CN111422950B - 无膜电去离子装置结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的无膜电去离子装置结构。包括复合顶盖、复合底盖、筒状壳体和离子交换树脂层，筒状壳体上端设有复合顶盖，下端设有复合底盖，复合顶盖和复合底盖结构相同且以筒状壳体中间两端对称布置，筒状壳体中填装有离子交换树脂层，通过在筒状壳体两端将复合顶盖和复合底盖均向筒状壳体中间压紧，进而压紧离子交换树脂层；复合顶盖/底盖均包含上接口、上电缆密封接头、顶盖板、上电极连接杆、上多孔压板、上树脂滤板和上电极网。本发明中在复合顶盖和复合底盖作用下能将树脂层均匀压紧，上下树脂颗粒始终保持紧密接触，有效减少树脂层不利水流分布状况，有效保证树脂良好再生，结构简化，安装维修简便。

Description

无膜电去离子装置结构

技术领域

本发明涉及了一种树脂再生结构，尤其是涉及了一种无膜电去离子装置（MFEDI）结构。

背景技术

已授权的发明专利（专利号201110048386.X；ZL201210016704.9；ZL201410197346.5；ZL201410760013.9）介绍了一种无离子交换膜的电去离子技术（Membrane-free Electrodeionization, 简称MFEDI）。原理上，MFEDI装置相当于一种用电再生代替传统的化学再生的混合离子交换床，通常俗称为电混床，可取代传统的混床与常规电去离子技术，广泛应用于高纯水处理，也可以作为深度脱盐系统中的二级脱盐装置，与反渗透、混床等组成多级深度脱盐系统。

原有的无膜电去离子装置，在安装过程中，采用螺杆紧压的方式，对树脂层进行压紧，螺杆位于树脂层的中心，树脂层的中心被压得较紧，越往筒体边缘，压紧力量越不足，这种树脂层的压紧方式，存在以下的不利点。

1、树脂层之间的松紧程度不一，产水、再生过程中，树脂层之间的过水能力有所差异，树脂的饱和程度不均一，不利于电流再生，产水水质易波动。

2、用于紧固的螺杆，没有固定在顶盖/底盖上，在装置运输的过程中，整个树脂层，会在一定程度上滑动，不利于后续的安装维护。

3、多孔板上的O型圈，密闭性不是很好，有树脂泄露的风险。

4、用于压紧树脂层的螺杆，其上的紧固螺母，在装置搬运、安装、运行过程中，会慢慢的松动，导致树脂层的压紧程度不够，再生电阻升高，再生能耗增大，后续调节较为繁琐。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提出了一种无膜电去离子装置，要求树脂层易压紧，结构简单，维护简便，运行过程中再生电压电流较为稳定，解决了原有螺杆位于树脂层中心的无膜电去离子装置筒体内树脂层边缘压紧力量不足的问题。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括复合顶盖、复合底盖、筒状壳体和离子交换树脂层，筒状壳体上端设有复合顶盖，下端设有复合底盖，复合顶盖和复合底盖结构相同且以筒状壳体中间两端对称布置，筒状壳体中填装有离子交换树脂层，通过在筒状壳体两端将复合顶盖和复合底盖均向筒状壳体中间压紧，进而压紧离子交换树脂层；

所述的复合顶盖包含上接口、上电缆密封接头、顶盖板、上电极连接杆、上多孔压板、上树脂滤板和上电极网；顶盖板的周围通过顶盖板紧固螺栓固定于筒状壳体的上端面，靠近筒状壳体内周的顶盖板处设有环形柱台，环形柱台和筒状壳体内周面紧贴；在环形柱台和顶盖板紧固螺栓之间的顶盖板和筒状壳体上端面之间安装有上O型密封圈；顶盖板下方的筒状壳体内从上到下依次装有上多孔压板和上树脂滤板，上多孔压板经第一上连接螺栓和顶盖板下端面固接，上多孔压板开设有沿筒状壳体轴向的多个通孔，通孔间隔布置；上树脂滤板、上电极网经第二上连接螺栓和上多孔压板固接；顶盖板中央处开设有一个通孔作为上接口；顶盖板偏心位置处开设有一个通孔作为上电缆密封接头，上电缆密封接头中安装上电极连接杆，上电极连接杆向下依次穿过上多孔压板、上树脂滤板、上电极网后最终紧固在上电极网上。

所述的复合顶盖包含下接口、下电缆密封接头、底盖板、下电极连接杆、下多孔压板、下树脂滤板和下电极网；底盖板的周围通过底盖板紧固螺栓固定于筒状壳体的下端面，靠近筒状壳体内周的底盖板处设有环形柱台，环形柱台和筒状壳体内周面紧贴；在环形柱台和底盖板紧固螺栓之间的底盖板和筒状壳体下端面之间安装有下O型密封圈；底盖板上方的筒状壳体内从下到上依次装有下多孔压板和下树脂滤板，下多孔压板经第一下连接螺栓和底盖板下端面固接，下多孔压板开设有沿筒状壳体轴向的多个通孔，通孔间隔布置；下树脂滤板、下电极网经第二下连接螺栓和下多孔压板固接，底盖板中央处开设有一个通孔作为下接口；底盖板偏心位置处开设有一个通孔作为下电缆密封接头，下电缆密封接头中安装下电极连接杆，下电极连接杆向上依次穿过下多孔压板、下树脂滤板、下电极网后最终紧固在下电极网上。

所述离子交换树脂层至少同时包含一种阳离子交换树脂与一种阴离子交换树脂。

所述离子交换树脂层采用阴阳离子交换树脂均匀互混后填充；或将不同比例或不同种类的阴阳离子交换树脂分别加以均匀混合后分多层填充；或以阳离子交换树脂、阴离子交换树脂交替方式分多层填充，或以阴阳均匀混合树脂、阴树脂或阳树脂、阴阳均匀混合树脂、阴树脂或阳树脂……的交替方式分多层填充，阴阳均匀混合树脂是由阴阳离子交换树脂均匀互混后构成。

所述的上电极网和下电极网中，一个电极为阳极，另一个电极为阴极，分别连接外部电源的两端，且在无膜电去离子装置运行中，进行电极极性切换。

上电极网通过上电极连接杆、上电缆密封接头后和外部电源连接，下电极网通过下电极连接杆、下电缆密封接头后和外部电源连接。

本发明的有益效果在于：

本发明的无膜电去离子装置内部的树脂易被压紧，且不会产生松动、位移现象，能较为简便的增加、删减树脂，树脂层压力可调，满足不同工况下的水质要求。

该装置筒体内部空间都用于填充树脂，装置内填充的树脂量基本一致，生产的无膜电去离子装置之间性能差异较小。

复合盖板对中间的树脂层施力较为均匀，树脂层之间的布水、通水、再生等性能保持良好的一致性。

附图说明

附图1为本发明的结构图。

图中：上接口（1）、上电缆密封接头（2）、顶盖板（3）、上O型密封圈（4）、上电极连接杆（5）、第一上连接螺栓（6）、第二上连接螺栓（7）、上多孔压板（8）、上树脂滤板（9）、上电极网（10）、筒状壳体（11）、离子交换树脂层（12）、下电极网（13）、下树脂滤板（14）、下多孔压板（15）、第二下连接螺栓（16）、第一下连接螺栓（17）、下电极连接杆（18）、下O型密封圈（19）、底盖板（20）、下电缆密封接头（21）、下接口（22）、顶盖板紧固螺栓（23）、底盖板紧固螺栓（24）。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明作进一步说明。

具体实施如图1所示，装置包括复合顶盖、复合底盖、筒状壳体11和离子交换树脂层，筒状壳体11上端设有复合顶盖，下端设有复合底盖，复合顶盖和复合底盖结构相同且以筒状壳体11中间两端对称布置，筒状壳体11中填装有离子交换树脂层12，通过在筒状壳体11两端将复合顶盖和复合底盖均向筒状壳体11中间压紧，进而压紧离子交换树脂层。

复合顶盖包含上接口1、上电缆密封接头2、顶盖板3、上电极连接杆5、上多孔压板8、上树脂滤板9和上电极网10；顶盖板3的周围通过顶盖板紧固螺栓23固定于筒状壳体11的上端面，靠近筒状壳体11内周的顶盖板3处设有环形柱台，环形柱台和筒状壳体11内周面紧贴；在环形柱台和顶盖板紧固螺栓23之间的顶盖板3和筒状壳体11上端面之间安装有上O型密封圈4，通过上O型密封圈4对顶盖板3下端面和筒状壳体11上端面之间进行密封；顶盖板3下方的筒状壳体11内从上到下依次装有上多孔压板8和上树脂滤板9，上多孔压板8位于环形柱台内，上多孔压板8经第一上连接螺栓6和顶盖板3下端面固接，上多孔压板8开设有沿筒状壳体11轴向的多个通孔，通孔间隔布置；上树脂滤板9、上电极网10经第二上连接螺栓7和上多孔压板8固接；顶盖板3中央处开设有一个通孔作为上接口1，上接口1作为设备的进出水连接口；顶盖板3偏心位置处开设有一个通孔作为上电缆密封接头2，下电缆密封接头21用于连接外部电源，上电缆密封接头2中安装上电极连接杆5，上电极连接杆5向下依次穿过上多孔压板8、上树脂滤板9、上电极网10后最终紧固在上电极网10上。

复合顶盖包含下接口22、下电缆密封接头21、底盖板20、下电极连接杆18、下多孔压板15、下树脂滤板14和下电极网13；底盖板20的周围通过底盖板紧固螺栓24固定于筒状壳体11的下端面，靠近筒状壳体11内周的底盖板20处设有环形柱台，环形柱台和筒状壳体11内周面紧贴；在环形柱台和底盖板紧固螺栓24之间的底盖板20和筒状壳体11下端面之间安装有下O型密封圈19，通过下O型密封圈19对底盖板20上端面和筒状壳体11下端面之间进行密封；底盖板20上方的筒状壳体11内从下到上依次装有下多孔压板15和下树脂滤板14，下树脂滤板14相比下多孔压板15更靠近筒状壳体11中心，下多孔压板15位于环形柱台内，下多孔压板15经第一下连接螺栓17和底盖板20下端面固接，下多孔压板15开设有沿筒状壳体11轴向的多个通孔，通孔间隔布置；下树脂滤板14、下电极网13经第二下连接螺栓16和下多孔压板15固接，底盖板20中央处开设有一个通孔作为下接口22，下接口22连接用于设备的进出水连接口；底盖板20偏心位置处开设有一个通孔作为下电缆密封接头21，下电缆密封接头21用于连接外部电源，下电缆密封接头21中安装下电极连接杆18，下电极连接杆18向上依次穿过下多孔压板15、下树脂滤板14、下电极网13后最终紧固在下电极网13上。

上电极网10通过上电极连接杆5、上电缆密封接头2和外部电源连接，下电极网13通过下电极连接杆18、下电缆密封接头21和外部电源连接。具体实施中，上电极网10和下电极网13中，一个电极为阳极，另一个电极为阴极，分别连接外部电源的两端，且在无膜电去离子装置运行中，进行电极极性切换。

离子交换树脂层12至少同时包含一种阳离子交换树脂与一种阴离子交换树脂。具体如下：

离子交换树脂层12采用阴阳离子交换树脂均匀互混后填充；或将不同比例或不同种类的阴阳离子交换树脂分别加以均匀混合后分多层填充；或以阳离子交换树脂、阴离子交换树脂交替方式分多层填充，即以阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、阳离子交换树脂、阴离子交换树脂……的交替方式分多层填充，这样能阻断离子的反向电迁移；或以阴阳均匀混合树脂、阴树脂或阳树脂、阴阳均匀混合树脂、阴树脂或阳树脂……的交替方式分多层填充，阴阳均匀混合树脂是由阴阳离子交换树脂均匀互混后构成。

复合顶盖/复合底盖，用螺栓将多孔板与盖板进行固定，用螺栓将多孔板与树脂滤板、电极网进行固定，盖板、多孔板、树脂滤板、电极网成为一个整体，构成复合顶盖/复合底盖。螺栓的位置、数量根据多孔板、树脂滤板、电极网的尺寸合理分配，确保整个复合顶盖/复合底盖受力均匀。

复合顶盖/复合底盖，通过各自的顶盖板紧固螺栓/底盖板紧固螺栓，将复合顶盖/复合底盖与筒状壳体固定在一起，螺栓的位置、数量根据盖板、筒状壳体的尺寸合理分配，确保复合顶盖/复合底盖与筒状壳体的贴合面受力均匀。

顶盖板紧固螺栓23/底盖板紧固螺栓24采用其他的紧固构件，比如快拆螺栓、卡箍等，对盖板与壳体进行固定。

具体实施，由两端的复合顶盖/复合底盖，对中间填充的树脂层进行压紧，填充固定体积的树脂后，锁紧两端的复合顶盖/复合底盖，整个树脂层的压力，会在两端复合盖板的挤压下，形成一个定值压力。

树脂层定值压力的大小，可通过增加或者删减一定量的树脂，进行调节，在生产过程中，可通过对树脂体积的定量，来保证各个装置间良好的一致性产水性能、再生电压电流等。

当其使用寿命达到极限时，通过更换内部的树脂层，延长使用周期，因其复合盖板为一体化，因此更换树脂的过程较为简便快速。

本发明中的无膜电去离子装置中的树脂层，在上述结构的复合顶盖和复合底盖的作用下，能被均匀的压紧，上下树脂颗粒能始终保持紧密接触，能有效的减少树脂层内因压力分布不均所产生的各种不利水流分布状况，有效保证树脂层的良好再生，取得了突出显著的技术效果。

并且本发明的无膜电去离子装置结构更为简化，安装维修较之前的电去离子装置更为简便。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本专利权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种无膜电去离子装置结构，其特征在于：包括复合顶盖、复合底盖、筒状壳体（11）和离子交换树脂层，筒状壳体（11）上端设有复合顶盖，下端设有复合底盖，复合顶盖和复合底盖结构相同且以筒状壳体（11）中间两端对称布置，筒状壳体（11）中填装有离子交换树脂层（12），通过在筒状壳体（11）两端将复合顶盖和复合底盖均向筒状壳体（11）中间压紧，进而压紧离子交换树脂层；

所述的复合顶盖包含上接口（1）、上电缆密封接头（2）、顶盖板（3）、上电极连接杆（5）、上多孔压板（8）、上树脂滤板（9）和上电极网（10）；顶盖板（3）的周围通过顶盖板紧固螺栓（23）固定于筒状壳体（11）的上端面，靠近筒状壳体（11）内周的顶盖板（3）处设有环形柱台，环形柱台和筒状壳体（11）内周面紧贴；在环形柱台和顶盖板紧固螺栓（23）之间的顶盖板（3）和筒状壳体（11）上端面之间安装有上O型密封圈（4）；顶盖板（3）下方的筒状壳体（11）内从上到下依次装有上多孔压板（8）和上树脂滤板（9），上多孔压板（8）经第一上连接螺栓（6）和顶盖板（3）下端面固接，上多孔压板（8）开设有沿筒状壳体（11）轴向的多个通孔，通孔间隔布置；上树脂滤板（9）、上电极网（10）经第二上连接螺栓（7）和上多孔压板（8）固接；顶盖板（3）中央处开设有一个通孔作为上接口（1）；顶盖板（3）偏心位置处开设有一个通孔作为上电缆密封接头（2），上电缆密封接头（2）中安装上电极连接杆（5），上电极连接杆（5）向下依次穿过上多孔压板（8）、上树脂滤板（9）、上电极网（10）后最终紧固在上电极网（10）上；

所述的复合顶盖包含下接口（22）、下电缆密封接头（21）、底盖板（20）、下电极连接杆（18）、下多孔压板（15）、下树脂滤板（14）和下电极网（13）；底盖板（20）的周围通过底盖板紧固螺栓（24）固定于筒状壳体（11）的下端面，靠近筒状壳体（11）内周的底盖板（20）处设有环形柱台，环形柱台和筒状壳体（11）内周面紧贴；在环形柱台和底盖板紧固螺栓（24）之间的底盖板（20）和筒状壳体（11）下端面之间安装有下O型密封圈（19）；底盖板（20）上方的筒状壳体（11）内从下到上依次装有下多孔压板（15）和下树脂滤板（14），下多孔压板（15）经第一下连接螺栓（17）和底盖板（20）下端面固接，下多孔压板（15）开设有沿筒状壳体（11）轴向的多个通孔，通孔间隔布置；下树脂滤板（14）、下电极网（13）经第二下连接螺栓（16）和下多孔压板（15）固接，底盖板（20）中央处开设有一个通孔作为下接口（22）；底盖板（20）偏心位置处开设有一个通孔作为下电缆密封接头（21），下电缆密封接头（21）中安装下电极连接杆（18），下电极连接杆（18）向上依次穿过下多孔压板（15）、下树脂滤板（14）、下电极网（13）后最终紧固在下电极网（13）上；

所述离子交换树脂层（12）至少同时包含一种阳离子交换树脂与一种阴离子交换树脂；

所述的上电极网（10）和下电极网（13）中，一个电极为阳极，另一个电极为阴极，分别连接外部电源的两端，且在无膜电去离子装置运行中，进行电极极性切换。

2.根据权利要求1所述的一种无膜电去离子装置结构，其特征在于：

所述离子交换树脂层（12）采用阴阳离子交换树脂均匀互混后填充；或将不同比例或不同种类的阴阳离子交换树脂分别加以均匀混合后分多层填充；或以阳离子交换树脂、阴离子交换树脂交替方式分多层填充，或以阴阳均匀混合树脂、阴树脂或阳树脂、阴阳均匀混合树脂、阴树脂或阳树脂……的交替方式分多层填充，阴阳均匀混合树脂是由阴阳离子交换树脂均匀互混后构成。

3.根据权利要求1所述的一种无膜电去离子装置结构，其特征在于：

上电极网（10）通过上电极连接杆（5）、上电缆密封接头（2）后和外部电源连接，下电极网（13）通过下电极连接杆（18）、下电缆密封接头（21）后和外部电源连接。