CN2058183U - 改进的离子交换柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于水处理的离子交换柱，特别是软化水、制取高纯水的离子交换柱。还可提供一种新型的改进的小口径离子交换柱。该交换柱由上筒体、下筒体及中心开有出水口的平底板与椭圆形多孔板-排水帽式的下布水装置相结合的柱体下部结构所构成。柱体由碳钢制作，内涂有防腐层。该离子交换柱的工作压力高，使用安全，耐腐蚀性好，并且具有较高的有效空间利用系数。

Description

本实用新型涉及用于水处理的离子交换柱，特别是涉及软化水、制取高纯水的离子交换柱。

目前传统生产的离子交换柱基本上有三类产品：如有机玻璃离子交换柱，其一般产品规格有公称内直径为100－500毫米，工作压力一般在1公斤力／平方厘米，工作压力较低，组成工业性制水系统较困难，使用安全性也较差，主要用于实验室制取少量纯水。另一种为硬聚氯乙烯离子交换柱，即以硬聚氯乙烯塑料为主体材料制作的离子交换柱，一般规格其内直径为300－600毫米范围，工作压力为2.0公斤力／平方厘米，是目前小口径离子交换柱最大宗的产品，其耐腐蚀性能较好，其工作压力可组成小型工业性制水系统，但硬聚氯乙烯材料的添加剂中含有铅成分，因此不符合食品、医药等工业使用的卫生标准，而且其工业生产使用的安全性较差，易发生柱体爆裂事故。第三种为碳钢内衬橡胶的离子交换柱，内衬橡胶作为防腐层的离子交换柱为国内大型离子交换柱的主要产品，有多种规格型号的产品，一般在公称内直径1000－3200毫米范围内有定型产品，在某些水处理小厂也生产500毫米和800毫米的非定型产品，其工作压力一般为6公斤力／平方厘米，大设备主要用于发电厂除盐水系统和大型化工、化纤工业用除盐水系统。由于衬橡胶层工作必需用手工操作，在公称内直径小于500毫米时，人体无法进入的条件下就无法施衬，即使施衬也无法保证施衬工作的质量，因此碳钢内衬橡胶的离子交换柱在内直径为300－800毫米范围内未形成系列产品，其使用范围受到了限制。

以上几种离子交换柱均存在着某些缺陷，如工作压力不高，耐腐蚀性差等问题，特别是在结构形式上，以往的离子交换柱基本上都是由主筒体、半球形或扁平曲面形的上盖和下盖构成，这种结构形式，柱体的有效空间利用系数（柱体的容积／有效填充物容积之比）受到限制。

本实用新型的目的是提供一种新型的改进的离子交换柱，特别是小口径离子交换柱，使该产品是有较高的工作压力、耐腐蚀性及提高柱体的有效空间利用系数。

本实用新型的目的是通过下述方式来完成的。一种用于水处理的离子交换柱，由主筒体，上部结构和下部结构组成，筒体内部设置有布水装置、中排液装置，上部结构顶部中央位置设有进水装置，其旁侧还设有排气装置，上部结构与筒体的连接方式为法兰连接；下部装置的底部中央位置有一出水口，下部装置与筒体的连接方式也为法兰连接；筒体壁部上下还设有视镜；本实用新型的特征在于上部结构为具有一定高度的、其横截面比主筒体略为扩大的上筒体，它与主筒体即下筒体的连接方式为内外法兰连接方式；下部结构则为一中间开有出水口的平底板，它与特殊设计的椭圆形多孔板一排水帽式的下布水装置通过法兰连接。离子交换柱用碳钢材料制作，柱身内部涂复有粉末喷涂聚乙烯层作为防腐层。

上筒体顶部中央的上进水装置为一外包复以滤网的、一端开口的多孔短管，短管的圆周表面及封闭端堵头表面均开有许多小孔。离子交换柱下部结构下面周围设有可直接支承于地面的裙式支座，并以焊接方式与下筒体底部连接。

中排液装置为一仅一端开口的干管，在其二侧相对称地焊接有若干与干管相通的开有许多小孔的并外包滤网的支管所构成的结构。支管各相互平行，都垂直于干管而布置的。中排液装置实际上是再生液的排出装置，根据所使用的阳或阴离子交换树脂种类的不同，再生液可为酸、碱或盐类溶液。按照再生液在离子交换柱中流出方式的不同或处理方式的不同，本实用新型的离子交换柱可有以下几种类型：

（1）中排液装置设置于主筒体即下筒体的上部装置，被处理的水自上筒体的上进水装置进入柱体而从底部的出水管流出；再生液自底部的出水管进入而从中排液装置排出。这是一种逆流再生阳（阴）离子交换柱。

（2）中排液装置设置于筒体的下部位置。这里，中排液装置的实际工艺作用为进再生液装置，被处理的水自上筒体的上进水装置进入柱体而从底部的出水管流出；再生液自上筒体下部的中排液装置进液而从筒体底部的出水口排出。这是一种顺流再生阳（阴）离子交换柱。

（3）中排液装置设置于主筒体即下筒体的中部位置。主筒体即下筒体中填充以阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，以中排液装置为分界，上部为阴离子交换树脂，下部为阳离子交换树脂，被处理水从上筒体的上进水装置进入柱体而从底部的出水管流出；再生液分别从柱体的顶部的上进水装置和底部的出水管送入而从位于主筒体或下筒体中部的中排液装置排出。这是一种体内再生阳－阴混合离子交换柱。

（4）无中排液装置。此为另一种结构形式的离子交换柱。该离子交换柱的基本结构与上述相同，只是下部结构不一样，而且不设置中排液装置。这是一种制取高纯水满足特殊要求的离子交换柱，由于阳阴离子交换树脂是完全外移至体外进行再生液处理的，故不需在柱体内设置中排液装置。它称为全外移阳－阴混合离子交换柱。其下部结构为形如一般家用瓷碗的“碗”形结构，底部有出口即树脂输出口，其旁侧开有处理水的出水口，内部设置有壁上开有许多小缝隙的漏斗状物，漏斗状物与“碗”形结构外壁之间有容纳水的间隙空间，这实际上形成了另一种形式的下布水装置，漏斗状物与碗形结构通过法兰连接。与底部的树脂输出口相对应，在交换柱上筒体一侧相应地设置一树脂输入口。此种离子交换柱也是用碳钢制作，且柱身内部涂复有粉末喷涂聚乙烯层为防腐层。下部结构即“碗”形结构周围设有可直接支承于地面的裙式支座，裙式支座以焊接方式与下筒体底部连接。

当然，在本实用新型的设计构思范围内，还可有许多变型体，如双层阳（阴）离子交换柱，双层双室阳（阴）离子交换柱、阴树脂外移再生阳阴混合离子交换柱、三层树脂混合离子交换柱和变速流离子交换柱等。

本实用新型的优点及效果有以下几点：

（1）由于采用了碳钢材料，交换柱的工作压力可达6公斤力／平方厘米，比塑料离子交换柱工作压力提高约三倍左右，使用安全性获得提高。

（2）碳钢柱身内部涂复有聚乙烯防腐层，而且采用粉末喷涂法，防腐层质量较高，具有较高的耐腐蚀性。

（3）由于交换柱柱体结构的改进，在相同规格、相同有效填充物容积条件下，与过去通用的离子交换柱作比较，其柱体有效空间利用系数可获得提高，约可提高10－15％；而且柱体高度也可降低10－25％，因此材料消耗及成本均可降低。

（4）离子交换柱的规格可自φ300－φ800（毫米）配套成系列产品，弥补了碳钢衬橡胶交换柱无小口径规格的缺陷。

（5）交换柱外观新颖，且便于安装和操作。

现在结合附图及实施例，对本实用新型离子交换柱的结构详细描述于下：

图1为逆流再生阳（阴）离子交换柱的结构示意图。

图2为顺流再生阳（阴）离子交换柱的结构示意图。

图3为体内再生阳－阴混合离子交换柱的结构示意图。

图4为全外移阳－阴混合离子交换柱。

图5为中排液装置结构图。

图6为下布水装置的平面及其剖面图。

图中的数字标号各代表如下：

1－上进水装置    2－上排气装置

3－上筒体    4－中排液装置

5－下筒体    6－防腐蚀层

7－视镜    8－下布水装置

9－裙式支座    10－出水口

11－树脂输入口    12－树脂输出口

实施例1

参阅图1，这是一种逆流再生阳（阴）离子交换柱。它是由主筒体、上部结构和下部结构所构成，这里的上部结构和下部结构不同于传统所用的半球形或扁平曲面的上盖和下盖。上部结构为具有一定高度的、其横截面比主筒体（或下筒体）5略为扩大的圆柱形上筒体3，上筒体3顶部中央位置设有进水装置1，其旁侧还设有上排气装置2，上筒体3与主筒体或下筒体5的连接方式为内外法兰连接。上进水装置1为一外包滤网的、一端开口的多孔短管，短管的圆周表面及封闭端堵头表面均开有许多小孔。排气装置2是用来排除柱体内的空气和被处理水中释放的气体。主筒体或下筒体5的上部设置一中排液装置4，中排液装置4如图5所示，它为一仅一端开口的干管，在其二侧相对称地焊接有若干与干管相通的、开有许多小孔的并外包以滤网的支管，支管各相互平行、皆垂直于干管而布置。主筒体或下筒体5内部填装有阳（阴）离子交换树脂，图中的虚线交叉部分即为填装填料树脂部分。整个柱体用碳钢材料制作，柱身内部有喷涂聚乙烯的防腐蚀层6，以防止酸、碱或盐类再生液对柱体的腐蚀。交换柱主筒体或下筒体5的壁部上下部位还设有视镜7，以便于观察交换柱内的工作情况。离子交换柱的下部结构则为一中间开有出水口10的平底板，它与特殊设计的椭圆形多孔板一排水帽式的下布水装置8通过法兰连接。下布水装置8的结构如图6所示，它为符合椭圆曲线规律的凸曲面形状，在平面视图上为圆形，通过圆中心所作的任意与圆平面垂直的切面与凸曲面相交部分为对开的半个椭圆，即其相交曲线为椭圆曲线。在该凸曲面上均匀对称地布置有若干个圆孔，每个圆孔上装有排水帽。排水帽有多种型式，这里可用叠片式，它的作用是不让鱼籽大小的离子交换树脂通过叠片随水从出水口带出；而是只让被处理好的水通过该装置。柱体下部结构的下面周围设置有可直接支承于地面的裙式支座9。

该离子交换柱的操作流程是被处理的水自上筒体3的上进水装置1进入柱体而从底部的出水口10流出；再生液自底部的出水口10输入而从中排液装置4排出。

中排液装置4实际上是再生液的排出装置，根据所使用的阳或阴离子交换树脂种类的不同，再生液可为酸、碱或盐类溶液。按照离子交换柱的操作方式不同，即再生液在离子交换柱中流动方式不同或处理方式不同，还可有其他类型的离子交换柱。

实施例2

参见图2，这是一种顺流再生阳（阴）离子交换柱，该交换柱的结构和形状与实施例一中的完全相同，其差异只是中排液装置于上筒体3的下部位置，这里中排液装置的实际工艺作用为进再生液装置。被处理的水自上筒体3的上进水装置1进入柱体而从底部的出水口10流出；再生液则自上筒体3下部的中排液装置4进液而从主筒体或下筒体5底部的出水口10排出。

实施例3

参见图3，这是一种体内再生阳－阴混合离子交换柱，其结构和形状与实施例一完全相同，所不同的是中排液装置4设置于主筒体或下筒体5的中部位置，主筒体或下筒体5中填充以阴离子交换树脂和阳离子交换树脂，以中排液装置4为界，上部为阴离子交换树脂，下部为阳离子交换树脂，如图3中主筒体或下筒体5的二个虚线交叉部分所示。被处理的水从上筒体3的上进水装置1进入柱体而从底部的出水口10流出；再生液分别从柱体顶部的上进水装置1和柱体底部的出水口10送入而从位于主筒体或下筒体5中部的中排液装置4排出。

实施例4

参见图4，这是一种全外移阳－阴混合离子交换柱。该离子交换柱的基本结构与上述的相同，其差别只是下部结构不一样，而且不设置中排液装置。这是一种制取高纯水需满足特殊要求的离子交换柱。由于阳阴离子交换树脂是完全外移至体外进行再生液处理的，故不需在柱体内设置中排液装置。特殊设计的下部结构形如一般家用瓷碗的“碗”形结构，底部中心位置有出口即为树脂输出口12，其旁侧开有处理水的出水口10，“碗”形结构内部设置在壁上开有许多小缝隙的漏斗状物，漏斗状物与“碗”形结构外壁之间有容纳水的间隙空间，这实上形成了另一种形式的下布水装置8，漏斗状物与“碗”形结构通过法兰连接。与底部树脂输出口12相对应，在交换柱上筒体3一侧的上部位置也相应地设置一树脂输入口11。此种离子交换柱也是用碳钢制作，且柱身内部涂复有粉末喷涂聚乙烯层的防腐层6。下部结构即“碗”形结构周围设有可直接支承于地面的裙式支座9，裙式支座9以焊接方式与下筒体5底部连接。

以上实施例为本实用新型的基本型式，当然，在本实用新型的设计构思范围内，还可有许多变型体，如双层阳（阴）离子交换柱、双层双室阳（阴）离子交换柱、阴树脂外移再生阳阴混合离子交换柱、三层树脂混合离子交换柱和变速流离子交换柱等。

Claims (10)

1、一种用于水处理的离子交换柱，由主筒体、上部结构和下部结构组成，筒体内部设置有布水装置、中排液装置，上部结构顶部中央位置设有进水装置，其旁侧还设有排气装置，上部结构与筒体的连接方式为法兰连接；下部结构的底部中央位置有一出水口，下部结构与筒体的连接方式也为法兰连接；筒体壁部上下还设有视镜；本实用新型的特征在于上部结构为一具有一定高度的、其横截面比主筒体略为扩大的上筒体，它与主筒体即下筒体的连接方式为法兰连接方式；下部结构为一中间开有出水口的平底板，它与椭圆形多孔板一排水帽式的下布水装置通过法兰连接。

2、根据权利要求1所述的离子交换柱，其特征在于本离子交换柱为碳钢交换柱，柱身内部有粉末喷涂聚乙烯层作为防腐层。

3、根据权利要求1或2所述的离子交换柱，其特征在于所述的上筒体顶部中央的上进水装置为一外包复以滤网的一端开口的多孔短管。

4、根据权利要求1或2所述的离子交换柱，其特征在于所述的下部结构下面设有可直接支承于地面的裙式支座、裙式支座以焊接方式与下筒体底部连接。

5、根据权利要求1所述的离子交换柱，其特征在于所述的中排液装置设于主筒体即下筒体的上部位置，中排液装置为一仅一端开口的干管，在其二侧相对称地焊接有若干与干管相通的开有许多小孔的并外包滤网的支管所构成的结构，从再生液的处理方式而言，它为逆流再生阳（阴）离子交换柱。

6、根据权利要求1所述的离子交换柱，其特征在于所述的中排液装置设于上筒体的下部位置，这里中排液装置的实际工艺作用为进再生液装置，从再生液的处理方式而言，它为顺流再生阳（阴）离子交换柱。

7、根据权利要求1所述的离子交换柱，其特征在于所述的中排液装置设于主筒体即下筒体的中部，从再生液的处理方式而言，它为体内再生阳一阴混合离子交换柱。

8、一种用于水处理的离子交换柱，由主筒体、上部结构和下部结构组成，筒体内部设置有布水装置，上部结构顶部中央位置设有进水装置，其旁侧设有排气装置，上部结构与筒体的连接方式为法兰连接；下部装置的底部中央位置有一出水口，下部装置与筒体的连接方式也为法兰连接；筒体壁部上下还设有视镜，本实用新型的特征在于上部结构为一具有一定高度的、具横截面比主筒体略为扩大的上筒体，上筒体一侧开有树脂输入口，它与主筒体即下筒体的连接方式为内外法兰连接方式；下部结构为“碗”形结构，底部有出口即树脂输出口，其旁侧开有出水口，内部设置有壁上开有许多小缝隙的漏斗状物，漏斗状物与“碗”形结构外壁之间有容纳水的间隙空间，这实际上形成了另一种形式的下布水装置，漏斗状物与“碗”形结构通过法兰而连接。

9、根据权利要求8所述的离子交换柱，其特征在于所述的交换柱以碳钢制作，柱身内部有粉末喷涂聚乙烯层为防腐层。

10、根据权利要求8或9所述的离子交换柱，其特征在于所述的下部结构即“碗”形结构周围设有可直接支承于地面的裙式支座，裙式支座以焊接方式与下筒体底部连接，所述的离子交换柱从再生处理方式而言为全外移阳阴混合离子交换柱。

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