专利名称：螺旋离心装置中的冲洗管道装置的制作方法
本申请是提交于1994年6月27日申请号为08/266,240的申请的部分继续，在此引入其中形成一个整体。
本发明涉及用于固液混合物分离和对固体内洗的螺旋传送离心装置。特别是，向传送装置提供一个或多个冲洗管道而在滚筒的一部分内来输送冲洗液进入离心沉淀的固体中，该滚筒沿其轴向位于固液进给处和固体排出处之间。每一独立冲洗管的远端与靠近一个传送叶片或多个叶片远边的滚筒内表面紧邻。该叶片适于接触分离出的固体并向固体排出口推动分离的固体。在本发明的另一方面，向传送装置提供一个或多个切割工具，如刮板叶片，它适合在螺旋形传送叶片的配合下切割和分离沉淀的固体。使用的刮板和/或管道传送冲洗液进入沉淀固体中，翻滚并悬吊它们于冲洗液中。在本发明的再一方面，是向传送装置提供一个或多个探入拦板，它们将滚筒中离心分离的液池分成轴向邻近的区域；每个探入拦板有一个从滚筒内表面隔开的外缘，从而提供一用来在邻近区域间输送固体和液体的适合通道。在本发明的又一方面，向一个传送叶片的至少一个部分的前面提供一弓形表面部分，该表面部分邻近前表面的构造的凹面的远边，该形状适于接触沉淀固体并将它们翻滚于冲洗液中。本发明的各要素的相互作用改进了母液从排出的固体中的分离，和/或减少了为获得回收固体产品的所需纯度而需要的冲洗液。
本发明的另一方面包括用这种改进的离心装置通过离心作用连续将固液混合物分离成分开的成份的步骤。如本发明改进了从排出的固体中分离母液和/或减少了为获得回收固体的所需纯度而需要的清洗液。
固体滚筒离心沉淀分取器广为人知。典型的这种装置包括一细长滚筒，它装配成绕其纵轴旋转且带有一螺旋传送装置，该传送装置轴向设置在滚筒内，它适于以略不同于滚筒转速而旋转；滚筒在靠近它的固体排出端附近是锥形或截锥形。螺旋传送装置由一个或多个螺旋布置的叶片构成，它们扫过装置的滚筒表面，同时向排出口推动离心沉淀的固体。这种叶片螺旋地设置在一叶毂的设备的一个例子描述于美国专利3,764,062中，其内容通过参考文献编入这里。
在一具有螺旋传送装置的固体滚筒离心沉淀分取器运行中，固液进料供入滚筒，由于滚筒旋转所形成的离心力，进料分离成其各个组份，较重的部分通常为固体，从液池的其它进料成份中向外移出而接近滚筒的内表面。由于滚筒和螺旋传送装置以不同的预定速度旋转，贴着滚筒内表面沉淀的固体被传送叶片的远边沿滚筒表面传送，直到从液池中分离且从滚筒锥形端处的一个或多个出口中排出。
固体滚筒离心沉淀分取器在商业上重要应用包括在不降低质量如所需结晶产品的化学纯度的处理过程条件下从液体中分离固体结晶化学成份。结晶，作为商业过程很有意义，因为大量材料以结晶的形式销售。它的广泛使用基于这样的事实，即从不纯的溶液中形成的晶体通常本身是纯净的。这样，结晶提供一种获得既纯净又有价值的且适于包装，搬运和贮存的凝缩的化学物质的实用方法。
尽管晶体本身应该为纯净的，但它在从末级固液混合物或液浆中分离出时附带有母液，且该附着的母液将携带存在于母液中的一些杂质。如果附带的母液干在晶体上，就产生产品污染。实用中，离心作业留下的母液量可高达晶体重量的50％。从低粘度母液中产生的大粒均匀晶体将保留低比例的母液，而从粘性溶液中产生的不均匀的小粒晶体会夹带相当多的比例的母液。
离心装置结块中的残余杂质可通过固液离心进料与稀释液或溶液相混合的方法来降低。这种稀释液降低母液中杂质的浓度且末级在不减少附带的母液量下减少离心结块中的杂质量。这种方法很无效，特别是在有机溶液成份结晶时，它有附加资本和操作费用，因为它需要利用每单位固体产品下的大量稀释液来获得杂质的显著减少。
的做法是，在离心装置上或在附加的悬浊/分离装置上用新鲜溶液冲洗晶体。原理是这种冲洗可把杂质降低到低于几乎任意水平，但这种方法通常不如预想的满意，且也有可观的附加资本和操作费用。
例如，在核科学摘要(Nucl.Sci.Abstr.)中，J.S.Vavruska和J.A.Rindfleisch评估连续固体滚筒离心装置用于处理模拟Rover溶解器液流，期号为1975，32(10)，摘要号24218(1975)。大规模连续固体滚筒离心装置用作一种固液分离和固体冲洗的方法。固体滚筒离心装置在研究条件下减少了Rover溶解器液的不溶固体含量。虽然冲洗注射喷嘴位于离心滚筒内，据报导几乎不可能或完全不可能从固体中冲洗堵积的铀。吸留的铀的最有效分离是通过在二级或多级中将不溶固体再次入水二次浆化且通过检测离心装置回收被二次浆化的悬浊液来实现。
Frank Birger Johrsen的美国专利3,971,509描述了一种包括一外筒和一内转子的离心装置，该转子带有至少两个用于沿轴向向排出口输送固体物质的螺旋叶片。在每一螺旋的远边或外周处提供一出孔，专利权人指出，在被输送的固体物质通过该出孔时，至少有部分被输送的物质的轴向运动暂停。通过各出孔的紧上游的转子的出口或喷嘴供给冲洗液。从转子出来的冲洗液的喷射在其轴向运动被打断时能作用于固体物质。当向每个螺旋处设有一出孔时，转子的内部可分成至少两个轴向间隔的室和用于连接每个室的分离冲洗液。专利权人认为，可以有效控制作用在每室的冲洗液上的静压，并决定从室中喷射的液体的溢流速度。
在冲洗传统离心装置的结块时，冲洗液流过或喷射在沉淀结块的顶部，该处靠近沿离心装置轴、结块从离心装置的“滩(beach)”部分的液池中被传出去的点。例如，见Yasuo Kowata的美国专利3,302,873，DetmerRedeker的美国专利4,496,340或Leonard Shapiro的美国专利4,654,022。然而传统离心装置的喷射冲洗不如需要的那样有效，因为大量冲洗液流过结块表面上和进入母液池而离开离心装置，没有穿透结块来置换结块中夹带的母液，仅仅是结块表面或浅近的部分。
Leonard Shapiro的美国专利4,654,022描述了一个通过焊接薄金属到螺旋片后缘表面来构造有位于滚筒的干滩(dry beach)处的中空螺旋片元件的离心装置。向螺旋片的前或工作表面每旋转360°提供许多系列的小孔，每个系列包括间隔的小孔，典型直径为0.030到0.125英寸，从螺旋片的外缘螺旋状移动，到连接于传送叶毂的螺旋片边缘附近的大溢流孔终止。运行中，所述冲洗液穿过固体堆表内邻的小孔到达固体堆表面。还表述的是少量冲洗液穿过对着靠近滚筒壁的螺旋片处形成的固体的楔淹没的小孔。因为固体堆的密度随滚筒壁接近滩区域时变得越来越大，Shapiro推测在该装置中，被从淹没的小孔中挤出的冲洗液成比例减少，因为这些小孔被设置于螺旋片的更外面。据信大多冲洗液流过结块表面并进入液池，从而稀释母液，但离开离心装置时没有穿过结块整体而替代块中夹留的母液。
这里因此有对离心装置的现实的需要，该装置提供了在离心装置中用新鲜溶液更有效冲洗晶体的装置。在该离心装置中冲洗晶体的装置只需有限量的冲洗液来穿过沉淀结块并有效替代结块中的母液。
从广义上讲，本发明是，在用于连续分离固液混合物和对固体内洗的螺旋传送离心装置中，向传送装置提供一个或多个管道，来从传送装置叶毂向外输送清洗液进入至少在滚筒的截维部分内的沉淀固体之中。冲洗管道的远端最好靠近传送叶片的远边，该传送叶片适于接触分离出的固体并向固体排出口推动分离的固体。在使用中，冲洗管道引导冲洗液从它的远端进入沉淀固体，并将它们翻滚于并悬吊于冲洗液中。
另一方面，本发明是，在用于连续分离固液混合物和对固体内洗的螺旋传送离心装置中，向传送装置提供一个或多个切割工具或刮板叶片。这些工具适于在螺旋传送叶片帮助下刻划、犁割、切割和分离离心沉淀的固体。切割工具可以是曲线叶片或平面叶片，它们设置在传送叶片的远边附近，该传送叶片适于接触分离的固体并向固体排出口推动分离的固体。运行中，典型情况是许多固体切割刮板叶片刻划、犁割、切割和分离沉淀固体，希望至少在滚筒的截锥部分内进行。
又一方面，本发明是，在用于连续分离固液混合物和对固体内洗的螺旋传送离心装置中，向滚筒内的输送装置提供一个或多个具有宽表面的探入拦板，它们把由滚筒内表面和传送叶片限定并在滚筒的相对端面间延伸的螺旋室分成轴向邻接区域，该区域包括至少一个从探入拦板的宽表面沿轴向延伸到固体排出口的螺旋室的初始区域和一个轴向从同一或另一探入拦板的相对宽表面延伸到液体溢流出口的螺旋室的末级区域，每个探入拦板有一从滚筒内表面间隔开的外缘而提供一在相邻区域传输液体和固体的合适通道。
在再一方面，本发明是，在用于连续分离固液混合物和对固体内洗的螺旋传送离心装置中，向滚筒内一个传送叶片的至少一部分的一个或多个前表面提供一靠近前表面的构造的凹面的其远边的弓形表面和形状，其适于接触离心沉淀的固体并将固体翻滚于冲洗液中。
在进一方面，本发明包括使用用于连续分离固液混合物和对固体内洗的改进的螺旋传送离心装置的过程，例如，在母液中存在一种或多种杂质的场合，本发明提供改进的分离法，其从排出的固体中更好地分离母液或减小为获得回收的固体产品的期望纯度所需的冲洗液。
后附的权利要求陈述了构成本发明的新特征。然而，通过结合附图参考下列最佳实施例的简述，本发明本身和其优点可很好理解。
图1是一离心装置的局部，纵向剖视图，沿离心装置的旋转轴剖取，表现了本发明的一个冲洗管道设置；图2是剖面图，沿离心装置旋转轴剖取，其带有本发明的螺旋传送叶片的远边的一个实施例，示明了滚筒和冲洗管道的一部分；图3是一离心装置的部分纵向剖视图，沿离心装置的旋转轴剖取，表现了本发明的探入拦板、刮板和冲洗管道设置；图4是一离心传送装置的一部分的侧视图，表现了本发明的探入拦板，刮板和冲洗管道设置；图5是是一离心装置的局部纵向剖视图，沿离心装置的旋转轴剖取，表现了本发明的探入拦板设置；图6是一横截面图，沿平行于离心装置旋转轴而横贯刮板叶片剖取，示明了本发明一刮板叶片的实施例。
在具有一螺旋传送装置的固体滚筒离心沉淀分取器的运行中，将一固液进料送入滚筒，由滚筒旋转施加的离心力使进料悬浊液的较重和较轻的成份分离。较重固体向外移出较轻液相池，而形成一邻接滚筒内表面的沉淀固体层。由于滚筒和螺旋传送装置以不同速度旋转，典型情况通过一预定传送装置的齿轮传动比控制，贴着滚筒内表面沉淀的固体由传送装置的叶片沿着滚筒内表面之中的环形空间向滚筒的截锥端输送，在该处沉淀固体被传出液池，并从滚筒的截锥端处的一个或多个出口排出。用于内洗固体结块的液体通常在滚筒的截锥部分内送入滚筒而在排出固体之前来从固体中置换母液。
本发明提供一种用于至少在滚筒的截锥部分内直接使冲洗液供入沉淀固体中的装置。依据本发明，传送装置有一个或多个管道来从传送装置叶毂向外传输冲洗液，每一冲洗管道的远端靠近传送叶片的远边处，最好接近滚筒的截锥部分的干滩，在该处沉淀固体被传出液池。使用的冲洗管道，据信引导冲洗液进入离心沉淀的固体块，并将固体翻滚于并悬吊于冲洗液中。冲洗液的流动最好被调节成具有一足以使冲洗管道的远端附近的一个区域的固体颗粒流体化的局部速度，这样与每个流体化的固体颗粒紧密接触，当固体再沉淀而液体从浆中排入液池中时稀释和/或从结块中置换母液。
每个冲洗管道的远端最好适于引导母液朝任何所需方向流动，这取决于滚筒、传送装置叶毂和/或螺旋叶片的设计、及结块中固体、和预选的冲洗液的性质。在一些情况下，冲洗可通过使用能装于传送装置叶毂上的刮板、叶片、叉子，和/或探入拦板来加强。
依据本发明的刮板、叶片、叉子和类似装置其位置最好设置成可割穿结块而到达邻近滚筒内表面的沉淀固体的底部，这样来搅拌、混合和分散冲洗液中的固体颗粒。适宜的固体切割刮板叶片是薄而窄的叶片，它们可以是弯曲的叶片，亦可设置成相对于离心装置的纵轴的半径沿径向或成一锐角的平的叶片。运行中，一个或多个刮板叶片切割和分离最好至少在滚筒的截锥部分内的沉淀固体。
在本发明的一个实施例中，用于通过离心作用连续把固液混合物分离成为分开成份的装置包含一个细长滚筒，该滚筒有一滚筒内表面，它包括一个适于接收固液混合物的圆柱部分和一具有排出口的截锥部分，该排出口适于排出从混合物中分离的固体，滚筒安装成可绕其纵轴旋转，和一个包括至少一个传送叶片的传送装置，该叶片有一面对着排出口的方向的前表面和一个远边，该传送叶片螺旋地且同轴地安装于滚筒内，且贯穿整个滚筒表面的长度，该传送叶片的远边扫过滚筒表面并与之邻近，和用来以某一速度差旋转滚筒和传送叶片的装置，使传送叶片远边与分离开的固体接触并向固体排出口推动分离的固体，改进包括其中的传送装置具有一个或多个刮板，该刮板用于至少在滚筒的截锥部分内在螺旋形传送叶片的配合下切割和分离沉淀的固体。
这些固体切割刮板叶片可以是弯曲叶片或可以是平面叶片，最好有V形的切边，以及最好有一个菱形的横截面。依据本发明，刮板设置于接近传送叶片远边的各阶螺旋片之间，该远边适于接触分离中的固体并向固体排出口推动分离的固体。运行中，刮板叶片将滚筒内表面上的沉淀固体切下一行。最好是许多刮板叶片绕滚筒截锥部分内的传送装置的叶毂设置，更好是沿轴向靠近结块被传送出液池并到达干滩上的那一点处。
参考图1，离心装置10包括一轴向细长的、无孔隙的有环形横截面的滚筒12，它接收固液混合物。滚筒12适于沿一纵轴旋转。除了通常为圆筒形的一主要部分13，滚筒12还包括一通常为截锥形的渐细或收缩的端部部分14。滚筒12的端部14的内表面34的直径朝固体排出口16逐渐减少，滚筒内表面34于是提供一干滩17用于固体朝出口16移动并移出当装置10使用时通过离心作用产生的该液池(未显示)。
同轴设置在滚筒12内的是一个螺旋形的螺纹传送装置18，包括叶毂24，其上安装有一叶片26和一冲洗管35。叶片为螺旋形构造，并有许多圈或阶的螺旋片，例如在图2实施例中的螺旋片26A、26A′和26A″。传送装置18和滚筒12可旋转地装在一公共轴线上，且适于以略不同于滚筒12的速度被驱动。由于该速度差，固体通过接触叶片26的前表面沿轴向被传送。通常，运行中，预先选定传送装置相对于滚筒的速度差。然而滚筒的相对速度有时可变化并且可被控制。冲洗管35从叶毂24上朝滚筒12的内表面34在进料室22和固体排出口16之间的公共轴线的任何位置向外突伸。冲洗管最好是位于螺旋片之间并且至少在其末端与螺旋片分开。
固液混合物作为进料通过一静止进料管20输送到离心装置10的内部。管20沿轴向伸出并同轴地终止于进料室22，该室由叶毂24的内侧和目标盘25限定。进入进料室22的进料从其上穿过进料通道28径向流入分离室30，该室位于在叶毂24的外表面和滚筒12的内表面之间。流出物穿过流体排出口(未显示)被排出。
外伸且螺旋形构造的叶片26有一个面向排出口16方向的前表面23。叶片26的远边形状与滚筒12的内表面34形状一致，这样，传送装置18一旦旋转，叶片26的远边与内表面34隔得很近并扫过它。运行中，邻接叶片26远端部分的叶片26的前表面23的部分提供了一工作表面，它与由于离心力和滚筒12与传送装置18的相对旋转运动联合作用而从进料中分离出的固体接触。
液体穿过一个位于静止进料管20和静止管31之间的环形套筒输送作为离心装置10的内部的冲洗液。管31轴向伸出且同轴地终止于由叶毂24内侧构成的一冲洗室33中。穿过管道31中的冲洗通道38而进入冲洗室33的冲洗液穿过冲洗管35径向流入分离室30的冲洗区11，该分离室30在叶毂24的外表面和滚筒12的渐缩或收缩的端部14的内表面之间。流出物穿过液体排出口或“水池”开口(未示)排出。
通常，冲洗管35径向地安装在沿轴线且在滚筒12的渐缩或收缩的端部14内的叶毂24的某一位置上，最好位于或靠近用来使固体朝出口16移动并移出液池(未显示)的干滩17。冲洗管35的远端形状可选择为与滚筒12的内表面34一致，这样，传送装置18一旋转，冲洗管35的远端相对内表面34邻近且扫过该表面。运行中，可选择成，冲洗管35的远端接触由于离心力和滚筒12与传送装置18的相对旋转运动联合作用而从进料中分离出的固体。
工作表面27的轮廓形状或曲线可有很大变化。例如，螺旋传送装置在靠近其远边的一个或多个螺旋传送叶片前表面上具有确定曲率的表面，该螺旋传送装置是John W.Caldwell的美国专利号为4,449,967的主题，该专利特别结合在这里作为参考。虽然一简单曲面形状是足够的，但其它如马蹄形、柳叶刀形、双弯曲形、筐把手形或类似形状(这些术语用来描述弓形的形状)也很有用。弯曲部分的一具体有用的形状和位置设置在图2中很明显地表述了。
在图2中，犁板P通过焊接接头W安装在螺旋片26A、26A′和26A″的前表面上，且靠近传送叶片的远边，轮廓曲线的空腔或弯喉面对排出口16。尽管具有光滑弯喉段的工作表面27很受喜爱，在弯喉处具有一个或多个尖角的轮廓对于一些固液进料可提供比平工作面更好的性能，这也应在本发明的范围内。对那些本领域的普通技术人员显而易见的是，工作面27的整个尺寸和轮廓形状可被调整，来适应螺旋片26的尺寸和被分离的固体的性质。
在图3到6中所示的发明的实施例使用了与图1和2相同的标号，因这些部分在功能上相似。
参考图3，离心装置10包括一轴向细长的、圆形截面的离心滚筒12。滚筒12适于在一壳体(未显示)内绕其纵轴线旋转。许多液体排出口或液体溢流口典型地形成于滚筒13的圆筒部分的一端部壁(未显示)上且绕旋转轴线环形设置，用于排出母液和冲洗液的混合物。许多相似设置的固体排出口或孔16位于靠近滚筒14的圆锥部分的一个端部壁(未显示)。在本实施例中，尽管滚筒12的圆周壁是无孔隙的管状结构，其主要部分13是圆筒形的，但其它的实施例可选择地为一有孔管状结构的滚筒延伸部分，用来干燥和/或分开冲洗离心分离的固体。
滚筒12的端部14是渐细或收缩的，它的内表面直径朝着固体排出口16及其以外逐渐减小。固体排出口和液体排出口在离开转动轴线的预选径向距离处，最好在适当运行时，液池的内表面会在固体排出口16的拦板表面径向向外的位置。
在靠近滚筒12的端部用适当的轴承且与滚筒12同轴安装的是一螺旋传送装置18。滚筒12通过连接到适当的驱动装置(如马达)而旋转。为使滚筒12和传送装置18以略不相同的速度旋转，滚筒12的旋转传递至一齿轮箱，该齿轮箱有扭矩控制装置，然后通过一滚筒轴内的花键轴到达传送装置18，或通过其它公知装置传送。
在图3中，叶毂24带有向外伸出的圆柱形盘绕的螺旋片或螺旋形传送叶片26和外伸的、圆锥形盘绕的螺旋片或螺旋形传送叶片26A。叶毂24还带有一个或多个外伸工具或刮板62，与叶毂24一起相对于滚筒12旋转，从工具尖端到滚筒内表面34的间隙很小，从而切割、刻划和/或开槽于滚筒内表面34上的离心沉降的固体。叶毂24还具有一个或多个进料通道28，用来把母液和固体的进料混合物从进料室22向外排入分离室30，该分离室30设置在叶毂24外表面和滚筒12的圆筒部分13的内表面之间。典型情况下，传送螺旋片26和26A焊在叶毂24的外表面上，可以明白，传送螺旋片26设在滚筒12的圆筒部分13内，且传送螺旋片26A设置在滚筒12的圆锥部分14内。
待分离的固液混合物穿过一静止进料管20被传输入离心装置的内部。该静止进料管沿轴向伸出并同轴地终止于由叶毂24的内侧部分地限定的进料室22。另外，冲洗液穿过一位于静止进料管20和静止管31之间的一环形道被送入离心装置10内部。管31轴向伸出且同轴地终止于由叶毂24部分地限定的冲洗室33中。穿过管31内的冲洗通道38而被引入冲洗室33的冲洗液穿过冲洗管35沿径向流入一个或多个冲洗区。
传送装置18、更具体地是叶毂24和传送螺旋片26及26A的外表面与滚筒12的内表面一起构成了一个螺旋室，该室绕滚筒纵轴线延伸在液体溢流口和固体排出口16之间。探入拦板42以与该截面的平面呈角度的平挡板形式显示。探入拦板42位于滚筒12内，在适当运行时，用来阻挡、分流或分隔螺旋室中的液体，将其分成二个或多个轴向相邻的区域或液池。依据本发明，一个或多个探入拦板位于在进料口28和冲洗通道38之间的螺旋室内。螺旋室内的一初级区沿轴向从挡板42的宽表面向固体排出口16延伸。螺旋室的一末级区沿轴向从同一或另一挡板42的相反的宽平面向液体溢流口延伸。冲洗通道38联通螺旋室的初级区。进料口28直接联通螺旋室的末级区。
应明白的是，进入快速旋转的滚筒12的分离室30的进料受高离心力的作用，该离心力通常为重力的约1000到4000倍。离心力将室30中的固液进料混合物分离成一内环液体层和一离心分离的或沉淀的固体外层。探入拦板42包括一外缘52，它依据本发明相对位于液体和沉淀固体的分界面而小心设置。
首先，探入拦板42的外缘52必须向外伸过液体环形层的内表面(液池表面)，以控制从一个区域到另一个区域的液相物料的流动及混合。探入拦板通常是至少在接触离心分离的液体层的径向距离上是无孔隙的。
其次，探入拦板42的外缘52位于滚筒12的内表面34之内，用来在相邻区之间构成一通道54，使至少一部分沉淀固体的底流向干滩17的方向流动以及使冲洗液沿大体逆流方向向液体排出口流动。探入拦板42的外缘52的径向布置和轮廓以及传送螺旋片26和26A的外表面和滚筒内表面34一起决定了通道54的流动区域。为说明的方便，不同轮廓和它们的径向布置显示在图3、4和5中。每个通道的流动区域应足够大从而防止固体物料和/或冲洗液在螺旋室内的过度堆积，即，至少大到足以允许进料的固体的通过速率为固体在分离区离心分离的速率。
有利地探入拦板的外缘位于和/或可被调节以构成一通道，它在传送叶片的工作表面处较大，从而允许清理滚筒内表面上的固体而没有过多的液体底流。
运行中，在初级冲洗区的液体含有最低的母液浓度和/或最低的杂质浓度，冲洗液在该第一冲洗区处进入螺旋室。在本发明的使用二个或多个探入拦板的实施例中，母液的浓度从一区到另一区增加，且在末级冲洗区具有最高的母液浓度。
冲洗管35、探入拦板42、和/或刮板62装在螺旋传送装置18上且通常制成整体部分。在图3、4和5显示的本发明的实施例中，探入拦板42大致沿轴向在相邻各阶传送叶片间延伸，该传送叶片在进料口28和冲洗管35之间。探入拦板42最好是平板，位于滚筒12和叶毂24的一侧之间，每个拦板42具有一内缘55，它焊接在叶毂24上。探入拦板42还包括一对侧缘57，它们分别焊在两阶相邻的传送叶片的前表面和后表面，比如26A和26A’，焊缝沿着边缘57连续，从而提供一有效的防止至少经边缘57的液流的密封。通常，焊缝沿侧缘57和内缘55连续。跨接两阶相邻传送叶片的探入拦板的所需位向可依据本发明采用。典型的定向中，探入拦板基本垂直于转筒12的内表面，以及/或探入拦板42的两个宽表面被设置为几乎平行于穿过滚筒纵轴的平面。
可选择为，一个或多个重荷59通过比如焊接方法固定于传送螺旋片26A和26A’，以保持传送装置适当平衡，应理解，其它的已知方法可使用来达到这一目的。依据本发明许多已知的挡板结构适合作为探入拦板使用。参见例子美国专利3,447,742，授权于John T.Erikson和Birger T.Moller；Robert E.High和Albert J.Samways的美国专利3,934,792；Robert E.High的美国专利4,731,182，它们结合在这里作为参考。
参照图4，该图是垂直于冲洗管的中心线的传送装置18的局部侧视图。冲洗管的远端装配有偏向喷嘴37(显示了横截面)，它引导冲洗液从中心线以偏转角δ(未显示)流出，最好是相对于中心线在约0°到约90 °范围之内。在这个图中，偏向流的中心方向由直线a指示，直线a相对于在固体排出口的方向上的以虚线C表示的直线具有转角α，该线C平行于离心装置的纵轴。当依据本发明使用偏向喷嘴时，转角α更好在约55°到约250°之间，最好是约75°到约220°之间。转角α最好是适于与本发明的其它方面相结合，从而可减少杂质和/或在分离固体上的母液。例如，转角α适于与相邻传送叶片的前表面的任选形式一起工作。本发明的冲洗管道装置最好当相邻传送叶片的工作表面有一普通螺旋表面时，其转角α在约75°到110°之间，但当相邻传送叶片的工作表面已被例如由犁板改变时，转角α在约180 °到约220°间。可买到几种合适的流动偏向喷嘴，伊利诺斯州Wheaton市的喷射系统公司(Spraying Systems Co.)的产品。
在图3和4中所示的本发明的实施例中，刮板62装在螺旋传送装置18上，且构造成为整体。刮板叶片62基本沿径向从叶毂24向外在任何两阶相邻传送叶片之间延伸，这些传送叶片在进料口28和固体排出口16之间，且刮板62的根部焊接在中心24上。最好是，至少一个刮板和冲洗管道35设置在同样两阶相邻的传送叶片之间，如26A′和26A″之间。
参照图6，该图是刮板62的垂直于其中心线的横截面图，靠近它的远端，刮板叶片62的弯曲表面65半径为r，且刮板叶片62的前表面66有半径r′，r′小于r。刮板叶片62的切割边在前表面66和表面64交叉处形成。刮板叶片位于传送叶片的相邻阶之间且与其离开，且表面64和曲面65面对传送叶片如26A’的工作表面，最好叶片表面64大致平面平行于邻近传送叶片的工作面，较好是刮板叶片62的切割边比其尾边稍接近相邻传送叶片的工作平面。当使用允许叶片切割、刻划、刻槽于位于传送叶片的两个相邻阶之间的滚筒内表面的沉淀固体上的刮板叶片的任何位置时，刮板叶片的典型定向大致上垂直于滚筒12的内表面，刮板叶片的远端与滚筒的内表面靠近，但不比螺旋传送叶片的外缘近。
申请人相信，本发明对于用新鲜溶剂更有效地清洗离心装置上带有的晶体有贡献的关键要素是，每个独立冲洗管道不设小孔和/或许多从冲洗管道远端向内间隔设置的系列小孔。这样流体水头朝向每个独立管的全部潜力在其远端获得，从其远端流出的冲洗液因此可有效地穿过沉淀固体，将固体翻滚于并悬吊于冲洗液中。
如果使用螺旋片，支持瓦片和/或犁板，它们可以由不同的材料制成，以合理的花费到达提高的强度、耐久度和制造效率。例如，FrankCharles Brautigam的美国专利3,764,062，Leonard Shapiro的美国专利4,328,926，和Michael Kopper的美国专利4,826,608，这些专利特别结合在这里作为参考，旨在用复合结构制作工作表面，工作表面的材料最好是不同于与其结合的螺旋片的材料。
需要时，螺旋传送装置可在螺旋片、支持瓦片或犁板、和/或由不连续螺旋片上做有出孔。例如，Frank Birger Johnsen的美国专利3,971,509，和John W.Caldwell的美国专利，这些专利特别结合在这里作为参考，旨在形成上述结构，当被传送的固体物质通过一个出孔和/或不连续处时，至少部分物质的轴向运动暂时停止。
在本发明的一个实施例中，一个用于分离固相和液相的离心装置包括一个传送装置，该装置包括至少一个、最好为两个连续的位于滚筒截锥部分的螺旋，每个螺旋至少有一个出孔，这些孔位于一个公共螺旋形表面并从各自螺旋的外周向内延伸，和依据本发明与这些出孔配合设置的一个或多个冲洗管。当沉淀固体物质通过出孔时，在这些出孔处，至少这些物质的边缘部分的轴向运动被暂停和/或被阻碍。在或接近物质通过开孔的那点上，冲洗管远端的冲洗液最好导入沉淀物质，将它们翻滚于和悬吊于冲洗液中。
本发明的有用的实施例包括一个固体滚筒式离心装置，该装置有一个带有角度的滩部分，该角度小于25，最好为5到20之间。这个离心滚筒适于在大于约1000rpm的速度范围下运行，最好范围为约1500rpm到约4000rpm。至少一个螺旋地和同轴放置的传送叶片的前表面有一个在使用中适于犁过位于滩部分的沉淀固体的曲面形状。冲洗液被引入离心滚筒的沿其轴线靠近一个点的分离室，在该点处，结块被从液池中传送至干滩边缘。为有效地传送冲洗液进入沉淀固体，将它们翻滚于和悬吊于冲洗液中，根据本发明，向传送装置提供一个或多个位于滚筒干滩部分的各阶传送叶片之间的径向冲洗管道，该冲洗管道的远端被置于接近滚筒内表面。最好是，该远端被安装上一个用于将冲洗液沿传送叶片的前表面导入固体的喷嘴，喷嘴头与滚筒壁的距离典型为约1/2cm到约3cm。
根据本发明，改进的用于分离固液混合物和对固体内洗的螺旋传送离心装置，对于含有多达约60％重量百分比固体的固液进料的分离和冲洗尤其有用，最好固体的重量百分比为约15％到约55％之间。可用任意适当的冲洗比。典型情况，冲洗比的范围小于每磅固体对应于约5磅冲洗液，最好冲洗比的范围小于每磅固体对应于约2磅冲洗液，更好是冲洗比的范围小于每磅固体对应于约0.2到2磅冲洗液。
在一个优选实施例中，申请人的发明是用来连续分离固液混合物和对固体进行内洗的过程，该过程包括(A)提供一分离装置，包括一个有一细长滚筒的离心装置，该滚筒具有一滚筒内表面，其包括液体溢流口，一圆筒部分，其适于接收固液混合物，和一截锥形部分，其包括适于从混合物中排出分离出的固体的排出口，滚筒安装成可绕其纵轴旋转；和一传送装置，包括至少一个传送叶片，该叶片有一面对固体排出口方向的前表面和一远边，该传送叶片螺旋且同轴地安装于滚筒内，且贯穿整个滚筒表面的长度，该传送叶片的远边邻近且扫过滚筒表面，和用来以某一速度差旋转滚筒和传送叶片的装置，而使传送叶片远边分离开的固体和向固体排出推动分离出的固体，传送装置有一个或多个管道，该管道在各阶传送叶片之间有接近滚筒内表面的远端，来传输冲洗液进入至少在滚筒截锥部分内的滚筒内表面上的离心沉淀的固体。
(B)送固液混合物入离心装置的细长滚筒，同时以某一速度差连续旋转滚筒和传送装置，通过离心运动把固液混合物分离成分开的组份和向固体排出口推进离心沉淀的固体；和(C)传输至少一种冲洗液穿过在滚筒截锥部分内的一个或多个冲洗管道进入离心沉淀的固体。
本发明的过程特别适合在不降低品质、如所需结晶产品的化学纯度、的条件下从液体中分离结晶的化学成份。例如，芳香酸或酸酐，它们可由相应的替代芳香成分在催化剂作用下与含氧气体氧化而在高压和高温度下形成，它们最好是依据本发明的过程从母液或冲洗液中回收。所需芳香酸的羧基或者直接连于独立的苯环上，或者如萘的多环系统的苯环上，萘的两个苯环有两个公用的碳原子或者蒽，它的三个环类似地相连接，这样每个环都不独立。
依据本发明的用于回收的合适芳香酸包括所有的二羧酸，如对苯二甲酸，萘二羧酸，4，4’氧(苯甲酸)，5-叔丁基-1、3-苯二羧酸、或酸酐，如偏苯三酸酐和其类似物。申请人的处理过程特别适于对苯二甲酸、同苯酸、或2，6-萘二羧酸。
由-C2到C6单羧酸、水或它们的混合物组成的冲洗液最好用来回收包含所需芳香酸、具有更高纯度的产品。
下列例子用来说明公开的本发明的特定的实施例。但是这些例子不应限制这个新发明的范围，因为在不背离公开的发明的主旨的条件可做许多改进，这是本领域的普通技术人员能认识到的。
发明的例子下列例子的固液分离使用一个14英寸具有10度角的滩的固体滚筒离心装置。离心装置在速度高达约3300rpm下运行。
在这些例子中使用的固液进料包含35％到45％重量百分比的固体，水中比重为1.5。固体的平均颗粒尺寸从约75到150微米。氯化钠被用在进料混合浆作为“示踪物”以简化运行分析。
冲洗液被送入滚筒的锥形部分内的分离室，且靠近沿离心装置轴线上的一点，在那点结块被传出液池到达干滩。测试包括冲洗比达到每一磅进料固体对约2磅冲洗液。
例1在本例子中，依据本发明在滚筒干滩部分的各阶传送叶片之间的一个冲洗管实施一系列操作。该冲洗管道的远端装备有一偏离喷嘴，它设置成转角α约为189°。犁板安装在传送螺旋片的前表面。喷嘴距滚筒壁1/4英寸。以每磅固体对应于约1磅冲洗液的冲洗比，排出结块的残余杂质比未冲洗的结块的残余杂质减少82％。
例2在本例子中，实施如例1中的另一系列操作，除了没有犁板用于传送螺旋片且径向冲洗管道装配了不同的偏向喷嘴，该喷嘴距滚筒壁3/16英寸，且设置成转角α约为90°。以每磅固体对应于约0.5磅冲洗液的冲洗比，排出结块的残余杂质比未冲洗的结块的残余杂质减少63％。
例3在本例子中，实施如例2中的又一系列操作，除了传送装置设置上14个固体切割刮板叶片，它们径向设置在叶毂附近。这些刮板叶片有一菱形的横截面，大致如图6所示，它们有5/16英寸宽且用来将滚筒内表面的沉淀固体切平。大多数刮板叶片位于在滚筒截锥部分中的叶毂之上，且从传送叶片的前表面设置有不同的间隔。以每磅固体对应于约0.5磅冲洗液的冲洗比，排出结块的残余杂质比未冲洗的结块的残余杂质减少63％。
例4在本例子中，实施如例3中的又一系列操作，除了传送装置装有两个设置在邻近传送螺旋片之间的拦板，该拦板适于探入滚筒截锥部分内的液池表面。以每磅固体对应于约0.5磅冲洗液的冲洗比，排出结块的残余杂质比未冲洗的结块的残余杂质减少63％。
例5在本例子中，实施如例3中的又一系列操作，有装于传送叶毂的一个相同喷嘴，但没有附加径向管道。喷嘴距滚筒壁1.1英寸。以每磅固体对应于约0.5磅冲洗液的冲洗比，排出结块的残余杂质比未冲洗的结块的残余杂质减少53％。
例6在本例子中，实施如例5中的另一系列操作，除了如例4的传送装置也装配有两个纵向拦板。以每磅固体对应于约0.5磅冲洗液的冲洗比，排出结块的残余杂质比未冲洗的结块的残余杂质减少63％。
例7在本例子中，实施如例3中的又一系列操作，具有用于冲洗液的装于传送叶毂的一个相同喷嘴，且具有一较短径向管道，距滚筒壁1/2英寸处安装喷嘴。以每磅固体对应于约0.5磅冲洗液的冲洗比，排出结块的残余杂质比未冲洗的结块的残余杂质减少63％。
例8在本例子中，实施如例1中的又一系列操作，除了传送装置装有十个固体切割刮板叶片，它们如例3径向从传送叶片的前表面以不同尺寸间隔环绕叶毂设置。也如例3中，这些刮板叶片大致具有如图6所示的横截面。大多数刮板叶片沿滚筒截锥部分中的叶毂设置。刮板叶片对滚筒内表面的沉淀固体进行刻划、和切割刻槽。以每磅固体对应于约0.5磅冲洗液的冲洗比，排出结块的残余杂质比未冲洗的结块的残余杂质减少75％。以每磅固体对应于约1磅冲洗液的冲洗比，排出结块的残余杂质比未冲洗的结块的残余杂质减少84％。
相比较的例子A在本例子中，实施如例2中的一系列操作，但有一个用于冲洗的装于传送叶毂的一个相同喷嘴，没有另加径向管道。喷嘴距滚筒壁1.1英寸，以每磅固体对应于约1磅冲洗液的冲洗比，排出结块的残余杂质比未冲洗的结块的残余杂质减少84％。
相比较的例子B在本例中，进入离心装置的固液进料以每磅固体对应于约0.5磅冲洗液在固液进料中予以稀释。固体从母液和稀释液混合物中的分离是通过材料平衡计算获得，该计算通过假设母液均匀稀释且不溶解固体进行。排出结块的残余杂质比未冲洗的结块的残余杂质减少25％。
权利要求
1.一种用于将固液混合物连续分离成分开组份和对分开的固体进行内洗的离心装置，包括一细长滚筒，该滚筒有一滚筒内表面包括液体溢流出口，一适于接收固液混合物的圆筒形部分和一截锥形部分，该截锥形部分包括一个适于排出从混合物中分离出的固体的排出口，滚筒安装成可绕其纵轴旋转，和一传送装置，包括至少一个传送叶片，该叶片有一面对固体排出口方向的前表面和一远边，该传送叶片旋转且同轴地安装于筒体内且贯穿整个滚筒表面的长度，该传送叶片的远边邻近且扫过滚筒表面，和用来以某一速度差旋转滚筒和传送叶片的装置，而使传送叶片远边接触分离出的固体和向固体排出口推动分离固体，改进包括给传送装置配设有一个或多个冲洗管道，该管道有一个接近滚筒内表面且在各阶传送叶片之间的远端，来传输冲洗液进入至少在滚筒截锥部分内的滚筒内表面上的离心沉淀的固体。
2.依据权利要求1的离心装置，其特征在于，至少一个冲洗管道在接近远端处沿垂直于离心装置纵轴的大体径向延伸，接近冲洗管道远端的各阶传送叶片处在滚筒接收固液混合物处和固体排出口之间。
3.依据权利要求1的离心装置，其特征在于，至少一个冲洗管道在接近远端处有一中心线位于沿垂直于离心装置纵轴的半径上，冲洗管道的远端具一适于引导冲洗液从中心线偏离高至约90°角流出的偏向喷嘴装置，接近冲洗管道远端的各阶传送叶片处在滚筒接收固液混合物处和固体排出口之间。
4.依据权利要求3的离心装置，其特征在于，偏向喷嘴装置适于引导冲洗液在中心线上旋转角α流动，相对于引向固体排出口且平行于离心装置的纵轴的方向的一条线，α在约55°到250°之间。
5.一种通过离心运动连续分离固液混合物和对分离的固体内洗的方法，该方法包括(A)提供一分离装置，包括一个有一细长滚筒的离心装置，该滚筒具有一滚筒内表面，其包括液体溢流口，一圆筒部分，其适于接收固液混合物，和一截锥形部分，其包括适于从混合物中排出分离出的固体的排出口，滚筒安装成可绕其纵轴旋转；和一传送装置，包括至少一个传送叶片，该叶片有一面对固体排出口方向的前表面和一远边，该传送叶片螺旋且同轴地安装于滚筒内，且贯穿整个滚筒表面的长度，该传送叶片的远边邻近且扫过滚筒表面，和用来以某一速度差旋转滚筒和传送叶片的装置，而使传送叶片远边分离开的固体和向固体排出推动分离出的固体，传送装置有一个或多个管道，该管道在各阶传送叶片之间有接近滚筒内表面的远端，来传输冲洗液进入至少在滚筒截锥部分内的滚筒内表面上的离心沉淀的固体。(B)送固液混合物入离心装置的细长滚筒，同时以某一速度差连续旋转滚筒和传送装置，通过离心运动把固液混合物分离成分开的组份和向固体排出口推进离心沉淀的固体；和(C)传输至少一种冲洗液穿过在滚筒截锥部分内的一个或多个冲洗管道进入离心沉淀的固体。
6.依据权利要求5的方法，其特征在于，固液混合物包括芳香酸或一酸酐，它们由相应的替代芳香成份与一含氧气体液相氧化在催化剂和高压和高温作用下而形成，冲洗液包括从包含C2到C6的单羧酸、水或它们的混合物的组中选出的一个组份。
7.依据权利要求5的方法，其特征在于，所述的固液混合物包含一种芳香酸，它选自由偏苯三酸酐、对苯二甲酸、同苯酸、萘二羧酸、4，4’-氧(苯甲酸)，5-叔丁基-1，3-苯二羧酸构成的组。
8.一种用于将固液混合物连续分离成份开组份和对分开的固体进行内洗的离心装置，包括一细长滚筒，该滚筒有一滚筒内表面包括液体溢流出口，一适于接收固液混合物的圆筒形部分和一适于接收冲洗液的截锥形部分，该滚筒的截锥形部分包括一个适于排出从混合物中分离出的固体的排出口，滚筒安装成可绕其纵轴旋转，和一传送装置，包括至少一个传送叶片，该叶片有一面对固体排出口方向的前表面和一远边，该传送叶片旋转且同轴地安装于滚筒内且贯穿整个滚筒表面的长度，该传送叶片的远边邻近且扫过滚筒内表面，和用来以某一速度差旋转滚筒和传送叶片的装置，而使传送叶片远边接触分离出的固体和向固体排出口推动分离固体，滚筒内表面和传送叶片构成一螺旋室在滚筒的相对两端间延伸，改进包括传送装置有一个或多个切割工具，该工具包括一接近滚筒内表面且处于各阶传送叶片之间的远端，该工具的远端适于将至少在滚筒截锥部分内的滚筒内表面上的离心沉淀的固体刻出沟槽。
9.依据权利要求8的离心装置，其特征在于，在滚筒内的传送装置包括一个或多个具有宽表面的探入拦板，它们将螺旋室分成轴向相邻的区域，包括至少一个在螺旋室上的初级区域，该区域沿轴向从一个探入拦板的一个宽表面向固体排出口延伸，和一个在螺旋室上的末级区域，该区域沿轴向从同一或另一探入拦板的相反的宽表面向液体溢流出口延伸，每一个探入拦板具有一外缘，它从滚筒内表面隔开从而提供一在相邻区域间传输液体和固体的合适通道。
10.依据权利要求8的离心装置，其特征在于，一个传送叶片的至少一个部分的前表面有一相邻于在前表面构成凹面的远边的弓形表面部分和适于接触离心沉淀的固体并将其翻滚于冲洗液中的形状。
11.依据权利要求8的离心装置，其特征在于，传送装置有一个或多个管道，该管道具有一接近滚筒内表面且在各阶传送叶片间的远端，管道的远端传输冲洗液进入至少在滚筒截锥部分内的滚筒内表面上的离心沉淀的固体。
12.一种通过离心运动连续分离固液混合物和对分离固体内洗的方法，该方法包括(A)提供一分离装置，包括一有细长滚筒的离心装置，该滚筒具有一滚筒内表面包括液体溢流出口，一适于接收固液混合物的圆筒形部分和一适于接收冲洗液的截锥形部分，该滚筒的截锥形部分包括一个适于排出从混合物中分离出的固体的排出口，滚筒安装成可绕其纵轴旋转，和一传送装置，包括至少一个传送叶片，该叶片有一面对固体的排出口方向的前表面和一远边，该传送叶片旋转地且同轴地安装于筒体内且贯穿整个滚筒表面的长度，该传送叶片的远边邻近且扫过滚筒内表面，和用来以某一速度旋转滚筒和传送叶片的装置，而使传送叶片远边接触分离出的固体和向固体排出口推动分离固体，滚筒内表面和传送叶片构成一螺旋室在滚筒的两端间延伸，改进包括，传送装置具有一个或多个切割工具，该工具包括一接近滚筒内表面且处于各阶传送叶片之间的远端，该工具的远端适于将至少在滚筒截锥部分内的滚筒内表面上的离心沉淀的固体刻出沟槽。(B)送固液混合物入离心装置的细长滚筒，同时以某一速度差连续旋转滚筒和传送装置，通过离心运动把固液混合物分离成分开的组份和向固体排出口推进离心沉淀的固体；和(C)传输至少一种冲洗液穿过在滚筒截锥部分内的一个或多个冲洗管道进入离心沉淀的固体。
13.依据权利要求17的方法，其特征在于，固液混合物包括芳香酸或一酸酐，它们由相应的替代芳香成份与一含氧气体液相氧化在催化剂和高压和高温作用下而形成，冲洗液包括从包含C2到C6的单羧酸、水或它们的混合物的组中选出的一个组份。
14.一种用于将固液混合物连续分离成分开组份和对分开的固体进行内洗的离心装置，包括一细长滚筒，该滚筒有一滚筒内表面包括液体溢流出口，一适于接收固液混合物的圆筒形部分和一适于接收冲洗液的截锥形部分，该滚筒的截锥形部分包括一个适于排出从混合物中分离出的固体的排出口，滚筒安装成可绕其纵轴旋转，和一传送装置，包括至少一个传送叶片，该叶片有一面对固体排出口方向的前表面和一远边，该传送叶片旋转且同轴地安装于滚筒内且贯穿整个滚筒表面的长度，该传送叶片的远边邻近且扫过滚筒内表面，滚筒内表面和传送叶片构成一螺旋室，和用来以某一速度差旋转滚筒和传送叶片的装置，而使传送叶片远边接触分离出的固体和向固体排出口推动分离固体，滚筒内表面和传送叶片构成一个延伸于滚筒的相对两端之间的螺旋室，改进包括，滚筒内的传送装置具有一个或多个具有宽表面的探入拦板，它们将螺旋室分成轴向相邻的区域，包括至少一个在螺旋室上的初级区域，该区域沿轴向从一个探入拦板的一个宽表面向固体排出口延伸，和一个在螺旋室上的末级区域，该区域沿轴向从同一或另一探入拦板的相反的宽表面向液体溢流出口延伸，每一个探入拦板具有一外缘，它从滚筒内表面隔开从而提供一在相邻区域间传输液体和固体的适合通道。
15.依据权利要求14的离心装置，其特征在于，至少一个探入拦板是一平板，它大致沿轴向在滚筒接收固液混合物处和固体排出口间的相邻各阶传送叶片之间延伸，而探入拦板的宽表面大致平行于一个穿过滚筒纵轴而轴向延伸的平面。
16.依据权利要求14的离心装置，其特征在于，一个传送叶片的至少一个部分的前表面具有一相邻于在前表面构成凹面的远边的弓形表面部分和适于接触离心沉淀的固体并将其翻滚于冲洗液中的形状。
17.依据权利要求14的离心装置，其特征在于，传送装置具有一个或多个管道，该管道具有一接近滚筒内表面且在各阶传送叶片间的远端，管道的远端传输冲洗液进入至少在滚筒截锥部分内的滚筒内表面上的离心沉淀的固体。
18.一种通过离心运动连续分离固液混合物和对分离固体内洗的方法，该方法包括(A)提供一分离装置，包括一有细长滚筒的离心装置，该滚筒具有一滚筒内表面包括液体溢流出口，一圆筒部分适于接收固液混合物适于接收冲洗液的部分，该滚筒的截锥形部分包括适于将从混合物中分离出的固体排出的排出口，滚筒安装成可绕其纵轴旋转，和一传送装置包括至少一个传送叶片，该叶片有一面对固体排出口方向的前表面和一远边，该传送叶片旋转且同轴地安装于滚筒内且贯穿整个滚筒表面的长度，该传送叶片的远边邻近且扫过滚筒表面，和用来以某一速度差旋转滚筒和传送叶片的装置，而使传送叶的片远边接触分离出的固体和向固体排出口推动分离固体，滚筒内表面和传送叶片构成一螺旋室在滚筒的相对两端间延伸，滚筒内的传送装置包括一个或多个具有宽表面的探入拦板，它们将螺旋室分成轴向相邻的区域，包括至少一个在螺旋室上的初级区域，该区域沿轴向从一个探入拦板的一个宽表面向固体排出口延伸，和一个在螺旋室上的末级区域，该区域沿轴向从同一或另一探入拦板的相反的宽表面向液体溢流出口延伸，每一个探入拦板具有一外缘，它从滚筒内表面隔开从而提供一在相邻区域间传输液体和固体的适合通道。(B)送固液混合物入离心装置的细长滚筒，同时以某一速度差连续旋转滚筒和传送装置，通过离心运动把固液混合物分离成分开的组份和向固体排出口推进离心沉淀的固体；和(C)传输至少一种冲洗液穿过在滚筒截锥部分内的一个或多个冲洗管道进入离心沉淀的固体。
19.依据权利要求18的方法，其特征在于，固液混合物包括芳香酸或一酸酐，它们由相应的替代芳香成份与一含氧气体液相氧化在催化剂和高压和高温作用下而形成，冲洗液包括从包含C2到C6的单羧酸、水或它们的混合物的组中选出的一个组份。
20.一种用于将固液混合物连续分离成分开组份和对分开固体进行内洗的离心装置，包括一细长滚筒，该滚筒有一滚筒内表面包括液体溢流出口，一适于接收固液混合物的圆筒形部分和一适于接收冲洗液的截锥形部分，该滚筒的截锥形部分包括适于排出从混合物中分离出的固体的排出口，滚筒安装成可绕其纵轴旋转，和一传送装置包括至少一个传送叶片，该叶片有一面对固体排出口方向的前表面和一远边，该传送叶片旋转且同轴地安装于筒体内且贯穿整个滚筒表面的长度，该传送叶片的远边邻近且扫过滚筒表面，和用来以某一速度差旋转滚筒和传送叶片的装置，而使传送叶片远边接触分离出的固体和向固体排出口推动分离固体，滚筒内表面和传送叶片构成一螺旋室在滚筒的相对两端间延伸，改进包括，一个传送叶片的至少一个部分的前表面具有一相邻于在前表面构成凹面的远边的弓形表面部分和适于接触离心沉淀的固体并将其翻滚于冲洗液中的形状。
21.依据权利要求20的离心装置，其特征在于，弓形表面部分沿着滚筒的截锥形部分内的前表面延伸，且从滚筒截锥部分至少部分地扩展进滚筒的圆筒部分。
22.依据权利要求20的离心装置，其特征在于，弓形表面部分，一部分由传送叶片的适当曲面提供，一部分由适于提供弓形表面形状的附加件提供。
23.依据权利要求20的离心装置，其特征在于，传送装置具有一个或多个冲洗管道，该管道具有一接近滚筒内表面且在各阶传送叶片间的远端，管道的远端传输冲洗液进入至少在滚筒截锥部分内的滚筒内表面上的离心沉淀的固体。
24.依据权利要求23的离心装置，其特征在于，传送装置具有许多刮板，它们各有一个接近滚筒内表面且在各阶传送叶片之间的远端，刮板的远端适于在至少在滚筒截锥形部分之内的滚筒内表面上的离心沉淀固体上刻划。
25.依据权利要求23的离心装置，其特征在于，滚筒内的传送装置具有一个或多个具有宽表面的探入拦板，它们将螺旋室分成轴向相邻的区域，包括至少一个在螺旋室上的初级区域，该区域沿轴向从一个探入拦板的一个宽表面向固体排出口延伸，和一个在螺旋室上的末级区域，该区域沿轴向从同一或另一探入拦板的相反的宽表面向液体溢流出口延伸，每一个探入拦板具有一外缘，它从滚筒内表面隔开，从而提供一在相邻区域间传输液体和固体的适合通道。
26.一种通过离心运动连续分离固液混合物和对分离固体内洗的方法，该方法包括(A)提供一分离装置，包括一有细长滚筒的离心装置，该滚筒具有一滚筒内表面包括液体溢流出口，一圆筒部分适于接收固液混合物和一适于接收冲洗液的截锥形部分，该滚筒的截锥形部分包括一个适于将从混合物中分离出的固体排出的排出口，滚筒安装成可绕其纵轴旋转，和一传送装置包括至少一个传送叶片，该叶片有一面对固体排出口方向的前表面和一远边，该传送叶片旋转且同轴地安装于滚筒内且贯穿整个滚筒表面的长度，该传送叶片的远边邻近且扫过滚筒表面，和用来以某一速度差旋转滚筒和传送叶片的装置，传送叶片远边接触分离出的固体和向固体排出口推动分离固体，滚筒内表面和传送叶片构成一螺旋室在滚筒的相对两端间延伸，其中的一个传送叶片的至少一个部分的前表面具有一相邻于在前表面构成凹面的远边的弓形表面部分和适于接触离心沉淀的固体并将其翻滚于冲洗液中的形状。(B)送固液混合物入离心装置的细长滚筒，同时以某一速度差连续旋转滚筒和传送装置，通过离心运动把固液混合物分离成分开的组份和向固体排出口推进离心沉淀的固体；和(C)传输至少一种冲洗液穿过在滚筒截锥部分内的一个或多个冲洗管道进入离心沉淀的固体。
27.依据权利要求26的方法，其特征在于，固液混合物包括芳香酸或一酸酐，它们由相应的替代芳香成份与一含氧气体液相氧化在催化剂和高压和高温作用下而形成，冲洗液包括从包含C2到C6的单羧酸、水或它们的混合物的组中选出的一个组份。
全文摘要
用于连续分离固液混合物和对分离固体内洗的离心装置(10)，具有一个或多个管道(35)，该管道传送冲洗液入离心沉淀的固体并使它们翻滚于和悬吊于冲洗液中。每个冲洗管的远端位于离心装置滚筒(12)的内表面(34)附近，且靠近传送叶片(26)，该传送叶片适于接触分离出的固体并向固体排出口推进分离固体。该发明包含装有多种切割工具的离心装置，例如适于切割和分离沉淀固体的刮板叶片(62)。本发明的另一方面，离心装置具有一个或多个将滚筒内的离心分离液池分成轴向的相邻区域的探入拦板，相邻区域带有一用于在它们之间传送固体和液体的合适通道。本发明的另一方面是传送叶片的前表面(23)的至少一个部分具有一弓形表面部分，它靠近在前表面的构成的凹面的远边，形状适于接触沉淀固体和在冲洗液中翻滚固体。本发明提供从排出固体中分离母液的改进方法和/或减少为达到回收固体产品的所需纯度的所需冲洗液量。
文档编号B04B15/12GK1152264SQ95193862
公开日1997年6月18日 申请日期1995年6月23日 优先权日1994年6月27日
发明者维克拉姆·J·德赛, 约翰·W·考德威尔, 艾伦·G·莱奇 申请人:阿莫科公司