專(zhuān)利名稱(chēng)：改進(jìn)的離子交換柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于水處理的離子交換柱，特別是涉及軟化水、制取高純水的離子交換柱。
目前傳統(tǒng)生產(chǎn)的離子交換柱基本上有三類(lèi)產(chǎn)品如有機(jī)玻璃離子交換柱，其一般產(chǎn)品規(guī)格有公稱(chēng)內(nèi)直徑為100－500毫米，工作壓力一般在1公斤力／平方厘米，工作壓力較低，組成工業(yè)性制水系統(tǒng)較困難，使用安全性也較差，主要用于實(shí)驗(yàn)室制取少量純水。另一種為硬聚氯乙烯離子交換柱，即以硬聚氯乙烯塑料為主體材料制作的離子交換柱，一般規(guī)格其內(nèi)直徑為300－600毫米范圍，工作壓力為2.0公斤力／平方厘米，是目前小口徑離子交換柱最大宗的產(chǎn)品，其耐腐蝕性能較好，其工作壓力可組成小型工業(yè)性制水系統(tǒng)，但硬聚氯乙烯材料的添加劑中含有鉛成分，因此不符合食品、醫(yī)藥等工業(yè)使用的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，而且其工業(yè)生產(chǎn)使用的安全性較差，易發(fā)生柱體爆裂事故。第三種為碳鋼內(nèi)襯橡膠的離子交換柱，內(nèi)襯橡膠作為防腐層的離子交換柱為國(guó)內(nèi)大型離子交換柱的主要產(chǎn)品，有多種規(guī)格型號(hào)的產(chǎn)品，一般在公稱(chēng)內(nèi)直徑1000－3200毫米范圍內(nèi)有定型產(chǎn)品，在某些水處理小廠也生產(chǎn)500毫米和800毫米的非定型產(chǎn)品，其工作壓力一般為6公斤力／平方厘米，大設(shè)備主要用于發(fā)電廠除鹽水系統(tǒng)和大型化工、化纖工業(yè)用除鹽水系統(tǒng)。由于襯橡膠層工作必需用手工操作，在公稱(chēng)內(nèi)直徑小于500毫米時(shí)，人體無(wú)法進(jìn)入的條件下就無(wú)法施襯，即使施襯也無(wú)法保證施襯工作的質(zhì)量，因此碳鋼內(nèi)襯橡膠的離子交換柱在內(nèi)直徑為300－800毫米范圍內(nèi)未形成系列產(chǎn)品，其使用范圍受到了限制。
以上幾種離子交換柱均存在著某些缺陷，如工作壓力不高，耐腐蝕性差等問(wèn)題，特別是在結(jié)構(gòu)形式上，以往的離子交換柱基本上都是由主筒體、半球形或扁平曲面形的上蓋和下蓋構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)形式，柱體的有效空間利用系數(shù)(柱體的容積／有效填充物容積之比)受到限制。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新型的改進(jìn)的離子交換柱，特別是小口徑離子交換柱，使該產(chǎn)品是有較高的工作壓力、耐腐蝕性及提高柱體的有效空間利用系數(shù)。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述方式來(lái)完成的。一種用于水處理的離子交換柱，由主筒體，上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)組成，筒體內(nèi)部設(shè)置有布水裝置、中排液裝置，上部結(jié)構(gòu)頂部中央位置設(shè)有進(jìn)水裝置，其旁側(cè)還設(shè)有排氣裝置，上部結(jié)構(gòu)與筒體的連接方式為法蘭連接；下部裝置的底部中央位置有一出水口，下部裝置與筒體的連接方式也為法蘭連接；筒體壁部上下還設(shè)有視鏡；本實(shí)用新型的特征在于上部結(jié)構(gòu)為具有一定高度的、其橫截面比主筒體略為擴(kuò)大的上筒體，它與主筒體即下筒體的連接方式為內(nèi)外法蘭連接方式；下部結(jié)構(gòu)則為一中間開(kāi)有出水口的平底板，它與特殊設(shè)計(jì)的橢圓形多孔板一排水帽式的下布水裝置通過(guò)法蘭連接。離子交換柱用碳鋼材料制作，柱身內(nèi)部涂復(fù)有粉末噴涂聚乙烯層作為防腐層。
上筒體頂部中央的上進(jìn)水裝置為一外包復(fù)以濾網(wǎng)的、一端開(kāi)口的多孔短管，短管的圓周表面及封閉端堵頭表面均開(kāi)有許多小孔。離子交換柱下部結(jié)構(gòu)下面周?chē)O(shè)有可直接支承于地面的裙式支座，并以焊接方式與下筒體底部連接。
中排液裝置為一僅一端開(kāi)口的干管，在其二側(cè)相對(duì)稱(chēng)地焊接有若干與干管相通的開(kāi)有許多小孔的并外包濾網(wǎng)的支管所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。支管各相互平行，都垂直于干管而布置的。中排液裝置實(shí)際上是再生液的排出裝置，根據(jù)所使用的陽(yáng)或陰離子交換樹(shù)脂種類(lèi)的不同，再生液可為酸、堿或鹽類(lèi)溶液。按照再生液在離子交換柱中流出方式的不同或處理方式的不同，本實(shí)用新型的離子交換柱可有以下幾種類(lèi)型(1)中排液裝置設(shè)置于主筒體即下筒體的上部裝置，被處理的水自上筒體的上進(jìn)水裝置進(jìn)入柱體而從底部的出水管流出；再生液自底部的出水管進(jìn)入而從中排液裝置排出。這是一種逆流再生陽(yáng)(陰)離子交換柱。
(2)中排液裝置設(shè)置于筒體的下部位置。這里，中排液裝置的實(shí)際工藝作用為進(jìn)再生液裝置，被處理的水自上筒體的上進(jìn)水裝置進(jìn)入柱體而從底部的出水管流出；再生液自上筒體下部的中排液裝置進(jìn)液而從筒體底部的出水口排出。這是一種順流再生陽(yáng)(陰)離子交換柱。
(3)中排液裝置設(shè)置于主筒體即下筒體的中部位置。主筒體即下筒體中填充以陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂，以中排液裝置為分界，上部為陰離子交換樹(shù)脂，下部為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，被處理水從上筒體的上進(jìn)水裝置進(jìn)入柱體而從底部的出水管流出；再生液分別從柱體的頂部的上進(jìn)水裝置和底部的出水管送入而從位于主筒體或下筒體中部的中排液裝置排出。這是一種體內(nèi)再生陽(yáng)－陰混合離子交換柱。
(4)無(wú)中排液裝置。此為另一種結(jié)構(gòu)形式的離子交換柱。該離子交換柱的基本結(jié)構(gòu)與上述相同，只是下部結(jié)構(gòu)不一樣，而且不設(shè)置中排液裝置。這是一種制取高純水滿(mǎn)足特殊要求的離子交換柱，由于陽(yáng)陰離子交換樹(shù)脂是完全外移至體外進(jìn)行再生液處理的，故不需在柱體內(nèi)設(shè)置中排液裝置。它稱(chēng)為全外移陽(yáng)－陰混合離子交換柱。其下部結(jié)構(gòu)為形如一般家用瓷碗的“碗”形結(jié)構(gòu)，底部有出口即樹(shù)脂輸出口，其旁側(cè)開(kāi)有處理水的出水口，內(nèi)部設(shè)置有壁上開(kāi)有許多小縫隙的漏斗狀物，漏斗狀物與“碗”形結(jié)構(gòu)外壁之間有容納水的間隙空間，這實(shí)際上形成了另一種形式的下布水裝置，漏斗狀物與碗形結(jié)構(gòu)通過(guò)法蘭連接。與底部的樹(shù)脂輸出口相對(duì)應(yīng)，在交換柱上筒體一側(cè)相應(yīng)地設(shè)置一樹(shù)脂輸入口。此種離子交換柱也是用碳鋼制作，且柱身內(nèi)部涂復(fù)有粉末噴涂聚乙烯層為防腐層。下部結(jié)構(gòu)即“碗”形結(jié)構(gòu)周?chē)O(shè)有可直接支承于地面的裙式支座，裙式支座以焊接方式與下筒體底部連接。
當(dāng)然，在本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思范圍內(nèi)，還可有許多變型體，如雙層陽(yáng)(陰)離子交換柱，雙層雙室陽(yáng)(陰)離子交換柱、陰樹(shù)脂外移再生陽(yáng)陰混合離子交換柱、三層樹(shù)脂混合離子交換柱和變速流離子交換柱等。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及效果有以下幾點(diǎn)(1)由于采用了碳鋼材料，交換柱的工作壓力可達(dá)6公斤力／平方厘米，比塑料離子交換柱工作壓力提高約三倍左右，使用安全性獲得提高。
(2)碳鋼柱身內(nèi)部涂復(fù)有聚乙烯防腐層，而且采用粉末噴涂法，防腐層質(zhì)量較高，具有較高的耐腐蝕性。
(3)由于交換柱柱體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，在相同規(guī)格、相同有效填充物容積條件下，與過(guò)去通用的離子交換柱作比較，其柱體有效空間利用系數(shù)可獲得提高，約可提高10－15％；而且柱體高度也可降低10－25％，因此材料消耗及成本均可降低。
(4)離子交換柱的規(guī)格可自φ300－φ800(毫米)配套成系列產(chǎn)品，彌補(bǔ)了碳鋼襯橡膠交換柱無(wú)小口徑規(guī)格的缺陷。
(5)交換柱外觀新穎，且便于安裝和操作。
現(xiàn)在結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型離子交換柱的結(jié)構(gòu)詳細(xì)描述于下


圖1為逆流再生陽(yáng)(陰)離子交換柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為順流再生陽(yáng)(陰)離子交換柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為體內(nèi)再生陽(yáng)－陰混合離子交換柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為全外移陽(yáng)－陰混合離子交換柱。
圖5為中排液裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖6為下布水裝置的平面及其剖面圖。
圖中的數(shù)字標(biāo)號(hào)各代表如下1－上進(jìn)水裝置2－上排氣裝置3－上筒體4－中排液裝置5－下筒體6－防腐蝕層7－視鏡8－下布水裝置9－裙式支座10－出水口11－樹(shù)脂輸入口12－樹(shù)脂輸出口實(shí)施例1參閱
圖1，這是一種逆流再生陽(yáng)(陰)離子交換柱。它是由主筒體、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，這里的上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)所用的半球形或扁平曲面的上蓋和下蓋。上部結(jié)構(gòu)為具有一定高度的、其橫截面比主筒體(或下筒體)5略為擴(kuò)大的圓柱形上筒體3，上筒體3頂部中央位置設(shè)有進(jìn)水裝置1，其旁側(cè)還設(shè)有上排氣裝置2，上筒體3與主筒體或下筒體5的連接方式為內(nèi)外法蘭連接。上進(jìn)水裝置1為一外包濾網(wǎng)的、一端開(kāi)口的多孔短管，短管的圓周表面及封閉端堵頭表面均開(kāi)有許多小孔。排氣裝置2是用來(lái)排除柱體內(nèi)的空氣和被處理水中釋放的氣體。主筒體或下筒體5的上部設(shè)置一中排液裝置4，中排液裝置4如圖5所示，它為一僅一端開(kāi)口的干管，在其二側(cè)相對(duì)稱(chēng)地焊接有若干與干管相通的、開(kāi)有許多小孔的并外包以濾網(wǎng)的支管，支管各相互平行、皆垂直于干管而布置。主筒體或下筒體5內(nèi)部填裝有陽(yáng)(陰)離子交換樹(shù)脂，圖中的虛線交叉部分即為填裝填料樹(shù)脂部分。整個(gè)柱體用碳鋼材料制作，柱身內(nèi)部有噴涂聚乙烯的防腐蝕層6，以防止酸、堿或鹽類(lèi)再生液對(duì)柱體的腐蝕。交換柱主筒體或下筒體5的壁部上下部位還設(shè)有視鏡7，以便于觀察交換柱內(nèi)的工作情況。離子交換柱的下部結(jié)構(gòu)則為一中間開(kāi)有出水口10的平底板，它與特殊設(shè)計(jì)的橢圓形多孔板一排水帽式的下布水裝置8通過(guò)法蘭連接。下布水裝置8的結(jié)構(gòu)如圖6所示，它為符合橢圓曲線規(guī)律的凸曲面形狀，在平面視圖上為圓形，通過(guò)圓中心所作的任意與圓平面垂直的切面與凸曲面相交部分為對(duì)開(kāi)的半個(gè)橢圓，即其相交曲線為橢圓曲線。在該凸曲面上均勻?qū)ΨQ(chēng)地布置有若干個(gè)圓孔，每個(gè)圓孔上裝有排水帽。排水帽有多種型式，這里可用疊片式，它的作用是不讓魚(yú)籽大小的離子交換樹(shù)脂通過(guò)疊片隨水從出水口帶出；而是只讓被處理好的水通過(guò)該裝置。柱體下部結(jié)構(gòu)的下面周?chē)O(shè)置有可直接支承于地面的裙式支座9。
該離子交換柱的操作流程是被處理的水自上筒體3的上進(jìn)水裝置1進(jìn)入柱體而從底部的出水口10流出；再生液自底部的出水口10輸入而從中排液裝置4排出。
中排液裝置4實(shí)際上是再生液的排出裝置，根據(jù)所使用的陽(yáng)或陰離子交換樹(shù)脂種類(lèi)的不同，再生液可為酸、堿或鹽類(lèi)溶液。按照離子交換柱的操作方式不同，即再生液在離子交換柱中流動(dòng)方式不同或處理方式不同，還可有其他類(lèi)型的離子交換柱。
實(shí)施例2參見(jiàn)圖2，這是一種順流再生陽(yáng)(陰)離子交換柱，該交換柱的結(jié)構(gòu)和形狀與實(shí)施例一中的完全相同，其差異只是中排液裝置于上筒體3的下部位置，這里中排液裝置的實(shí)際工藝作用為進(jìn)再生液裝置。被處理的水自上筒體3的上進(jìn)水裝置1進(jìn)入柱體而從底部的出水口10流出；再生液則自上筒體3下部的中排液裝置4進(jìn)液而從主筒體或下筒體5底部的出水口10排出。
實(shí)施例3參見(jiàn)圖3，這是一種體內(nèi)再生陽(yáng)－陰混合離子交換柱，其結(jié)構(gòu)和形狀與實(shí)施例一完全相同，所不同的是中排液裝置4設(shè)置于主筒體或下筒體5的中部位置，主筒體或下筒體5中填充以陰離子交換樹(shù)脂和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，以中排液裝置4為界，上部為陰離子交換樹(shù)脂，下部為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，如圖3中主筒體或下筒體5的二個(gè)虛線交叉部分所示。被處理的水從上筒體3的上進(jìn)水裝置1進(jìn)入柱體而從底部的出水口10流出；再生液分別從柱體頂部的上進(jìn)水裝置1和柱體底部的出水口10送入而從位于主筒體或下筒體5中部的中排液裝置4排出。
實(shí)施例4參見(jiàn)圖4，這是一種全外移陽(yáng)－陰混合離子交換柱。該離子交換柱的基本結(jié)構(gòu)與上述的相同，其差別只是下部結(jié)構(gòu)不一樣，而且不設(shè)置中排液裝置。這是一種制取高純水需滿(mǎn)足特殊要求的離子交換柱。由于陽(yáng)陰離子交換樹(shù)脂是完全外移至體外進(jìn)行再生液處理的，故不需在柱體內(nèi)設(shè)置中排液裝置。特殊設(shè)計(jì)的下部結(jié)構(gòu)形如一般家用瓷碗的“碗”形結(jié)構(gòu)，底部中心位置有出口即為樹(shù)脂輸出口12，其旁側(cè)開(kāi)有處理水的出水口10，“碗”形結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置在壁上開(kāi)有許多小縫隙的漏斗狀物，漏斗狀物與“碗”形結(jié)構(gòu)外壁之間有容納水的間隙空間，這實(shí)上形成了另一種形式的下布水裝置8，漏斗狀物與“碗”形結(jié)構(gòu)通過(guò)法蘭連接。與底部樹(shù)脂輸出口12相對(duì)應(yīng)，在交換柱上筒體3一側(cè)的上部位置也相應(yīng)地設(shè)置一樹(shù)脂輸入口11。此種離子交換柱也是用碳鋼制作，且柱身內(nèi)部涂復(fù)有粉末噴涂聚乙烯層的防腐層6。下部結(jié)構(gòu)即“碗”形結(jié)構(gòu)周?chē)O(shè)有可直接支承于地面的裙式支座9，裙式支座9以焊接方式與下筒體5底部連接。
以上實(shí)施例為本實(shí)用新型的基本型式，當(dāng)然，在本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思范圍內(nèi)，還可有許多變型體，如雙層陽(yáng)(陰)離子交換柱、雙層雙室陽(yáng)(陰)離子交換柱、陰樹(shù)脂外移再生陽(yáng)陰混合離子交換柱、三層樹(shù)脂混合離子交換柱和變速流離子交換柱等。
權(quán)利要求1.一種用于水處理的離子交換柱，由主筒體、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)組成，筒體內(nèi)部設(shè)置有布水裝置、中排液裝置，上部結(jié)構(gòu)頂部中央位置設(shè)有進(jìn)水裝置，其旁側(cè)還設(shè)有排氣裝置，上部結(jié)構(gòu)與筒體的連接方式為法蘭連接；下部結(jié)構(gòu)的底部中央位置有一出水口，下部結(jié)構(gòu)與筒體的連接方式也為法蘭連接；筒體壁部上下還設(shè)有視鏡；本實(shí)用新型的特征在于上部結(jié)構(gòu)為一具有一定高度的、其橫截面比主筒體略為擴(kuò)大的上筒體，它與主筒體即下筒體的連接方式為法蘭連接方式；下部結(jié)構(gòu)為一中間開(kāi)有出水口的平底板，它與橢圓形多孔板一排水帽式的下布水裝置通過(guò)法蘭連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子交換柱，其特征在于本離子交換柱為碳鋼交換柱，柱身內(nèi)部有粉末噴涂聚乙烯層作為防腐層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離子交換柱，其特征在于所述的上筒體頂部中央的上進(jìn)水裝置為一外包復(fù)以濾網(wǎng)的一端開(kāi)口的多孔短管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離子交換柱，其特征在于所述的下部結(jié)構(gòu)下面設(shè)有可直接支承于地面的裙式支座、裙式支座以焊接方式與下筒體底部連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子交換柱，其特征在于所述的中排液裝置設(shè)于主筒體即下筒體的上部位置，中排液裝置為一僅一端開(kāi)口的干管，在其二側(cè)相對(duì)稱(chēng)地焊接有若干與干管相通的開(kāi)有許多小孔的并外包濾網(wǎng)的支管所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，從再生液的處理方式而言，它為逆流再生陽(yáng)(陰)離子交換柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子交換柱，其特征在于所述的中排液裝置設(shè)于上筒體的下部位置，這里中排液裝置的實(shí)際工藝作用為進(jìn)再生液裝置，從再生液的處理方式而言，它為順流再生陽(yáng)(陰)離子交換柱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子交換柱，其特征在于所述的中排液裝置設(shè)于主筒體即下筒體的中部，從再生液的處理方式而言，它為體內(nèi)再生陽(yáng)一陰混合離子交換柱。
8.一種用于水處理的離子交換柱，由主筒體、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)組成，筒體內(nèi)部設(shè)置有布水裝置，上部結(jié)構(gòu)頂部中央位置設(shè)有進(jìn)水裝置，其旁側(cè)設(shè)有排氣裝置，上部結(jié)構(gòu)與筒體的連接方式為法蘭連接；下部裝置的底部中央位置有一出水口，下部裝置與筒體的連接方式也為法蘭連接；筒體壁部上下還設(shè)有視鏡，本實(shí)用新型的特征在于上部結(jié)構(gòu)為一具有一定高度的、具橫截面比主筒體略為擴(kuò)大的上筒體，上筒體一側(cè)開(kāi)有樹(shù)脂輸入口，它與主筒體即下筒體的連接方式為內(nèi)外法蘭連接方式；下部結(jié)構(gòu)為“碗”形結(jié)構(gòu)，底部有出口即樹(shù)脂輸出口，其旁側(cè)開(kāi)有出水口，內(nèi)部設(shè)置有壁上開(kāi)有許多小縫隙的漏斗狀物，漏斗狀物與“碗”形結(jié)構(gòu)外壁之間有容納水的間隙空間，這實(shí)際上形成了另一種形式的下布水裝置，漏斗狀物與“碗”形結(jié)構(gòu)通過(guò)法蘭而連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的離子交換柱，其特征在于所述的交換柱以碳鋼制作，柱身內(nèi)部有粉末噴涂聚乙烯層為防腐層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的離子交換柱，其特征在于所述的下部結(jié)構(gòu)即“碗”形結(jié)構(gòu)周?chē)O(shè)有可直接支承于地面的裙式支座，裙式支座以焊接方式與下筒體底部連接，所述的離子交換柱從再生處理方式而言為全外移陽(yáng)陰混合離子交換柱。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于水處理的離子交換柱，特別是軟化水、制取高純水的離子交換柱。還可提供一種新型的改進(jìn)的小口徑離子交換柱。該交換柱由上筒體、下筒體及中心開(kāi)有出水口的平底板與橢圓形多孔板-排水帽式的下布水裝置相結(jié)合的柱體下部結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。柱體由碳鋼制作，內(nèi)涂有防腐層。該離子交換柱的工作壓力高，使用安全，耐腐蝕性好，并且具有較高的有效空間利用系數(shù)。
文檔編號(hào)B01J47/02GK2058183SQ8921798
公開(kāi)日1990年6月13日 申請(qǐng)日期1989年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月10日
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