Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13911
.pdf
«открытом» положении.
Когда контакты a' и a2 находятся в замкнутом положении, они замыкаются соответственно с контактными
точками a'3 и e1. Точка a соединена одним проводом от сети, а точка e1 — с катушкой c. Край фиксатора i2
обычно удерживается вне фиксатора j пружиной i3. Таким образом, зацепление между этим краем и
фиксатором осуществляется положительно, противодействуя действию пружины, за счет питания катушки d.
Нейрификация катушки r током из сети приводит к размыканию контактов a' и a2 и их подъему. Дата подачи
заявки: 7 октября 1930 г., № 29998/30. Заявка принята: 7 января 1932 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Устройство дистанционного управления электрическим током.
n 365,146 позиция, где они находятся в соответствии с правилами catcl fi.
Обращаясь к рис. 1 и 2; при условии, что контакты a и a' удерживаются в разомкнутом положении с помощью
контакта h7 на выключателе Ih, замыкание выключателя S осветительной установки вызывает протекание
тока от батареи.
Батарея B или трансформатор через провод 2, катушка a через провод 3, провода 4, 5, контакт b, провода 6, 7,
8, 9, лампа L, провод 10 к катушке b, выходит из катушки b через провода 11, 12 и обратно к батарее или
трансформатору через провод 13, тем самым активируя катушку a. Катушка a теперь активна, что приводит к
втягиванию фиксатора h, позволяя контактам al и a упасть под действием силы тяжести на контакты a, 3 и el
соответственно. Ток теперь течет от отрицательной стороны сети, через провода 14, 9, лампа L, выключатель
S, провод 10 через катушку b, провода 11, 15, контакты al, a, 3 и обратно через провод 16 к положительной
стороне сети. Лампа 1, не горит, и катушка 6/ также полностью заряжена, контакт b' размыкается и
предотвращает замыкание на ток от батареи или трансформатора через катушки a и b. На выключателе S При
переводе установки в положение «выключено» катушка b обесточивается, и контакт b' возвращается в
исходное положение, позволяя току течь от сети через контакт a. Провода 15, 12, катушка c, выходят из
катушки c через провод 17, контакт a, провод 5, контакт L', провода 6, 7, 8 и обратно через провод 14 к
отрицательному полюсу сети. Таким образом, катушка c, получив напряжение, отводит контакты a' и a, тем
самым отключая установку от сети путем обрыва одного из проводов. Однако эти контакты могут быть
дублированы или иным образом добавлены, чтобы одновременно обрывать оба или все провода, полностью
изолируя установку от сети.
Установка останется неактивной до тех пор, пока не будет снова активирован какой-либо переключатель.
В случае короткого замыкания в установке (в момент, когда контакты 1 и 2' разомкнуты), батарея B или
трансформатор мгновенно подадут ток V Tass на катушку A, но одновременно избыточный или импульсный
ток, вызванный коротким замыканием, полностью запитает катушку D.
whlrich is appropriately vcun J for this pur Fose, thus causing the catch il enforced no intercept and prevent fall of
contacrs a,1 and a at same moment as catchl 7 is taken out. The coil d will stay in ensether until the cause of a short;s
repaced ee.
В течение всего периода эксплуатации установки неполадки, вызванные коротким замыканием, будут
устраняться обычным способом с помощью стандартных предохранителей.
Во избежание несчастных случаев при ремонте любых дефектов в электрической цепи, для удержания
контактов a1 и a2 в выключенном положении используется автоматический выключатель любого подходящего
типа, так что при включении цепи устройство останется неработоспособным. Выглядящий на иллюстрации
выключатель представляет собой сегментообразную деталь N, шарнирно закрепленную в точке O и несущую
ролик 70p. Этот ролик при срабатывании выключателя предназначен для зацепления с поперечной планкой _
и удержания контактов a' и a' в поднятом положении до тех пор, пока выключатель не вернется в нормальное
положение. Теперь, подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления,
мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_365147.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=365147&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB365147A
[]
Второе издание
ПАТЕНТ
СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 7 октября 1929 года.
365,147 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 7 октября 1930 г. № 30013/30.
E. Полный текст принят к публикации: 7 января 1932 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области газоэлектроразрядных устройств и связанные с ними разработки.
Мы, британская компания THE BERITISH T Ho MSON-HOUSTON Comp ANY LIMITED, зарегистрированный
офис которой находится по адресу: Crown House, Aldwych, London, W C 2 (правопреемники TED EUGENE
FOUL Ir E, проживающего по адресу: 30, Evelyn Place, Nutley, County of Essex, State of New Jersey, United
States of America, гражданина Соединенных Штатов Америки), настоящим заявляем о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении:
Настоящее изобретение относится к устройствам для электрического разряда и к электродам для них.
Целью изобретения является создание газоразрядного устройства, которое при подаче относительно низкого
потенциала будет начинать работу с холодного катода, работать при соответственно низком потенциале и
сохранять эти характеристики в течение длительного срока службы. Другой целью изобретения является
создание газоразрядного устройства, которое будет чрезвычайно простым и недорогим в конструкции.
Изобретение представляет собой способ изготовления электрода для газоразрядного устройства, который
является модификацией способа, описанного в описании нашей заявки № 362347, и позволяет получить
электрод, обладающий не только чрезвычайно низкой работой выхода, но и низкой скоростью распыления.
Этот новый процесс особенно эффективен при производстве ламп с очень маленькими электродами, что
делает возможным производство таких устройств чрезвычайно малых размеров, например, целых ламп с
колбами диаметром от одной восьмой до одной четверти дюйма. Разрядные устройства, изготовленные в
соответствии с этим изобретением, запускаются при подаче низких потенциалов переменного или
постоянного тока, вплоть до 50 вольт D G, и имеют срок службы от нескольких сотен до нескольких тысяч
часов, в зависимости от используемой плотности тока. Мы также обнаружили, что стоимость устройства
такого типа может быть существенно снижена за счет изготовления оболочки из стеклянной трубки вместо
обычной выдувной колбы.
Согласно настоящему изобретению, способ получения газоразрядного устройства 55 включает в себя
покрытие по меньшей мере одного из его электродов щелочным соединением, разлагаемым до оксида,
нанесение небольшого количества металла, обладающего высоким сродством к кислороду 6 Q, рядом с
одним из электродов, герметизацию электродов в оболочку, которая вакуумируется при нагревании для
удаления практически всех заключенных газов и паров, заполнение оболочки 65 ослабленной атмосферой
инертного газа перед герметизацией и проведение ионной бомбардировки щелочного соединения и металла
для стимулирования химического взаимодействия между ними, в результате чего соединение 70 практически
полностью разлагается до оксида, а небольшое его количество дополнительно восстанавливается до
металлической формы.
Прилагаемые чертежи иллюстрируют устройство для газоразряда в том виде, в котором оно выглядит на
нескольких этапах его изготовления; На фиг. 1 показан вид сбоку стеклянной трубки, используемой для
формирования оболочки, на фиг. 2 — вид сбоку узла электродов 80, на фиг. 3 — вид сбоку устройства до
герметизации, а на фиг. 4 — вид сбоку готового устройства, специально разработанного для использования в
сочетании с подходящим последовательным сопротивлением при проверке электрических цепей с
изменяющимся напряжением для определения, находятся ли они под напряжением, но которое также полезно
для многих других целей. На чертежах для газонепроницаемой оболочки устройства используется отрезок
трубки 1 из стекла или другого стекловидного материала диаметром, скажем, 1/4 дюйма и длиной около
одного дюйма или другой подходящей длины. Цилиндрические электроды 3, предпочтительно из никеля или
подобного материала, приварены одним концом к концам вывода 4 из материала с подходящим
коэффициентом теплового расширения для герметизации внутри трубки 1. 100 Стекловидный валик 5,
который сплавлен с выводами 4 вблизи электродов 3. поддерживает указанные электроды с параллельными
осями и зазором около миллиметра между ними. Один из указанных 105 электродов приварен к нему рядом с
Ad o?
365,147 На конце электрода находится небольшой кусочек 6 магния, кальция или подобного вещества; магний
предпочтительнее из-за большей удобства в обращении при изготовлении устройства. На практике электрод 3
в этом месте слегка сплющивается для облегчения сварочных работ. Затем каждый из электродов 3
покрывается щелочным или щелочноземельным соединением, которое легко разлагается до оксида под
воздействием ионной бомбардировки, например, карбонатом или нитратом бария или стронция. Смесь
карбонатов бария и стронция, например, дает очень хорошие результаты. Это соединение наиболее удобно
наносить, смешивая его с связующим веществом, предпочтительно таким, которое разлагается при
нагревании в вакууме, оставляя углеродистый остаток, коллодий или раствор целлюлозы в этилацетате,
например, и распыляя или нанося кистью на электрод, или электроды погружают в него.
После высыхания электродов вся электродная сборка, как показано на рис. 2, вставляется в трубку 1, а конец
указанной трубки 1 сплавляется для образования зажимного уплотнения на входных выводах 4, как показано
на рис. 3. В некоторых случаях это зажимное уплотнение используется для поддержания расстояния между
электродами, при этом бусинка 5 отсутствует. Затем в трубке 1 на подходящем расстоянии от электрода 3
образуется сужение 7, фактически образуя трубку 1. Затем трубка 1 соединяется с подходящей вытяжной
системой и откачивается. При сохранении вакуума трубка 1 нагревается до температуры от 4000 °C.
Нагревать до 450 °C в течение нескольких минут, чтобы удалить практически весь водяной пар,
окклюдированные газы и испаряющиеся вещества. При этом трубка 1, оставаясь подключенной к выхлопной
системе, охлаждается до атмосферной температуры, после чего заполняется подходящей газовой
атмосферой: неон с примерно 7% аргона под давлением 40-50 мм рт. ст.
Было установлено, что добавление ртути обеспечивает наименьший потенциал пробоя, что согласуется с
длительным сроком службы устройства. Удовлетворительные результаты также могут быть получены со
смесями неона с аргоном от 1% до примерно 3%, но при более высоких концентрациях аргона яркость
устройства несколько снижается. Давление также может изменяться, но как увеличение, так и уменьшение от
указанного выше диапазона приводит к увеличению потенциала пробоя. Было обнаружено, что небольшие
следы примесей, таких как кислород, азот, диоксид углерода, водород, воздух и тому подобное (за
исключением водяного пара и углеводородов), улучшают лампу в некоторых отношениях, которые будут
изложены ниже, хотя их использование не рекомендуется, если требуется чрезвычайно низкий потенциал
пробоя. После заполнения газом трубка 1 герметизируется в сужении 7, как показано на рис. 4, при этом
устройство является 70 полным, за исключением активации электродов.
Для активации электродов 3 устройство подключается выводами 4 к источнику электрической энергии для
создания высокочастотного разряда между указанными электродами 3, как описано в нашей спецификации
№.
362,347 Благодаря форме электродов 3 и форме волны, наложенной на них, вблизи указанных электродов
создается электростатическое поле высокой интенсивности, которое вызывает сильную бомбардировку этих
электродов положительными ионами, генерируемыми указанным разрядом. Эта бомбардировка приводит к
разложению как щелочного соединения, так и углеродного связующего, а также к распылению магния 6.
Магний, находясь в мелкодисперсном состоянии, легко соединяется со свободными атомами кислорода 90,
отданными щелочным соединением, и разлагает выделяющийся диоксид углерода. Эта бомбардировка
продолжается до тех пор, пока практически все щелочное соединение не разложится до оксида 95, при этом
небольшая его часть восстановится до металлической формы, образуя таким образом равномерно
активированную поверхность, о чем свидетельствует равномерное распределение свечения. Эта смесь
оксида 100 и металла имеет чрезвычайно низкую работу выхода, что приводит к тому, что устройство имеет
соответственно низкий потенциал пробоя. Функция углеродного остатка из углеродного связующего в 105 в
этом процессе активации не является полностью Понятно, но было однозначно установлено, что разложение
щелочного соединения происходит легче при использовании небольшого количества углерода, поэтому его
присутствие, хотя и не является абсолютно необходимым, предпочтительно.
После того, как бомбардировка вызовет желаемое разложение, устройство предпочтительно выдерживают
для установления его характеристик, работая в течение нескольких минут при напряжении 110 вольт
переменного тока с низкой плотностью тока, например, 5 миллиампер для электродов длиной 1/4 дюйма и
диаметром 30 мил. После этого устройство готово к любому подходящему коммерческому применению.
Рабочие характеристики такого устройства останутся практически неизменными на протяжении всего срока
его службы, несмотря на незначительное распыление щелочного металла 125 с электродов во время работы,
поскольку при той же ионной бомбардировке, которая вызывает распыление, восстанавливается больше
металла.
В процессе активации на стенке оболочки 1 появляется определенное количество чернения (130 365,147),
обусловленное распылением магния 6 и материала электрода. Размещение магния 6 в нижнем конце
электрода 3 приводит к тому, что это чернение в основном ограничивается внутренним концом оболочки 1 и
не оказывает существенного влияния на светоизлучение устройства. Однако было обнаружено, что следы
кислорода, азота или других примесей в количестве порядка 0,1–1,0 %, как указано выше, способствуют
уменьшению этого чернения и, следовательно, желательны в определенных случаях. Одна из теорий влияния
этих газов заключается в том, что они способствуют цементации активирующего материала в
мономолекулярный слой на электродах, хотя это утверждение не является окончательным. Тем не менее, в
некоторых случаях чернение значительно уменьшается.
Термин «щелочной», используемый в данном описании, предназначен для обозначения либо истинных
щелочных металлов, либо металлов группы щелочноземельных металлов.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_365148.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=365148&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB365148A
[]
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ. Усовершенствования в области обезвоживания твердых материалов
или связанные с ним.
Мы, Перси Томас Уильямс, подданный Великобритании, и компания MINERALS SEPARATION LIMITED,
британская компания, обе из которых зарегистрированы в 62 года.
Компания London Wall, Лондон, E.C. 2, настоящим заявляет, что сущность данного изобретения заключается в
следующем: данное изобретение представляет собой усовершенствования в области обезвоживания твердых
материалов или относящиеся к ней.
Изобретение относится к аппарату непрерывного обезвоживания, в котором фильтрационный осадок
постепенно образуется в одной части фильтрующего материала и постепенно удаляется в другой части.
Одним из хорошо известных примеров такого непрерывного устройства является вакуумный барабанный
фильтр, в котором фильтрующая ткань расположена на вращающемся барабане, а вакуум создается за той
частью фильтрующей ткани, которая в любой данный момент находится на дне барабана. Фильтр работает
при погружении этой части барабана в резервуар, содержащий обезвоживаемую пульпу. Вакуум служит для
сбора фильтрационного осадка на барабане и удержания его там после выхода из жидкости до достижения
подходящей точки удаления.
Целью настоящего изобретения является повышение скорости фильтрации, достигаемой с помощью фильтра
данного типа, а также устранение нерегулярности в работе, которая иногда возникает из-за
преждевременного вытеснения фильтрационного осадка. Преждевременное вытеснение фильтрационного
осадка приводит к потере вакуума и неравномерной сушке материала, а также к ряду других проблем,
которые нет необходимости подробно описывать.
Кроме того, фильтры этого типа, как правило, не способны справляться с очень крупными взвешенными
частицами, поскольку такие частицы имеют тенденцию оседать в стороне от фильтрующего материала в
резервуаре, куда опускается барабан или подобное устройство, и накапливаться там до тех пор, пока не
перестанут препятствовать вращению барабана. Преодолеть этот недостаток с помощью механических
мешалок в фильтруемой пульпе невозможно, если частицы не достаточно мелкие, чтобы используемый
вакуум эффективно удерживал их на фильтрующем слое в процессе его образования. Ещё одной очень
важной целью данного изобретения является создание аппарата, способного без труда справляться с такой
грубой целлюлозой.
Согласно настоящему изобретению, в фильтре описанного типа используется фильтрующий материал,
отверстия которого имеют приблизительно тот же порядок размера, что и размер максимальных частиц в
фильтруемом материале, и соотношение общей площади этих отверстий к площади фильтрующего
материала, на котором они распределены, увеличивается до тех пор, пока не будет обеспечено прохождение
достаточно быстрого потока жидкости, чтобы гарантировать, что частицы максимального размера будут
увлекаться и переноситься этим потоком против фильтрующего материала и удерживаться там.
При фильтрации крупнозернистой пульпы угля (флотационных концентратов, в которых максимальный
размер частиц составлял порядка одной десятой дюйма) было установлено, что в определённых условиях
достаточно, чтобы площадь отверстий фильтра составляла примерно 50% от площади мочевины, покрытой
фильтровальной тканью, при этом использовался вакуум не менее пяти дюймов ртутного столба, измеренный
на клапане машины как можно ближе к всасывающим каналам. Проволочная сетка с четырнадцатью ячейками
на погонный дюйм и примерно 55% открытой площади легкодоступна и подходит для целей настоящего
изобретения в указанном случае. Однако следует понимать, что при наличии большей разницы давлений для
проталкивания жидкости через фильтр может быть достаточно меньшей площади открытой поверхности.
Вопреки ожиданиям, которые могли бы возникнуть при использовании описанного выше грубого фильтра,
через ткань проходит очень мало материала, поскольку крупные частицы быстро заполняют отверстия в
фильтрующем материале, а более мелкие частицы оседают на обратной стороне более крупных.
Таким образом, можно быстро сформировать плотный осадок, который будет прочно держаться на
фильтрующем материале.
Описанное выше изобретение обладает многочисленными преимуществами, среди которых: (а) Части
коксовой руды не смещаются случайно, и, следовательно, вакуум вряд ли будет нарушен появлением
открытых участков на сите; (б) Производительность фильтрующего барабана заданного размера значительно
увеличивается как за счет более быстрого вращения, так и за счет большей толщины фильтрационного
осадка; (в) Удаление осадка облегчается, поскольку минимизируется засорение пор.
Разумеется, необходимо предусмотреть каналы для отвода отфильтрованной жидкости, пропускная
способность которых увеличивается соответственно большей пропускной способности фильтрующего
материала. В барабанном фильтре всасывающего типа это будет означать увеличение размеров обычного
поворотного клапана, размеров каналов, ведущих к нему и от него, а также вакуумного насоса. Установлено,
что вполне возможно вращать фильтр со скоростью, более чем в десять раз превышающей общепринятую
периферийную скорость, и пропускать через него за заданное время более чем в двадцать раз больше
фильтруемой жидкости, так что общепринятые пропорции аппарата полностью преобразуются.
Во многих случаях не имеет значения, что небольшая часть материала из пульпы останется в
отфильтрованной жидкости, так что она не будет полностью осветлена. Например, при обезвоживании угля
жидкость из фильтра, содержащая небольшую долю угля, может быть легко возвращена на обогатительную
фабрику для повторного использования, а уголь будет извлечен в процессе повторной обогатительной
фабрики.
В некоторых случаях такой материал может быть удален в ходе последующей операции разделения, что
значительно облегчается тем фактом, что основная часть материала была быстро удалена фильтром в
соответствии с настоящим изобретением.
Изобретение также включает в себя ряд дополнительных модификаций деталей, которые взаимодействуют с
описанными выше особенностями для повышения эффективности работы: Во-первых, при применении
изобретения к обычному барабанному фильтру, имеющему ячейки за фильтрующей поверхностью барабана,
от которых отходят каналы к коаксиальному распределительному клапану, желательно, чтобы эти каналы
входили в корпус клапана практически по касательной к его нижней стороне с той стороны барабана, которая
во время работы поднимается над пульпой, в которую он погружается. Это приводит к тому, что отводные
каналы быстрее опорожняются в клапан и очищаются от жидкости как можно скорее после подъема осадка
над поверхностью пульпы.
Кроме того, предпочтительно, чтобы каналы были расположены относительно вышеупомянутых ячеек таким
образом, чтобы предотвратить затопление нижних частей последних в период, когда жидкость отводится по
мере подъема ячейки из пульпы. Этого можно добиться либо путем придания каналам формы, при которой
они будут действовать как карманы и удерживать всю жидкость, стекающую в них, либо путем создания
карманов, расположенных рядом с ячейками, но находящихся на более низком уровне на восходящей стороне
барабана, и направления указанных каналов не непосредственно от ячеек, а от карманов.
Опять же, желательно ограничить длину ячеек по окружности, чтобы уменьшить количество жидкости,
содержащейся в них при первоначальном подъеме из пульпы и образовании капель над нижним углом ячейки.
Это предполагает использование большего количества ячеек по периферии барабана, чем обычно, например,
тридцати двух ячеек вместо шестнадцати, и для размещения такого большего количества ячеек они
предпочтительно располагаются в двух чередующихся группах, причем ячейки одной группы соединены с
одним всасывающим клапаном на одном конце барабана, а ячейки другой группы — с всасывающим
клапаном на другом конце барабана. Снижение гидростатического давления жидкости над теплыми углами
всасывающих ячеек и быстрое опорожнение ячеек, достигаемое благодаря описанным выше механизмам,
исключают возможность обратного вымывания фильтрационного осадка из той части осадка, которая
находится над нижней частью кармана.
В заключение следует отметить, что использование крупнозернистого фильтрующего материала,
пропускающего большое количество жидкости за заданное время, означает, что если какая-либо часть осадка
отделится в какой-либо момент времени, соответствующее воздействие на вакуум или давление за
фильтрующей тканью будет больше, чем в случае более тонкого и менее проницаемого материала. Обычные
вакуумные фильтры имеют в клапане отверстие для подачи воздуха под давлением в определенный момент
вращения в ячейки за фильтрующим материалом с целью удаления осадка. Если часть пирога отколется в
процессе выдувания, оставшаяся часть может остаться неповрежденной на протяжении всей операции
выдувания благодаря низкому давлению в отколовшейся части. Предпочтительно, согласно данному
изобретению, продувочные отверстия имеют такую форму, чтобы максимально быстро открываться по всей
своей площади и, таким образом, направлять резкий и короткий поток воздуха под полным давлением без
существенного «затягивания» воздуха.
Это обеспечивает внезапное выпадение всего торта. С этой целью передние кромки отверстий в подвижной
части клапана выполнены таким образом, чтобы по форме они точно соответствовали кромкам сопрягаемого
воздушного отверстия в неподвижной части клапана, а оба отверстия выполнены узкими по окружности, но
максимально длинными в радиальном направлении.
Всасывающий патрубок в неподвижной части клапана должен иметь аналогичную форму, соответствующую
подвижным патрубкам, чтобы быстрый поток, характерный для данного изобретения, происходил с момента
начала открытия этих патрубков. Полная спецификация. Усовершенствования в области обезвоживания
твердых материалов или связанные с этим процессом.
Мы, Перси Томас Уильямс, подданный Великобритании, и компания MINERALS SEPARATION LIMITED,
британская компания, обе расположенные по адресу: 62, London Wall, London, E.C. 2, настоящим заявляем о
характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Данное изобретение включает усовершенствования в области
обезвоживания быстроосаждающихся материалов на горно-обогатительных фабриках, в области удаления
угольных концентратов, рудных пульп и тому подобного. Изобретение относится к аппарату непрерывного
обезвоживания, в котором фильтрационный осадок постепенно образуется в одной части фильтрующего
материала и постепенно удаляется в другой части. Одним из хорошо известных примеров такого
непрерывного устройства является вакуумный барабанный фильтр, в котором фильтрующая ткань
размещена на вращающемся барабане, а вакуум создается за той частью фильтрующей ткани, которая в
любой момент времени находится на дне барабана. Фильтр работает при погруженной в резервуар части
барабана, содержащей обезвоживаемую пульпу. Вакуум служит для сбора фильтрующей ткани на барабане и
удержания ее там после извлечения из жидкости до достижения подходящей точки удаления.
Целью настоящего изобретения является повышение скорости фильтрации, достигаемой с помощью фильтра
данного типа, и предотвращение нерегулярной работы, которая иногда возникает из-за преждевременного
вытеснения фильтрационного осадка. Преждевременное вытеснение фильтрационного осадка приводит к
потере вакуума и неравномерной сушке материала, а также к ряду других проблем, которые не стоит
выделять отдельно.
Кроме того, фильтры этого типа, как правило, не способны справляться с очень крупными частицами или
частицами с высокой удельной плотностью, поскольку такие частицы имеют тенденцию оседать вдали от
фильтрующего материала в резервуаре, в который погружается барабан или подобное устройство, и
накапливаться там до тех пор, пока не перестанут препятствовать вращению барабана. Преодолеть эти
недостатки путем использования механических мешалок в фильтруемой пульпе невозможно, если частицы не
обладают достаточной плавучестью, чтобы создаваемый вакуум эффективно удерживал их на фильтрующем
осадке в процессе его образования. Ещё одной очень важной целью данного изобретения является создание
аппарата, способного без труда справляться с этими грубыми или тяжёлыми пульпами.
Крупнозернистая пульпа – это пульпа, содержащая частицы, которые в случае охлажденной пульпы имеют
линейные размеры порядка одной двадцатой дюйма или больше и имеют тенденцию быстро оседать. В
случае минералов аналогичные трудности и скорости осаждения наблюдаются и при использовании частиц
несколько меньшего размера.
Настоящее изобретение основано на открытии того, что можно предотвратить задержку быстро оседающих
частиц в пульпе, по которой движется фильтрующий материал, и их оседание там путем использования
быстрого потока жидкости, проходящего через фильтрующий материал и поддерживаемого соответствующей
высокой скоростью движения фильтрующего материала. Одно из необходимых условий согласно настоящему
изобретению будет выполнено, когда через фильтрующий материал проходит настолько быстрый поток
жидкости, что крупные частицы увлекаются этой жидкостью, переносятся против фильтрующего материала и
удерживаются там. Однако, когда это условие выполняется, обнаруживается, что фильтрующий кокс очень
быстро затвердевает; скорость потока жидкости через него постепенно уменьшается с увеличением его
жесткости, и когда движение фильтрующего материала замедляется, достигается точка, в которой скорость
потока жидкости перестает увлекать достаточное количество быстро затвердевающих частиц. Поэтому
необходимо также предусмотреть средства для перемещения фильтрующего материала через жидкость с
достаточной скоростью, чтобы гарантировать, что частицы максимального размера, попавшие в фильтр,
будут уноситься с той же скоростью, с какой они попадают в фильтр.
Скорость потока зависит от разницы давлений по обеим сторонам фильтрующего материала и от процента
открытой площади фильтрующего материала. Эти параметры следует скорректировать в соответствии с
конкретными требованиями. Использование высокой скорости подачи сводит к минимуму риск отслоения
фильтрационного осадка, упомянутого ранее.
При фильтрации угля было установлено, что отверстия в фильтрующем материале предпочтительно должны
иметь тот же порядок размера, что и максимальный размер фильтруемых частиц, а доля открытой площади
фильтрующего материала, то есть отношение площади отверстий к его общей площади, может выгодно
составлять не менее 40%. То же самое может относиться и к фильтрации некоторых других веществ.
Невозможно заранее предоставить точные данные для каждого случая относительно скорости потока через
фильтрующий материал или скорости вращения, необходимых для достижения описанного выше эффекта, но
ниже приводится типичный пример в качестве общего руководства, и в каждом конкретном случае достаточно
просто наблюдать в практическом эксперименте, улавливаются ли более крупные частицы или нет. Если нет,
то скорость потока через фильтрующий материал или площадь открытой поверхности фильтрующего
материала, скорость вращения или более чем один из этих факторов следует соответственно увеличить.
При фильтрации крупнозернистой пульпы угля (флотационных концентратов, в которых максимальный
размер частиц составлял порядка одного зубца дюйма) было установлено, что в частном случае площадь
отверстий фильтра должна составлять примерно 50% от площади, покрываемой фильтровальной тканью, при
использовании вакуума не менее пяти дюймов ртутного столба ниже атмосферного давления, измеренного на
клапане машины как можно ближе к всасывающим каналам, и времени образования фильтрационного осадка
в жидкой среде около двух секунд. В этих условиях было установлено, что скорость увлечения воды через
фильтрующий материал составляет 60 кубических футов на квадратный фут эффективной фильтрующей
поверхности в час, и в целом можно сказать, что для успеха желательны скорости увлечения, равные или
превышающие 20 кубических футов в час, или предпочтительно 50 кубических футов в час. Под термином
«эффективная фильтрующая поверхность» понимается общая площадь фильтрующей ткани вокруг
фильтрующего барабана, через которую может проходить жидкость.
Проволочная сетка с четырнадцатью ячейками на погонный дюйм и примерно 55% открытой площади
легкодоступна и подходит для целей настоящего изобретения в случае обработки угля, упомянутой в
предыдущем абзаце. Однако следует понимать, что во многих случаях подходящей скорости вовлечения
можно достичь и при меньшей доле открытой площади.
Вопреки ожиданиям, которые могли бы возникнуть при использовании описанного ранее грубого фильтра,
через ткань проходит очень мало материала, поскольку более крупные частицы быстро заполняют отверстия
в фильтрующем материале, а более мелкие частицы оседают на обратной стороне более крупных. Таким
образом, быстро формировался плотный пирог, который прочно держался на различных средах.
Описанное выше изобретение обладает многочисленными преимуществами, среди которых: (а) Части осадка
нелегко случайно сместить, и поэтому вакуум вряд ли будет нарушен появлением открытых участков на
фильтрующем материале.
(b) Производительность фильтрующего барабана заданного размера значительно увеличивается как за счет
более быстрого вращения, так и за счет большей толщины фильтрационного осадка; (c) Удаление осадка
облегчается, поскольку минимизируется засорение отверстий фильтрующего материала.
Необходимо предусмотреть средства для отвода отфильтрованной жидкости, пропускная способность
которых увеличивается соответственно большей пропускной способности фильтрующего материала. В
барабане всасывающего типа после этого будет означать увеличение размера обычного роторного клапана и
размера каналов, ведущих к нему и от него. Установлено, что вполне возможно вращать фильтр со
скоростью, более чем в десять раз превышающей общепринятую периферийную скорость, и пропускать через
него за заданное время более чем в двадцать раз больше фильтруемой жидкости, так что общепринятые
пропорции аппарата полностью преобразуются.
Во многих случаях не имеет значения, что небольшая часть твердых частиц в пульпе будет проходить через
фильтрующий материал, в результате чего отфильтрованная жидкость не будет идеально осветлена.
Например, при обезвоживании угля жидкость из фильтра, содержащая небольшую долю угля, может быть
легко возвращена на обогатительную фабрику для повторного использования, а уголь будет извлечен в
процессе повторной обогатительной фабрики. В некоторых случаях такой материал может быть удален в ходе
последующей операции разделения, что значительно облегчается тем фактом, что основная часть материала
быстро удаляется фильтром в соответствии с настоящим изобретением.
Желательно ограничить длину ячеек по окружности, чтобы уменьшить количество жидкости, содержащейся в
них при первоначальном подъеме из пульпы и ее подъеме над нижним углом ячейки. Это предполагает
использование большего количества ячеек по периферии барабана, чем обычно, скажем, тридцать две
ячейки вместо шестнадцати, и для размещения такого большего количества ячеек они предпочтительно
располагаются в виде трех вставочных групп, причем каналы от ячеек одной группы соединены с одним
всасывающим клапаном на одном конце барабана, а каналы от ячеек другой группы — с всасывающим
клапаном на другом конце барабана. Снижение гидростатического давления жидкости над нижними углами
всасывающих ячеек и быстрое опорожнение ячеек, являющееся результатом описанных выше механизмов,
исключают любую возможность обратного вымывания фильтрационного осадка из той части осадка, которая
находится над нижней частью ячейки.
Следует понимать, что использование крупнозернистого фильтрующего материала, пропускающего большое
количество жидкости за заданное время, означает, что если какая-либо часть осадка отделится в какой-либо
момент времени, соответствующее воздействие на вакуум или давление за фильтрующей тканью будет
больше, чем в случае более тонкого и менее проницаемого материала.
Обычные вакуумные фильтры имеют отверстие в клапане для подачи воздуха под определенным давлением
при вращении в ячейки за фильтрующим элементом с целью удаления осадка. Если часть пирога отколется в
процессе выдувания, оставшаяся часть может остаться неповрежденной на протяжении всей операции
выдувания благодаря потере давления в отколовшейся части. Предпочтительно, согласно данному
изобретению, продувочные отверстия имеют такую форму, чтобы открываться как можно быстрее по всей
своей площади и, таким образом, направлять резкий и короткий поток воздуха под полным давлением без
существенного «затягивания проволоки» воздуха. Это гарантирует внезапное смещение всего торта. С этой
целью передние кромки отверстий в подвижной части клапана выполнены по форме, максимально
приближенной к кромкам контактного отверстия для воздуха в неподвижной части клапана, а оба отверстия
имеют узкую окружность, но максимально возможную длину в радиальном или воздушном направлении.
Всасывающий патрубок в неподвижной части клапана должен иметь аналогичную форму, соответствующую
подвижным патрубкам, чтобы быстрый поток, характерный для данного изобретения, происходил с момента
открытия этих патрубков.
Прилагаемые чертежи иллюстрируют конструкции в соответствии с изобретением на примере: на рисунке 1
показана схематическая проекция фильтра, а на рисунке 2 — его план.
Фильтр включает в себя наружный вращающийся корпус, образованный боковыми сторонами 11, 12 и
существенно цилиндрической промежуточной отливкой 13. Снаружи отливки 13 расположен фильтрующий
элемент 14, состоящий из проволочной сетки с большой площадью открытой поверхности. Иными словами,
процент общей площади экрана, пронизанной отверстиями, составит примерно 40% или более.
Литая деталь 13 имеет ребра 15, которые соприкасаются с фильтрующей сеткой и разделяют пространство за
ней на ячейки 16.
За ячейками 16 карманы простираются к их центру в окружном направлении, противоположном направлению
вращения фильтра (представленному рядом 17), так что образуются карманы 18. От дна карманов 18 каналов
19, 20 отходят к отверстиям 21, 22, образованным в цилиндрической поверхности клапана 23.
Внутри торца клапана 23 расположен неподвижный клапан 24, снабженный осевыми трубными соединениями
25, 26 с вакуумным насосом. Клапан 24 разделен центральной диафрагмой 27 на две секции, а наклонные
каналы 19, 20 от ячеек 10 попеременно идут к отверстиям, расположенным напротив одной секции и другой
секции. Следует отметить, что имеется значительное количество ячеек, например, 16, причем на чертеже
указано около тридцати двух ячеек, и, таким образом, путем попеременного подключения трубопроводов 19,
20 к различным секциям клапана, можно обеспечить большую пропускную способность средства для отвода
жидкости из фильтра.
Следует понимать, что, хотя клапан 24 изображен в виде простой цилиндрической отливки, на практике он,
вероятно, будет иметь коническую форму для обеспечения надежной посадки между поверхностями клапана,
и в этом, а также в других отношениях, чертеж является схематичным. Подобные вопросы, касающиеся
клапанов и тому подобного, не входят непосредственно в сферу действия настоящего изобретения, а
являются вопросами инженерной практики.
Фильтр вращается с помощью подходящего зубчатого механизма, закрепленного на боковой стороне 11 или
12 и не показанного на чертеже. Такие средства должны обеспечивать вращение фильтра с периферийной
скоростью 20 футов в минуту или более.
Фильтр вращается, при этом фильтрующий материал 14 частично погружен в резервуар 28, в который
подается пульпа 29 из жидких и твердых веществ, подлежащих фильтрации.
Соседние файлы в папке патенты