CN110252427B - 一种树脂装填装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种树脂装填装置，属于树脂装填领域，解决了现有树脂装填量不统一和树脂堆密度不足导致树脂分层的问题。本发明的树脂装填装置为直筒型，采用循环水泵进行树脂装填，有利于树脂沉降提高装填密度。直筒上下两端设置进出口组合体，且进、出口组合结构相同，包括：端盖、导管、弹簧、膜片和螺母；端盖与直筒固定，拧紧螺母可以调整导管伸入端盖内部的长度，进一步带动与导管固定连接的膜片上移，压缩弹簧调整膜片与端盖之间的距离；上下两个膜片与直筒组成树脂装填腔，通过调整膜片的位置确定树脂装填空间的大小，保持树脂装填量的一致性。

Description

一种树脂装填装置

技术领域

本发明涉及树脂装填技术领域，尤其涉及一种树脂装填装置。

背景技术

在空间水气净化领域，吸附技术是一种有效解决污水处理与深度净化的技术手段，具有净化效率高、能耗低的优势。空间污水处理与深度净化通常采用离子交换树脂去除水中的离子型污染物，通过树脂的交换和吸附功能，使输出水质满足相关要求。针对空间树脂类产品的上行环境和运行环境，空间树脂类产品常采用固定床式装填结构，该方法可以有效减少产品运输及工作过程中树脂的磨损，有效保证水质，降低引入沉淀物的风险。在长时间工作状态下，离子型树脂存在收缩的问题，因此离子型树脂的装填面需要适当调整。

现有空间树脂类产品多采用固定床。其中一种就是不带自动补偿功能的固定床结构，该方法不能解决树脂类产品长时间工作后的收缩问题，可能导致树脂变成流动态，增加树脂间磨损，会析出微小沉淀影响水质。另外一种就是带补偿功能的固定床结构，但是目前受到地面装填方法的影响，树脂装填量批次性不容易控制，使得批次性产品性能一致性较差。

受到地面装填手段的限制，离子型树脂装填量以及装填密实程度成为影响树脂类产品有效使用寿命和性能的关键。若装填量不足，将严重影响产品使用寿命，增加地面供给压力；若产品装填树脂堆密度不足，在相同使用寿命的前提下，将导致产品外形尺寸增大，同时还可能改变固定床式装填状态，导致树脂分层，影响产品性能。

因此,需要提供一种树脂装填方法保证树脂装填量批次性一致的同时，确保离子型树脂装填量以及装填密度。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种树脂装填装置，实现大堆密度与高一致性，用以解决现有树脂类产品树脂装填量批次性不容易控制，树脂长时间工作后收缩导致树脂变成流动态增加树脂间磨损，批次性产品性能一致性差，已及装填量不足影响使用寿命，装填树脂堆密度不足使产品外形尺寸过大，树脂分层等问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种树脂装填装置，其特征在于，包括：直筒、进口组合体、出口组合体、进料漏斗和循环水泵；

进口组合体安装在直筒的上端；出口组合体安装在直筒的下端；

进口组合体包括：进口膜片和进口导管；

出口组合体包括：出口膜片；

进口膜片和出口膜片安装在直筒的内部且与直筒形成密封的树脂装填腔；进口膜片和出口膜片能够相对于直筒上下移动；

进料漏斗用于存放待装填离子型树脂；进口膜片与进料漏斗通过进口导管连通；

循环水泵用于提供将离子型树脂装填到树脂装填腔中的循环水；循环水用于使离子型树脂通过进口导管装填到树脂装填腔中。

具体地，进口组合体还包括：第一端盖、第一弹簧和第一螺母；第一端盖与直筒固定安装；第一弹簧和第一螺母用于调整进口膜片的位置。

具体地，第一端盖的中间套设进口导管；进口导管与进口膜片固定连接，且进口膜片上设置通孔与进口导管连通；第一端盖与进口膜片之间设置第一弹簧；第一端盖的上方设置第一螺母，且第一螺母与进口导管通过螺纹连接。

具体地，出口组合体还包括：第二端盖、第二弹簧、出口导管和第二螺母；第二端盖与直筒固定安装；第二弹簧和第二螺母用于调整出口膜片的位置。

具体地，第二端盖的中间套设出口导管；出口导管与出口膜片固定连接；第二端盖与出口膜片之间设置第二弹簧；第二端盖的下方设置第二螺母，且第二螺母与出口导管通过螺纹连接。

具体地，进口膜片与出口膜片均为能够透水但不能透过离子型树脂的材质。

具体地，第一端盖与第一螺母之间设置第一保护块；第二端盖与第二螺母之间设置第二保护块。

具体地，出口导管上设置出水孔，出水孔位于出口膜片与第二端盖之间。

具体地，出口导管与第二端盖之间设置出口密封圈；进口膜片与直筒之间以及出口膜片与直筒之间均设置筒体密封圈。

具体地，循环水泵与进料漏斗和出口导管之间通过管道连通；循环水泵的上端设置第一手动阀，下端设置第二手动阀。

采用上述方案至少具有以下有益效果之一：

1、本发明的进口组合体和出口组合体的膜片与端盖之间设置弹簧，导管与膜片固定连接，且导管伸出端盖的一端安装螺母，通过旋转螺母能够调节导管伸入端盖的长度，进一步调节膜片与端盖之间的距离，膜片与端盖之间的距离固定后，进口膜片、出口膜片与直筒形成树脂的装填空间，由于弹簧和螺母固定了进、出口膜片的位置，也就固定了树脂装填空间的大小和树脂装填量，实现了批量装填树脂装填量的一致性。

2、本发明通过循环水泵提供树脂装填过程中的循环水，且循环水泵两端设有第一、第二手动阀，在循环水的作用下，树脂流入直筒内，一方面保证树脂内水不会过多，降低了树脂分层的风险；另一方面，循环水泵有利于树脂的沉降，有利于提高树脂装填的密实程度，有效空间内保证了产品使用寿命。

3、本发明的树脂装填装置采用直筒式结构布局，在两端弹簧预紧的作用下，可以保持树脂装填状态的稳定性，保证空间树脂类产品在上行和工作状态下的可靠，提高树脂装填的稳定性，提高了产品的环境适应性。

4、本发明的树脂装填装置，可以保证树脂装填量批次性一致，充分保证产品使用寿命。采用本发明的装填方法可以简化树脂装填工艺，而且本发明树脂装填装置弹簧的预紧力可调以适应不同装填量。且在两端弹簧预紧作用下，可避免上行过程中树脂运动导致的分层以及长周期运行树脂收缩导致的流动分层，可有效保证产品的使用性能。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为一种大堆密度与高一致性的树脂装填装置的进口组合结构示意图；

图2为一种大堆密度与高一致性的树脂装填装置的出口组合结构示意图；

图3为一种大堆密度与高一致性的树脂装填装置的装填过程示意图；

图4为树脂装填完成效果图。

附图标记：

1-直筒；2-离子型树脂；3-1-第一弹簧；3-2-第二弹簧；4-1-进口端盖；4-2-出口端盖；5-进口膜片；6-1-第一保护块；6-2-第二保护块；7-1-第一螺母；7-2-第二螺母；8-进口导管；9-进料漏斗；10-出口膜片；11-出口导管；12-1-第一手动阀；12-2-第二手动阀；13-循环水泵14-出口密封圈15-筒体密封圈。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明的一个具体实施例，公开了一种树脂装填装置，如图3所示，由直筒1、进口组合体、出口组合体、进料漏斗9和循环水泵13组成。

其中，进口组合体包括：进口导管8、进口膜片5、第一弹簧3-1、第一端盖4-1、第一保护块6-1和第一螺母7-1。

出口组合体包括：出口导管11、出口膜片10、第二弹簧3-2、第二端盖4-1、第二保护快6-2和第二螺母7-2。

进口组合体、出口组合体和直筒1之间构成一个封闭圆柱形空腔，圆柱形空腔即为本发明的树脂装填装置的树脂装填空间。进口膜片5和出口膜片10均能够将直筒1密封，且能够相对于直筒1上下移动。通过调节直筒1中的进口膜片5和出口膜片10的位置，可以调节直筒1内的树脂装填量。

为了将离子型树脂2顺利装填进直筒1中，进口组合体的进口导管8与进料漏斗9连接，待装填的离子型树脂2放入进料漏斗9中，进料漏斗9通过管道依次与第一手动阀12-1、循环水泵13、第二手动阀12-2和出口导管11连接形成一个循环水路，由循环水泵供水，离子型树脂2在循环水的带动下装填进进口膜片5、出口膜片10和直筒1构成的密闭空间内。装填过程中通过控制循环水泵13的流速，使得离子型树脂2快速沉积到直筒1底部，装填过程中保证树脂液面始终处于淹没状态，直筒1内水量过多时也可以采用循环水泵13抽水，采用循环水泵装填树脂有利于树脂的沉降，有利于提高树脂装填的密实程度，有效空间内保证了产品使用寿命。

具体地，图1为进口组合体。结合图1，进口导管8的两端分别带螺纹，中间为外六角直柱便于安装是方便施加作用力。

为了实现将离子型树脂2从进口膜片5中装填进直筒1，在进口膜片5的上端设有连接件且连接件上开有螺纹孔，进口膜片5中间开有通孔。通过螺纹副将进口导管8连接到进口膜片5的螺纹孔中，并与进口膜片5的通孔连通，使离子型树脂2能够通过进口导管8和进口膜片5的通孔进入装填空间。

为了调整树脂装填量，需要进行进口膜片5相对于直筒1的位置调节。

优选地，第一端盖4-1与直筒1之间通过螺栓连接固定，进口膜片5安装在直筒1的内部与直筒1紧密贴合，由于第一端盖4-1与直筒1固定，通过调节进口膜片10与第一端盖5的距离，使进口膜片5能够相对于直筒1上下移动。

为了实现进口膜片5相对于直筒1的移动，在进口膜片5的上端还设置有定位圆环，将第一弹簧3-1套装在进口膜片5的定位圆环的内侧，并将第一端盖4-1套装在进口导管8上，进口导管8相对于第一端盖4-1能够上下移动，第一弹簧3-1位于进口膜片5和第一端盖4-1之间。

在端盖4的外侧安装保护块6，保护块6同样套设在进口导管8上，用于避免第一螺母7-1磨损第一端盖4-2。在进口导管8的上方安装第一螺母7-1，第一螺母7-1与进口导管8之间通过螺纹副连接，同时第一螺母7-1位于第一端盖4-1的上方。通过旋转第一螺母7，可以调整进口导管8伸入第一端盖4-1的长度，进一步能够调整进口膜片5与第一端盖4-1之间的距离。

具体地调整方式为：旋转拧紧第一螺母7-1，即向下旋转第一螺母7-1时，第一螺母7-1相对于进口导管8向下移动，由于第一端盖4-1限制第一螺母7-1的下移，因此，实际运动为进口导管8相对于第一螺母7-1上移，进口导管8即相对于第一端盖4-1向上移动，逐渐施加力压缩第一弹簧3-1，使得进口膜片5相对于第一端盖4-1上移，缩小进口膜片与第一端盖4-1的距离。

旋转拧松第一螺母7-1使其相对于进口导管8上移，此时进口导管8伸入第一端盖4-1的距离变长，进口膜片5在弹簧弹力的作用下相对于第一端盖4-1向下移动，第一弹簧3-1伸长。过程中保证第一弹簧3-1被限制在第一端盖4-1的圆环的外侧。

通过拧紧第一螺母7-1固定进口膜片5与第一端盖4-1之间的距离后，进口膜片5与直筒1的相对位置也是确定的。

也就是说，第一螺母7-1的紧固力与第一弹簧3-1的弹簧弹力保持进口膜片5与第一端盖4-1之间的位置相对固定。调整第一螺母7-1可以压缩或放松第一弹簧3-1，进一步能够调节进口膜片5的位置。第一弹簧3-1的弹簧弹力使进口膜片5无法持续上移，第一螺母7-1使进口膜片无法持续下移，在第一螺母7-1的紧固力和第一弹簧3-1的弹簧弹力的共同作用下确定进口膜片5的位置。

优选地，第一端盖4-1外侧安装两个筒体密封圈15，使第一端盖4-1与直筒1之间保持密封。

具体地，出口组合体调整出口膜片10的位置时采用与进口膜片5相同的调整方式。与进口组合体不同的地方在于：出口膜片10上仅设有与出口导管11连接的连接件，而不设通孔。

具体地，图2为进口组合体。结合图2，出口组合体包括：出口端盖4-2、第二弹簧3-2、出口膜片10、出口导管11和第二安全快7-2。

出口端盖4-2与直筒1通过螺栓连接，同样的出口端盖4-2与直筒1之间也设置筒体密封圈15密封。

出口膜片10安装在直筒1的内部，且能够相对于直筒1上下滑动。与进口膜片5不同的是，出口膜片10上不设通孔，因此离子型树脂2装填在出口模片10的上方。出口端盖4-2中间的通孔中套设出口导管11，出口导管11的两端均设有螺纹，出口导管11与出口膜片10的连接件内孔之间通过螺纹连接固定，出口导管11相对于第二端盖4-2上下移动时，出口膜片10也同步移动。

出口导管11露出第二端盖4-2的一端安装第二螺母7-2，第二螺母7-2与第二端盖4-2之间安装第二安全快6-2，第二安全快用于防止第二螺母7-2磨损第二端盖4-2。

第二端盖4-2与出口膜片10之间安装第二弹簧3-2。向上拧紧第二螺母7-2时，第二螺母7-2相对于出口导管11向上移动，但由于第二安全快6-2和第二端盖4-2的阻挡作用第二螺母4-2保持不动，因此出口导管11相对于第二端盖4-2和第二螺母7-2向下移动，同步带动出口膜片10向下移动，压缩第二弹簧3-2缩短出口膜片10与第二端盖4-2的距离。

拧紧第二螺母7-2的时候，出口导管11相对于第二螺母7-2下移，即出口膜片10相对于第二端盖4-2下移，同时，第二弹簧3-2的弹簧弹力限制出口膜片10不会一直向下移动。也就是说，第二螺母7-2和第二弹簧3-2共同作用，固定了出口膜片10与第二端盖4-2的相对位置，进一步确定了出口膜片10与直筒1的相对位置，进一步确定了树脂装填腔的空间大小。

具体地，出口导管11与第二端盖4-2之间设置出口密封圈14。

具体地，进口膜片5和出口膜片10均为可以透水同时能够阻挡离子型树脂2溢出的材质。

具体地，为了防止离子型树脂2从出口膜片10漏出，出口膜片10与直筒1之间密封可移动，且出口膜片10上不设通孔。直筒1内的水量过多时，水会从出口膜片10上溢出，出口密封圈14与第二端盖4-2内径构成密封环境，溢出的水存储在出口膜片10与第二端盖4-2之间。

具体地，出口导管11上开有出水孔，从出口膜片10渗出的水从出口导管11上的出水孔流出。

实施时，通过旋转第一螺母7-1可以调节进口膜片5相对于第一端盖4-1的距离，通过旋转第二螺母7-2可以调节进口膜片5相对于第二端盖4-2的距离，进一步可以调整进口膜片5、出口膜片11和直筒1构成的树脂装填空间的大小。由于弹簧和螺母固定了进、出口膜片的位置，也就固定了树脂装填空间的大小和树脂装填量，实现了批量装填树脂装填量的一致性。

具体地，树脂装填空间的调节方式为：

具体地，旋转拧紧第一螺母7-1，第一弹簧3-1压缩，进口膜片5与第一端盖4-1的距离缩小，进口膜片5相对于直筒1上移，能够增大树脂装填空间的体积。旋转拧松第一螺母7-1，第一弹簧3-1伸长，弹簧弹力推动进口膜片5下移，进口膜片5与第一端盖4-1的距离增大，进口膜片5相对于直筒下移，能够减小树脂装填空间的体积。

具体地，旋转拧紧第二螺母7-2，第二弹簧3-2压缩，出口膜片11与第二端盖4-2的距离缩小，出口膜片5相对于直筒1下移，能够增大树脂装填空间的体积。旋转拧松第二螺母7-2，第二弹簧3-2伸长，弹簧弹力推动出口膜片11上移，出口膜片11与第二端盖4-2的距离增大，出口膜片11相对于直筒下移，能够增大树脂装填空间的体积。

另外，第一螺母7-1和第二螺母7-2可以同时调整，也可以仅调整一个，均可以实现对树脂装填空间的体积大小的调整。例如：需要增大树脂装填腔的体积时，可以使进口膜片5上移压缩第一弹簧3-1，或者出口膜片10下移压缩第二弹簧3-2，或者使进口膜片5上移同时出口膜片10下移；需要减小树脂装填腔的体积时，可以使进口膜片5下移释放第一弹簧3-1，或者出口膜片10上移释放第二弹簧3-2，或者使进口膜片5下移同时出口膜片10上移。

具体地，打开第一手动阀12-1和第二手动阀12-2，启动循环水泵13即可提供循环水，循环水依次流过第一手动阀12-1、进料漏斗9、进口导管8、直筒1、出口导管11和第二手动阀12-2。

循环水流经进料漏斗9时带动离子型树脂2流入直筒1内，进行树脂装填。装填过程中控制循环水泵13的流速，使得离子型树脂2快速沉积到直筒1底部，装填过程中保证离子型树脂2的液面始终处于淹没状态，但是淹没深度不得超过15mm。在装填过程中对直筒1进行反复振动，当进口导管8中的进口树脂不再下降时停止装填，并关闭出口端的第二手动阀12。

具体地，装填完毕后，将进口组合体从直筒上取下，并将另外的一个出口组合体安装在直筒1的进口一端。出口组合体安装完毕后，松开两端螺母7、并取下两端保护块6，利用出口导管11上的外六方直柱施加力矩，将出口导管11从出口膜片10上取下，在上下端盖的两端安装保护帽防止直筒内进气以及树脂内的水流出，如图4所示。上下两个出口组合体的弹簧弹力提供防止树脂分层的预紧力，提高离子型树脂2的装填密度，保证树脂装填状态的稳定性，保证空间树脂类产品在上行和工作状态下的可靠。

与现有技术相比，本实施例提供的技术方案至少具有以下有益效果之一：

1、进口膜片与端盖、出口膜片与端盖之间的预紧力可调，通过调整第一、第二弹簧的压缩量可以调节进口膜片5和出口膜片11的位置，进而准确控制和调整树脂的装填量，保证产品批次装填的装填量的一致性，使产品性能得到保证。

2、本发明在出口端采用循环水泵抽水，一方面保证树脂内水不会过多，降低了树脂分层的风险；另一方面，循环水泵有利于树脂的沉降，有利于提高树脂装填的密实程度，同时可以简化树脂装填工艺。

3、本发明采用循环水泵供水，可以降低直筒内水分过少的导致进气的风险，从而影响产品使用性能和寿命。

4、本发明的树脂装填装置采用直筒式结构布局，在两端弹簧预紧的作用下，可以保持树脂装填状态的稳定性，保证空间树脂类产品在上行和工作状态下的可靠。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种树脂装填装置，其特征在于，包括：直筒（1）、进口组合体、出口组合体、进料漏斗（9）和循环水泵（13）；

所述进口组合体安装在所述直筒（1）的上端；所述出口组合体安装在所述直筒（1）的下端；

所述进口组合体包括：进口膜片（5）和进口导管（8）；

所述出口组合体包括：出口膜片（10）；

所述进口膜片（5）和出口膜片（10）安装在直筒（1）的内部且与直筒（1）形成密封的树脂装填腔；所述进口膜片（5）和出口膜片（10）能够相对于直筒（1）上下移动；

所述进料漏斗（9）用于存放待装填离子型树脂（2）；所述进口膜片（5）与进料漏斗（9）通过所述进口导管（8）连通；

所述循环水泵（13）用于提供将离子型树脂（2）装填到所述树脂装填腔中的循环水；所述循环水用于使离子型树脂（2）通过进口导管（8）装填到所述树脂装填腔中；所述循环水泵（13）与进料漏斗（9）和出口导管（11）之间通过管道连通；所述循环水泵（13）的上端设置第一手动阀（12-1），下端设置第二手动阀（12-2）；

所述进口组合体还包括：第一端盖（4-1）、第一弹簧（3-1）和第一螺母（7-1）；所述第一端盖（4-1）与直筒（1）固定安装；所述第一弹簧（3-1）和第一螺母（7-1）用于调整进口膜片（5）的位置；

所述第一端盖（4-1）的中间套设进口导管（8）；所述进口导管（8）与所述进口膜片（5）固定连接，且所述进口膜片（5）上设置通孔与进口导管（8）连通；所述第一端盖（4-1）与所述进口膜片（5）之间设置第一弹簧（3-1）；所述第一端盖（4-1）的上方设置第一螺母（7-1），且第一螺母（7-1）与所述进口导管（8）通过螺纹连接；

在进口膜片（5）的上端还设置有定位圆环，将第一弹簧（3-1）套装在进口膜片（5）的定位圆环的内侧，并将第一端盖（4-1）套装在进口导管（8）上，进口导管（8）相对于第一端盖（4-1）能够上下移动；

所述进口膜片（5）与出口膜片（10）均为能够透水但不能透过离子型树脂（2）的材质；

所述出口组合体还包括：第二端盖（4-2）、第二弹簧（3-2）、出口导管（11）和第二螺母（7-2）；所述第二端盖（4-2）与直筒（1）固定安装；所述第二弹簧（3-2）和第二螺母（7-2）用于调整出口膜片（10）的位置；

所述第二端盖（4-2）的中间套设出口导管（11）；所述出口导管（11）与所述出口膜片（10）固定连接；所述第二端盖（4-2）与所述出口膜片（10）之间设置第二弹簧（3-2）；所述第二端盖（4-2）的下方设置第二螺母（7-2），且第二螺母（7-2）与所述出口导管（11）通过螺纹连接；

所述出口导管（11）上设置出水孔，所述出水孔位于所述出口膜片（10）与所述第二端盖（4-2）之间。

2.根据权利要求1所述的树脂装填装置，其特征在于，所述第一端盖（4-1）与所述第一螺母（7-1）之间设置第一保护块（6-1）；所述第二端盖（4-2）与所述第二螺母（7-2）之间设置第二保护块（6-2）。

3.根据权利要求2所述的树脂装填装置，其特征在于，所述出口导管（11）与所述第二端盖（4-2）之间设置出口密封圈（14）；所述进口膜片（5）与直筒（1）之间以及所述出口膜片（10）与直筒（1）之间均设置筒体密封圈（15）。

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