CN107324461A - 电吸附除盐模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电吸附除盐模块，包括钢板壳体和其内具有两个独立的腔体的绝缘壳体，每个腔体中放置一个包括数百片吸附电极片叠合成的模芯，导电桩内端抵靠在绝缘壳体两端的外侧石墨板上，两个模芯通过对应的外侧石墨板及中间石墨板实现了串联连接。在绝缘壳体每个腔体的上下端分别用设有进水口或出水口的复合布水板封闭，并分别通过数根拉杆螺母组和数根压杆装置夹紧钢板壳体和复合布水板。本发明延长了模芯的使用寿命，提高了其可靠性。绝缘壳体的壁厚和钢板壳体的壁厚均比现有技术减小，降低了制造难度，整体重量下降了四分之一，成品率提高了20%，制造成本降低了30%，是一种可以取代现有除盐模块的升级换代产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用静电场吸附再生水中盐离子的水处理模块，特别涉及一种电吸附除盐模块的结构，属于水处理技术领域。
背景技术
电吸附除盐模块通过直流电压形成静电场，在电吸附除盐模块中并排设置了数百层彼此绝缘的吸附电极片，待处理的水流经吸附电极片时，水中的盐离子分别向带相反电荷的吸附电极片迁移，被吸附电极片吸附并储存在其内。随着吸附电极片吸附盐离子的不断增多，盐离子在吸附电极片表面富集浓缩，最终实现与水的分离，得到除去盐离子的再生水。
CN100450937C中国发明专利公开了一种“液体处理模块 ”，其包括具有两侧端板的框架，端板上固定配电板，在两块配电板之间设置中间配电板，配电板内侧叠放两个以上的双面电极板，两根补液管一上一下横穿过框架两侧的端板，补液管两端通过法兰密封固定在端板。补液管包括同轴设置的外管和内管，外管设有出液槽口，内管设有出液孔，待处理液体通过内管再通过外管流进双面电极板之间，经过双面电极板吸附盐离子后的液体排出框架外。
这种结构的液体处理模块存在以下缺陷：
1、在封闭的液体处理模块输入待处理液体的压力必须大于大气压力，待处理液体才能进入液体处理模块内，由于液体处理模块的表面积较大，液体处理模块的塑料壳体内外压力不平衡，双面电极板采用两侧导电板和中间石墨膜的结构，石墨膜为脆性材料，在过大的待处理水的压力下极易撕裂，造成液体处理模块失效报废。为了减小液体处理模块的外凸变形，塑料壳体的厚度达40mm以上，同时在塑料壳体外侧四周还包覆了厚度达25mm以上的钢板外壳。这些措施加大了液体处理模块的制造成本。
、一上一下的两根补液管横穿过双面电极板，中间石墨膜开出两个安装孔后强度大大降低，装配时两根补液管一上一下横穿过中间石墨膜，稍一不慎，就会撕裂中间石墨膜，导致中间石墨膜的破损率很高，加大了液体处理模块的制造成本，降低了工作效率。
、模芯和外壳之间需填充环氧树脂，既加大了制造难度，增加了制造成本，又因环氧树脂固化过程中不断散发有毒气体，污染环境，严重影响作业人员的健康。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模块内外压力平衡、壳体变形很小、模芯不会膨胀损坏、且能降低制造成本的电吸附除盐模块。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种电吸附除盐模块，所述电吸附除盐模块的外形为直立的长方体，所述长方体下端两侧分别通过底脚支撑在地面上；长方体外侧面为钢板壳体，所述钢板壳体的四个垂直外侧面由两块纵向侧钢板和两块横向侧钢板固定连接而成，钢板外壳包覆其内侧四面围合的绝缘壳体，所述绝缘壳体由两块纵向绝缘侧板和两块横向绝缘侧板固定连接而成；垂直设置在绝缘壳体纵向中心的中间绝缘板将绝缘壳体分隔成两个独立的腔体，每个腔体中放置一个模芯，中间石墨板嵌装在中间绝缘板的中心窗孔中；所述模芯包括数百片叠合的吸附电极片，所述吸附电极片平行于绝缘壳体的横向绝缘侧板；两个模芯内侧相邻的吸附电极片分别抵靠在中间石墨板两侧面上；外侧石墨板分别嵌装在绝缘壳体两端的横向绝缘侧板内侧面的沉孔中，导电桩对称设置在长方体两端的横向侧钢板外侧，导电桩内端依次穿过横向侧钢板和横向绝缘侧板，抵靠在外侧石墨板上；两个模芯外侧的吸附电极片分别通过外侧石墨板与对应的导电桩内端连接，两个模芯通过对应的外侧石墨板及中间石墨板实现了串联连接；直流电源两端分别通过导线与对应的导电桩相连，对串联的两个模芯施加直流电压；在绝缘壳体每个腔体的上下端分别用复合布水板封闭，在每块复合布水板的中心设有可与对应的进水水路连接的进水口，或与出水水路连接的出水口；在钢板壳体两端的横向侧钢板外侧和绝缘壳体上下端的复合布水板外侧，分别通过数根拉杆螺母组夹紧钢板壳体的纵向两侧的四周边缘，通过数根压杆装置分别压紧每个腔体上下端的复合布水板以及钢板外壳两端的横向侧钢板。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
进一步的，所述吸附电极片包括石墨纸和位于石墨纸一侧的透水网格，所述石墨纸和透水网格之间通过涂覆在两者之间的吸附离子粘接剂固定连接成吸附电极片，数百个垂直放置的吸附电极片之间通过吸附离子粘接剂粘接成模芯，且模芯的两垂直纵向外侧面均为石墨纸。
进一步的，所述模芯的上下两端分别通过数条垫条垂直支撑在绝缘壳体的腔体中，模芯横向两端端面与腔体两侧的纵向绝缘侧板之间设有空隙。
进一步的，每个腔体上下端复合布水板的进水口和出水口通过对应的水路串联连接，或两个腔体上下端复合布水板的两路进水口与两路出水口并联成一路与对应的水路连接。
进一步的，所述复合布水板包括外布水板和内布水板，外布水板的内侧面设有矩形沉孔，外布水板中心设有与矩形沉孔相通的进水口或出水口；所述矩形沉孔向内凹陷出呈对称三叉形的沉槽组，所述进水口或出水口与沉槽组相通；所述内布水板的厚度与矩形沉孔的深度匹配，内布水板上设有三排与对称三叉形的沉槽组匹配的通水孔群，每个通水孔群包括多个间隔设置的通水孔，内布水板嵌装在矩形沉孔中。
进一步的，两块纵向绝缘侧板、两块横向绝缘侧板、中间绝缘板、外布水板和内布水板均采用PVC板制成。所述透水网格为尼龙窗纱或无纺布。
进一步的，所述压杆装置包括压杆和压杆座，所述压杆包括矩形钢管本体和位于矩形钢管两端的倒T型头，所述倒T型头的垂直边分别与矩形钢管本体两端固定连接；所述压杆座呈倒L形，所述倒L形的垂直边固定在纵向侧钢板的上端内侧，压紧螺钉拧入倒L形的水平边，压紧螺钉的下端端头抵靠在倒T型头的水平边上侧，将矩形钢管本体分别压在绝缘壳体上下端的复合布水板上或钢板壳体两端的横向侧钢板外侧。
本发明采用模芯的上下两端分别通过数条垫条垂直支撑在绝缘壳体的腔体中且模芯横向两端端面与腔体两侧的纵向绝缘侧板之间设有空隙的结构，在模芯外侧和绝缘壳体之间建立了一圈水和空气的环形空腔并与模芯内部相通，从而使得模芯四周的水压和模芯内部吸附电极片的水压相等，模芯不会发生变形，吸附电极片的石墨纸两侧不会因压力不等而损坏，延长了模芯的使用寿命，提高了模芯的可靠性。绝缘壳体的壁厚从40mm降低到25mm，钢板壳体的壁厚从25mm降低到12mm，大大降低了本发明的制造成本和制造难度，整体重量下降了四分之一，制造成本降低了30%。吸附电极片没有水管穿孔，简化了制造工艺，并使吸附电极片的成品率提高了20%。本发明不使用环氧树脂充填，既降低了制造成本，还具有节能环保的有益效果。本发明通过绝缘壳体纵向中心的中间绝缘板将绝缘壳体分隔成两个独立的腔体，每个腔体中放置一个模芯，这样的结构能使两个腔体的水路彼此独立，每一路进水可直接穿过腔体内模芯和出水实现串联连接，满足快速、大流量产出的水处理要求；或两个腔体上下端两路进水口与两路出水口并联成一路与对应的水路连接，满足能耗较低的小流量产出的使用要求。本发明的导电桩通过相应的外侧石墨板、两个模芯吸附电极片的数百片叠合的石墨纸的及中间石墨板实现了可靠的串联连接。本发明的复合布水板采用外布水板和内布水板嵌装的结构，使得待处理水通过进水口进入外布水板的沉槽组再通过内布水板的通水孔群，将待处理水均匀喷入到模芯中，经模芯处理过的再生水依次通过内布水板的通水孔群和外布水板的沉槽组后，通过出水口进入排水管，取代了现有技术补液管复杂的内外套管结构，提高了待处理水和模芯的接触率，从而改善了再生水的除盐效果。本发明可使再生水的除盐率提高了10%，再生水的流量提高了50%，是一种可以取代现有除盐模块的升级换代产品。
本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
图1是本发明的侧视图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图2的Ⅰ部放大图；
图4是图2的B-B剖视图；
图5是外布水板的主视图；
图6是图5 的C-C剖视图；
图7是内布水板的主视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1～图4所示，本发明外形为直立的长方体，所述长方体下端两侧分别通过底脚10支撑在地面上。长方体外侧面为钢板壳体1，所述钢板壳体1的四个垂直外侧面由两块纵向侧钢板11和两块横向侧钢板12固定焊连而成，本实施例的纵向侧钢板11和横向侧钢板12的厚度均为12mm。钢板外壳1包覆其内侧四面围合的绝缘壳体2，所述绝缘壳体2由两块纵向绝缘侧板21和两块横向绝缘侧板22通过紧固螺钉固定连接而成，纵向绝缘侧板21和横向绝缘侧板22均采用PVC板制成，强度高、绝缘性能好。本实施例的纵向绝缘侧板21和横向绝缘侧板22的厚度均为25mm。垂直设置在绝缘壳体2纵向中心的中间绝缘板23将绝缘壳体2分隔成两个独立的腔体20，每个腔体20中放置一个模芯3。中间石墨板201嵌装在中间绝缘板23的中心窗孔231中，两个模芯3的内侧面分别抵靠中间石墨板201的两侧面上，从而获得良好的导电效果。
如图2和图3所示，模芯3包括数百片叠合的吸附电极片31，所述吸附电极片31平行于绝缘壳体2的横向绝缘侧板22。两个模芯3内侧相邻的吸附电极片31分别抵靠在中间石墨板201两侧面上。外侧石墨板202分别嵌装在绝缘壳体2两端的横向绝缘侧板22内侧面的沉孔221中，导电桩4对称设置在长方体两端的横向侧钢板12外侧，导电桩4内端依次穿过横向侧钢板12和横向绝缘侧板22，抵靠在外侧石墨板202上。两个模芯3外侧的吸附电极片31分别通过外侧石墨板202与对应的导电桩4内端连接，两个模芯3通过对应的外侧石墨板202及中间石墨板201实现了串联连接。直流电源两端分别通过导线与对应的导电桩4相连，对串联的两个模芯3施加直流电压。绝缘壳体2每个腔体20的上下端分别用复合布水板30封闭，在每块复合布水板30的中心设有可与对应的进水水路连接的进水口3001，或与出水水路连接的出水口3002，如图2中箭头所指方向，本实施例的待处理水采用上进下出的模式。
如图5～图7所示，复合布水板30包括外布水板301和内布水板302，外布水板301的内侧面设有矩形沉孔3011，外布水板301中心设有与矩形沉孔3011相通的进水口3001或出水口3002。矩形沉孔3011向内凹陷出呈对称三叉形的沉槽组3012，进水口3001或出水口3002与沉槽组3012相通。内布水板302的厚度与矩形沉孔3011的深度匹配，内布水板302上设有三排与对称三叉形的沉槽组3012匹配的通水孔群，本实施例的每排通水孔群包括9个间隔设置的通水孔3021，内布水板302嵌装在矩形沉孔3011中。
如图3所示，吸附电极片31包括石墨纸311和位于石墨纸311一侧的透水网格312，石墨纸311和透水网格312之间通过涂覆在两者之间的吸附离子粘接剂313固定连接成吸附电极片，数百个垂直放置的吸附电极片31之间通过吸附离子粘接剂313粘接成模芯3，且模芯3的两纵向垂直纵向外侧面均为石墨纸311，便于通过外侧石墨板202及中间石墨板201与导电桩4实现串联连接。透水网格312选用尼龙窗纱或无纺布，成本很低，透水网格312既能隔开相邻的两片石墨纸311，防止其短路，又能让待处理水通过，便于石墨纸311吸附水中盐离子。
如图4所示，模芯3的上下两端分别通过2条垫条32垂直支撑在绝缘壳体2的腔体20中，使得模芯3上下端与对应的复合布水板30之间分别留出空隙D，模芯3横向两端端面与腔体20两侧的纵向绝缘侧板21之间留出空隙E。空隙D和空隙E构成了模芯3外侧和绝缘壳体2内侧面之间的水和空气的环形空间并与模芯3内部相通，从而使得模芯3四周环形空间的水压和模芯3内石墨纸311两侧的水压相等而处于平衡状态，石墨纸311不会损坏，模芯3不会发生变形。
如图2所示，每个腔体20上下端复合布水板30的进水口3001和出水口3002通过对应的水路串联连接，或两个腔体20上下端复合布水板30的两路进水口3001与两路出水口3002并联成一路与对应的水路连接，可根据再生水的产出流量要求自由选择。
如图1和图2所示，在钢板壳体1两端的横向侧钢板22外侧分别设置了3根拉杆螺母组5，在绝缘壳体2上下端的复合布水板30外侧分别设置了4根拉杆螺母组5，用于夹紧钢板壳体1纵向两侧的四周边缘；在绝缘壳体2上下端的复合布水板30外侧，分别通过4根压杆装置6压紧绝缘壳体2，在钢板外壳1两端的横向侧钢板12外侧，分别通过4根压杆装置6压紧钢板外壳1两端的横向侧钢板12。采取上述技术措施以及模芯外侧和绝缘壳体2之间建立了一圈水和空气的环形空腔的综合作用下，钢板外壳1和绝缘壳体2的外凸变形均在1mm以内。
压杆装置6包括压杆61和压杆座62，压杆61包括矩形钢管本体611和位于矩形钢管两端的倒T型头612，倒T型头612的垂直边分别与矩形钢管本体611两端焊连，压杆座62呈倒L形，所述倒L形的垂直边通过紧固螺钉63固定在纵向侧钢板11的上端内侧，压紧螺钉64拧入倒L形的水平边，其下端端头抵靠在倒T型头612的水平边上侧，将矩形钢管本体611压在绝缘壳体2上下端的复合布水板50上。本发明的压杆装置6增大了对钢板壳体1和绝缘壳体2的压紧力，在其与拉杆螺母组5的综合作用下，可使钢板壳体1和绝缘壳体2的外凸变形控制在1mm以内。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种电吸附除盐模块，所述电吸附除盐模块的外形为直立的长方体，所述长方体下端两侧分别通过底脚支撑在地面上；其特征在于：长方体外侧面为钢板壳体，所述钢板壳体的四个垂直外侧面由两块纵向侧钢板和两块横向侧钢板固定连接而成，钢板外壳包覆其内侧四面围合的绝缘壳体，所述绝缘壳体由两块纵向绝缘侧板和两块横向绝缘侧板固定连接而成；垂直设置在绝缘壳体纵向中心的中间绝缘板将绝缘壳体分隔成两个独立的腔体，每个腔体中放置一个模芯，中间石墨板嵌装在中间绝缘板的中心窗孔中；所述模芯包括数百片叠合的吸附电极片，所述吸附电极片平行于绝缘壳体的横向绝缘侧板；两个模芯内侧相邻的吸附电极片分别抵靠在中间石墨板两侧面上；外侧石墨板分别嵌装在绝缘壳体两端的横向绝缘侧板内侧面的沉孔中，导电桩对称设置在长方体两端的横向侧钢板外侧，导电桩内端依次穿过横向侧钢板和横向绝缘侧板，抵靠在外侧石墨板上；两个模芯外侧的吸附电极片分别通过外侧石墨板与对应的导电桩内端连接，两个模芯通过对应的外侧石墨板及中间石墨板实现了串联连接；直流电源两端分别通过导线与对应的导电桩相连，对串联的两个模芯施加直流电压；绝缘壳体每个腔体的上下端分别用复合布水板封闭，在每块复合布水板的中心设有可与对应的进水水路连接的进水口，或与出水水路连接的出水口；在钢板壳体两端的横向侧钢板外侧和绝缘壳体上下端的复合布水板外侧，分别通过数根拉杆螺母组夹紧钢板壳体纵向两侧的四周边缘，通过数根压杆装置分别压紧每个腔体上下端的复合布水板以及钢板外壳两端的横向侧钢板。
2.如权利要求1所述的电吸附除盐模块，其特征在于：所述吸附电极片包括石墨纸和位于石墨纸一侧的透水网格，所述石墨纸和透水网格之间通过涂覆在两者之间的吸附离子粘接剂固定连接成吸附电极片，数百个垂直放置的吸附电极片之间通过吸附离子粘接剂粘接成模芯，且模芯的两垂直纵向外侧面均为石墨纸。
3.如权利要求1所述的电吸附除盐模块，其特征在于：所述模芯的上下两端分别通过数条垫条垂直支撑在绝缘壳体的腔体中，模芯横向两端端面与腔体两侧的纵向绝缘侧板之间设有空隙。
4.如权利要求1所述的电吸附除盐模块，其特征在于：每个腔体上下端复合布水板的进水口和出水口通过对应的水路串联连接，或两个腔体上下端复合布水板的两路进水口与两路出水口并联成一路与对应的水路连接。
5.如权利要求2所述的电吸附除盐模块，其特征在于：所述透水网格为尼龙窗纱或无纺布。
6.如权利要求1所述的电吸附除盐模块，其特征在于：所述复合布水板包括外布水板和内布水板，外布水板的内侧面设有矩形沉孔，外布水板中心设有与矩形沉孔相通的进水口或出水口；所述矩形沉孔向内凹陷出呈对称三叉形的沉槽组，所述进水口或出水口与沉槽组相通；所述内布水板的厚度与矩形沉孔的深度匹配，内布水板上设有三排与对称三叉形的沉槽组匹配的通水孔群，每个通水孔群包括多个间隔设置的通水孔，内布水板嵌装在矩形沉孔中。
7.如权利要求1所述的电吸附除盐模块，其特征在于：两块纵向绝缘侧板、两块横向绝缘侧板和中间绝缘板均采用PVC板制成。
8.如权利要求6所述的电吸附除盐模块，其特征在于：所述外布水板和内布水板均采用PVC板制成。
9.如权利要求1所述的电吸附除盐模块，其特征在于：所述压杆装置包括压杆和压杆座，所述压杆包括矩形钢管本体和位于矩形钢管两端的倒T型头，所述倒T型头的垂直边分别与矩形钢管本体两端固定连接；所述压杆座呈倒L形，所述倒L形的垂直边固定在纵向侧钢板的上端内侧，压紧螺钉拧入倒L形的水平边，压紧螺钉的下端端头抵靠在倒T型头的水平边上侧，将矩形钢管本体分别压在绝缘壳体上下端的复合布水板上或钢板壳体两端的横向侧钢板外侧。
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