纵向轴线的中心轴；多个纵向桨板，多个纵向桨板联接至轴，多个桨板中的至少一个桨板具有内边缘并且相对于纵向轴线径向对准，其中，至少一个桨板具有沿着纵向轴线的长形范围，并且具有沿着长形范围的相反的侧向侧部；以及凸缘，凸缘在径向横截面中呈三角形形状，凸缘附接到至少一个桨板的内边缘，并且凸缘具有在至少一个桨板的径向内部的顶点。本申请的其他示例包括具有多个工具和机械分离器的旋转工具，该机械分离器具有被升高或降低的能力以改变浆料在机械分离器内的停留时间。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年6月10日提交的标题为“Mechanical Separation Device(机械分离装置)”的序号为62/682,966的美国临时申请的优先权的权益，该临时申请的全部内容通过参引并入本文中。

技术领域

本公开的主题涉及一种机械分离装置，该机械分离装置用于分离处理流中的组分。特别地，该主题涉及对机械分离装置的设计改进，以便以更高效的方式更有效地从处理流中分离固体，从而基于该设计改进提高设备的寿命，并且提高设备的总体效率。

背景技术

广泛的工业应用要求材料通过例如利用液体介质的某些类型的过滤处理被分离成若干组分。一经过滤，经分离的组分以及/或剩余的固体材料和液体介质可以被进一步处理，以产生一种或更多种期望的产品。例如，由粮食生产酒精的各种方法可能需要将粮食的纤维组分与粮食的淀粉和/或其他组分分离。

存在两种已知的用于生产乙醇的谷物加工方法：谷物湿碾磨和干磨碾磨。谷物湿碾磨例如将谷物中的纤维与淀粉分离，随后使用淀粉生产乙醇，该乙醇可以用于汽车或其他机动车辆的燃料。干磨碾磨例如也将处理流中的纤维或不可溶的固体(也称为“湿滤饼”)与液体分离，比如将“酒精废液(thin stillage)”与通过蒸馏生产的残余物即“酒糟(wholestillage)”分离。该纤维可以随后用于生产用于动物饲料的酒糟粮食，比如用于牛、猪或鸡的饲料。

在谷物碾磨处理中，玉米原料与水混合以形成具有相对高百分比(例如，60％或更高)的水的浆料。该过程可以将纤维与浆料分离，浆料除了水之外还包含例如玉米的淀粉和其他组分，并且浆料被进一步处理以产生乙醇。用于分离的常规装置可以包括压力筛网装置、重力筛网装置、离心机和其他分离型装置。

压力筛网装置在“压力”下将较大的颗粒从处理流中分离出来。例如，压力筛网装置可以使用旋转螺杆，以在相对低的流体压力下将浆料引导成流动穿过静态筛网。筛网包括开口，该开口定尺寸成足以允许水、淀粉和比开口小的任何其他组分流动穿过筛网，同时防止纤维流动穿过，因此基本上将纤维从浆料中过滤出。然而，压力筛网装置存在因限制流量并且要求浓的流入物(进入流)是有效的而引起的效率问题。液体具有高固体含量。

重力筛网装置引导处理流在重力作用下穿过静态筛网。分离效率基于筛网开口尺寸而产生，以防止大尺寸颗粒穿过筛网开口。然而，重力筛网装置具有效率问题，因为重力筛网需要在筛网上停留长的时间以使分离效率最大。重力筛网装置还需要各组分在比重方面存在差异。固体具有高水分含量。

离心机可以用于分离和回收各种组分。然而，离心机可能不能完全分离组分，因为分离是基于密度差异，这可能不足以将一些处理流中的固体与液体充分地分离。离心机的购买和操作也是昂贵的，可能需要频繁的维护和维修，并且可能需要用以操作和维护的较高的技能。而且，从离心机输出的固体可能具有高水分含量，这会增加操作成本以将固体运输至下游并且在下游对固体进行干燥。此外，离心机可以从使用离心机的设备产生排放物。

其他分离装置包括楔形丝网筛或过滤器以分离组分。然而，组分可能会堵或堵塞在楔形丝网筛中被。此外，楔形丝网筛可能会因正被过滤的固体而产生过早磨损和/或磨耗，并且被公知的是相对容易破裂。楔形丝网筛的这些问题会由于设备需要更换楔形丝网筛而产生停机时间，以及产生增加的操作成本。此外，楔形丝网筛通常不能很好地去除扁平形状的颗粒并且是昂贵的。