一種彈性滿室固定床逆流再生離子交換器的制造方法
【專利摘要】一種彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，在交換器罐體的兩端分別設(shè)有運(yùn)行進(jìn)水管和運(yùn)行出水管，罐體中部設(shè)有離子交換樹脂層，靠近運(yùn)行進(jìn)水管一端的罐體內(nèi)設(shè)置為體積補(bǔ)償層，靠近運(yùn)行出水管一端的罐體內(nèi)設(shè)置為配水室，在配水室與離子交換樹脂層之間設(shè)有配水分隔孔板，所述的體積補(bǔ)償層包括密排在罐體內(nèi)的若干體積補(bǔ)償器，在體積補(bǔ)償器之間的縫隙中設(shè)有充填料，在離子交換器運(yùn)行或再生過程中，借助于體積補(bǔ)償器的作用，使得離子交換器罐體內(nèi)部空間始終保持“充滿”狀態(tài)，保持樹脂球內(nèi)外穩(wěn)定的離子濃度梯度，使樹脂球內(nèi)外的離子充分地順利地得到交換。能保證最佳的再生和運(yùn)行流速，從而保證樹脂再生和運(yùn)行效果最好，制水量最大，出水水質(zhì)最佳。
【專利說明】
一種彈性滿室固定床逆流再生離子交換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水處理裝置，特別是一種彈性滿室固定床逆流再生離子交換器。

【背景技術(shù)】
[0002]在水處理離子交換除鹽工藝領(lǐng)域，人們一直在追求一種最理想的陰/陽離子交換器，即逆流再生、最理想的再生運(yùn)行流速、運(yùn)行和再生期間樹脂床層始終處于固定不動(dòng)的陰/陽離子交換器。陰/陽離子交換器最初為順流再生固定床，這種離子交換器再生相當(dāng)困難，再生時(shí)間也相當(dāng)?shù)亻L，出水水質(zhì)也相當(dāng)差。后來發(fā)現(xiàn)逆流再生效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于順流再生，因此，人們先后研制出了氣/水頂壓的逆流再生固定床，浮動(dòng)床、逆流低流速再生固定床等床型的離子交換器。由于采用了逆流再生工藝，這些床型都存在一些從根本上解決不了的冋題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種運(yùn)行和再生期間樹脂床層始終固定不動(dòng)的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器。
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，一種彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特點(diǎn)是:設(shè)有交換器罐體，在交換器罐體的兩端分別設(shè)有運(yùn)行進(jìn)水管和運(yùn)行出水管，在運(yùn)行進(jìn)水管和運(yùn)行出水管之間的罐體中部設(shè)有離子交換樹脂層，離子交換樹脂層靠近運(yùn)行進(jìn)水管一端的罐體內(nèi)設(shè)置為體積補(bǔ)償層，離子交換樹脂層靠近運(yùn)行出水管一端的罐體內(nèi)設(shè)置為配水室，在配水室與離子交換樹脂層之間設(shè)有配水分隔孔板，
[0005]所述的體積補(bǔ)償層包括密排在罐體內(nèi)的若干體積補(bǔ)償器，在體積補(bǔ)償器之間的縫隙中設(shè)有充填料，
[0006]所述體積補(bǔ)償器設(shè)有與離子交換樹脂層垂直設(shè)置的缸體，與離子交換樹脂層相對的缸體端部內(nèi)設(shè)有補(bǔ)償活塞，缸體內(nèi)設(shè)有沿缸體軸向伸縮的彈簧，補(bǔ)償活塞與彈簧相接。
[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，補(bǔ)償活塞設(shè)置在體積補(bǔ)償器的缸體下端部內(nèi)，在缸體上端設(shè)有上蓋。
[0008]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，在上蓋上設(shè)有進(jìn)/排水管。
[0009]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，缸體上蓋上開有孔，孔上裝有配水帽。
[0010]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，在缸體上部分的缸體壁上開有若干配水孔，在缸體外包覆有蓋住上述配水孔的配水網(wǎng)。
[0011]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，補(bǔ)償活塞上開有若干孔，孔上裝有配水帽。
[0012]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，補(bǔ)償活塞上開有若干孔，在補(bǔ)償活塞的下表面覆蓋有一層下配水網(wǎng)。
[0013]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，在缸體的上下兩端部內(nèi)均設(shè)有補(bǔ)償活塞，補(bǔ)償活塞上開有若干孔，孔上裝有配水帽。
[0014]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，在離子交換樹脂層的中部設(shè)有中間體積補(bǔ)償器，中間體積補(bǔ)償器不帶有配水裝置。
[0015]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的配水分隔孔板的配水孔上均裝有配水帽。
[0016]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述充填料為惰性樹脂、離子交換樹脂或石英砂。
[0017]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，在離子交換器運(yùn)行或再生過程中，離子交換樹脂層的體積發(fā)生膨脹或收縮，其膨脹或收縮的體積變化由體積補(bǔ)償器抵消。這樣借助于體積補(bǔ)償器的作用，在離子交換器運(yùn)行和再生過程中，始終保持離子交換樹脂層處于合適的壓實(shí)狀態(tài)，樹脂層既不因?yàn)槠潴w積的縮小而產(chǎn)生松動(dòng)或浮動(dòng)，也不會因?yàn)槠潴w積的膨脹受到過大的壓力而造成樹脂破碎或設(shè)備損壞，在運(yùn)行或再生過程中始終保持樹脂球處于紋絲不動(dòng)的狀態(tài)。使得離子交換器罐體內(nèi)部空間始終保持“充滿”狀態(tài)，只有在樹脂球處于紋絲不動(dòng)的狀態(tài)下，才能保持樹脂球內(nèi)外穩(wěn)定的離子濃度梯度，保證充分的離子交換動(dòng)力，使樹脂球內(nèi)外的離子充分地順利地得到交換。也只有樹脂層保持不動(dòng)的狀態(tài)下，也才能保證最佳的再生和運(yùn)行流速，從而保證樹脂再生和運(yùn)行效果最好，制水量最大，出水水質(zhì)最佳。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0019]圖2為缸體外包覆配水網(wǎng)的體積補(bǔ)償器；
[0020]圖3為配水帽設(shè)在活塞上的體積補(bǔ)償器；
[0021]圖4為配水帽設(shè)在上蓋上的體積補(bǔ)償器；
[0022]圖5為配水網(wǎng)設(shè)在活塞上的體積補(bǔ)償器；
[0023]圖6為雙活塞體積補(bǔ)償器；
[0024]圖7為上蓋及下活塞均帶配水帽的體積補(bǔ)償器；
[0025]圖8為設(shè)有中間體積補(bǔ)償器的罐體結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖9為體積補(bǔ)償器設(shè)在罐體下部的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]一種彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，設(shè)有交換器罐體6，在交換器罐體的兩端分別設(shè)有運(yùn)行進(jìn)水管5和運(yùn)行出水管7，在運(yùn)行進(jìn)水管和運(yùn)行出水管之間的罐體中部設(shè)有離子交換樹脂層2，離子交換樹脂層2靠近運(yùn)行進(jìn)水管一端的罐體內(nèi)設(shè)置為體積補(bǔ)償層，離子交換樹脂層靠近運(yùn)行出水管一端的罐體內(nèi)設(shè)置為配水室，在配水室與離子交換樹脂層之間設(shè)有配水分隔孔板1，所述的體積補(bǔ)償層包括密排在罐體內(nèi)的若干體積補(bǔ)償器3，在體積補(bǔ)償器之間的縫隙中設(shè)有充填料4，所述體積補(bǔ)償器3設(shè)有與離子交換樹脂層垂直設(shè)置的缸體12，與離子交換樹脂層相對的缸體端部內(nèi)設(shè)有補(bǔ)償活塞8，缸體12內(nèi)設(shè)有沿缸體軸向伸縮的彈簧9，補(bǔ)償活塞與彈簧相接。所述的配水分隔孔板的配水孔上均裝有配水帽。所述充填料為惰性樹脂、離子交換樹脂或石英砂。
[0028]在離子交換樹脂層的中部設(shè)有中間體積補(bǔ)償器，中間體積補(bǔ)償器不帶有配水裝置。
[0029]補(bǔ)償活塞8設(shè)置在體積補(bǔ)償器的缸體下端部內(nèi)，在缸體上端設(shè)有上蓋10。在上蓋上設(shè)有進(jìn)/排水管11。
[0030]補(bǔ)償活塞設(shè)置在體積補(bǔ)償器的缸體下端部內(nèi)，在缸體上端設(shè)有上蓋。缸體上蓋上開有孔，孔上裝有配水帽。
[0031]在缸體上部分的缸體壁上開有若干配水孔13，在缸體外包覆有蓋住上述配水孔的配水網(wǎng)14。
[0032]補(bǔ)償活塞上開有若干孔，孔上裝有配水帽，也可以在補(bǔ)償活塞的下表面覆蓋有一層下配水網(wǎng)15。
[0033]在缸體的上下兩端部內(nèi)均設(shè)有補(bǔ)償活塞，補(bǔ)償活塞上開有若干孔，孔上裝有配水帽。
[0034]如圖所示，本設(shè)計(jì)的陰/陽離子交換器由罐體、體積補(bǔ)償層、離子交換樹脂層、進(jìn)水和出水配水裝置等構(gòu)成。
[0035]1、罐體6包括運(yùn)行進(jìn)水管5 (兼再生排水管)、運(yùn)行出水管7 (兼再生進(jìn)水管)、窺視鏡、人孔和樹脂裝卸管(圖中未示出)等。
[0036]2、體積補(bǔ)償層由一個(gè)或數(shù)個(gè)或數(shù)十個(gè)體積補(bǔ)償器3、配水裝置(注意:配水裝置既可設(shè)置在體積補(bǔ)償器上，也可以不設(shè)置在體積補(bǔ)償器上，如圖8所示的中間孔板上的體積補(bǔ)償器就不設(shè)置配水裝置)、充填料4為惰性樹脂、離子交換樹脂、石英砂或塑料顆粒，填充在各體積補(bǔ)償器之間縫隙中。。
[0037]體積補(bǔ)償層一般設(shè)置在罐體頂部，根據(jù)不同需要，也可以設(shè)置在罐體中部(如圖8所示)或底部(如圖9所示)。
[0038]體積補(bǔ)償器由缸體、活塞、彈簧、活塞限位裝置、配水網(wǎng)或配水帽等構(gòu)成。
[0039]體積補(bǔ)償器的缸體壁由不銹鋼或其它材料的圓管或六角形管、正方形管或其它形狀的管制成。缸體上蓋由圓形或與缸體壁形狀對應(yīng)形狀的不銹鋼或其它材料板制成，并焊接在缸體上端，進(jìn)水(兼排水)管焊接在上蓋中心。
[0040]缸體壁的上部分鉆孔，孔外覆蓋尼龍網(wǎng)等形成配水(兼排水)裝置，構(gòu)成如圖2所示的體積補(bǔ)償器；尼龍網(wǎng)也可以設(shè)置在活塞上，構(gòu)成圖5所示的體積補(bǔ)償器。
[0041]體積補(bǔ)償器可以不用尼龍網(wǎng)式配水(兼排水)裝置，可以用配水帽形式的配水(兼排水)裝置。配水帽既可以安裝在活塞上，構(gòu)成如圖3所示的體積補(bǔ)償器；配水帽也可以安裝在缸體上蓋上構(gòu)成如圖4所示的體積補(bǔ)償器或缸壁上(圖中未示出)。體積補(bǔ)償器也可以不設(shè)置配水裝置，如圖8所示中間孔板上的體積補(bǔ)償器就不帶有配水或排水裝置。
[0042]體積補(bǔ)償器也可以設(shè)計(jì)成兩個(gè)活塞，如圖6所示的體積補(bǔ)償器，兩個(gè)活塞之間為壓縮彈簧，簡稱雙活塞體積補(bǔ)償器。
[0043]體積補(bǔ)償器缸體壁的端部設(shè)有活塞限位裝置，用以防止活塞從缸體內(nèi)脫出?；钊c缸體壁之間設(shè)有密封裝置，用以防止樹脂或惰性樹脂進(jìn)入缸體內(nèi)并隨排水流失。
[0044]在體積補(bǔ)償器缸體上蓋與活塞之間安裝壓縮彈簧，彈簧外表面上作耐酸堿等防腐層O
[0045]體積補(bǔ)償層設(shè)計(jì)在上部時(shí)，離子交換器的下部結(jié)構(gòu)，既可以是如圖1所示的帶有配水帽的孔板形式，也可以為常見離子交換器的石英砂墊層形式，還可以為母支管(支管帶配水帽或支管外覆蓋尼龍網(wǎng))形式等。
[0046]本設(shè)計(jì)的離子交換器既可以為如圖1所示的單室離子交換器，也可以為如圖8所示的雙室離子交換器。
[0047]3、在安裝完體積補(bǔ)償器和惰性樹脂后，將罐體內(nèi)剩余的空間充滿離子交換樹脂，形成離子交換樹脂層，并保持樹脂層內(nèi)合適的密實(shí)程度，使離子交換樹脂球處于紋絲不動(dòng)狀態(tài)。
[0048]4、體積補(bǔ)償器也可設(shè)計(jì)成一端具有帶配水帽的活塞，另一端設(shè)計(jì)成與缸體連接的帶有配水帽的端蓋，設(shè)置在交換器上部或下部或中部。
[0049]下面以圖1的結(jié)構(gòu)形式，舉例說明體積補(bǔ)償器的工作原理。
[0050]運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行進(jìn)水依次通過運(yùn)行進(jìn)水管、支管、環(huán)形管、體積補(bǔ)償器進(jìn)/排水管進(jìn)入體積補(bǔ)償器，然后，從活塞上的配水帽流出體積補(bǔ)償器，之后進(jìn)入離子交換樹脂床層進(jìn)行離子交換，最后通過帶有配水帽的下孔板、運(yùn)行出水管流出。
[0051]再生時(shí)的水流方向與運(yùn)行時(shí)的水流方向相反。再生劑(酸或堿等再生劑)從再生液進(jìn)水管進(jìn)入，通過帶有配水帽的下孔板進(jìn)入離子交換樹脂層，對離子交換樹脂進(jìn)行再生。與離子交換樹脂進(jìn)行充分地離子交換后的再生廢水，通過體積補(bǔ)償器、上部再生廢水管排出。
[0052]在離子交換器運(yùn)行或再生過程中，離子交換樹脂層的體積發(fā)生膨脹或收縮，其膨脹或收縮的體積變化由體積補(bǔ)償器抵消。在離子交換樹脂層體積發(fā)生膨脹時(shí)，樹脂層推壓體積補(bǔ)償器活塞向上移動(dòng)，活塞壓縮彈簧，使彈簧收縮，樹脂或惰性樹脂進(jìn)入缸體內(nèi)，吸收(即補(bǔ)償)樹脂層的體積膨脹量；在離子交換樹脂層體積發(fā)生收縮時(shí)，樹脂層對體積補(bǔ)償器的活塞壓力減小，彈簧伸長推壓活塞向下移動(dòng)，將進(jìn)入缸體內(nèi)的樹脂或惰性樹脂排出，抵消(即補(bǔ)償)樹脂層體積的縮小量。這樣借助于體積補(bǔ)償器的作用，在離子交換器運(yùn)行和再生過程中，始終保持離子交換樹脂層處于合適的壓實(shí)狀態(tài)，樹脂層既不因?yàn)槠潴w積的縮小而產(chǎn)生松動(dòng)或浮動(dòng)，也不會因?yàn)槠潴w積的膨脹受到過大的壓力而造成樹脂破碎或設(shè)備損壞，在運(yùn)行或再生過程中始終保持樹脂球處于紋絲不動(dòng)的狀態(tài)。
[0053]在離子交換器再生時(shí)，再生水流給離子交換樹脂床層一個(gè)上升的浮力，使離子交換樹脂床層趨于向上浮起。但由于體積補(bǔ)償器對樹脂床層向下的壓力抵消了樹脂床層向上的浮力，使得離子交換樹脂床層不能浮起，仍然處于固定不動(dòng)狀態(tài)。
[0054]只有在樹脂球處于紋絲不動(dòng)的狀態(tài)下，才能保持樹脂球內(nèi)外穩(wěn)定的離子濃度梯度，保證充分的離子交換動(dòng)力，使樹脂球內(nèi)外的離子充分地順利地得到交換。也只有樹脂層保持不動(dòng)的狀態(tài)下，也才能保證最佳的再生和運(yùn)行流速，從而保證樹脂再生和運(yùn)行效果最好，制水量最大，出水水質(zhì)最佳。
[0055]由于體積補(bǔ)償器的作用，體積補(bǔ)償層有了 “彈性”，因此，本設(shè)計(jì)的離子交換器被稱為彈性離子交換器；由于體積補(bǔ)償器的壓力作用，使得離子交換樹脂床層始終處于固定狀態(tài)，因此，本設(shè)計(jì)的離子交換器被稱為固定床離子交換器；由于體積補(bǔ)償器的作用，使得離子交換器罐體內(nèi)部空間始終保持“充滿”狀態(tài)，因此，本設(shè)計(jì)的離子交換器被稱為滿室離子交換器；由于本設(shè)計(jì)的離子交換器實(shí)現(xiàn)了逆流再生，因此，本設(shè)計(jì)的離子交換器又被稱為逆流再生離子交換器。集中上述這些優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)的離子交換器稱為彈性滿室固定床逆流再生離子交換器。
[0056]本設(shè)計(jì)的離子交換器全部滿足了多年來水處理除鹽工藝一直追求的各個(gè)理想要求，是一種最理想的離子交換器。
【權(quán)利要求】
1.一種彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于: 設(shè)有交換器罐體，在交換器罐體的兩端分別設(shè)有運(yùn)行進(jìn)水管和運(yùn)行出水管，在運(yùn)行進(jìn)水管和運(yùn)行出水管之間的罐體中部設(shè)有離子交換樹脂層，離子交換樹脂層靠近運(yùn)行進(jìn)水管一端的罐體內(nèi)設(shè)置為體積補(bǔ)償層，離子交換樹脂層靠近運(yùn)行出水管一端的罐體內(nèi)設(shè)置為配水室，在配水室與離子交換樹脂層之間設(shè)有配水分隔孔板， 所述的體積補(bǔ)償層包括密排在罐體內(nèi)的若干體積補(bǔ)償器，在體積補(bǔ)償器之間的縫隙中設(shè)有充填料， 所述體積補(bǔ)償器設(shè)有與離子交換樹脂層垂直設(shè)置的缸體，與離子交換樹脂層相對的缸體端部內(nèi)設(shè)有補(bǔ)償活塞，缸體內(nèi)設(shè)有沿缸體軸向伸縮的彈簧，補(bǔ)償活塞與彈簧相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:補(bǔ)償活塞設(shè)置在體積補(bǔ)償器的缸體下端部內(nèi)，在缸體上端設(shè)有上蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:在上蓋上設(shè)有進(jìn)/排水管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:缸體上蓋上開有孔，孔上裝有配水帽。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，在缸體上部分的缸體壁上開有若干配水孔，在缸體外包覆有蓋住上述配水孔的配水網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:補(bǔ)償活塞上開有若干孔，孔上裝有配水帽或在補(bǔ)償活塞的下表面覆蓋有一層下配水網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:在缸體的上下兩端部內(nèi)均設(shè)有補(bǔ)償活塞，補(bǔ)償活塞上開有若干孔，孔上裝有配水帽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:在離子交換樹脂層的中部設(shè)有中間體積補(bǔ)償器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:所述的配水分隔孔板的配水孔上均裝有配水帽。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:所述充填料為惰性樹脂、離子交換樹脂或石英砂。
【文檔編號】C02F1/42GK204251387SQ201420727656
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】何新華 申請人:何新華