CN1062887A

CN1062887A - 一种全自动程控硬水软化装置

Info

Publication number: CN1062887A
Application number: CN 90110390
Authority: CN
Inventors: 李棣荣; 陈电; 赵善康; 欧景礼
Original assignee: JIANGNING INSTRUMENT AND EQUIPMENT FACTORY SHUNDE COUNTY
Current assignee: JIANGNING INSTRUMENT AND EQUIPMENT FACTORY SHUNDE COUNTY
Priority date: 1990-12-31
Filing date: 1990-12-31
Publication date: 1992-07-22

Abstract

本发明涉及一种固定床式离子交换硬水软化水处理装置，特别是涉及一种全自动程控硬水软化装置。它由离子交换器、再生剂溶液桶、喷射器输送系统组成，其特征在于它装有一个水压隔膜式多通道程序执行阀，用以控制离子交换器在交换、反洗、再生和正洗的运行循环中的硬水、软水、废水和再生剂的流向，和一个用于控制程序执行阀的各阀门启闭的程序控制阀，整个设备由全自动程控电路控制。优点是结构紧凑，体积小，自动化程度高，可靠性能好，能耗小，无需备用电源，适用于低压锅炉给水的软化处理和其他需要软化水的工业与民用设备。

Description

本发明涉及一种固定床式离子交换硬水软化水处理装置，特别是涉及一种全自动程控硬水软化装置，它适用于低压锅炉给水的软化处理和其他需要软化水的工业与民用设备。

一般，对于低压锅炉的给水只需经过一级钠离子交换使水的硬度降至30μmol/L以下即可。目前，用于低压锅炉的硬水软化处理装置有顺流式和逆流式固定床或浮动床离子交换器，以及连续式移动床或流动床离子交换器（包括单塔、双塔和三塔式）。现有的这些设备普遍存在下列问题：（1）设备庞大，结构复杂，需要占用较大的安装场地和空间;（2）设备运行时或用人工启闭阀门，自动化程度低，劳动强度大，易产生误动作;而自动控制的则都是通过电磁阀来控制阀门的启闭，能耗大，在停电时要一定功率的备用电源才能使设备工作，而且由于电磁阀长期通电工作，可靠性较差，甚至造成误动作;（3）我国大多数小型锅炉是间歇使用的，每天仅工作几小时，突然停电又常会发生，已有的水处理设备必须要一个备用电源才能保持电路的程序，使设备复杂，维护不便。

本发明的目的就在于克服现有技术中的不足之处，提供一种体积小，自动化程度高，可靠性好的全自动程控硬水软化装置。

本发明的目的可以通过以下的技术措施来实现：采用顺流或逆流再生工艺对水进行软化处理，它由离子交换器、再生剂溶液桶、喷射器输送系统组成，其特征在于它还装有一个与离子交换器进出水通道相联通的由5～8个单通道阀集合而成的水压隔膜式多通道程序执行阀和一个由微型电机，一个程序凸轮组和4个以上的行程阀构成的程序控制阀，由全自动程控电路控制微型电机转动，而微型电机拖动程序凸轮组，使程序控制阀中的行程阀的阀芯移动控制作为工质的水流方向，并通过管道与多通道程序执行阀中各单通道阀的阀盖腔相联通，通过可控水流，控制多通道程序执行阀中的各单通道阀的启闭，实现离子交换器交换、反洗、再生和正洗的运行循环。

全自动程控电路由稳压电源、程序发生电路、交换时间控制电路、反洗时间控制电路、再生时间控制电路、冲洗时间控制电路、微型电机和微动开关组成。

本发明的目的还可以通过以下的技术措施来实现：在程序控制阀的凸轮转轴上安装一个带记号的手轮，作为停电时人工操作驱动程序凸轮组，使设备仍能正常工作的手动装置，手轮上的记号还可作为指示设备运行状态的记录指示。

本发明的目的还可以通过以下的技术措施来实现：在全自动程控电路中装设一计数器，记录设备运行的情况，在设备停止工作或突然断电时也能保持全自动程控电路的运行。

本发明的目的还可以通过以下的技术措施来实现：在全自动程控电路中设置报警电路，当程序发生电路和凸轮所处的程序不相符合时，报警电路报警，提醒操作者调整程序发生电路，使程序控制阀与程序电路相协调，保证设备正常运行。

本发明与现有技术相比有以下的优点：（1）由于将设备各阀门集中为一个水压隔膜式多通路程序执行阀，并由一个程序控制阀控制它的启闭，从而使本发明的结构紧凑，体积小，安装方便;（2）采用全自动程控电路控制设备运行，无需人工操作，可自动按程序进行，自动化程度高;（3）采用水压隔膜式多通道执行阀，运用液力平衡原理，以水作为工质驱动阀门的启闭，使多通道执行阀所需的控制力很小，能耗低，可靠性高，且停电时无需备用电源;（4）在凸轮转轴上设置手轮，使设备在停电时，只需拨动手轮，即可准确无误地控制设备正常运行。

下面将结合附图对本发明作进一步详细描述：

图1是本发明的一种全自动程控硬水软化装置;

图2是图1所示的全自动程控硬水软化装置中的程序控制阀的正视图;

图3是图2所示的程序控制阀的M-M视图;

图4是图1所示是全自动程控硬水软化装置中的水压隔膜式多通道执行阀的正视剖面图;

图5是图4所示的多通道程序执行阀的N-N视图;

图6是本发明的一种全自动程控硬水软化装置的电路方框图;

图7是本发明的一种全自动程控硬水软化装置的全自动程控电路图;

图8是本发明交换工作时多通道程序执行阀中各阀门启闭及水流状况的示意图;

图9是本发明反洗工作时多通道程序执行阀中各阀门启闭及水流状况的示意图;

图10是本发明再生工作时多通道程序执行阀中各阀门启闭及水流状况的示意图;

图11是本发明正洗工作时多通道程序执行阀中各阀门启闭及水流状况的示意图。

图1～5所示的全自动程控硬水软化装置是本发明的实施例之一，它由离子交换器（1）、再生剂溶液桶（13）、喷射器输送系统（14）、水压隔膜式多通道程序执行阀（5）、程序控制阀（2）和全自动程控电路（3）组成。其中离子交换器（1）是一个上端为凸半球的不锈钢制圆柱体形容器，其内部下端装有石英砂（10），石英砂（10）上面是一定量的离子交换树脂（9）。在离子交换器（1）壳体的外部高于离子交换树脂（9）面之处和下部相对石英砂（10）层处装有进出水通道（4）、（11），通道（4）、（11）之间联通水压隔膜式多通道程序执行阀（5），其中通道（4）接多通道程序执行阀（5）的A口，通道（11）接执行阀（5）的D口，原水（即硬水）由执行阀（5）的B口进入，软水从其C口送出。执行阀（5）是由六个结构相通的单通道阀（26）、（27）、（28）、（29）、（30）和（31）的集合体，各单通道阀由阀芯（42）、密封垫（43）、橡胶隔膜（40）装在一起连成一体，并可在锥台形栅栏式阀座（41）内自由活动，执行阀（5）内分有五个阀腔（32）、（33）、（34）、（35）和（36），其中阀腔（32）由单通道阀（26）与阀腔（33）相通，又由单通道阀（28）与阀腔（34）相通，又由单通道阀（29）与阀腔（35）相通，而阀腔（34）由单通道阀（30）与阀腔（36）相通，阀腔（35）由单通道阀（27）与阀腔（33）相通，又由单通道阀（31）与阀腔（36）相通，单通道阀（26）是硬水旁路开关，设备再生及冲洗程序无软水供应时供水，解决不准停水的设备供水问题。在阀腔（32）和阀腔（34）之间还装有喷射器（12），来自再生剂溶液桶（13）的盐水可由图5所示的“Y”方向进入喷射器（12）中。每个单通道阀的启闭由程序控制阀（2）通过可控水流来控制，由单通道阀的阀盖（37）通过软管（25）与程序控制阀（2）相联通。程序控制阀（2）上装有五套结构相同的行程阀，阀芯（19）在弹簧（22）和凸轮（16）的作用下在阀体（24）内左右移动，阀体中开有与多通道程控执行阀（5）的E口联通的进水道（21），放水道（20）及与多通道程序执行阀（5）的阀盖腔（38）通过软管（25）相连的控制通道（3），由于行程阀中左右两边水压相平衡，阀芯（19）左右移动与水的压力大小无关。当凸轮（16）转到阀芯（19）滚子距凸轮转轴（17）最近的位置时，阀芯（19）在弹簧（22）的作用下右移最大位置，此时来自进水道（21）的控制水流经过阀芯（19）间隙，控制水通道（23）和软管（25）到达多通道程序执行阀（5）中的单通道阀阀盖腔（38）中，从而关闭单通道阀，当凸轮（16）转到阀芯（19）滚子距凸轮转轴（17）最远的位置时，阀芯（19）压缩弹簧（22）左移，关闭进水道（21）而打开放水道（20），执行阀（5）中的单通道阀的阀盖腔（38）的控制水受到阀底的压力，推动控制水流排出阀盖腔（38），从而打开单通道阀，即程序控制阀（2）通过控制水流流出或流入多通道程序执行阀（5）中的单通道阀的阀盖腔（38）中，从而控制单通道阀的启闭。而凸轮组按程序在凸轮转轴（17）上相对固定，并由微型电机（15）驱动凸轮转轴（17）转动，使程序控制阀（2）按设定程序启闭其行程阀，通过控制水流控制执行阀（5）中的各单通道阀的启闭，使设备循环运行。在停电时，可通过拨动凸轮转轴（17）上的手轮（18），使设备正常运行。微型电机（15）采用具有约束单向转动的无定向同步电机，功率仅为5W，软化水的速度为4吨/小时，设备的总高度为1.47米，安装后占地仅1.2m²，最大耗用电能22W。

图6所示的是本发明的一种全自动程控硬水软化处理装置，在全自动程控电路中，设置机械计数器，记录水软化时设备运行的时间，结合程序控制阀（2）的凸轮转轴（17）上设置的手轮记号，随时自动记录设备运行在何种程序，在停止工作或突然断电时也能保持程序电路运行，无需备用电源。设置报警电路，保证设备在经常间歇工作和突然断电后，程序器能正常执行工作，即如果全自动程控电路和凸轮所处的程序相同时，报警电路不动作，反之则报警，提醒操作者调整程序发生电路，使程序控制阀（2）与全自动程控电路相协调。全自动程控电路的各时间调定是根据水质及离子交换树脂质量而设定。

图7所示的是本发明的一种全自动程控硬水软化装置，程序转换控制信号由微动开关给出，经IC1整形并锁定，然后输入IC2。IC2是个脉冲分配器，它根据IC1输出脉冲的先后次序，按顺序分配给四个程序时间电路。第一程序时间（即交换时间）控制电路由IC3、J1和J_k组成，IC3每隔1分钟输出一个脉冲，使J1动作，J_k进行累计计数，当到达J_k预定的时间时，J_k触点闭合，微型电机通电工作，由第一程序自动转入第二程序。第二程序时间（即反洗时间）控制电路由IC4、IC5和J2组成，IC4和IC5组成延时电路，根据第二程序控制时间设定，当到达设定的时间时，J2触点闭合，微型电机通电工作，由第二程序自动转入第三程序。第三程序时间（即再生时间）和第四程序时间（即正洗时间）控制电路原理同第二程序。当第四程序时间工作完后，便自动转入第一程序时间控制，周而复始。

供电电源由交流220V输入，经小型变压器降压，并经二极管整流，输入稳压集成块稳压后，提供给各电路使用。

为防止停电后再重新供电时，程序可能出现的错误，设置蜂鸣报警电路，由IC10、IC11和f组成，当重新供电时，IC11输出脉冲，蜂鸣器f发出报警声，提醒用户检查程序是否正常工作。

本发明的工作过程包括交换、反洗、再生和正洗四个步骤，首先设备对硬水进行软化，原水（即自来水＝硬水）从程序执行阀（5）的B口进入阀内的（32）腔，这时，程序执行阀（5）中的单通道阀（28）、（27）开启，而其余的单通道阀关阀，原水经单通道阀（28）进入（34）腔，并从程序执行阀（5）的A口经通道（4）到达离子交换器（1）的上端（如图8所示的原水进水路线M），原水从上而下经过离子交换树脂层（9）进行离子交换，经软化后的水从离子交换器（1）的下端通道（11）排出，并进入程序执行阀（5）的D口，经单通道阀（27）、（33）腔从程序执行阀（5）的C口送出（如图所示的软水出水路线N）;当离子交换树脂层失效时，设备运行到机械计数器给定值和记录相同时，全自动程控电路发出转换信号，启动微型电机（15）转到反洗程序，并使机械计数器清零，这时单通道阀（28）、（27）关闭，单通道阀（29）、（30）和（26）开启（如果使用软水的设备无需持续供水，可将程序执行阀（5）中的（26）阀永远关闭），原水从（32）腔经单通道阀（29）进入（35）腔从执行阀（5）的D口流出，使水流从离子交换器（1）的下端进入（如图9所示的原水路线M），使离子交换树脂（9）松动，清除树脂（9）上层的悬浮物，将它们从通道（4）排出离子交换器（1）外，废水从通道（4）进入执行阀（5）的A口，经单通道阀（30）、（36）腔和F口送出，（见图9所示的废水路线O）。反洗时间结束后，全自动程控电路使设备转入再生程序，这时执行阀（5）中的单通道阀（27）、（28）、（29）、（30）关闭，单通道阀（31）开启。带有一定的压力的原水经执行阀（5）的B口进入（32）腔，并进入喷射器（12）中，在喷射器（12）内射流时形成一定的高压，将再生剂溶液的饱和盐溶液引射出来与原水混合成7.25%的再生溶液，经（34）腔，执行阀（5）的A口和通道（4）（见图10所示的原水路线M）进入离子交换器上端，对失效树脂再生，废液经管道（11）进入阀（5）中的（35）腔，过单通道阀（31）、（36）腔、F口排出（见图10所示的废液路线O）。再生程序结束，全自动程控电路使微型电机（15）转动到正洗程序的位置而止，这时执行阀（5）中的单通道阀（27）、（29）、（30）关闭，单通道阀（28）、（31）开启，设备进入正洗程序，即用原水冲洗离子交换树脂，将附着在其表面上带氯离子的再生废液冲掉，原水经执行阀（5）的B口、单通道阀（28）、（34）腔出A口（见图11所示的原水路线M），从通道（4）进入离子交换器（1）的上端自上而下地对离子交换树脂（9）进行冲洗，废水从离子交换器（1）的下端通道（11）排出，入执行阀（5）的D口，经（35）腔、单通道阀（31）、F口排出设备之处（见图11所示的废水路线O），正洗程序结束后，全自动程控电路启动微型电机（15）转动使设备再次转入交换程序，开始一个新的工作循环。

Claims

1、一种全自动程控硬水软化装置，由离子交换器(1)、再生剂溶液桶(13)、喷射器输送系统(14)组成，其特征在于它还装有一个与离子交换器(1)进出水通道(4)、(11)相联通的由5～8个单通道阀集合而成的水压隔膜式多通道程序执行阀(5)和一个由微型电机(15)、程序凸轮组和4个以上行程阀构成的程序控制阀(2)，由全自动程控电路控制微型电机(15)转动；而程序控制阀(2)由微型电机(15)拖动程序凸轮组，并通过其行程阀上控制水通道(23)与多通道程序执行阀(5)中各单通道阀的阀盖腔(38)由管道(25)相联通；全自动程控电路由稳压电源、程序发生电路、交换时间控制电路、反洗时间控制电路、再生时间控制电路、冲洗时间控制电路、微型电机(15)和微动开关组成。

2、根据权利要求1所述的全自动程控硬水软化装置，其特征在于水压隔膜式多通道程序执行阀（5）由6个单通道阀和5个阀腔构成。

3、根据权利要求1所述的全自动程控硬水软化装置，其特征在于程序控制阀（2）由微型电机（15）、5个凸轮组成的程序凸轮组和5个行程阀构成。

4、根据权利要求1或2所述的全自动程控硬水软化装置，其特征在于程序控制阀（2）的凸轮转轴（17）上安装一个带记号的手轮（18）。

5、根据权利要求3所述的全自动程控硬水软化装置，其特征在于程序控制阀（2）的凸轮转轴（17）上安装一个带记号的手轮（18）。

6、根据权利要求3所述的全自动程控电路中装设蜂鸣报警电路。