依据密度的颗粒分离的制作方法

依据密度的颗粒分离
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年4月21日提交的标题为“particle separation by density”的第63/013,289号美国临时申请的优先权，该申请在通过引用全文并入本文。
技术领域
3.本技术的实施方式涉及颗粒分离，更具体地涉及依据密度的颗粒分离。


背景技术：

4.用于依据密度分离颗粒的一些系统可导致颗粒流过波纹或者分隔器，使得较高密度的颗粒被分隔器阻止，以及较低密度的颗粒通过分隔器。该系统可包括用于在分隔器之间收集颗粒的相应保持器或者凹槽。例如，一些系统，诸如离心浓缩器，可使用旋转碗，旋转碗具有设置在碗的内表面上的波纹或者分隔器，使得颗粒向上流动并流出碗，以及在碗的内表面上被分隔器阻止，并且高密度颗粒可保持在其间的保持器或者凹槽中。然而，一些已知的用于分离颗粒的系统可能具有不利于依据密度有效分离颗粒的特征和/或者几何形状。


技术实现要素：

5.根据各种实施方式，本技术提供了一种便于依据密度进行颗粒分离的设备。该设备包括分离器，该分离器具有围绕分离器旋转轴线的内表面，并限定从分离器输入端到分离器轴向间隔开的输出端的颗粒路径，其中，内表面包括多个轴向间隔开的分隔器，该分隔器具有各自的内部位置，分隔器至少部分地限定各自的轴向间隔开的保持器，用于在分离器旋转期间收集颗粒，保持器中的每个均包括至少一个流体入口，用于在操作期间流化保持器中的颗粒。所述多个分隔器包括第一对相邻分隔器和第二对相邻分隔器，所述第一对相邻分隔器比所述第二对相邻分隔器更靠近所述输入端，其中，所述第一对相邻分隔器的内部位置之间相对于所述旋转轴线的第一分隔器斜率大于所述第二对相邻分隔器的内部位置之间相对于所述旋转轴线的第二分隔器斜率，以及其中，所述第一分隔器斜率和第二分隔器斜率中的每一个均为零或者正。
6.第一分隔器斜率和第二分隔器斜率可分别包括径向位置差与轴向位置差的第一比率和第二比率。
7.第一分隔器斜率可大于大约10度。
8.第一分隔器斜率可大于大约20度。
9.第二分隔器斜率可小于大约10度。
10.所述多个分隔器可包括第三对相邻分隔器，所述第三对相邻分隔器比所述第二对相邻分隔器更靠近所述输出端，其中，所述第三对相邻分隔器的内部位置之间的相对于所述旋转轴线的第三分隔器斜率为零或者正，并且小于所述第二分隔器斜率。
11.第三分隔器斜率可小于大约10度。
12.第三分隔器斜率可小于大约3度。
13.所述多个分隔器可包括第四对相邻分隔器，所述第四对相邻分隔器比所述第三对相邻分隔器更靠近所述输出端，其中，所述第四对相邻分隔器的内部位置之间的相对于所述旋转轴线的第四分隔器斜率为零或者正，并且小于所述第三分隔器斜率。
14.第四分隔器斜率可小于大约10度。
15.第四分隔器斜率可小于大约3度。
16.所述多个分隔器可包括第四对相邻分隔器，所述第四对相邻分隔器比所述第三对相邻分隔器更靠近所述输出端，其中所述第四对相邻分隔器的内部位置之间的相对于所述旋转轴线的第四分隔器斜率小于大约10度。
17.第四分隔器斜率可小于大约3度。
18.分隔器的内部位置可位于抛物线路径上。
19.每对相邻分隔器的内部位置之间的相对于旋转轴线的各个分隔器斜率可从分隔器的输入端到输出端减小。
20.分隔器斜率中的两个之间的差可代表至少大约20度的角差。
21.保持器可包括第一对相邻保持器和第二对相邻保持器，第一对相邻保持器比第二对相邻保持器更靠近输入端，其中，第一对相邻保持器的保持器位置之间的相对于旋转轴线的第一保持器斜率大于第二对相邻保持器的保持器位置之间的相对于旋转轴线的第二保持器斜率。第一保持器斜率和第二保持器斜率为零或者正。
22.第二保持器斜率可小于大约3度。
23.保持器可包括第三对相邻保持器，第三对相邻保持器比第二对相邻保持器更靠近输出端，其中第三对相邻保持器的保持器位置之间的相对于旋转轴线的第三保持器斜率为零或者正并且小于大约3度。
24.保持器可具有共同的最小深度。
25.根据各种实施方式，提供了一种便于依据密度进行颗粒分离的系统。该系统包括如上所述的设备、联接至该设备以使该设备的分离器围绕旋转轴线旋转的旋转驱动器、以及与分离器的输入端颗粒连通的颗粒源，以及该颗粒源配置成当分离器围绕旋转轴线旋转时，向分离器的输入端提供颗粒。
26.对于本领域普通技术人员，在结合附图阅读本技术的具体实施方式的以下描述之后，本技术的实施方式的其它方面和特征将变得显而易见。
附图说明
27.在示出本技术的实施方式的附图中，
28.图1是根据本技术的各种实施方式的用于促进依据密度的颗粒分离的系统的侧向剖视图；
29.图2是根据本技术的各种实施方式的图1所示系统的部分的侧向剖视图；
30.图3是根据本技术的各种实施方式的图1所示系统的分离器的侧向剖视图；
31.图4是根据本技术的各种实施方式的用于促进依据密度的颗粒分离的系统的部分的侧向剖视图；以及
32.图5是根据本技术的各种实施方式的用于促进依据密度的颗粒分离的系统的部分
的侧向剖视图。
具体实施方式
33.参照图1，图中示出了根据各种实施方式的用于促进依据密度的颗粒分离的系统10的剖视图。在各种实施方式中，系统10可用作离心浓缩器。
34.参照图1，系统10包括配置成围绕旋转轴线14旋转的分离器12。在一些实施方式中，分离器12可称为碗。在各种实施方式中，分离器12可具有有助于在操作期间改进的依据密度的颗粒分离的性质和/或者几何形状。在各种实施方式中，系统10可包括电动机16，电动机16用作联接至分离器12的旋转驱动器，用于在使用期间使分离器绕旋转轴线14旋转。例如，在一些实施方式中，电动机16可通过驱动带18和驱动轴19联接至分离器12。
35.系统10可包括颗粒源20，颗粒源20与分离器12的输入端颗粒连通，并且配置成在分离器围绕旋转轴线14旋转时提供颗粒。例如，在各种实施方式中，颗粒源20可包括供给管。在一些实施方式中，经由进料管提供的颗粒可在水的浆料中混合。例如，在一些实施方式中，60％水和40％颗粒的比率可由颗粒源20提供给分离器12。例如，在一些实施方式中，颗粒源20可提供每小时大约500公吨的固体。在一些实施方式中，大致类似于系统10的不同实施方式可配置成处理以例如50千克/小时至大于500公吨/小时固体的速率提供的颗粒。
36.在各种实施方式中，颗粒可包括高密度颗粒，例如金颗粒以及其它密度较低的颗粒，诸如岩石、沙子和/或者土壤。在一些实施方式中，分离器12可配置成当分离器12围绕旋转轴线14旋转时将高密度颗粒与低密度颗粒分离。
37.参照图2，图中示出了包括分离器12的系统10的部分(在图1中以32示出)的放大视图，图2示出了根据各种实施方式的分离器12的更多细节。参照图2，分离器12包括围绕分离器12的旋转轴线14的内表面100。在各种实施方式中，分离器12可由耐磨和/或者耐磨损的材料或者组合材料制成，例如，具有聚氨酯覆盖物/涂层的钢背衬。在一些实施方式中，分离器12可包括替代的或者附加的材料，诸如金属(例如钢)、聚氨酯、橡胶、碳化硅和/或者其组合。在各种实施方式中，内表面100可限定颗粒路径，该颗粒路径从分离器12的输入端102到分离器12的轴向间隔开的输出端104。
38.参照图2，在各种实施方式中，内表面100可包括轴向间隔开的分隔器120、122、124、126、128、130、132、134、136、138和140。在各种实施方式中，分隔器120-140中的每一个均可具有相对于旋转轴线的相应的内部位置。在各种实施方式中，分隔器的内部位置可定义为分隔器的最内表面(例如，分隔器的最靠近旋转轴线14的内顶点)的位置。在一些实施方式中，分隔器120-140可为围绕旋转轴线14的大致环形。在各种实施方式中，分隔器120-140可大致关于旋转轴线14对称。
39.在一些实施方式中，每个分隔器120-140的内部位置均可表示为分隔器的最内侧表面的两个坐标位置：离旋转轴线的径向位置或者距离的测量值以及沿着旋转轴线的轴向位置或者距离的测量值。例如，参照图3，根据各种实施方式的隔离器12以单独的剖视图示出。参照图3，分隔器122的径向位置测量值在252处示出，以及描述分隔器122的轴向位置的轴向位置测量值在254处示出。在图3所示的实施方式中，轴向位置测量值可为相对位置，并且可相对于最靠近输入端102的分隔器120的位置进行，因此可认为分隔器120处于轴向位置0。在250处示出了分隔器120的径向位置测量值。
40.参照图2，在各种实施方式中，分隔器120-140可限定相应的轴向间隔开的保持器152、154、156、158、160、162、164、166、168和170，用于在分离器12的旋转期间收集颗粒。在一些实施方式中，分离器12还可包括保持器150。在一些实施方式中，保持器可关于旋转轴线14大致对称。在一些实施方式中，保持器150-170中的每一个均可包括一组流体入口，用于在操作期间流化保持器中的颗粒。例如，在一些实施方式中，用于图2所示的保持器152的流体入口可包括沿着保持器152的外部径向壁的孔或者通道(例如，参见流体入口180)。在一些实施方式中，流体入口可与围绕分离器12的流体储存器200流体连通。例如，在一些实施方式中，分离器12可在每个保持器中包括大约400个孔或者流体入口，在孔或者流体入口之间具有大约10mm的间隔。在一些实施方式中，分离器12的保持器150-170中的每一个均可包括两行轴向间隔开的流体入口，如图2所示。
41.仍然参考图2，在各种实施方式中，分离器12的分隔器120-140可定位和/或者配置成便于依据对大颗粒和小颗粒都有效的密度来分离颗粒。例如，在一些实施方式中，对于靠近输出端104的相邻分隔器，相邻分隔器在轴向位移或者斜率上的内部位置的差异可比靠近输入端102的相邻分隔器的内部位置的差异低，如下面更详细描述的，并且这在一些实施方式中可促进改进的颗粒分离。
42.参照图2，在一些实施方式中，对于第一对相邻分隔器120和122以及第二对相邻分隔器122和124，第一对比第二对更靠近输入端102，在第一对相邻分隔器120和122的内部位置之间相对于旋转轴线的第一分隔器斜率可大于在第二对相邻分隔器122和124的内部位置之间相对于旋转轴线的第二分隔器斜率。在各种实施方式中，第一分隔器斜率和第二分隔器斜率可为零或者正的(即，不是负的)，使得分隔器124不比分隔器122更靠近旋转轴线，以及分隔器122不比分隔器120更靠近旋转轴线。
43.在一些实施方式中，当考虑从输入端102到输出端104的相邻分隔器的相应对时，可出现分隔器斜率的这种减小，如下面进一步详细描述的。
44.在一些实施方式中，斜率的这种变化可允许靠近输入端102的分隔器分离或者捕获较粗的高密度颗粒，而靠近输出端104的分隔器分离或者捕获较细的高密度颗粒。在各种实施方式中，保持第二对相邻分隔器的斜率为零或者正(即，非负)可促进颗粒朝向输出端连续移动，而不会过量积聚颗粒。
45.操作
46.参照图1，如上所述，系统10可促进依据密度的颗粒分离。在各种实施方式中，颗粒和流体的混合物，诸如例如水和颗粒或者浆料的60-40混合物，可通过颗粒源20提供到分离器12的输入端102。在一些实施方式中，包括颗粒的浆料可经由颗粒源20重力供给到分离器12的输入端102。在一些实施方式中，例如，在将浆料提供给分离器12之前，可使用振动筛对浆料进行第一尺寸的分离。在一些实施方式中，颗粒源20可包括泵，该泵配置成将浆料泵入分离器12的输入端102。
47.在各种实施方式中，当将颗粒提供到输入端102时，电动机16可经由驱动带18和驱动轴19驱动分离器12。例如，在一些实施方式中，分离器12可通过电动机16以大约400rpm的标称转速驱动，该电动机16以大约1485rpm的转速牵引75kw的功率并旋转。
48.参照图2，颗粒可通过分离器12围绕旋转轴线14的旋转而被向外推向分离器12的内表面100。参照图2，内表面100可包括倾斜壁220，该倾斜壁220可引起向外的离心力，以将
颗粒从输入端102向上推向分离器12的输出端104。
49.颗粒可首先进入图2所示的保持器150。在一些实施方式中，一旦保持器填充有颗粒，则一些颗粒可越过分隔器120，进入图2所示的相邻保持器152。在各种实施方式中，保留在保持器150中的颗粒可包括具有比经过分隔器120进入相邻保持器152的那些颗粒更高的密度的颗粒。在各种实施方式中，分离器12可包括流体入口，例如流体入口180，流体入口例如与每个保持器150-170流体连通，以便于较高密度颗粒在保持器内沉降。在各种实施方式中，流体入口可包括与储存器200和内表面100流体连通的孔或者通道。在操作中，在流体储存器200中可在压力下保持水，并且水的压力可使水通过流体入口流入保持器150-170。
50.参照图2，在各种实施方式中，保持器152可至少部分地由分隔器120和122限定。在各种实施方式中，一旦保持器152填充有颗粒，颗粒就可越过分隔器122进入保持器154。
51.在各种实施方式中，颗粒通过分隔器122的容易程度或者速率可至少部分地取决于分隔器120和122的内部位置之间相对于旋转轴线14的分隔器斜率。在一些实施方式中，分隔器斜率可被确定为分隔器120和122的内部位置的径向位置差与轴向位置差的比率。在各种实施方式中，分隔器120的径向位置可为分隔器120的最内表面和旋转轴线14之间的径向距离或者测量值。例如，在一些实施方式中，分隔器120的最内表面可距离旋转轴线14大约440mm，因此分隔器120的径向位置可为大约440mm。分隔器122的径向位置可类似地确定为大约466mm。
52.参照图3，图3单独示出了根据各种实施方式的分离器12。参照图3，描述分隔器120的径向位置的测量值在250处示出，并且描述分隔器122的径向位置的测量值在252处示出。
53.在各种实施方式中，分隔器120的轴向位置可为分隔器120的最内表面投射在旋转轴线14上的位置。在一些实施方式中，其中，分隔器120的最内表面可轴向延伸，从而提供圆柱形表面，例如，分隔器的轴向位置可为分隔器的最内表面的平均轴向位置。在一些实施方式中，可相对于最靠近输入端102的分隔器测量轴向位置，因此，可认为分隔器120具有0mm的轴向位置。在一些实施方式中，分隔器122可具有大约48mm的轴向位置。参照图3，示出了分隔器122的轴向位置的测量值在254处示出。在一些实施方式中，分隔器120-138可各自具有例如大约6.4mm的轴向表面高度。
54.在各种实施方式中，分隔器斜率可通过以下等式来确定：
[0055][0056]
其中，r
div1
是分隔器120的径向位置，r
div2
是分隔器122的径向位置，p
div1
分隔器120的轴向位置，以及p
div2
是分隔器120的轴向位置。
[0057]
因此，在各种实施方式中，该对相邻分隔器120和122的分隔器斜率可为大约(466-440)/(48-0)＝0.542。在一些实施方式中，分隔器斜率可用度表示(即，大约tan-1
(26/48)＝28.4度)。在各种实施方式中，用于该对相邻分隔器120和122的分隔器斜率可为正的，使得靠近输出端的分隔器122具有比分隔器120更大的径向位置，以促进当分隔器12围绕旋转轴线14旋转时，颗粒从输入端102流到分隔器12的输出端。
[0058]
在各种实施方式中，经过分隔器122的一些颗粒接下来可经过分隔器124，并进入图2所示的保持器154。在各种实施方式中，不经过分隔器124并保持在保持器152中的颗粒可包括具有比经过分隔器124进入相邻保持器154的颗粒更高的密度的颗粒。
[0059]
在各种实施方式中，用于该对相邻分隔器122和124的分隔器斜率可小于用于该对相邻分隔器120和122的分隔器斜率。在各种实施方式中，用于该对相邻分隔器122和124的分隔器斜率可为零或者正的(即，非负的)。在各种实施方式中，这可促进颗粒从分离器12的输入端102流到输出端。例如，在一些实施方式中，分隔器124可具有大约489mm的径向位置和大约97mm的轴向位置。因此，该对相邻分隔器122和124的分隔器斜率可为大约(489-466)/(97-48)＝0.469或者25.1度。
[0060]
在各种实施方式中，使用于该对相邻分隔器120和122的分隔器斜率大于用于该对相邻分隔器122和124的分隔器斜率，同时保持分隔器斜率为零或者正值，可促进改进的依据密度的颗粒分离，其中，该对相邻分隔器122和124在分隔器120和122的下游。例如，在一些实施方式中，在使用系统10回收诸如金子的高密度颗粒的情况下，可促进更高的回收率。在一些实施方式中，改进的分离可由图1所示的分隔器120和122产生，分隔器120和122更适于在保持器152中捕获较大的高密度颗粒，而分隔器122和124可更适于在保持器154中捕获较小的高密度颗粒。在各种实施方式中，通过将分隔器斜率保持为零或者正(即，非负的)，可鼓励颗粒流动，并且可促进改进的颗粒分离。
[0061]
在各种实施方式中，如图2所示，颗粒接下来可经过分隔器126，并进入保持器156。在各种实施方式中，保留在保持器154中的颗粒可包括具有比经过分隔器126进入相邻保持器156的那些颗粒更高的密度的颗粒。在各种实施方式中，用于该对相邻分隔器124和126的分隔器斜率可小于用于该对相邻分隔器122和124的分隔器斜率，但是仍然不是负的。例如，在一些实施方式中，分隔器126可具有大约511mm的径向位置和大约145mm的轴向位置。因此，该对相邻分隔器124和126的分隔器斜率可为大约0.458或者大约24.6度。
[0062]
在各种实施方式中，使用于该对相邻分隔器122和124的分隔器斜率大于用于该对相邻分隔器124和126的分隔器斜率，同时还使用于该对相邻分隔器120和122的分隔器斜率大于用于该对相邻分隔器122和124的分隔器斜率，这可促进改进的依据密度的颗粒分离。例如，在一些实施方式中，在使用系统10回收诸如金的高密度颗粒的情况下，可促进更高的回收率。
[0063]
在一些实施方式中，如图2中所示，改进的分离可由分隔器120和122产生，分隔器120和122更适于在保持器152中捕获较大的高密度颗粒，而分隔器122和124以及随后的分隔器124和126可更适于分别在保持器154和156中捕获逐渐减小的高密度颗粒。在各种实施方式中，这种渐进的或者逐步的颗粒分离方法可导致更高的产率和/或者更精确的依据密度的颗粒分离。在各种实施方式中，通过保持分隔器的斜率为零或者正(即，非负的)，可鼓励颗粒流动，并且可促进改进的颗粒分离。
[0064]
在各种实施方式中，如图2中所示，颗粒接下来可通过分隔器128，并进入保持器158。在各种实施方式中，保留在保持器156中的颗粒可包括具有比经过分隔器128进入相邻保持器158的那些颗粒更高的密度的颗粒。在各种实施方式中，用于该对相邻分隔器126和128的分隔器斜率可小于用于该对相邻分隔器124和126的分隔器斜率。例如，在一些实施方式中，分隔器128可具有大约530mm的径向位置和大约193mm的轴向位置。因此，该对相邻分隔器126和128的分隔器斜率可为大约0.396或者大约21.6度。
[0065]
在各种实施方式中，具有另一个分隔器斜率，其中该斜率更小并且为零或者正值，可促进进一步改进的依据密度的颗粒分离。例如，在一些实施方式中，在使用系统10回收诸
如金的高密度颗粒的情况下，可促进更高的回收率。在一些实施方式中，改进的分离可由图2所示的分隔器120和122、122和124、124和126以及126和128产生，分隔器120和122、122和124、124和126以及126和128更适于分别在保持器152、154、156和158中捕获逐渐变小的高密度颗粒。在各种实施方式中，通过保持分隔器的斜率为零或者正，可鼓励颗粒流动，并且可促进改进的颗粒分离。
[0066]
在各种实施方式中，具有减小的分隔器斜率的每对附加的分隔器均可促进改进的依据密度的颗粒分离。
[0067]
参照图2，在操作过程中，分离器12围绕旋转轴线14的旋转可使颗粒继续从输入端102流到输出端104，经过分隔器120-140。现在参考图1，一些颗粒将向上流过分隔器140(图2所示)，然后向外流过分离器12的顶部。在各种实施方式中，这些颗粒可通过倾斜的输出滑动件30流出系统10。
[0068]
参照图2，分隔器130、132、134、136和138可分别具有径向位置和轴向位置(548mm、241mm)、(563mm、290mm)、(576mm、338mm)、(584mm、389mm)和(584mm、437mm)。因此，在各种实施方式中，用于相邻分隔器对120和122、122和124、124和126、126和128、128和130、130和132、132和134、134和136以及136和138的分隔器斜率可为大约0.542或者大约28.4度、大约0.469或者大约25.1度、大约0.458或者大约24.6度、大约0.396或者大约21.6度、大约0.375或者大约20.6度、大约0.306度或者大约17.0度、大约0.271度或者大约15.15度、大约0.157度或者大约8.9度、以及大约0或者大约0度。
[0069]
在各种实施方式中，分隔器斜率中的至少两个的分隔器斜率之间的差可表示至少大约20度的角差。例如，在各种实施方式中，用于该对相邻分隔器120和122以及该对相邻分隔器136和138的分隔器斜率之间的差可表示大约28.4度的角差。在一些实施方式中，这种斜率的最小差异可促进不同粒度的依据密度的精确分离。
[0070]
在各种实施方式中，对于每对分隔器，相邻分隔器对的分隔器斜率可从输入端102到输出端104减小。例如，在一些实施方式中，当相邻分隔器对120和122、122和124、124和126、126和128、128和130、130和132、132和134、134和136以及136和138从输入端102前进到输出端104时，相邻分隔器对的分隔器斜率可减小。在一些实施方式中，分隔器斜率的这种逐渐减小同时斜率保持为零或者正(即，非负的)可促进在保持器152-168中逐渐更精细的颗粒依据密度进行颗粒分离。
[0071]
在一些实施方式中，在逐渐减小的分隔器斜率之后在输出端附近包括具有小的分隔器斜率的一对相邻的分隔器136和138，可促进通过分离器12的高密度细颗粒的颗粒分离。例如，在一些实施方式中，该对相邻的分隔器136和138可具有小于大约10度的分隔器斜率，并且这可促进通过分离器对高密度细颗粒的颗粒分离。在一些实施方式中，该对相邻的分隔器136和138可具有大约零度的分隔器斜率，并且这可促进高密度细颗粒的颗粒分离。在一些实施方式中，大约零度的斜率可为小于大约3度的斜率。
[0072]
参照图2，在一些实施方式中，分离器12可包括靠近输出端的分隔器140。在一些实施方式中，分隔器140可与分隔器138相邻，并且可具有径向位置和轴向位置(584mm和492mm)，使得该对相邻分隔器138和140具有大约0
°
的分隔器斜率。在一些实施方式中，包括由相应的分隔器对限定的保持器168和170，可促进通过分离器12对高密度细颗粒的颗粒分离，其中在逐渐减小的分隔器斜率之后，该相应的分隔器对二者在输出端附近都具有小的
分隔器斜率。例如，在一些实施方式中，相邻的分隔器对136和138以及138和140可各自具有小于大约10度的分隔器斜率，并且这可促进通过分离器的高密度细颗粒的颗粒分离。在一些实施方式中，相邻的分隔器对136和138以及138和140可各自具有大约零度的分隔器斜率，并且这可促进高密度细颗粒的颗粒分离。
[0073]
在一些实施方式中，由分离器12的旋转产生的离心力可将颗粒浆料推靠在图2所示的内表面100上，并且在颗粒浆料和分离器12内的大气之间产生界面。在一些实施方式中，该界面的角度可在距竖直旋转轴线大约5度和大约10度之间。该角度可至少部分地取决于浆料内颗粒的尺寸和浆料的固体密度。较粗颗粒(例如2.0mm)和较高固体密度(例如，60％固体)可导致较高的角度(例如，在一些实施方式中大约10度)。较细的颗粒(例如0.1mm)和较低的固体密度(例如，20％固体)可导致较低的角度(例如5度)。
[0074]
在一些实施方式中，分离器12可通过改变从输入端102到输出端104的分隔器斜率来促进粗重矿物颗粒和细重矿物颗粒的有效回收，使得一些分隔器斜率大于界面或者浆料面的轴向内部的角度，并且一些分隔器斜率小于界面或者浆料面的轴向外部的角度。在一些实施方式中，具有大于界面角度的分隔器斜率的相邻分隔器对可有效地回收相对较粗的重矿物颗粒，并且具有小于界面角度的分隔器斜率的相邻分隔器对可有效地回收相对较细的重矿物颗粒。
[0075]
因此，在一些实施方式中，至少一对相邻的分隔器可具有大于界面角度的分隔器斜率，例如大于大约10度。在一些实施方式中，至少一对相邻的分隔器可具有远大于10度、例如大于20度的分隔器斜率，以促进较粗颗粒的颗粒分离。例如，在一些实施方式中，用于该对相邻分隔器120和122的分隔器斜率可大于大约20度。在一些实施方式中，靠近分离器12的输出端104的至少一对相邻的分隔器可具有小于接口的角度的分隔器斜率，例如，小于大约10度。例如，在一些实施方式中，相邻分隔器134和136、136和138以及138和140中的每一对的分隔器斜率均可小于大约10度。在一些实施方式中，从大于20度到小于10度的分隔器斜率的渐变可促进浆料从分离器12的输入端102流到输出端104。
[0076]
在一些实施方式中，分隔器120-140中的至少一些的内部位置可大致位于抛物线路径上。例如，在一些实施方式中，分隔器中的至少四个的内部位置可大致位于抛物线路径上。参照图2，在一些实施方式中，分隔器120-134中的每一个的内部位置通常可使用抛物线函数来确定。例如，在一些实施方式中，内部位置可遵循以下抛物线函数：
[0077]
r＝-4.460851806
·
10-4
x2 5.533849361
·
10-1
x 440.0538903
[0078]
其中，r是分隔器120-136中的每一个的内部位置，单位为mm，x是分隔器120-136中的每一个的轴向，单位为mm。在一些实施方式中，上述等式可在小于径向位置的大约0.5％内成立，例如，或者在一些实施方式中，例如，小于大约1mm，使得分隔器的内部位置大致位于抛物线路径上。在一些实施方式中，使用大致抛物线路径可促进改进的依据密度的颗粒分离。例如，在一些实施方式中，颗粒/材料流可通过沿着由例如抛物线路径提供的平滑路径来促进，并且与例如在流动方向上具有突变的路径相比，这可导致改进的颗粒分离。
[0079]
参照图2，在一些实施方式中，保持器150-170的配置可促进改进的依据密度的颗粒分离。例如，在一些实施方式中，保持器150-170可在输入端102附近比在分离器12的输出端104附近向外倾斜更多。在各种实施方式中，这可允许保持器150-170保持一致的深度，并且可促进靠近输入端102的较大颗粒的分离和靠近输出端104的较小颗粒的分离。在一些实
施方式中，保持器150-170可具有共同的深度。例如，在一些实施方式中，保持器150-170可具有大约25mm的径向测量的共同最小深度。
[0080]
在一些实施方式中，较低的保持器容积可提高浓缩等级(例如，目标材料的量相对于收集的材料的总量)，因为目标材料可仅收集在保持器的表面上。然而，在一些实施方式中，可能需要最小的深度，使得来自流体入口的水不会将目标材料(例如金)吹离保持器的表面。因此，在各种实施方式中，可采用共同的最小深度。在各种实施方式中，在图2所示的分离器12中使用大约25mm的深度以促进分离可凭经验确定为有效。
[0081]
参照图2，在一些实施方式中，保持器150-170中的每一个均可具有相对于旋转轴线的相应保持器位置。在一些实施方式中，用于保持器的保持器位置可被限定为保持器的中心表面的位置(例如，在限定保持器的相邻分隔器之间的保持器表面的中间位置)。在一些实施方式中，用于保持器的保持器位置可被限定为保持器的最外颗粒接合表面的位置或者平均位置。在一些实施方式中，保持器位置中的每个均可用坐标表示，并且可包括径向位置和相对轴向位置。例如，参照图3，保持器152可具有包括在290处示出的径向位置和0的轴向位置的保持器位置。仍然参考图3，保持器154可具有保持器位置，该保持器位置包括在292处示出的径向位置和在294处示出的轴向位置，从保持器152的轴向位置进行测量。
[0082]
在一些实施方式中，保持器150-170可包括第一对相邻保持器152和154以及第二对相邻保持器154和156，第一对相邻保持器比第二对相邻保持器更靠近输入端102，其中，相对于第一对相邻保持器的保持器位置之间的旋转轴线的第一保持器斜率大于相对于第二对相邻保持器的保持器位置之间的旋转轴线的第二保持器斜率，以及其中，第一保持器斜率和第二保持器斜率为零或者正。在一些实施方式中，这种斜率关系可导致保持器152和154比保持器154和156向外倾斜更多。在各种实施方式中，这可允许保持器保持一致的深度，并且可促进靠近输入端102的较大颗粒的分离和靠近输出端104的较小颗粒的分离。
[0083]
在一些实施方式中，可使用以下等式来确定所述一对相邻保持器152和154的保持器斜率：
[0084][0085]
其中，r
ret1
是保持器152的径向位置，r
ret2
是保持器154的径向位置，p
ret1
是保持器152的轴向位置，并且p
ret2
是保持器154的轴向位置。
[0086]
例如，在一些实施方式中，保持器152可具有290的径向位置和0mm的轴向位置。在一些实施方式中，保持器154可具有515mm的径向位置和48mm的轴向位置。在一些实施方式中，保持器154可具有515mm的径向位置和96mm的轴向位置。因此，该对相邻保持器152和154的保持器斜率可计算为大约0.500或者大约26.6度。在一些实施方式中，保持器156可具有536mm的径向位置和144mm的轴向位置。因此，该对相邻保持器154和156的保持器斜率可计算为大约0.438或者大约23.6度。因此，在各种实施方式中，用于该对相邻保持器152和154的保持器斜率可大于用于该对相邻保持器154和156的保持器斜率。
[0087]
在各种实施方式中，保持器158、160、162、164、166、168和170可分别具有大约(536mm、96mm)、(556mm、145mm)、(573mm、193mm)、(589mm、241mm)、(602mm、289mm)、(610mm、340mm)、(610mm、389mm)、和(610mm、437mm)的保持器位置(径向位置、轴向位置)。因此，用于成对的相邻保持器156和158、158和160、160和162、162和164、164和166、166和168以及168
和170的保持器斜率率可分别为大约0.408、0.354、0.333、0.271、0.157、0、和0。
[0088]
因此，在各种实施方式中，保持器斜率可从输入端102到输出端104逐渐减小。在各种实施方式中，具有逐渐减小的保持器斜率的每对相邻保持器均可促进改进的颗粒分离。
[0089]
在一些实施方式中，保持器150可具有465mm的径向位置和-48mm的轴向位置。因此，该对相邻保持器150和152的保持器斜率可计算为0.542或者28.4度。
[0090]
在一些实施方式中，相邻保持器166和168之间的保持器斜率可较小。例如，在一些实施方式中，相邻保持器166和168之间的保持器斜率可小于大约10度。在一些实施方式中，保持器斜率可为大约零度或者小于大约3度。在一些实施方式中，对于输出端104附近的至少一对相邻保持器具有小的保持器斜率可促进分离输出端附近的小颗粒。在一些实施方式中，相邻保持器168和170之间的斜率也可很小，使得在输出端104附近有两对相邻保持器，这两对相邻保持器具有大约为零的保持器斜率。在一些实施方式中，在输出端104附近具有一对以上的具有小斜率的相邻保持器可促进通过系统10更有效地分离小颗粒。
[0091]
参照图1，在一些实施方式中，在系统10已经运行一段分离时间阶段之后，在此期间，分离器12已经围绕旋转轴线14旋转，并且颗粒已经积聚在保持器150-170内(如图2所示)，分离器12可停止旋转，并且可从保持器150-170中回收颗粒。在各种实施方式中，保留在保持器150-170中的颗粒可包括具有比向上流出分离器12的输出端104的颗粒更高的密度的颗粒。在一些实施方式中，该分离时间阶段可为例如大约30至60分钟。在各种实施方式中，系统10可重复运行，其中新的颗粒输入分离器12种，并且对于每次运行，分离器12均围绕旋转轴线14旋转。
[0092]
分离器实施方式
[0093]
在各种实施方式中，可使用有助于与图1至图3中所示的分离器12大致相似的功能的其它分离器或者碗来促进如本文关于分离器12大致描述的依据密度的颗粒分离。
[0094]
参照图4，图中示出了根据各种实施方式的系统的部分，该部分可包括大致类似于图1所示和上面讨论的系统10的功能特征。参照图4，系统可包括分离器302，分离器302可大致类似于如上所述和图1至图3所示的分离器12起作用。在各种实施方式中，分离器302可小于分离器12，并且可配置成以比分离器12更低的生产量促进依据密度进行颗粒分离。
[0095]
在操作中，该系统可包括电动机，该电动机用作联接至分离器302的旋转驱动器，用于在使用期间使分离器围绕旋转轴线304旋转。在一些实施方式中，该系统可包括颗粒源，该颗粒源与分离器302的输入端308颗粒连通，并且配置为在分离器围绕旋转轴线304旋转时提供颗粒。在各种实施方式中，当在输入端308提供颗粒时，电动机可驱动分离器302围绕旋转轴线304旋转。
[0096]
参照图4，通过分离器302围绕旋转轴线304的旋转，可将颗粒向外推向分离器302的内表面306。参照图4，内表面306可大致向外倾斜，这可引起向外的离心力将颗粒从输入端308向上推向分离器302的输出端310。
[0097]
参照图4，分离器302的内表面306可围绕旋转轴线304，并限定从输入端308到轴向间隔的输出端310的颗粒路径。在各种实施方式中，内表面306可包括具有各自内部位置的轴向间隔开的分隔器320、322、324、326、328和330，分隔器至少部分地限定各自的轴向间隔开的保持器340、342、344、346和348，用于在分离器旋转期间收集颗粒。在各种实施方式中，保持器340-348中的每一个均可包括用于在操作期间流化保持器中的颗粒的流体入口。例
如，保持器340可包括孔或者流体通道(例如，包括在360和362处示出的那些)，该孔或者流体通道与流体储存器370流体连通。在操作中，水可在压力下保持在流体储存器370中，并且水的压力可使水通过流体入口流入保持器340-348。
[0098]
在一些实施方式中，分隔器320-330可包括第一对相邻分隔器320和322以及第二对相邻分隔器322和324，第一对相邻分隔器比第二对相邻分隔器更靠近输入端308。在各种实施方式中，相对于第一对相邻分隔器320和322的内部位置之间的旋转轴线的第一分隔器斜率可大于相对于第二对相邻分隔器322和324的内部位置之间的旋转轴线的第二分隔器斜率。第一分隔器斜率和第二分隔器斜率中的每一个均可为非负斜率，这在一些实施方式中可促进颗粒从输入端308流到输出端310。
[0099]
在各种实施方式中，第一对相邻分隔器和第二对相邻分隔器之间的斜率的差异可促进改进的依据密度的颗粒分离，这至少是由于以上关于图1至图3中所示的分离器12所提供的原因。
[0100]
参照图4，在各种实施方式中，分隔器320、322、324、326、328和330可具有大约(131mm、0mm)、(143mm、30mm)、(155mm、66mm)、(164mm、99mm)、(170mm、134mm)和(175mm、174.5mm)的内部位置(径向位置、轴向位置)。因此，在各种实施方式中，相邻对的分隔器320和322、322和324、324和326、326和328、以及328和330之间的斜率可分别为大约0.400、0.333、0.273、0.171和0.123。在各种实施方式中，具有逐渐减小的分隔器斜率的每对相邻分隔器可促进改进的颗粒分离，例如，如以上关于图1至图3中所示的分离器12所描述的。
[0101]
在一些实施方式中，用于分隔器320、322、324、326、328和330的内部位置可位于抛物线路径上，诸如例如由以下函数定义的抛物线路径：
[0102]
r＝-1.040500288
·
10-3
x2 4.331438342
·
10-1
x 130.9909349
[0103]
其中，r是分隔器320-330中的每个的内部位置(mm)，x是分隔器320-330中的每个的轴向位置(mm)。
[0104]
仍然参考图4，在各种实施方式中，保持器340-348的配置可促进改进的依据密度的颗粒分离。例如，在一些实施方式中，对于靠近输入端308的相邻保持器，保持器340-348可比对于靠近分离器302的输出端310的相邻保持器向外倾斜得更多。在各种实施方式中，保持器340-348可分别具有大约(158mm、0mm)、(170mm、34mm)、(181mm、68mm)、(189mm、102mm)和(195mm、136mm)的保持器位置(径向位置、轴向位置)。因此，在各种实施方式中，用于成对的相邻保持器340和342、342和344、344和346以及346和348的保持器斜率率可分别为大约0.353、0.324、0.235和0.176。在各种实施方式中，具有逐渐减小的保持器斜率的每对相邻保持器可促进改进的颗粒分离。
[0105]
现在参考图5，图中示出了根据各种实施方式的系统的部分，该部分可包括功能特征，该功能特征大致类似于图1所示和这里所讨论的系统10。参照图5，系统可包括分离器452，分离器452可大致类似于如上所述的和图1至图3和图4中所示的分离器12和302发挥作用。
[0106]
在一些实施方式中，该系统可包括电动机，该电动机用作联接至分离器452的旋转驱动器，用于在使用期间使分离器围绕旋转轴线454旋转。在一些实施方式中，该系统可包括颗粒源，该颗粒源与分离器452的输入端458颗粒连通，并且配置成在分离器围绕旋转轴线454旋转时提供颗粒。在各种实施方式中，当在输入端458提供颗粒时，电动机可驱动分离
器452围绕旋转轴线454旋转。
[0107]
参照图5，通过分离器452围绕旋转轴线454的旋转，可将颗粒向外推向分离器452的内表面456。参照图5，内表面456可大致向外倾斜，这可引起向外的离心力将颗粒从输入端458向上推向分离器452的输出端460。
[0108]
参照图5，分离器452的内表面456可围绕旋转轴线454，并限定从输入端458到轴向间隔的输出端460的颗粒路径。在各种实施方式中，内表面456可包括轴向间隔开的分隔器470、472、474、476、478和480，该轴向间隔开的分隔器470、472、474、476、478和480具有各自的内部位置，分隔器至少部分地限定各自的轴向间隔开的保持器490、492、494、496和498，用于在分离器旋转期间收集颗粒。在各种实施方式中，保持器490-498中的每一个均可包括用于在操作期间流化保持器中的颗粒的流体入口。例如，保持器340可包括孔或者流体通道(例如，包括在510和512处示出的那些)，该孔或者流体通道(例如，包括在510和512处示出的那些)与流体储存器520流体连通。
[0109]
在一些实施方式中，分隔器470-480可包括第一对相邻分隔器470和472以及第二对相邻分隔器472和474，第一对相邻分隔器比第二对相邻分隔器更靠近输入端458。在各种实施方式中，相对于第一对相邻分隔器470和472的内部位置之间的旋转轴线的第一分隔器斜率可大于相对于第二对相邻分隔器472和474的内部位置之间的旋转轴线的第二分隔器斜率。第一分隔器斜率和第二分隔器斜率中的每一个均可为非负斜率，这在一些实施方式中可促进颗粒从输入端458流到输出端460。
[0110]
在各种实施方式中，第一对相邻分隔器和第二对相邻分隔器之间的斜率的差异可有助于改进依据密度的颗粒分离，这至少是由于以上关于图1至图3中所示的分离器12所提供的原因。
[0111]
参照图5，在各种实施方式中，分隔器470可具有大约(129mm、0mm)的内部位置(对应于分隔器470的最内点)。在各种实施方式中，分隔器470、472、474、476、478和480可具有大约(129mm、0mm)、(153mm、48mm)、(162mm、80mm)、(168mm、112mm)、(171mm、142mm)和(171mm、178mm)的内部位置(径向位置、相对轴向位置)。因此，在各种实施方式中，相邻的分隔器对470和472、472和474、474和476、476和478以及478和480之间的斜率可分别为大约0.500、0.281、0.188、0.100和0。
[0112]
在各种实施方式中，具有逐渐减小的分隔器斜率的每对相邻分隔器可促进改进的颗粒分离，例如，如以上关于图1至图3中所示的分离器12所描述的。
[0113]
如上所述，在一些实施方式中，在具有逐渐减小的分隔器斜率之后，例如在输出端460附近具有小分隔器斜率可有助于捕获和/或者分离输出端460附近的细颗粒，该小分隔器斜率可为大约为零。
[0114]
仍然参考图5，在各种实施方式中，保持器490-498的配置可促进改进的依据密度的颗粒分离。例如，在一些实施方式中，对于靠近输入端458的相邻保持器，保持器490-498可比对于靠近分离器452的输出端460的相邻保持器向外倾斜得更多。在各种实施方式中，保持器490-498可分别具有大约(167mm、0mm)、(182mm、32mm)、(187mm、63mm)、(187mm、94mm)和(187mm、123mm)的保持器位置(径向位置、相对轴向位置)。因此，在各种实施方式中，相邻保持器对490和492、492和494、494和496以及496和498的斜率可分别为大约0.469、0.161、0和0。在各种实施方式中，具有逐渐减小的保持器斜率的每对相邻保持器可促进改进的颗粒
分离。
[0115]
在一些实施方式中，用于至少一对相邻保持器的保持器斜率可较小。例如，在一些实施方式中，保持器斜率可小于大约10度。在一些实施方式中，保持器斜率可为大约0度或者小于大约3度。例如，在一些实施方式中，对于保持器494和496以及496和498，可存在大约0
°
的保持器斜率。在一些实施方式中，对于靠近输出端460的至少一个保持器，保持器斜率可为大约零。在一些实施方式中，这可有助于促进靠近输出端460的保持器494、496和498中的细颗粒的改进的颗粒分离。
[0116]
各种实施方式
[0117]
在一些实施方式中，一些分隔器斜率可为负的，例如，在分离器12的输出端104附近。
[0118]
在一些实施方式中，图2、图4和图5中所示的分离器12、302和/或者452可包括联接在一起的不同部件或者部分。例如，在一些实施方式中，内表面100、306和/或者456可由两个或者多个不同的部件制成，所述两个或者多个不同的部件可联接在一起以形成大致连续的表面。
[0119]
在一些实施方式中，可比较分隔器斜率的两对相邻分隔器可包括公共分隔器。在一些实施方式中，可比较分隔器斜率的两对相邻分隔器可仅包括不同的分隔器。
[0120]
在一些实施方式中，可比较保持器斜率的两对相邻保持器可包括公共保持器。在一些实施方式中，可比较保持器斜率的两对相邻保持器可仅包括不同的保持器。
[0121]
虽然已描述和示出了本技术的具体实施方式，但是应认为这些实施方式仅仅是对本技术的说明，而不是对根据所附权利要求所解释的本技术的限制。