模块化的螺旋分离器元件 |
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| 申请号 | CN201080049890.5 | 申请日 | 2010-11-03 | 公开(公告)号 | CN102695562B | 公开(公告)日 | 2015-09-23 |
| 申请人 | 矿物技术私人有限公司; | 发明人 | G·库克; M·帕尔默; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种螺旋分离器模 块 （3.010），该螺旋分离器模块包括具有上游边缘和下游边缘的至少一个溜槽部段（4.012），每个溜槽部段（4.012）适于与第二螺旋分离器模块的至少一个其它的对应溜槽部段（4.012）交界，以形成螺旋溜槽的连续部分。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种螺旋分离器模块，所述螺旋分离器模块包括形成多个螺旋溜槽的对应部分的多个溜槽部段，所述模块适于与另一模块组装以形成多头螺旋分离器的多个螺旋溜槽，所述模块还包括外环状部段。 |
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| 说明书全文 | 模块化的螺旋分离器元件技术领域[0001] 本发明涉及一种螺旋分离器和螺旋分离器模块的设计、制造、组装和测试。 背景技术[0002] 螺旋分离器用于通过设置下降的螺旋溜槽来分离矿石，矿石灰泥沿该螺旋溜槽向下流。螺旋分离器可以看作为螺旋溜槽。笔直的溜槽千年来已用于从泥浆中回收高密度矿石，最有名的是金。记录显示在19世纪末已发明螺旋分离器，例如参见US629595。当泥浆沿螺旋溜槽向下流动时，它受离心力和重力。较重的矿石(高密度颗粒)朝槽的内部积聚，而较轻的矿石(低密度颗粒)倾向于朝槽的外部。 [0003] 一般来说，有来自螺旋分离器的三种类型的产出流，且这些是普遍所称的精矿、尾矿和中矿。 [0004] 当较重的矿石颗粒朝螺旋的中心积聚时，它们形成经常被称为富含重矿石的“精矿带”。 [0005] 螺旋分离器组件可构成单个或多个螺旋溜槽。具有多个溜槽的那些螺旋分离器在采矿工业中被称为“多头螺旋”。普通的工业命名法包括术语：单头、双头、三头和四头，从而描述具有各种数目的螺旋溜槽的螺旋组件。 [0006] 传统的螺旋一般布置在堤内，且泥浆从安装在堤上的分配器经由软管、管子和适配件供料到各个螺旋溜槽。 [0008] 在多头螺旋上，多个溜槽相互盘绕在公共轴线上，以增大对于给定空间的供料能力。例如，三头螺旋在占据几乎相同的体积空间的同时可处理单头螺旋的3倍的给料。 [0009] 在传统的螺旋组件上很少有多于四头，这主要是因为制造和组装的困难。 [0011] 螺旋一般通过首先形成完整的各单独溜槽来组装。然后，各溜槽在多头螺旋的情况下盘绕在一起并固定到该柱。装配诸如给料盒、产物分流器、产物盒和再浆机之类的其它部件来完成组装。 [0012] 本发明提供一种设计、制造、组装和测试螺旋分离器的替代的手段。 发明内容[0013] 根据本发明一实施例，设置有呈螺旋的部段形式的螺旋分离器模块。 [0014] 根据本发明一实施例，设置有包括形成螺旋溜槽的一部分的溜槽部段的螺旋分离器模块，溜槽部段适于与一个或多个溜槽部段组装以形成螺旋溜槽。 [0015] 模块可包括适于与相邻模块连接的附连装置。 [0016] 模块可包括适于促进从两个或更多个模块组装螺旋溜槽的组装部分。 [0017] 溜槽部段可从溜槽的内边缘延伸到溜槽的外边缘。 [0018] 本发明的实施例设置一种螺旋分离器模块，其包括具有上游边缘和下游边缘的至少一个溜槽部段，每个溜槽部段适于与第二螺旋分离器模块的至少一个另一对应的溜槽部段交界，以形成螺旋溜槽的连续部分。 [0019] 模块可包括中心管的部段。 [0020] 管子可以是圆筒形的。 [0021] 模块可包括周缘环状部段。 [0022] 模块可包括大体圆柱形的外周壁。 [0023] 模块可包括适于符合中心支承件的内周界。 [0024] 内周界可包括内支承部段。 [0025] 内支承件可以是管状的。 [0026] 内支承件可以是圆柱形的。 [0027] 许多头元件可连续地组装以形成模块。 [0028] 各部段可以是相同的。 [0029] 根据本发明的第二实施例，设置有包括两个或更多个轴向分隔开的部段的多头元件，每个部段是对应的螺旋表面的一部分。 [0030] 每个溜槽部段的下游边缘可适于与第二模块的溜槽部段的上游边缘重叠。 [0031] 模块的构造可对应于通过溜槽的成对的平行平面之间的内含物。 [0032] 这些平面可以横向于溜槽的轴线。 [0033] 模块的构造可对应于通过溜槽的成对的相交平面的相交部之间的内含物。 [0034] 平面可以与溜槽的轴线平行或共面。 [0035] 本发明一实施例设置各模块的组件，其中，各模块基本上相同。 [0036] 在另一实施例中，本发明可设置各模块的组件，其中，至少一个模块具有不同的溜槽轮廓。 [0037] 在模块的组件中，至少一个模块可具有不同的螺距。 [0038] 在模块的组件中，至少一个模块具有不同的溜槽角度。 [0039] 本发明一实施例设置较薄的横截面元件，它们呈大体盘状。 [0040] 模块可设置用于螺旋组件的构造块。 [0041] 模块可设置功能性多头螺旋部段。 [0042] 本发明的另一实施例设置垂直的模块。 [0043] 垂直的模块可以呈圆柱体的径向部段的形式。 [0044] 当元件组装成圆形阵列时，它们将形成功能性单头或多头螺旋。 [0046] 垂直和水平的模块可包括邻接表面上的连接特征，以有助于在组装螺旋分离器的过程中使模块彼此对准、固定和紧固。 [0047] 在某些实施例中，模块可“卡”到一起，而不一定需要粘结剂。 [0049] 在一些实施例中，螺旋可具有沿它们的长度向下变化的轮廓。 [0050] 螺旋的螺距可设计到基本元件中。 [0051] 基本元件的设计变化可用于针对不同任务来定制螺旋组件。 [0052] 添加或减少元件还可在更“宏观”的水平上来定制螺旋组件。 [0053] 对于较难的分离任务，附加的元件可增加绕圈数，由此增加供料在螺旋上的驻留时间，由此增大分离效率。 [0054] 对于不太困难的分离，较少的元件可在不需要它们之处用于减少绕圈数，并因此节省空间。 [0055] 在一些实施例中，多个盘状物可装配到一起以形成预组装件，其可例如构成六圈螺旋的一或两圈。 [0056] 具有不同特征(轮廓、螺距、倾角)的预组装件可互换以对于给定应用场合定制螺旋设计。 [0057] 具有预定特征的各个盘状物或各个预组装件或模块可进行彩色编码以有助于定制整个组件。 [0058] 本发明的实施例提供适于使每个多头螺旋组件或模块堆紧密联接的副分配器，以使来自主分配器的单个供料软管可用于向包含在一个组件内的所有头供料。 [0059] 紧密联接的分配器通过减小软管、管子和相关联的适配件来节约高度和空间。 [0060] 副分配器可以是附加于元件“堆”的模块化部件并可具有用于简单连接/组装的交界表面特征。 [0061] 产物流(精矿、中矿和尾矿)的分流和收集还可用紧密联接至分离级段的底部的模块化单元来实现。 [0062] 在一个实施例中，模块可由弹力或弹性材料制成。螺旋表面的轮廓可通过相对于组件的外壁将向下或向上的压力施加于组件的中心上来控制。这有效地改变螺旋表面的内边缘和外边缘的“相位”或相对起始点。压力的量和所产生的变形量还可用于控制“分流”成精矿、中矿和尾矿的材料量。 [0063] 在一实施例中，转动管子可向下插到螺旋组件的中心并用作精矿分流器。 [0064] 螺旋轮廓可设计成精矿带在各种位置处推抵中心，或替代地，沿整个长度或长度的一部分向下。 [0065] 元件可设计成在组件内的某些位置有端口，如允许则精矿将流过这些端口。 [0066] 转动管子可具有在给定位置与螺旋组件端口对准并在另一位置不对准的匹配端口。 [0067] 转动位置的调节将管理精矿的“切断”。即，产出精矿的材料量可通过“分流器”管子的转动位置来控制。 [0068] 在一个实施例中，螺旋组件(由堆叠在一起的基本盘状物构成)将形成没有开口的满圆柱体。在此情况下，所有头都被封闭起来。 [0069] 模块或由模块构成的螺旋分离器可由如下之一制成：透明材料；半透明材料；透明材料的复合物；半透明材料的复合物；半透明和透明材料的复合物。 [0070] 在另一实施例中，可实际上省去螺旋路径中的一个连同其对应的侧壁部段，从而留出可观察到各头中的一个的动作的螺旋开口。 [0071] 在具有较少头(即，一个、两个或三个头)的另一实施例中，所有的头都可开口以作观察。 [0072] 在本发明的实施例中，多头组件中的所有螺旋头都位于相同高度并终止于相同高度。 [0073] 所有的排出边缘可位于一个平面内。 [0074] 转动的分流器可装配到具有也位于同一平面内的上边缘的底部。 [0075] 具有径向、带叶片的通道的转动的分流器可装配到底部。 [0076] 转动的分流器的叶片轮廓可成形为利用各头的弯曲的排出边缘的轮廓，以能受控地、可调节地提取精矿或中矿。 [0077] 分流装置的计划形状可以是星状的，且臂的各侧是弯曲的。 [0078] 通过采用各单独的分离级段的垂直集成，来自上一级段的精矿流可指向位于下一水平上的级段的一个或多个单独的头，而尾矿或中矿可分开地指向位于同一水平上的其它剩余的头。这可在紧凑的空间内由包含在模块化的分配器中的“星状分流器”的组合完成。 [0079] 设计和制造螺旋分离器的这种方法可应用于任何直径的螺旋。然而，特定的优点随着减小直径的螺旋而出现，这是因为较小的规模允许在给定高度下更大的绕圈数。这导致在减小的高度下产生单个分离级段。通过垂直地集成更大数目的分离级段，可以在单次下降中以及因此在单个泵送级段中实现最终产物，而无须设备过度地高。这可大幅简化螺旋分离设备并大幅减少与中间泵送相关联的操作和资本成本。电网、仪器和控制系统的减少将是另一益处。 [0080] 所得的设备覆盖区域的减少还将减少与建造、支承结构和接近方式相关联的成本。 [0081] 在传统的螺旋制造中，一旦制成溜槽，溜槽的轮廓和螺距被固定并且不能容易地作改变。本发明的替代的实施例涉及非常薄的基本盘状物。非常薄的元件可表示一圈的一小部分；即，百分之一或千分之一。当垂直地堆叠时，泥浆将沿由非常小的台阶构成的螺旋路径向下流动。从每个盘状物到下一个的转动“偏移”的量表示螺距。通过允许非常薄的盘状物能够相对于彼此可转动地滑动，可形成具有可调螺距的螺旋组件。不仅可调节总螺距，还可在局部区域内进行螺距变化，以适应于期望的泥浆速度/性能。这对于在性能参数可根据螺距来测量的研究和开发努力来说是较大的优点。不同螺距的作用可使用单个测试单元来比较，而不必制造和测试多个单元。 [0083] 现将参照附图仅以示例的方式描述本发明的一个或多个实施例，附图中： [0084] 图1是螺旋分离器的示意图； [0085] 图2是通过螺旋分离器溜槽的边缘来追踪的内螺旋线和外螺旋线的图； [0086] 图3是具有叠置于其上的水平网格的螺旋分离器的示意图； [0087] 图4是根据本发明一实施例的螺旋分离器的模块的示意图； [0088] 图5是具有以虚线外廓示出的外周界的图4的模块的侧视图； [0089] 图6和7是如图4中所示的模块的平面图； [0090] 图8示出在叠置时图6和7的模块； [0091] 图8示出圆柱形的模块堆； [0092] 图9示出形成单头螺旋组件的单圈部段的6个模块的堆叠； [0093] 图10示意性地示出本发明的另一实施例的原理，其中，溜槽部段分成径向楔状物； [0094] 图11A和B示意性地示出根据本发明一实施例的多头螺旋结构的楔形模块； [0095] 图12示出根据本发明一实施例的多头模块； [0096] 图13示出模块由非常薄的部段构成的本发明一实施例； [0097] 图14示出使用非常薄的元件的设计，其中从一个元件到另一个的转动偏移量是可调的并表示螺距； [0098] 图15示出根据本发明一实施例的螺旋分离器结构； [0099] 图16和17示出适于连接到根据本发明一实施例的螺旋分离器的底部的分流器结构； [0100] 图18示出多头模块堆，这些模块设有根据本发明一实施例的观察开口； [0101] 图19示出根据本发明一实施例的一系列分离器； [0102] 图20是两头模块的平面图； [0103] 图21是图20的模块的局部X射线图； [0104] 图22是图21的线型图； [0105] 图23是图22的模块的视图，其中轴向力施加于溜槽部段并经历弹性变形； [0106] 图24是根据本发明一实施例的多头螺旋的示意图； [0107] 图25示出螺旋分离器溜槽的横截面； [0108] 图26示出适于与溜槽部段模制的支架构件；以及 [0109] 图27是端口管的示意图。 [0110] 附图中所用的编号规定是句号前的数字表示图号，句号后的数字是元件的附图标记。可能的话，在不同附图中使用相同元件附图标记以表示对应的元件。 [0111] 应理解到附图意在示意性的而不是精确地再现，并不必按比例绘制。附图的定向选择成说明所示物体的特征，并不一定表示使用时物体的定向。 具体实施方式[0112] 将参考附图来描述本发明。 [0113] 图1是具有中心柱1.004和附连于该中心柱的螺旋溜槽1.001的单头螺旋分离器的示意图。 [0114] 图2示出螺旋的外边缘2.006和螺旋的内边缘2.007。内螺旋边缘和外螺旋边缘具有相同的螺距，因为它们保持用于槽的一致轮廓。内螺旋边缘低于外螺旋边缘以提供用于泥浆的向内偏置。在此图中，2.005表示封围溜槽的外圆柱体，因此外螺旋边缘2.006表示溜槽与外圆柱体之间的接触线。类似地，内螺旋边缘2.007表示溜槽与中心柱2.004之间的接触线。根据本发明一实施例，穿过圆柱体2.005的水平线将溜槽横切成诸如图3和4中所示的3.010、4.010的模块。 [0115] 如从图2中可见，内螺旋边缘2.007以比外螺旋边缘2.006陡的角度倾斜。在图2中，2.006和2.007表示三维空间的螺旋线。倾斜角是所绘的线在与点划中心线相交点处的斜度。这是如所绘的螺旋线的拐点。典型的向下溜槽的角度在溜槽的外侧处可以在约10°至15°的范围内，而溜槽的内侧可以在约25°至50°的范围内。 [0116] 图4示出根据本发明一实施例的模块。模块包括中心管部段4.016、溜槽部段4.012和外环部段4.014。 [0117] 螺旋溜槽部段4.012是本发明的核心元件，这是因为可以从该元件起组装整个螺旋溜槽。该元件可由覆盖几度至半圈或更多的螺旋部段构成。所需的部段数目由溜槽的设计长度来确定，例如螺旋溜槽所需要的绕圈数目，以提供所需要的分离程度，以及每个模块所覆盖的角度。在溜槽模块的各部段相同的情况下，这是简单的计算。在溜槽的形状或轮廓在整个长度上变化的情况下，模块可根据设计标准而具有不同的轮廓或者可以覆盖不同的角度。 [0118] 然而，模块必须设计成相邻的下游和上游边缘是相容的。相容性并不一定要求相同的曲率。例如，在上游边缘位于相继的溜槽部段的下游边缘上的情况下，在各边缘之间没有间隙就足够了。 [0119] 管部段包括突出的环状缘部4.018，该缘部4.018适于装配到第二模块的管部段的下部分内的对应环状凹部内。 [0120] 图5、6、7和8还示出图4的模块的特征。 [0121] 在图5中，以虚线外廓示出外圆柱体部段5.014。溜槽部段5.012示出为附连于管部段5.016，而突出的缘部5.018突出到溜槽部段的顶部上方。卡配销5.002突出到溜槽部段5.012的顶部上方。下边缘构件5.020包含卡配孔5.022。因此，第一模块的溜槽部段的下边缘可使用销和孔来附连于第二模块的溜槽部段的上边缘。 [0122] 可选地，溜槽部段的下边缘5.024(虚线)可突出到外圆柱体部段5.014下方。这使上模块的溜槽部段在组装时与下模块的溜槽部段相重叠。 [0123] 如在图5的实施例中所示，溜槽部段5.012的顶部边缘与外圆柱体部段5.014的顶部以及管部段5.016的顶部共面，但低于管部段突出缘部5.018。相似地，如果在溜槽部段的底部上没有突出的裙部5.024，则溜槽部段5.012的底部与外圆柱体部段5.014的底部以及管部段5.016的底部共面。 [0124] 图6是模块的鸟瞰图。在模块的中心处示出管部段6.016和突出的缘部6.018。溜槽部段6.012从管部段6.016延伸到外环状部段6.014。在一实施例中，制成模块的材料可以是均质的，以经得起模制。替代地，单独的边缘构件或支承支架6.003可沿溜槽部段的上边缘或上游边缘延伸。许多第一连接元件6.002设置在支架6.003上。第二边缘构件(未示出)可沿溜槽部段的下边缘设置或设置在其下方。第二边缘构件可承载第二连接元件，这些第二连接元件适于与另一模块的溜槽部段的第一连接元件协作。第一连接元件可以例如是销，而第二连接元件可以是孔，销和孔适于提供卡配连接。 [0125] 图7示出第二模块，该第二模块与第一模块基本相同，但被转动到其溜槽部段的上边缘与图6的第一模块的下边缘对准。 [0126] 图8示出叠置在图7的模块上的图6的模块。 [0127] 图9示出多个模块部段，这些模块部段堆叠以形成螺旋分离器或螺旋分离器的一部分。柱部段9.004连接以形成连续的中心柱，突出的缘部9.018装配到相邻的柱部段的基座内的环状凹部内，以提供机械稳定性和流体整体性。 [0128] 溜槽部段装配到一起，以符合外螺旋边缘9.006和内螺旋边缘9.007，由此形成连续的螺旋溜槽。相邻的溜槽部段的下边缘和上边缘还可通过销9.002和孔来连接(参见图5中的5.022)。 [0129] 尽管前述实施例仅具有一个头，但对于本技术领域的人员来说清楚的是每个部段可包括两个或更多个头，这些头可进行组装以形成多头槽分离器。 [0130] 螺旋溜槽可具有比前述附图中所示的更复杂的轮廓或横截面。例如，溜槽可包括内边缘附近的槽沟。 [0131] 图9是六个元件盘状物的堆叠的示意图。为了清楚的原因仅示出单头(单个螺旋分离表面)。在此示例中，螺旋分离表面在沿六个元件的堆叠下降时行进经过一整圈。即，每个溜槽部段有效地转过60°。 [0132] 图10示意性地示出本发明的另一实施例的原理，其中，溜槽部段被分成径向楔状物。此实施例可用于实施多头结构。为了说明的目的，以虚线的外廓示出外圆柱体的内壁，且外螺旋边缘10.006描绘于外圆柱体上。同样为了说明的目的，还示出完整的中心柱10.004，内螺旋边缘10.007绘在中心柱上。 [0133] 诸如10.001的四个单独头的部段由在螺旋的轴线处相交的成对的垂直平面形成，因此，每个头部段呈现为在外圆柱体壁处开始并在管子上终止的截平的楔状物。然而，楔状物扭曲成满足螺旋溜槽的几何要求。因此，溜槽的外边缘以角度θ1来倾斜，而内边缘以角度θ2终止于对应的管子。 [0134] θ1是在拐点处测量的、外螺旋的倾斜角，而θ2是内螺旋的倾斜角。因为内螺旋必须实现每转一圈与外螺旋相同的轴向位移，以维持螺旋的一致性，所以θ2大于θ1。 [0135] 图11A和B示意性地示出基于参照图10所讨论的因素的、多头螺旋结构的楔形模块。如图11B中最清楚可见，内螺旋边缘11.007向下较陡地倾斜。这对应于图10中的θ2。 [0136] 模块基本上是圆柱体的径向部段。当这些模块以圆形来设置时，连接元件11.002边缘对边缘地匹配，从而形成螺旋溜槽表面。 [0137] 在本发明的各种实施例中，这些模块可以是包括小到绕圈的1至3度地非常薄，或者它们可以包括大到绕圈的1/3、1/2或甚至2/3。 [0138] 图12示出由横向于多头螺旋的轴线的成对的平行平面构成的多头模块。模块的相邻成对的溜槽部段形成泥浆会经过的、诸如12.028的溜槽通道。当模块组装时，对应的溜槽部段和溜槽通道对准以形成连续的溜槽。 [0139] 在此示例中示出有六个分离表面，这表示将是6头螺旋。即，将有包含在由这些盘状物的堆叠构成的螺旋组件内的六个螺旋溜槽。包括其它数目的头的模块可沿相似的线来建立，但不脱离本发明的精神。 [0140] 在此示例中，一个盘状物包括螺旋溜槽的完整一圈或回转一周的六分之一。因此，六个盘状物包括完整一圈，且完整的6圈螺旋组件需要36个盘状物。替代地，溜槽部段可通过合适地选择模块的深度，即形成模块的横向平面的分离来由多于或少于六分之一圈构成。 [0141] 在一些实施例中，模块可以是相同的，从而使它们经得起批量生产。 [0142] 由臂12.003构成的上连接表面连结高于其的下一个盘状物的对应的下连接结构(未示出)，从而使用定位突起12.002来卡到位，这些臂沿溜槽部段的顶部从柱部段辐射到外圆柱体。上方的盘状物的下连接表面具有匹配的凹部。 [0143] 柱部段形成中心凸台，该凸台有利于结构强度并提供用于可能地运送诸如精矿或洗涤液之类的流的适宜的中空中心。该中心凸台可包括突出的环，该环简洁地“按”到高于其的下一个盘状物的凸台底部。当堆叠许多盘状物时，所连接的凸台形成一体的中心柱。 [0144] 外环12.014提供包含泥浆流的外壁。 [0145] 图13示出本发明的实施例，其中，模块由非常薄的盘状物13.030元件构成，这些元件用于以如图14中所示的较小增量来逐步建立螺旋溜槽。模块包括具有孔13.034的中心部段13.032和形成溜槽部段的致动臂13.036。 [0146] 在此实施例中，泥浆沿由非常小的台阶(类似于微型螺旋阶梯)构成的螺旋面向下流动，如图14中所示。这些台阶可小到足以使它们不大幅地影响分离机制。轴向表面13.038可斜切以减小模块间的台阶。在一个实施例中，表面13.038的轮廓可对应于预先选择的溜槽轮廓。 [0147] 在所示实施例中，各元件相对于彼此偏转约2度。如果元件相对于彼此自由滑动并绕轴线转动，则螺距可调节。螺距是“上升量与行进量”的关系。“上升量”是固定的并由元件的厚度来表示。“行进量”在调节转动偏移量时进行调节。 [0148] 元件的边缘可斜切以减小台阶的影响。 [0149] 当此例中的盘状物位于单个水平平面内时，通过元件的边缘来追踪的线表示水平的外廓线。 [0150] 在此示例中，盘状物位于单个平面内并因此可适宜地由合适的板材构成。然而，为了使期望的结果变化，元件还可形成为具有复合曲线和外廓的表面，以在这样组装时实现螺旋表面。 [0151] 尽管中心孔13.034可在替代的实施例中用于形成中心管或柱，但中心孔可以装配到一体的杆或管上以支承模块。 [0152] 图15示出包括由泥浆管15.054供料的泥浆分配构件的螺旋分离器结构。这设置在类似于图9中所示的模块堆15.052的顶部上，但具有诸如图12中所示的多个头。分配器将泥浆传送到每个头的顶部，因而在每个头内实现相等的流速。 [0153] 图16和17示出适于连接到根据本发明一实施例的六头螺旋分离器的底部的分流器结构。 [0154] 精矿流的隔离可通过具有径向的、带叶片的通道的转动分流器来实现，这些通道装配到螺旋溜槽模块的堆叠的底部。 [0155] 转动分流器的叶片的轮廓可成形为与各头的弯曲的排出边缘的轮廓互补以能够受控地、可调地提取精矿或中矿。 [0156] 分流装置的计划形状可以是星状的，而臂的各侧弯曲。 [0157] 分流装置16.060具有诸如16.062的多个向外突出的管道元件，每个管道元件连接到中心圆柱体16.064并适于将收集到的精矿“供料”到对应的弯曲导管17.076。为了作进一步处理，精矿从17.076流动到下游的多头螺旋分离器的一个溜槽内。管道成形和尺寸设计成收集精矿，而尾矿聚集于碗17.072中。收集器具有管道16.062所通入的中心孔16.066，因此精矿被供料到中心孔内，并因此供料到输出管17.076。尾矿可通过诸如17.074的孔来收集。诸如17.074的孔可紧密地联接至下游的螺旋分离器的对应的单独溜槽。下游级段上的溜槽中的一个将作为清洁级段处理精矿(来自17.076)，而起到清扫级段的其它溜槽将处理尾矿。这样，在紧凑的空间内实现处理的三个级段，例如，粗加工、清洁和清扫级段。 [0158] 图18示出多头模块堆叠，这些模块设有观察开口或窗口18.080。在此实施例中，省去多头结构的螺旋中的一个，从而形成连续的螺旋观察孔。 [0159] 图19示出诸如图18中所示、串联的多个堆叠。使用分开级段的垂直集成，来自上个级段的精矿流可指向位于下个水平上的后续组件上的级段的一个或多个单独的头，而尾矿或中矿可单独地指向位于下一水平上的其它剩余的头。这可以在紧凑的空间内通过“星状分流器”16.060的组合结构19.082实现，该分流器如图17中详细说明地包含在模块化的分配器中的各个级段之间。 [0160] 当溜槽部段可弹性变形时，内螺旋和外螺旋的相对“相位”可调节。图20是具有可变形的溜槽部段的两头模块的平面图。图21是图20的模块的局部X射线图。图22是图21的线型图。图23是图22的模块的图，而轴向力例如通过相对于外圆柱体部段将轴向力施加到中心管部段来施加到溜槽部段。头部段可在施加的力的作用下变形，因而相对于图23的结构中的外螺旋，该内螺旋比图22的更低。 [0161] 具有多头的螺旋可与单头螺旋一样容易地用此方法来形成。图24示出根据本发明一实施例的多头螺旋模块。该模块呈具有六头的多头螺旋的180°垂直部段的形式。附图包括在每个溜槽表面上假想的螺旋线，这些螺旋线示出颗粒在离轴线一固定距离处沿螺旋向下行进的路径。这种结构可通过代替或附加于上述各个模块之间的内置式附连结构的外部带来保持在一起。垂直部段模块的优点在于如果溜槽在操作过程中塞住，则组件可容易地拆开以清理堵塞。 [0162] 诸如24.012的溜槽部段从外壁部段24.014延伸到内柱部段24.004。还在此图中示出诸如24.112的排出端口，这些排出端口朝向精矿已大致从泥浆中分离的螺旋底部与溜槽部段24.012与内柱部段24.004之间的交界部相邻定位。为每个螺旋溜槽设置至少一个端口。 [0163] 图27示出使用带端口的管子27.100的精矿端口(porting)结构。带端口的管子27.100包括一个或多个端口17.102，对于每个螺旋溜槽有一个端口。管子适于插到螺旋分离器的中心(诸如图24中的柱24.004)下方，该柱在精矿如图25中25.042处示意性示出那样收集的内柱交界部处包括一个或多个对应的端口24.112(诸如图24中的24.112)。端口27.102定位成在管子在柱内的第一位置，端口27.102与端口24.112对准，因而精矿可流入管子27.100的中心并向下流到出口27.106以进行收集。管子可以在柱内转动，因而端口24.112部分地或完全地被管子的不带端口的部分闭塞。代替转动，管子可升高和降低以打开和关闭端口24.112。 [0164] 管子27.100长到足以使出口位于靠近螺旋分离器的底部或底部的外侧。 [0165] 在管子进行轴向运动的情况下，管子可以与柱用键连接，因而端口可对准。 [0166] 在端口可转动的情况下，角度指示件可刻印在管子和柱上以指示对准度。 [0167] 管子可呈任何合适的横截面。例如，如果螺旋的中心孔是正方形的话，管子可以呈正方形横截面。在矩形或其它非圆形的横截面的情况下，管子可在螺旋孔内升高或降低，以使管子的各端口与螺旋的各端口对准。然而，在所示实施例中，管子27.100是圆筒形的并且紧密配合到螺旋的中心孔内，从而允许管子和螺旋之间进行转动。转动的管子可转动到使端口排齐或使它们不对准。因此，可在端口对准时取出精矿。 [0168] 附加的清洁水可通过管子27.100的顶部添加以稀释精矿，因此精矿可以在相关的设备管路中更容易地运输。 [0169] 螺旋分离器上的分离的单个级段一般涉及经过三到七圈之间的供料。五到七圈是最常见的。在螺旋分离设备中，供料通常在产生足够高级别的最终精矿并形成“丢弃的”尾矿之前经过许多分离级段。中矿流以及有时尾矿流经历分离的“清扫”级段。精矿流随着其朝向最终的精矿进展时经过分离的“清洁、再清洁”以及有时“精加工”级段。来自一个级段的产出流通常被泵送到下一级段。本发明的模块化的特性可促进垂直集成的分离的多个级段。这具有取消在资本和操作成本方面昂贵的中间泵送的优点。 [0170] 螺旋级段的垂直集成还取消中间分配和清洗，由此简化设备结构、节省空间并降低与软管、管子和适配件相关联的成本。 [0171] 此方法将大幅简化螺旋分离器的制造和组装。需要较少的部件，且该方法不依赖于高技巧的组装。 [0172] 借助于此方法，将更简单地制造具有比通常制造的螺旋头数多的多头螺旋。可根据螺旋的设计、任务和直径包含五到十(或更多)头。 [0173] 具有多个头的螺旋可与单头螺旋一样容易地用此方法来形成。图24示出根据本发明一实施例的多头模块。该模块呈具有六头的多头螺旋的180°垂直部段的形式。附图包括在每个溜槽表面上假想的螺旋线，这些螺旋线示出颗粒在离轴线一固定距离处沿螺旋向下行进的路径。这种结构可通过代替或附加于上述各个模块之间的内置式附连结构的外部带来保持在一起。垂直部段模块的优点在于如果溜槽在操作过程中塞住，则组件可容易地拆开以清理堵塞。 [0174] 图26示出能在模制溜槽部段之前插入模腔内的支架构件26.003。模具的塑料材料可附连于支架构件26.003，因此，组装好的模块可在单个模制过程中成形。附连突出部26.002可一体地成形于支架26.003内。替代地，它们可在与溜槽部段相同材料的模制过程中成形。 [0175] 完整的螺旋分离器可形成有模块，但无需其它各个构件的后组装操作或耗时的固定。特别是，本发明的结构相对于多头结构具有优点，这是因为不必相互盘绕单独的溜槽。盘状元件或模块的设计可以使组件的结构整体性非常高。在某些实施例中，可冗余地制成作为单独部件的中心柱，从而节省成本和劳力。然而，在一些情况下，可以方便地使用中心柱。 [0176] 本发明的另一优点是溜槽彼此之间以及溜槽与中心柱之间的尺寸关系是内在设计好的并构造到模块内。大幅取消对各部件的仔细测量和精确连结及紧固。 [0177] 在上述实施例中，模块可由不透明的聚合物或塑料材料来容易地制成。然而，通过使用诸如聚碳酸脂、丙烯酸或聚氨酯的透明或半透明的材料可获得优点。这种透明和/或半透明的材料提供看到多头单元中的每个“头”在流动而未堵塞的能力。同样，可从视觉上容易地评估每个头内的流动水平。透明或半透明还允许识别局部障碍物或异物的能力。预计在一段使用时间之后透明材料会由于磨损而变得半透明，然而即使在此情况下一些前述的优点也是显然的。 [0178] 聚氨酯是透明的材料，并且较佳地不与颜料一起使用，因为它具有针对此应用场合的合适的耐磨性。替代方式是由双重或复合透明的材料制造模块，其中，更好的耐磨材料用在螺旋模块的上表面，而较低成本的结构材料用在下方。预期的是，在需要低磨损、低技术、低成本的应用场合之处相对便宜的不透明材料就足够了。 [0179] 在本说明书中，参考文献、公开文本或其它公开物或使用并非承认该文献、公开文本、公开物或使用在本发明的优先权日期构成本发明领域技术人员的公知常识的一部分，除非另外说明。 [0180] 本说明书中，表示定向或方向的术语，诸如“向上”、“向下”、“垂直”、“水平”、“左”、“右”、“竖直”、“横向”等并不意指绝对术语，除非语境要求或另外表示。这些术语将通常是指附图中所示的定向。 [0181] 无论用在哪里，术语“包括”应当理解为它的“开放式”含义、即“包含”的意思，而不局限于“封闭式”含义、即“仅由......构成”的意思。在出现与术语“包括”相应的地方具有相应的含义。 [0182] 应理解到在本文中公开和限定的本发明延伸到从文中明显可得或文中所述的各个特征中的两个或更多个的所有替代的组合。所有这些不同的组合构成本发明的各种替代的方面。 [0183] 在描述了本发明的具体实施例后，本领域技术人员应能显而易见地理解，本发明可实施成其它特定形式而不脱离其本质特征。因此，这些实施例和示例被认为在所有方面仅是示例性的而非限制性的，并且因此对于本领域技术人员来显然的是所有改型意在包含于该范围内。 |
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