CN111439812B - 一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置 - Google Patents

Abstract

一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，包括上下两面均开口的池体，池体为绝缘材质且其一侧设有进水管，池体的另一侧设有出水管，池体内设有固定电极，池体内设有环形结构的第一电极，池体的上方设有绝缘材质的第一伸缩杆，第一伸缩杆从第一电极内穿过，第一伸缩杆的四周设有数个与之连接的第二伸缩杆。本发明能够根据不同的水处理量选用不同数量的电极参与，同时适应性调节进水速率，再通过转动的锥形杆抵消进水管与出水管之间的速率差，从而提高池体内的存水量，提高单位时间内钙镁钠等离子的吸附量；当需要处理的水量较少时，可缩减参与水处理的电极面积，以减少第一电极和第二电极的参与量，延长其使用寿命。

Description

一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置

技术领域

本发明属于水处理领域，具体地说是一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置。

背景技术

电化学水处理技术，是指在电极或外加电场的作用下，在特定的电化学反应器内，通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程，对废水中的污染物进行降解的过程。目前而言，电极板的位置通常是固定的，而每个时间段需要处理的水量却很难恒定，因此，在设计电极板的比表面积时，通常会按照最大处理水量来设计，这就导致了在处理水量小的情况下，电极板依然全部参与水处理，使得电极板得不到有效利用，且会持续损耗电极板的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，包括上下两面均开口的池体，池体为绝缘材质且其一侧设有进水管，池体的另一侧设有出水管，池体内设有固定电极，池体内设有环形结构的第一电极，池体的上方设有绝缘材质的第一伸缩杆，第一伸缩杆从第一电极内穿过，第一伸缩杆的四周设有数个与之连接的第二伸缩杆，第一伸缩杆外设有环形结构的第二电极，第二伸缩杆的活动端均与第二电极的顶面固定连接，第一伸缩杆的活动端固定安装第三电极，第三电极的外缘顶部开设一圈凹槽，第二电极的内缘顶部设有一圈凸沿，凸沿可与凹槽搭接，第三电极的底面固定安装数个螺套，螺套均螺纹连接螺杆的上端，螺杆的下端分别轴承连接L型杆的一端，L型杆的另一端共同固定安装第一密封圈，第一密封圈的外周与池体的内壁紧密接触配合，第三电极与第一密封圈之间设有第二密封圈，第二密封圈固定安装于池体内，第三电极的底面固定连接第一齿条的上端，池体内设有横向的转轴，转轴上固定安装链轮和第一齿轮，第一齿条与第一齿轮啮合，池体下部设有横向的锥形杆，锥形杆的外周开设环形槽，环形槽内通过棘轮机构安装同样的链轮，两链轮通过链条连接，锥形杆的外周开设数个水槽，进水管为L型结构且其竖向部分设有阀门，阀门的阀杆外端固定安装第二齿轮，第二齿轮啮合有第二齿条，第二齿条为倒U型结构且其一端固定连接第三电极的顶面。

如上所述的一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，所述的第二伸缩杆的上端均固定连接支杆的一端，支杆的另一端均固定连接第一伸缩杆的固定杆外周。

如上所述的一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，所述的第二电极的顶面开设数个第一螺孔，第二伸缩杆的活动端外周均设有外螺纹，第二伸缩杆的活动端均位于对应的第一螺孔内且与之螺纹配合。

如上所述的一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，所述的第一电极的顶面和固定电极的底面均固定安装数个L型板，池体的内壁顶部和底部均开设数个第二螺孔，L型板上均开设有可与第二螺孔共中心线的通孔，通孔内均设有螺栓，螺栓均与对应的第二螺孔螺纹配合。

如上所述的一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，所述的固定电极的外周开设一圈槽道，槽道内固定安装密封胶圈，密封胶圈与池体的内壁紧密接触配合。

如上所述的一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，所述的出水管为三通管，其外部两管端均设有阀门。

如上所述的一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，所述的池体的内壁固定安装数个限位块。

本发明的优点是：本发明可用于生活饮用水深度净化处理、市政或工业污水回用处理、工业用水除盐处理、循环冷却水系统的补水预处理、循环冷却水系统的排污水再生回用、苦咸水淡化等领域，当第三电极位于最下方时，第二密封圈同时与第三电极、第一密封圈接触，池体的可用空间最小，外部直流电源分别与固定电极、第三电极 电连接，原水从固定电极与第三电极之间流过，离子富集浓缩于固定电极和第三电极的表面，实现盐分与水的分离，当需要处理的水量较大时，控制第一伸缩杆收缩，于池体上设置观察窗或配备自动控制系统，如设于池体外的单片机、设于出水管上的电动阀以及设于池体内的水位监测传感器，单片机根据水位监测传感器反馈的信息控制电动阀，以及第一伸缩杆的伸缩长度，属常规技术手段，于此不再赘述，当第三电极进入第二电极后第一伸缩杆停止，螺套与螺杆之间的摩擦力大于第一密封圈与池体、第二密封圈的摩擦力之和，即第一密封圈随第三电极同步向上运动，直至第一密封圈的内圈与第二电极的外周接触，从而扩大池体的可用空间，且由第二电极和第三电极共同吸附离子，以增加与水的接触面积，从而提高吸附速率，第三电极上升的同时，关闭出水管上的阀门，第二齿条向上移动啮合第二齿轮转动以调大进水管上的阀门进水量，以使待处理水快速充满池体，至池体内的水量达到第三电极底面时打开出水管上的阀门，且第一齿条啮合第一齿轮转动，第一齿轮带动转轴转动，转轴通过链轮和链条的传动带动锥形杆以更快的速度转动，由于螺旋状的水槽的存在，可使池体内的水流具有螺旋运动的趋势，有利于水流更充分的与电极接触，略延缓通过出水管流出的时间，提高盐水分离率，即使第一齿条停止移动后，锥形杆也可在惯性和水流作用下继续转动；第一伸缩杆继续收缩，此时L型杆的横杆卡于第二密封圈的底面，即第一密封圈不再上移，第三电极带动第二电极上移，直至第二电极的外周与第一电极的内圈接触。本发明能够根据不同的水处理量选用不同数量的电极参与，同时适应性调节进水速率，再通过转动的锥形杆抵消进水管与出水管之间的速率差，从而提高池体内的存水量，提高单位时间内钙镁钠等离子的吸附量；当需要处理的水量较少时，可缩减参与水处理的电极面积，以减少第一电极和第二电极的参与量，延长其使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的Ⅰ局部放大图；图3是图1的Ⅱ局部放大图。

附图标记：1、池体；2、进水管；3、出水管；4、固定电极；5、第一电极；6、第一伸缩杆；7、第二伸缩杆；8、第二电极；9、第三电极；10、螺套；11、螺杆；12、L型杆；13、第一密封圈；14、第二密封圈；15、第一齿条；16、转轴；17、链轮；18、第一齿轮；19、锥形杆；20、环形槽；21、水槽；22、第二齿轮；23、第二齿条；24、支杆；25、第一螺孔；26、L型板；27、第二螺孔；28、螺栓；29、链条；30、限位块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，如图所示，包括上下两面均开口的池体1，通过固定架等结构悬空安装于地面上，池体1为绝缘材质且其一侧设有进水管2，池体1的另一侧设有出水管3，池体1内设有固定电极4，进水管2和出水管3的底部均平齐于固定电极4的顶面，固定电极4的外周与池体1的内壁紧密接触配合，固定电极4位于池体1的底部，池体1内设有环形结构的第一电极5，位于池体1的顶部且平行于固定电极4，池体1的上方设有绝缘材质的第一伸缩杆6，如气缸、油缸等，竖向设置且与第一电极5共中心线，其通过固定架等结构固定安装于池体1上方，固定架等结构未于图中示出，第一伸缩杆6从第一电极5内穿过，第一伸缩杆6的四周设有数个与之连接的第二伸缩杆7，均竖向设置且间隔均匀，选用绝缘材质，第一伸缩杆6外设有环形结构的第二电极8，平行于第一电极5且位于其下方，第二伸缩杆7的活动端均与第二电极8的顶面固定连接，第一伸缩杆6的活动端固定安装第三电极9，平行于固定电极4，同样采用螺纹连接方式，以便对其进行更换，第三电极9的外缘顶部开设一圈凹槽，第二电极8的内缘顶部设有一圈凸沿，凸沿可与凹槽搭接，第三电极9的底面固定安装数个螺套10，均竖向设置，螺套10均螺纹连接螺杆11的上端，螺套10和螺杆11均为宽距螺纹配合，螺杆11的下端分别轴承连接L型杆12的一端，L型杆12的另一端共同固定安装第一密封圈13，第一密封圈13的外周与池体1的内壁紧密接触配合，第三电极9与第一密封圈13之间设有第二密封圈14，第二密封圈14与第一密封圈13均为绝缘材质，且第二密封圈14能够同时与第一密封圈13、第三电极9紧密接触配合，第二密封圈14固定安装于池体1内，底面设置安装架与池体1内侧壁连接即可，第三电极9的底面固定连接第一齿条15的上端，池体1内设有横向的转轴16，通过轴承座等结构固定安装于池体1内，位于第三电极9的下方，转轴16能以X轴为中心转动，转轴16上固定安装链轮17和第一齿轮18，第一齿条15与第一齿轮18啮合，池体1下部设有横向的锥形杆19，其尖端朝向进水管2，中心线平行于固定电极4且位于其上方，通过轴承座等结构固定安装于池体1内，第一齿条15、转轴16、链轮17、第一齿轮18和锥形杆19均采用导电材质，可使离子吸附于锥形杆19表面，能够进一步提高离子吸附效果，锥形杆19的外周开设环形槽20，环形槽20内通过棘轮机构安装同样的链轮17，此链轮与环形槽20共中心线，棘轮机构的具体结构在此不再赘述，同自行车后轮结构，第一齿条15向上移动时，转轴16的转动能够带动锥形杆19转动，第一齿条15向下移动时，转轴16无法带动锥形杆19，两链轮17通过链条29连接，锥形杆19的外周开设数个水槽21，均呈螺旋状分布，进水管2为L型结构且其竖向部分设有阀门，阀门的阀杆外端固定安装第二齿轮22，第二齿轮22啮合有第二齿条23，第二齿条23为倒U型结构且其一端固定连接第三电极9的顶面，第二齿条23为绝缘材质。本发明可用于生活饮用水深度净化处理、市政或工业污水回用处理、工业用水除盐处理、循环冷却水系统的补水预处理、循环冷却水系统的排污水再生回用、苦咸水淡化等领域，当第三电极9位于最下方时，第二密封圈14同时与第三电极9、第一密封圈13接触，池体1的可用空间最小，外部直流电源分别与固定电极4、第三电极9 电连接，原水从固定电极4与第三电极9之间流过，离子富集浓缩于固定电极4和第三电极9的表面，实现盐分与水的分离，当需要处理的水量较大时，控制第一伸缩杆6收缩，于池体1上设置观察窗或配备自动控制系统，如设于池体1外的单片机、设于出水管3上的电动阀以及设于池体1内的水位监测传感器，单片机根据水位监测传感器反馈的信息控制电动阀，以及第一伸缩杆6的伸缩长度，属常规技术手段，于此不再赘述，当第三电极9进入第二电极8后第一伸缩杆6停止，螺套10与螺杆11之间的摩擦力大于第一密封圈13与池体1、第二密封圈14的摩擦力之和，即第一密封圈13随第三电极9同步向上运动，直至第一密封圈13的内圈与第二电极8的外周接触，从而扩大池体1的可用空间，且由第二电极8和第三电极9共同吸附离子，以增加与水的接触面积，从而提高吸附速率，第三电极9上升的同时，关闭出水管3上的阀门，第二齿条23向上移动啮合第二齿轮22转动以调大进水管2上的阀门进水量，以使待处理水快速充满池体1，至池体1内的水量达到第三电极9底面时打开出水管3上的阀门，且第一齿条15啮合第一齿轮18转动，第一齿轮18带动转轴16转动，转轴16通过链轮17和链条29的传动带动锥形杆19以更快的速度转动，由于螺旋状的水槽21的存在，可使池体1内的水流具有螺旋运动的趋势，有利于水流更充分的与电极接触，略延缓通过出水管3流出的时间，提高盐水分离率，即使第一齿条15停止移动后，锥形杆19也可在惯性和水流作用下继续转动；第一伸缩杆6继续收缩，此时L型杆12的横杆卡于第二密封圈14的底面，即第一密封圈13无法再向上移动，螺杆11无法再向上移动，当第三电极9继续向上移动时，螺套10随之移动，螺套10与螺杆11宽距螺纹的配合方式使得其在受大于螺纹间摩擦力的竖向力时，螺套10和螺杆11能够相对移动，移动过程中螺杆11能够以对应轴承为中心转动，直至螺套10与螺杆11分离，第三电极9带动第二电极8上移，直至第二电极8的外周与第一电极5的内圈接触。本发明能够根据不同的水处理量选用不同数量的电极参与，同时适应性调节进水速率，再通过转动的锥形杆19抵消进水管2与出水管3之间的速率差，从而提高池体1内的存水量，提高单位时间内钙镁钠等离子的吸附量；当需要处理的水量较少时，可缩减参与水处理的电极面积，以减少第一电极5和第二电极8的参与量，延长其使用寿命。

具体而言，如图1所示，本实施例所述的第二伸缩杆7的上端均固定连接支杆24的一端，支杆24的另一端均固定连接第一伸缩杆6的固定杆外周。该结构能够对第二电极8形成稳定的导向作用，第二伸缩杆7的数量至少为三个，以防第二电极8竖向移动时歪斜。

具体的，如图1所示，本实施例所述的第二电极8的顶面开设数个第一螺孔25，第二伸缩杆7的活动端外周均设有外螺纹，第二伸缩杆7的活动端均位于对应的第一螺孔25内且与之螺纹配合。第二伸缩杆7的固定杆和活动杆之间能够相对转动，也就使得第二伸缩杆7能够从第一螺孔25内卸下，从而将第二电极8与第二伸缩杆7分离，以便于更换。

进一步的，如图2所示，本实施例所述的第一电极5的顶面和固定电极4的底面均固定安装数个L型板26，池体1的内壁顶部和底部均开设数个第二螺孔27，L型板26上均开设有可与第二螺孔27共中心线的通孔，通孔内均设有螺栓28，螺栓28均与对应的第二螺孔27螺纹配合。该结构实现了第一电极5和固定电极4的拆卸更换，L型板26选用绝缘材质，与第一电极和固定电极4的连接方式选用粘接即可。

更进一步的，图中未示出，本实施例所述的固定电极4的外周开设一圈槽道，槽道内固定安装密封胶圈，密封胶圈与池体1的内壁紧密接触配合。该结构能够进一步增强固定电极4与池体1的连接紧密性，从而防止发生渗漏。

更进一步的，如图1所示，本实施例所述的出水管3为三通管，其外部两管端均设有阀门。外部下端连接后序设施，用以引导净化离子后的水，外部上端连接盐水罐，用以承接富离子水，反接电极后，打开上方的阀门并关闭下方的阀门，流水能够将固定电极4等上的离子带离池体1。

更进一步的，如图1所示，本实施例所述的池体1的内壁固定安装数个限位块30。限位块30均位于第一密封圈13下方且与之底面接触，用以限制第一密封圈13的最低点位置，以免第三电极9向下移动时，带动第一密封圈13越过第二密封圈14。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，包括上下两面均开口的池体（1），池体（1）为绝缘材质且其一侧设有进水管（2），池体（1）的另一侧设有出水管（3），其特征在于：池体（1）内设有固定电极（4），池体（1）内设有环形结构的第一电极（5），池体（1）的上方设有绝缘材质的第一伸缩杆（6），第一伸缩杆（6）从第一电极（5）内穿过，第一伸缩杆（6）的四周设有数个与之连接的第二伸缩杆（7），第一伸缩杆（6）外设有环形结构的第二电极（8），第二伸缩杆（7）的活动端均与第二电极（8）的顶面固定连接，第一伸缩杆（6）的活动端固定安装第三电极（9），第三电极（9）的外缘顶部开设一圈凹槽，第二电极（8）的内缘顶部设有一圈凸沿，凸沿可与凹槽搭接，第三电极（9）的底面固定安装数个螺套（10），螺套（10）均螺纹连接螺杆（11）的上端，螺杆（11）的下端分别轴承连接L型杆（12）的一端，L型杆（12）的另一端共同固定安装第一密封圈（13），第一密封圈（13）的外周与池体（1）的内壁紧密接触配合，第三电极（9）与第一密封圈（13）之间设有第二密封圈（14），第二密封圈（14）固定安装于池体（1）内，第三电极（9）的底面固定连接第一齿条（15）的上端，池体（1）内设有横向的转轴（16），转轴（16）上固定安装链轮（17）和第一齿轮（18），第一齿条（15）与第一齿轮（18）啮合，池体（1）下部设有横向的锥形杆（19），锥形杆（19）的外周开设环形槽（20），环形槽（20）内通过棘轮机构安装同样的链轮（17），两链轮（17）通过链条（29）连接，锥形杆（19）的外周开设数个水槽（21），进水管（2）为L型结构且其竖向部分设有阀门，阀门的阀杆外端固定安装第二齿轮（22），第二齿轮（22）啮合有第二齿条（23），第二齿条（23）为倒U型结构且其一端固定连接第三电极（9）的顶面。

2.根据权利要求1所述的一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，其特征在于：所述的第二伸缩杆（7）的上端均固定连接支杆（24）的一端，支杆（24）的另一端均固定连接第一伸缩杆（6）的固定杆外周。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，其特征在于：所述的第二电极（8）的顶面开设数个第一螺孔（25），第二伸缩杆（7）的活动端外周均设有外螺纹，第二伸缩杆（7）的活动端均位于对应的第一螺孔（25）内且与之螺纹配合。

4.根据权利要求1所述的一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，其特征在于：所述的第一电极（5）的顶面和固定电极（4）的底面均固定安装数个L型板（26），池体（1）的内壁顶部和底部均开设数个第二螺孔（27），L型板（26）上均开设有可与第二螺孔（27）共中心线的通孔，通孔内均设有螺栓（28），螺栓（28）均与对应的第二螺孔（27）螺纹配合。

5.根据权利要求1或4所述的一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，其特征在于：所述的固定电极（4）的外周开设一圈槽道，槽道内固定安装密封胶圈，密封胶圈与池体（1）的内壁紧密接触配合。

6.根据权利要求1所述的一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，其特征在于：所述的出水管（3）为三通管，其外部两管端均设有阀门。

7.根据权利要求1所述的一种具有电极间距调控功能的电化学水处理装置，其特征在于：所述的池体（1）的内壁固定安装数个限位块（30），限位块（30）均位于第一密封圈（13）下方且与之底面接触，用以限制第一密封圈（13）的最低点位置。

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