CN103906560B - 透析槽用紧固件 - Google Patents

Abstract

提供一种制作容易、且品质良好稳定、价格也便宜、轻量、操作优异的透析槽用紧固件。该透析槽用紧固件被使用在透析槽中，该透析槽包括：室框、交换膜，该室框、交换膜形成脱盐室和/或浓缩室；以及电极框，该电极框将该室框及交换膜夹持于内侧，其特征是，所述透析槽用紧固件包括：保持部件，该保持部件具有供被处理液流过所述脱盐室、浓缩室的入口及出口；紧固部，该紧固部以规定的紧固压力对该保持部件进行紧固；以及格子状结构体，该格子状结构体与所述电极框抵接或隔着规定的板状部件与所述电极框抵接，并利用所述紧固部的紧固通过该抵接部分对所述电极框、室框及交换膜进行紧固，该格子的间距宽度为10mm以上50mm以下。

Description

透析槽用紧固件

技术领域

本发明涉及透析槽用紧固件，尤其涉及制作容易、且性能、品质优良稳定、价格低廉、轻型化、操作优异的透析槽用紧固件。

背景技术

目前，已知有一种以直流电流为驱动电源来进行脱盐及浓缩的电透析槽。

例如专利文献1所示，这种电透析槽将阳离子交换膜与阴离子交换膜通过室框交替地多层配列，通过在其两端配置电极而在各离子交换膜间形成脱盐室及浓缩室。此外，其构成为，在如此层积设置的室框及这些层积设置的室框的两端配置有由阳极及阴极组成的电极，在最外部的两端配置有紧固件。在专利文献1的图1(本申请中示于图9)中，通过隔板及室框将阳离子交换膜及阴离子交换膜在电极间交替地多层配列，并在形成有脱盐室、浓缩室及电极室的透析功能单元40的两端配置紧固框41，利用紧固螺栓42、螺母43及弹簧44对该透析功能单元40进行紧固、固定。(参照专利文献1)

为减少紧固时室框等发生的挠曲变形，上述紧固框(本说明书中将该“紧固框”称为“紧固件”)包括具有与紧固压力相称的板厚、覆盖电极面大小的例如30mm～50mm厚度的铁板。并且，铁板周围用螺栓及螺母紧固而使实体部的面积压力达到0.5～1.4MPa。

另外，为进一步增加强度，在上述紧固框上以与铁板面垂直的方式设置增强筋，施行了单位强度的重量减轻处置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2001-276580号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

不过，现有的电透析槽用紧固件的重量非常大，达到在电透析槽组装解体时对紧固件的操作不得不使用吊车的程度。

另外，以往的透析槽用紧固件在制作方面，由于必须对相当厚的材料进行加工、进行增强筋的焊接，因而制作困难且昂贵。

本发明鉴于上述现有技术问题而作，其目的在于提供一种制作容易、且品质优良稳定、价格低廉、轻型、操作优异的透析槽用紧固件。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的透析槽用紧固件被使用在电透析槽(以下，在本说明中，也将“电透析槽”简称为“透析槽”)中，该透析槽包括：室框、离子交换膜(以下，在本说明中，也将“离子交换膜”简称为“交换膜”)，该室框、交换膜形成脱盐室和/或浓缩室；以及电极框，该电极框将该室框及交换膜夹持于内侧，其特征是，上述透析槽用紧固件包括：保持部件，该保持部件具有供被处理液流过上述脱盐室、浓缩室的入口及出口；紧固部，该紧固部以规定的紧固压力对该保持部件进行紧固；以及格子状结构体，该格子状结构体与上述电极框抵接或隔着规定的板状部件与上述电极框抵接，并利用上述紧固部的紧固通过该抵接部分对上述电极框、室框及交换膜进行紧固，该格子的间距宽度为10mm以上50mm以下。

本发明的紧固件中的格子状结构体是格子结构，强度高，因此，可实现轻型化。该格子状结构体能使用所谓栅格，该格栅被广泛地用作雨水沟的窨井盖、脚手架及建筑用材料、具有泛用性、且市场上有售。因此，制作容易、且品质优良又稳定，而且价格低廉。

另外，在本发明的较佳实施方式中，其特征是，上述保持部件及上述格子状结构体分割成数个，即上述紧固件分割成数个，较为理想的是被一分为二。

通过将电透析槽用紧固件分割成数个，可进一步实现轻型化。因此，能获得可以在不使用吊车的情况下进行操作的紧固件。

进一步而言，在本发明的较佳实施方式中，其特征是，上述紧固件的结构被设计成上述紧固部的紧固压力在0.5MPa以上时的上述室框的挠曲为1.5mm以下。

由此，与现有使用了用增强筋增强的铁板的透析槽用紧固件相比，可获得重量大大减轻且能确保充分刚度的透析槽用紧固件。

发明效果

根据本发明，透析槽用紧固件构成为：具有对电极框、室框及离子交换膜进行紧固的格子状结构体，且格子的间距宽度为10mm以上50mm以下，因此，强度高且重量轻。可将市场上有售的栅格用作格子状结构体，因而制作容易、品质优良又稳定，而且价格低廉。

附图说明

图1为表示电透析槽用紧固件的整体构成的主视图。

图2为右侧紧固件部件的主视图。

图3为右侧紧固件部件的右侧视图。

图4为右侧紧固件部件的仰视图。

图5为图2中的B-B向视剖视图。

图6为图2中的A-A向视剖视图。

图7为格子状结构体的简略立体构成图。

图8为示意性地表示采用了本发明的电透析槽用紧固件的电透析槽的构成概要的说明图。

图9为例示于专利文献1的电透析槽的说明图。

[具体实施方式]

以下，对本发明的实施方式进行说明。

如图8所示，作为采用本发明的电透析槽用紧固件的电透析槽，例如可将以下类型的电透析槽作为代表例加以例举，在该电透析槽中，在纵向上，将阳离子交换膜50和阴离子交换膜51通过浓缩用室框52或脱盐用室框53交替地多层配列在作为阳极侧的电极框54与作为阴极侧的电极框55之间，在电极框54、55的两外侧配置框状的紧固件，并利用紧固螺栓对紧固件56、56进行紧固固定。此外，在图8中，上述电极框54、55是指构成为固定电极、构成电极室并能供电极液导入的结构体。

接着，图1中示出了本发明实施方式的电透析槽用紧固件的整体结构的主视图。

图1所示的电透析槽用紧固件在图8所示的透析槽中被配置成从电极框的两侧进行夹持。即，图1所示的紧固件通常被使用成该紧固件的右侧配置于该透析槽的下侧，而该紧固件的左侧配置于该透析槽的上侧。该电透析槽用紧固件10由右侧紧固件部件10A和左侧紧固件部件10B这对称的两个部件构成，以使用都同样的结构(即，将右侧紧固件部件10A反转即成左侧紧固件部件10B)为佳。

电透析槽用紧固件10由右侧紧固件部件10A及左侧紧固件部件10B这对称的两个部件构成。图2中示出了右侧紧固件部件10A的主视图，图3中示出了该右侧紧固件部件10A的右侧视图，图4中示出了该右侧紧固件部件10A的仰视图。另外，图5中示出了图2中的B-B向视剖视图，图6中示出了图2中的A-A向视剖视图。如上所述，上述右侧紧固件部件10A在使用时配置于上述透析槽(参照图8)的下侧，左侧紧固件部件10B配置于上述透析槽的上侧。此外，也可以将上述右侧紧固件部件10A配置于上述透析槽的右侧，并将左侧紧固件部件10B配置于上述透析槽的左侧来加以使用。

在右侧紧固件部件10A及左侧紧固件部件10B上分别配置有格子状结构体1A及格子状结构体1B。

图7中示出了格子状结构体1A的简略立体结构图。格子状结构体1B也具同样结构。

如图1～图7所示，在图1、图2中，朝纸面里侧呈规定宽度的板状的主条板3A、3B以相等尺寸的横向间隙配置有数根。另一方面，在该主条板3A、3B的图1中，在端侧位置朝向纸面里侧有数根棒状或规定宽度的板状的交叉条板5A、5B以与该主条板3A、3B正交的方式以相等尺寸的纵向间隙被焊接。本发明的紧固件中，通过将数根主条板3A、3B与数根交叉条板5A、5B配置成正交，从而来构成格子状结构体。此外，也可以以格子形状呈菱形的方式将数根主条板3A、3B与数根交叉条板5A、5B交叉配置，从而获得格子状结构体。

在主条板3A、3B的一端(图1中的上端)分别固接有上侧端板7A、7B，而在主条板3A、3B的另一端(图1中的下端)分别固接有下侧端板9A、9B。

在上侧端板7A、7B的外侧(即，图1中右方和左方的外侧)焊接有L形角状的保持部件11A、11B，另一方面，在下侧端板9A、9B的外侧(即，图1中右方和左方的外侧)焊接有L形角状的保持部件13A、13B，在L形角状的保持部件11A、11B及L形角状的保持部件13A、13B上的数个位置分别设置有螺栓孔15。

在本发明中，以规定的紧固压力对保持部件进行紧固的紧固部是指位于上述保持部件11A、11B、13A及13B的与将形成透析槽的室框及交换膜夹持于内侧的电极框相对的面。在图3中与纸面垂直的右侧的面是紧固部，在图4中与纸面垂直的下侧的面是紧固部。在上述紧固部上，通过数个螺栓孔15利用数个螺栓以本发明的透析槽用紧固件对透析槽整体进行紧固。

在本发明中，透析槽用紧固件包括：保持部件，该保持部件具有供被处理液流过脱盐室及浓缩室的入口及出口；以及紧固部，该紧固部以规定的紧固压力对该保持部件进行紧固，透析槽用紧固件既可以与电极框相抵接，也可以隔着规定的板状部件与规定电极框抵接。

另外，也可以在电透析槽用紧固件10的与电极框相面对的部分另行配置用于使紧固压力均匀分散且具有一定刚度的板状部件。

在本申请的图3、图5及图6中例示出了以下形态：透析槽用紧固件包括：保持部件，该保持部件具有供被处理液流过脱盐室及浓缩室的入口及出口；以及紧固部，该紧固部以规定的紧固压力对该保持部件进行紧固，该透析槽用紧固件隔着规定的板状部件与上述电极框抵接。铁板21为上述板状部件。

即，如图6所示，在交叉条板5A、5B的底面安装有铁板21。在该铁板21的右端部(图1中俯视观察时的右端侧)配置有出口侧保持部件23，在该出口侧保持部件23上形成有脱盐液用出口31及口径在一周上比该脱盐液用出口31小的浓缩液用出口33。另一方面，在该铁板21的左端部(图1中俯视观察时的左端侧)配置有入口侧保持部件25，在该入口侧保持部件25上形成有脱盐液用入口35及口径在一周上比该脱盐用液用入口35小的浓缩液用入口37。

接着，对本发明实施方式的作用进行说明。

格子状结构体1A及格子状结构体1B使用所谓栅格是较为理想的，该栅格被广泛地用作雨水沟的窨井盖、脚手架、建筑用材料，具有泛用性、廉价且市场上有售。该栅格是格子结构，因此，具有强度高的特征。

作为材质可例举钢铁、不锈钢、橡胶或FRP等，但从强度方面考虑以钢铁或不锈钢为佳。

电透析槽用紧固件的重要的要求性能即强度是根据主条板3A、3B的高度与横向间距来确定的。

紧固力与栅格的挠曲变形的关系因主条板3A、3B的高度与横向间距而不同，关于紧固压力为1.0MPa时的挠曲，在表1中示出了将30mm铁板(比较例)与使用了高度及横向间距不同的主条板3A、3B的钢铁制栅格的格子状结构体(本发明的实施例)比较后获得的结果。此外，所用的栅格的格子的纵横间隙为35×40mm。另外，主条板的厚度为6mm，交叉条板的厚度为6mm。

此外，将宽度为600mm、长度为1400mm的电透析槽用紧固件、即实际施加紧固压力的L形角状的保持部件11A、11B、L形角状的保持部件13A、13B及出口侧保持部件23及入口侧保持部件25部分的面积作为实体部的面积0.24mm²来进行了计算。

[表1]

依据表1可知，在以最大挠曲与使用现有铁板时相等或更低的方式选定栅格的情况下，重量可减轻至3分之1以下。

作为最大允许应力，需以180N/mm²为基准选定应力处于该值以下的主条板3A、3B。另外，关于挠曲，当挠曲超过1.5mm时，应力也会超过180N/mm²，因此，从允许应力的限定条件出发也应该将允许挠曲抑制在1.5mm以下。主条板3A、3B的高度为40～100mm是较为理想的，50～75mm是更为理想的，50～60mm是最最为理想的。

这样，通过将栅格用作电透析槽用紧固件10，可以获得具有以下特征的电透析槽用紧固件10，该电透析槽用紧固件10与使用30mm～50mm厚度的铁板并以增强筋增加强度的现有电透析槽用紧固件相比，在重量远远减轻的情况下，用0.5MPa以上的紧固压力进行旋紧时的挠曲为1.5mm以下。当用0.5MPa以上的紧固压力进行紧固时的挠曲为1.5mm以下是较为理想的。

而且，电透析槽中的本发明的电透析槽用紧固件10的合计重量为140kg以下，在对电透析槽进行紧固时，即使不用吊车也能进行操作，因此，是较为理想的。

在本发明中，“格子的间距宽度”是指格子的横向间距宽度及纵向间距宽度这两种含义。

此外，当格子状结构体的横向间距、纵向间距的间距宽度都在10mm以上50mm以下时，电透析槽用紧固件10有充分的强度。此外，将横向相邻的格子中央部间的距离称为横向间距宽度，将纵向相邻的格子中央部间的距离称为纵向间距宽度。另外，以横向间距、纵向间距的间距宽度都为10mm～50mm是较为理想的。另外，构成格子的板材的厚度为4～10mm是较为理想的。

另外，作为更进一步地实现轻型化的方法，通过将图1所示的电透析槽用紧固件10一分为二，较为理想的是通过将电透析槽用紧固件10沿上下方向一分为二，可形成不使用吊车就能操作的紧固件。根据该形状，制作容易，且使用批量生产品即栅格，因此，能获得品质优良且稳定、价格也低廉、轻型化、操作性能优异的电透析槽用紧固件10。不过，电透析槽用紧固件10并不限于一分为二，也可采用一分为三以上的分割。

此外，在进行一分为二以上的分割时，分割部间的间隙的紧固状态可能会变差，但利用与电透析槽用紧固件10邻接的电极框(由数十mm厚的树脂制成)将压力分散均匀化，因而经过确认并无问题。

然而，也可在电透析槽用紧固件10的与电极框向面对的部分另行配置用于分散压力且具有一定刚度的板材。

实施例

以下，利用实施例对本发明进行说明，但本发明并不限定于这些实施例。

实施例1

以下，对本发明的实施例进行说明。

作为格子状结构体而使用的栅格是以大吴公司(日文：ダイクレ社)产的以高度55mm的主条板3A、3B为基材的型号R5MO55-S，在两端板7A、7B、9A、9B上焊接宽度90mm的L形角状的保持部件11A、11B、13A、13B，在电透析槽用紧固件10的电极框侧(图1中为主条板3A、3B的底面侧)焊接厚度7mm的铁板21，并进行了展示。

使用的栅格为不锈钢制，横向主条板的间距宽度为35mm，纵向交叉条板的间距宽度为40mm。另外，使用的栅格主条板厚度为6mm。

该电透析槽用紧固件10被制作成右侧紧固件部件10A及左侧紧固件部件10B的两部分分割形式。右侧紧固件部件10A及左侧紧固件部件10B各自的尺寸为长度700mm、宽度687mm，以350mm间距配置紧固用的螺栓孔15。使用该电透析槽用紧固件10，用M25螺栓以70N·m(紧固压力为1.0MPa)紧固于上述螺栓孔时的挠曲(←)为0.4mm，这是良好的。

另外，该电透析槽用紧固件10在操作时的重量为达到轻型化的每块55Kg，可实现两人操作。此外，在层叠的室框及离子交换膜的左侧需要右侧紧固件部件10A及左侧紧固件部件10B一组部件(共计两块)，并同样地在右侧需要一组部件(共计两块)，合计需要四块，因此，此时的电透析槽用紧固件10的全部重量220Kg(＝55Kg×4块)。

比较例1

针对与实施例1同样的室框及交换膜，采用板厚为30mm的铁板制作出电透析槽用紧固件。尺寸为以下形状：长度1400mm，宽度687mm，以350mm的间距配置紧固用的螺栓孔15。

使用该电透析槽用紧固件，用M25螺栓以70N·m(紧固压力为1.0MPa)进行紧固时的挠曲为1.3mm，结果劣于实施例1，另外，该电透析槽用紧固件操作时的重量为220Kg，全部重量为440Kg(＝220Kg×2块)，重量大，不用吊车就无法操作。

[在产业上利用的可能性]

本发明的透析槽用紧固件可作为制作容易、廉价且实现了轻型化的紧固件加以利用。

此外，在此引用2011年10月28日提出申请的日本专利申请2011-237134号的说明书、权利要求书、附图及摘要的全部内容，以作为本发明的说明书的公开内容来加以采用。

符号说明

1A、1B格子状结构体

3A、3B主条板

5A、5B交叉条板

7A、7B上侧端板

9A、9B下侧端板

10电透析槽用紧固件

10A右侧紧固件部件

10B左侧紧固件部件

11A、11B、13A、13B保持部件

15螺栓孔

21铁板

23出口侧保持部件

25入口侧保持部件

31脱盐液用出口

33浓缩液用出口

35脱盐液用入口

37浓缩液用入口

40透析功能单元

41紧固框(紧固件)

42紧固螺栓

43螺母

44弹簧

50阳离子交换膜

51阴离子交换膜

52浓缩用室框

53脱盐用室框

54、55电极框

56紧固件

Claims (9)

1.一种透析槽用紧固件，位于透析槽的外部并对所述透析槽进行紧固，该透析槽包括：

室框、交换膜，该室框、交换膜形成脱盐室和/或浓缩室；以及

电极框，该电极框将该室框及交换膜夹持于内侧，其特征在于，

所述透析槽用紧固件包括：

保持部件，该保持部件具有供被处理液流过所述脱盐室、浓缩室的入口及出口；

紧固部，该紧固部以规定的紧固压力对该保持部件进行紧固；以及

格子状结构体，该格子状结构体隔着规定的板状部件即铁板与所述电极框抵接，并利用所述紧固部的紧固通过该抵接部分对所述电极框、室框及交换膜进行紧固，

所述格子状结构体不与所述被处理液接触，

所述格子状结构体的材质为钢铁或不锈钢，

该格子的间距宽度为10mm以上50mm以下。

2.如权利要求1所述的透析槽用紧固件，其特征在于，

所述保持部件及所述格子状结构体分割成数个。

3.如权利要求1或2所述的透析槽用紧固件，其特征在于，

所述透析槽用紧固件被设计成当所述紧固部的紧固压力为0.5MPa以上时的所述室框的挠曲为1.5mm以下。

4.如权利要求1或2所述的透析槽用紧固件，其特征在于，所述格子状结构体是通过对栅格进行加工成形而获得的。

5.如权利要求3所述的透析槽用紧固件，其特征在于，所述格子状结构体是通过对栅格进行加工成形而获得的。

6.一种透析槽，其特征在于，在电极框的两外侧包括权利要求1或2所述的透析槽用紧固件。

7.一种透析槽，其特征在于，在电极框的两外侧包括权利要求3所述的透析槽用紧固件。

8.一种透析槽，其特征在于，在电极框的两外侧包括权利要求4所述的透析槽用紧固件。

9.一种透析槽，其特征在于，在电极框的两外侧包括权利要求5所述的透析槽用紧固件。