CN107827205A - 一种模块式组装的水处理电化学除垢装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块式组装的水处理电化学除垢装置，包括用于电化学水处理水垢生成单元，该单元包括若干组依次设在水垢生成室上的阴极板、隔膜和阳极板，其中，在隔膜的两侧且在该侧的两面上均设有固定隔膜并将阴极室、阴极室的电解水引向相反方向的绝缘夹条；水垢生成室的底部设有进水口，两侧设有阴、阳极出水口；该单元的两端极板上设有夹紧板。本发明将隔膜制成稳定的隔膜模块，和可通过调整隔膜模块的厚度来控制阴、阳极与隔膜之间的间距，间距可调且可设置地很小，设备组装简单、维修方便，可大批量生产。

Description

一种模块式组装的水处理电化学除垢装置

技术领域

本发明属于电化学除垢技术领域，特别涉及一种模块式组装的水处理电化学除垢装置。

背景技术

与传统的化学加药法、电磁阻垢技术和超声波阻垢技术相比，循环水电化学除垢技术的优点在于能够将水中的成垢钙镁离子以水垢沉积的方式从水中取出，并能提高浓缩倍数，达到节水减排的目的。

现有市售的循环水电化学除垢设备在阴阳极之间大多不设置隔层，因此阴阳极发硬产生的有效效能部分因发生中和而损失掉，造成水处理效率低下，所以，在阴阳极之间设置隔层可有效地解决阴阳极反应自我消耗的问题，如在CN104291451“一种电化学水垢去除装置”中就介绍到在阴阳极室之间设置一隔膜，以解决上述自我消耗的问题。

但本发明人发现使用隔膜分隔存在如下实际性难题：由于隔膜的材质是软性的，且当水处理时流经隔膜的水又比较快，因此，隔膜在水流的冲击下极易摆动，一旦隔膜与阴极或阳极接触就会遭受损坏，导致设备失效，特别是当欲实现缩小隔膜与阴极或阳极的距离时，及在隔膜一直处于张紧状态下如何保证水流进阴阳极室的量相近或一致，隔膜的设置就显得尤为困难。

传统的电化学除垢设备设计粗放、给人一笨重感，除垢效率低下、电能利用率极低，约在5％～10％之间，甚至更低，而本发明的装置故障率极低、除垢效率高、能源利用率高，电能利用率在60％以上，在水质匹配好的情况下，电能利用率可高达93％甚至更高。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种模块式组装的水处理电化学除垢装置，即通过在隔膜的两侧及该侧的两面上均设有固定和张紧隔膜的绝缘夹条，并通过绝缘夹条的设置将阴极室、阳极室的电解水引向相反方向，进一步地，在两侧绝缘夹条之间还设有隔膜稳定板，最后通过夹紧板实现夹紧。

本发明的技术方案如下：

一种模块式组装的水处理电化学除垢装置，包括用于电化学水处理水垢生成单元，所述的水垢生成单元包括若干组由阴极板、隔膜和阳极板构成的水垢生成室，所述的阴极板、所述的隔膜和所述的阳极板依次地设在所述的水垢生成室上，其中，在所述的隔膜的两侧且在该侧的两面上均设有固定所述的隔膜并将阴极室、阴极室的电解水引向相反方向的绝缘夹条；

所述的水垢生成室的底部设有进水口，所述的水垢生成室的两侧设有阴极出水口、阳极出水口；

在所述的水垢生成单元的两端极板上设有夹紧所述的阴极板、所述的隔膜和所述的阳极板的夹紧板。

优选为，在两侧所述的绝缘夹条之间还设有若干块隔膜稳定板，所述的隔膜稳定板的厚度小于所述的绝缘夹条的厚度。

优选为，所述的绝缘夹条沿所述的隔膜两侧的侧边设置。

优选为，在所述的隔膜同一面上的其中一侧边完全被所述的绝缘夹条覆盖，另一侧边在所述的隔膜的上端留有一段未被所述的绝缘夹条覆盖的区域作所述的阴极出水口或所述的阳极出水口，而在所述的隔膜的另一面所述的绝缘夹条的设置形式正好与该面相反。

优选为，所述的进水口位于所述的隔膜完全被所述的绝缘夹条覆盖的一侧边的下端。

优选为，在所述的水垢生成单元的两侧设有穿过所述绝缘夹条且用于固定所述的阴极板、所述的隔膜和所述的阳极板的螺杆。

优选为，在所述的水垢生成室底部的两侧设有水流底板，所述的阴极板、所述的隔膜和所述的阳极板设于所述的水流底板的上端，所述的水垢生成室的底部与所述的水流底板、所述的阴极板、所述的隔膜和所述的阳极板的下端面所形成的腔室为所述的进水口。

优选为，所述的隔膜稳定板的块数为三块，其中一块所述的隔膜稳定板沿所述的隔膜的下侧边设置。

优选为，所述的隔膜与所述的阴极板、所述的阳极板的距离为1～20mm。

优选为，所述的隔膜为阳离子膜、阴离子膜、双极膜、陶瓷电解槽隔板、石棉电解槽隔板、化纤滤网布或带细孔的且不影响离子导电的塑料薄板中的一种或几种。

优选为，所述的阴极板和所述的阳极板均为平板结构，在所述的平板结构的顶部设有平板接线端，所述的平板接线端设有连接导电铜板的孔，并且在所述的孔的下部位置做90°折弯。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

一、本发明的一种模块式组装的水处理电化学除垢装置，通过在隔膜的两侧及该侧的两面上均设有固定和张紧隔膜的绝缘夹条，和在两侧绝缘夹条之间还设有隔膜稳定板，制成稳定的隔膜模块，并通过夹紧板、螺杆实现夹紧，实现即使隔膜在水流的冲击下，也仍然始终保持张紧平正状态，不会出现与阴极板或阳极板接触而遭到损坏，导致设备失效，并通过绝缘夹条的设置方式将阴极室、阳极室的电解水引向相反方向流出，避免因发生中和反应而发生自我消耗的问题，进一步地，本发明的装置还保证了水流进阴阳极室的量相近或一致；

二、本发明的一种模块式组装的水处理电化学除垢装置，通过上述隔膜模块及夹紧板、螺杆的设置，使得阴、阳极与隔膜之间的间距，可通过调整隔膜模块的厚度来改变，并对阴极板、阳极板和隔膜模块进行了严格的位置限定，在运行中位置都不会发生移位，因此，可大大缩小极板间距，间距缩小至1～20mm，大幅度提高装置的处理能力和能源利用；

三、本发明的一种模块式组装的水处理电化学除垢装置，阴极模块、阳极模块和隔膜模块可预先制作成标准件，这样可大批量生产，降低了生产成本，提高了生产效率；设备组装简单，只需将三种模块按一定顺序依次插入做好的电解槽中，最后插入夹紧板即可；检查维修方便，检查时只需抽出夹紧板，然后一组组抽出各模块进行检查维修；且处理能力可由不同数量的模块组合制成，以适应不同客户的需求。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明的一种模块式组装的水处理电化学除垢装置的阴极板的结构示意图；

图2为本发明在隔膜上设有绝缘夹条和隔膜稳定板的正视图；

图3为本发明另一在隔膜上设有绝缘夹条和隔膜稳定板的正视图；

图4为本发明又一在隔膜上设有绝缘夹条和隔膜稳定板的正视图；

图5为图2、图3或图4的俯视图；

图6本发明的一种模块式组装的水处理电化学除垢装置的俯视图；

图7本发明的另一种模块式组装的水处理电化学除垢装置的俯视图；

图8本发明的一种模块式组装的水处理电化学除垢装置的正视图；

图9本发明的另一种模块式组装的水处理电化学除垢装置的正视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1～9所示，本发明的一种模块式组装的水处理电化学除垢装置，包括用于电化学水处理水垢生成单元11，所述的水垢生成单元11包括若干组由阴极板1、隔膜2和阳极板3构成的水垢生成室(图中未标记)，所述的阴极板1、所述的隔膜2和所述的阳极板3依次地设在所述的水垢生成室上，其中，在所述的隔膜2的两侧且在该侧的两面上均设有固定所述的隔膜2并将阴极室、阴极室的电解水引向相反方向的绝缘夹条4，进一步地，在一优选实施例中，还在两侧所述的绝缘夹条4之间还设有若干块隔膜稳定板5，所述的隔膜稳定板5的厚度小于所述的绝缘夹条4的厚度，以便水流通过，即制成隔膜模块；

所述的水垢生成室的底部设有进水口6，所述的水垢生成室的两侧设有阴极出水口7、阳极出水口8；

在所述的水垢生成单元11的两端极板上设有夹紧所述的阴极板1、所述的隔膜2和所述的阳极板3的夹紧板9。

因此，本发明通过在隔膜2的两侧及该侧的两面上均设有固定和张紧隔膜2的绝缘夹条4，和在两侧绝缘夹条4之间还设有隔膜稳定板5，即制成稳定的隔膜模块，然后与阴极板1(阴极模块)、阳极板3(阳极模块)一起设在水垢生成室上，最后通过夹紧板9实现夹紧，实现即使隔膜2在水流的冲击下，也仍然始终保持张紧平正状态，不会出现与阴极板1或阳极板3接触而遭到损坏，导致设备失效，并通过绝缘夹条4的设置方式将阴极室、阳极室的电解水引向相反方向流出，避免因发生中和反应而发生自我消耗的问题，进一步地，本发明的装置还保证了水流进阴阳极室的量相近或一致。

此外，本发明还通过上述隔膜模块及夹紧板9的设置，使得阴极板1、阳极板3与隔膜2之间的间距，可通过调整隔膜模块的厚度来改变，并对阴极模块、阳极模块和隔膜模块进行了严格的位置限定，在运行中位置都不会发生移位，因此，可大大缩小极板间距，间距缩小至1～20mm，大幅度提高了装置的处理能力和能源利用；

本发明还将阴极模块、阳极模块和隔膜模块预先制作成标准件，实现大批量生产，降低了生产成本，提高了生产效率；设备组装简单，只需将三种模块按一定顺序依次插入做好的电解槽中，最后插入夹紧板9即可；检查维修方便，检查时只需抽出夹紧板9，然后一组组抽出各模块进行检查维修；且处理能力可由不同数量的处理单元组合制成，以适应不同客户的需求，即可根据工况需求，设置多组本发明的用于电化学水处理水垢生成单元11以提高水处理能力。

如图2～5所示，在本发明的具体实施例中，所述的绝缘夹条4沿所述的隔膜2两侧的侧边设置，进一步，在一些实施例中，绝缘夹条4采取以下设置方式将阴极室、阳极室的电解水引向相反方向流出，避免因发生中和反应而发生自我消耗的问题。

如图2和6所示，绝缘夹条4在隔膜2上的优选设置为：在所述的隔膜2同一面上的其中一侧边完全被所述的绝缘夹条4覆盖，另一侧边在所述的隔膜2的上端留有一段未被所述的绝缘夹条4覆盖的区域以作所述的阴极出水口7或所述的阳极出水口8，而在所述的隔膜2的另一面所述的绝缘夹条4的设置形式正好与该面相反。

举例来说：当隔膜2正对阳极板1的一面其左侧的侧边完全被所述的绝缘夹条4覆盖，其右侧侧边的上端就应留有一段未被所述的绝缘夹条4覆盖的区域，以作所述的阳极出水口8，电解水从阳极室的右侧上端流出；而当隔膜2正对阴极板3的一面其右侧的侧边完全被所述的绝缘夹条4覆盖，其左侧侧边的上端就应留有一段未被所述的绝缘夹条4覆盖的区域，以作所述的阴极出水口7，电解水从阴极室的左侧上端流出，因此，通过绝缘夹条4在隔膜2两面相反的设置，实现将阴极室、阳极室的电解水引向相反方向流出，从而解决了阴阳极的电解水因发生中和反应而自我消耗的问题。

此外，如图3和7所示，在发明的另一实施例中，在所述的水垢生成单元11的两侧还设有穿过所述绝缘夹条4且用于固定所述的阴极板1、所述的隔膜2和所述的阳极板3的螺杆10，具体地，在所述的阴极板1、所述的隔膜2和所述的阳极板3上均设有用于螺杆10穿过其中的孔12。

因此，对于图2和图3所示的隔膜模块，其得到的本发明装置的正视图如图8所示，在所述的水垢生成室底部的两侧设有水流底板13，所述的阴极板1、所述的隔膜2和所述的阳极板3设于所述的水流底板13的上端，所述的水垢生成室的底部与所述的水流底板13、所述的阴极板1、所述的隔膜2和所述的阳极板3的下端面所形成的腔室为所述的进水口6，因此，当本发明的水处理电化学除垢装置需要维修或清洗时，可先将两端的夹紧板9从水垢生成单元11取出，然后再取出阴极板1、所述的隔膜2和所述的阳极板3，使得维护维修更加简便。

在本发明的又一实施例中，所述的进水口6还可设在所述的隔膜2完全被所述的绝缘夹条4覆盖的一侧边的下端，如图4所示，即进水口6位于与其对应的所述的水垢生成室的底部侧面上，相应地，由其得到的本发明装置的正视图如图9所示。

所述的隔膜稳定板5的块数为三块，其中一块所述的隔膜稳定板5沿所述的隔膜2的下侧边设置。

进一步，本发明的所述的隔膜2与所述的阴极板1、所述的阳极板3的距离可通过调整隔膜模块的厚度进行设定，具体而言，本发明的所述的隔膜2与所述的阴极板1、所述的阳极板3的距离为1～20mm，因此，阴、阳极与隔膜之间的间距，可通过调整隔膜模块的厚度来改变，并对阴极板、阳极板和隔膜模块进行了严格的位置限定，在运行中位置都不会发生移位，因此，可大大缩小极板间距，大幅度提高装置的处理能力和能源利用。

如图1所示，阴极板1和阳极板3均为平板结构，在其顶部设有平板接线端101，所述的平板接线端101设有连接导电铜板的孔102，并且在所述的孔的下部位置做90°折弯，其中，阴极板1和阳极板3为硬质金属或合金材料，具体为定型板材。

所述的隔膜2为阳离子膜、阴离子膜、双极膜、陶瓷电解槽隔板、石棉电解槽隔板、化纤滤网布或带细孔的且不影响离子导电的塑料薄板中的一种或几种。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种模块式组装的水处理电化学除垢装置，包括用于电化学水处理水垢生成单元，所述的水垢生成单元包括若干组由阴极板、隔膜和阳极板构成的水垢生成室，其特征在于，所述的阴极板、所述的隔膜和所述的阳极板依次地设在所述的水垢生成室上，其中，在所述的隔膜的两侧且在该侧的两面上均设有固定所述的隔膜并将阴极室、阴极室的电解水引向相反方向的绝缘夹条；

所述的水垢生成室的底部设有进水口，所述的水垢生成室的两侧设有阴极出水口、阳极出水口；

在所述的水垢生成单元的两端极板上设有夹紧所述的阴极板、所述的隔膜和所述的阳极板的夹紧板。

2.根据权利要求1所述的处理电化学除垢装置，其特征在于，在两侧所述的绝缘夹条之间还设有若干块隔膜稳定板，所述的隔膜稳定板的厚度小于所述的绝缘夹条的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的处理电化学除垢装置，其特征在于，所述的绝缘夹条沿所述的隔膜两侧的侧边设置。

4.根据权利要求3所述的处理电化学除垢装置，其特征在于，在所述的隔膜同一面上的其中一侧边完全被所述的绝缘夹条覆盖，另一侧边在所述的隔膜的上端留有一段未被所述的绝缘夹条覆盖的区域作所述的阴极出水口或所述的阳极出水口，而在所述的隔膜的另一面所述的绝缘夹条的设置形式正好与该面相反。

5.根据权利要求4所述的处理电化学除垢装置，其特征在于，所述的进水口位于所述的隔膜完全被所述的绝缘夹条覆盖的一侧边的下端。

6.根据权利要求1所述的处理电化学除垢装置，其特征在于，在所述的水垢生成单元的两侧设有穿过所述绝缘夹条且用于固定所述的阴极板、所述的隔膜和所述的阳极板的螺杆。

7.根据权利要求4或6所述的水处理电化学除垢装置，其特征在于，在所述的水垢生成室底部的两侧设有水流底板，所述的阴极板、所述的隔膜和所述的阳极板设于所述的水流底板的上端，所述的水垢生成室的底部与所述的水流底板、所述的阴极板、所述的隔膜和所述的阳极板的下端面所形成的腔室为所述的进水口。

8.根据权利要求1所述的处理电化学除垢装置，其特征在于，所述的隔膜与所述的阴极板、所述的阳极板的距离为1～20mm。

9.根据权利要求1所述的水处理电化学除垢装置，其特征在于，所述的隔膜为阳离子膜、阴离子膜、双极膜、陶瓷电解槽隔板、石棉电解槽隔板、化纤滤网布或带细孔的且不影响离子导电的塑料薄板中的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的水处理电化学除垢装置，其特征在于，所述的阴极板和所述的阳极板均为平板结构。