CS255086B1

CS255086B1 - Distriburor for electrodialysis and method of its produ tion

Info

Publication number: CS255086B1
Application number: CS864972A
Authority: CS
Inventors: Lubos Novak; Petr Novak; Jan Nemecek
Original assignee: Lubos Novak; Petr Novak; Jan Nemecek
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS497286A1

Abstract

Řešení se týká rozdělovače pro elektrodialýzu, tvořeného rámem s turbulizátorem. Rám i sítka jsou vyrobeny z měkčeného polyvinylchloridu. V rámu jsou vytvořeny otvory s vtokovými distributory a průchozí otvory. Sítka je k rámu připevněna spojem, jehož tlouštka je stejná jako tlouštka rámu. Rozdělovač se vyrábí tak, že se z měkčené polyvlnylchloridové fólie vysekne rám, do něhož se vloží sítka, která je vyrobena křížením nastavených vláken na rotujících tryskách při teplotě 140 až 200 °C. Sítka se do rámu zafixuje, např. vysokofrekvenčním svařováním.The present invention relates to a distributor for electrodialysis formed by a frame with a turbulator. The frame and strainer are made of plasticized polyvinyl chloride. Holes with inlet distributors and through holes are provided in the frame. The strainers are attached to the frame by a joint the thickness of which is the same as the frame thickness. The distributor is produced by cutting a frame from the softened polyvinylchloride film into which a sieve is inserted which is made by crossing the set fibers on the rotating nozzles at a temperature of 140 to 200 ° C. The strainers are fixed to the frame, eg by high-frequency welding.

Description

Vynález se týká rozdělovače pro elektrodialýzu, tvořeného rámem s turbulizátorem.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrodialysis distributor formed by a turbulator frame.

Rozdělovač při elektrodialýze plní funkci mechanické opěry pro sousední iontovýměnné membrány a zároveň rozvádí kapalinu po celé ploše membrány, přičemž způsobuje turbulenci této kapaliny a tím snižuje elektrický odpor elektrodialyzéru. Dosud používané rozdělovače se připravují různými technikami, které však mají řadu nevýhod.The electrodialysis distributor acts as a mechanical support for adjacent ion-exchange membranes and at the same time distributes the liquid over the entire membrane surface, causing turbulence of the liquid and thereby reducing the electrical resistance of the electrodialyser. The distributors used hitherto are prepared by various techniques, but they have a number of disadvantages.

Vysekávané rámečky s volně vkládanými sítkami neumožňují skládání velkých svazků membrán a rozdělovačů a tím omezují výkon zařízení. Nedokonalé utěsnění sítky na bočních stranách rámčku způsobuje hydraulické zkraty a snížení účinnosti elektrodialyzéru. Ke stejnému důsledku vede možnost přeloženi sítky přes těsnicí rámeček, čímž může docházet k přetoku roztoků do sousedních komor anebo ke ztrátě těsnosti celého svazku membrán a rozdělovačů. Tyto problémy se ještě zvětšují při zvětšování efektivní plochy rozdělovače.Die-cut frames with loosely inserted sieves do not allow folding of large bundles of membranes and manifolds, thus limiting equipment performance. Imperfect sealing of the strainer on the sides of the frame causes hydraulic short circuits and reduces the efficiency of the electrodialyser. The same result is due to the possibility of folding the screen through the sealing frame, whereby the solutions can flow into the adjacent chambers or the leakage of the whole membrane bundle and manifolds can be lost. These problems are exacerbated by increasing the effective area of the distributor.

Rozdělovače skládané z několika výseků plastových fólií tvořících rámeček i sítku jsou výrobně velmi náročné a snižují účinnost elektrodialýzy tím, že sítka vytvořená z proužků fólie do značné míry stíní plochu membrán. Celoplastové rozdělovače, při jejichž výrobě se během jedné operace vytvoří vstřikovací technikou zároveň rámeček i sítka, neumožňují snížit tlouštku rozdělovače pod 3 mm. Tím roste elektrický odpor zařízení a zhoršuje se efektivnost elektrodialýzy. Zvětšování plochy rozdělovače klade extrémní požadavky na konstrukci vstřikovací formy a výkonnost vstřikolisů.Splitters consisting of several cuts of plastic foils forming both the frame and the screen are very difficult to manufacture and reduce the efficiency of the electrodialysis by the screen made of strips of foil largely shielding the membrane surface. All-plastic manifolds, which are produced by injection molding in the same frame and sieve, do not allow the thickness of the manifold to be reduced below 3 mm. This increases the electrical resistance of the device and deteriorates the efficiency of electrodialysis. Increasing the area of the manifold places extreme demands on the injection mold design and injection molding performance.

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje rozdělovač podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v rámu, který je vyroben z polyvinylchloridové fólie, je horními a dolními vlákny a křížením upevněna sítka z měkčeného polyvinylchloridu. V rámu jsou vytvořeny nejméně dva otvory s vtokovými distributory pro rozvod kapaliny a nejméně dva průchozí otvory. Sítka je k rámu připevněna spojem, jehož tlouštka je stejná jako tlouštka rámu.These drawbacks are largely eliminated by the divider according to the invention, which consists in that in a frame made of polyvinylchloride film, a screen of softened polyvinyl chloride is fastened by means of upper and lower fibers and cross-linked. There are at least two openings in the frame with fluid inlet distributors and at least two through holes. The strainers are attached to the frame by a joint whose thickness is the same as that of the frame.

Podstatou způsobu výroby rozdělovače je podle vynálezu to, že se z měkčené polyvinylchloridové fólie vysekne rám, do něhož se vloží sítka z měkčeného polyvinylchloridu. Sítka je vyrobena křížením natavenýoh vláken na rotujících tryskách při teplotě 140 až 200 °C. Sítka se pak do rámu zafixuje, například vysokofrekvenčním svařováním.According to the present invention, the process for producing a distributor is to cut a frame from the plasticized polyvinyl chloride film into which the plasticized polyvinyl chloride screens are inserted. The sieves are made by crossing fused filaments on rotating nozzles at a temperature of 140 to 200 ° C. The sieves are then fixed to the frame, for example by high-frequency welding.

Významnou předností rozdělovače podle vynálezu je elastičnost rámu, která umožňuje dokonalé utěsněni svazku membrán a rozdělovačů, a velmi dobré turbulizační vlastnosti sítky. Způsobem podle vynálezu je možno vyrábět sítku s proměnnou tlouštkou i hustotou ok a dostatečně pevným spojením jednotlivých vláken.An important advantage of the distributor according to the invention is the elasticity of the frame, which allows perfect sealing of the membrane bundle and the distributors, and very good turbulization properties of the screen. By the method according to the invention it is possible to produce a sieve with a variable thickness and density of meshes and a sufficiently strong bonding of individual fibers.

Použitím vysekávací techniky se zajistí přesné výseky rámů a sítěk a vysokofrekvenčním svařováním pomocí velkoplošné elektrody a dosahuje kvalitního sváru po celém vnitřním obvodu rámu. Způsobem podle vynálezu lze vyrábět rozdělovače s proměnnou tlouštkou, měnit těsnicí vlastnosti rámu a turbulizační vlastnosti sítky.The use of punching technology ensures accurate die-cutting of frames and meshes and high-frequency welding using a large-area electrode and achieves a quality weld along the inner circumference of the frame. By the method according to the invention it is possible to produce distributors with variable thickness, to change the sealing properties of the frame and the turbulization properties of the screen.

Na připojených výkresech je schematicky znázorněno příkladné provedení rozdělovače podle vynálezu. Na obr. 1 je celkový pohled na rozdělovač, obr. 2 představuje detail sítky a na obr. 3 je znázorněn detail uspořádání vtoku do rozdělovače.The accompanying drawings show schematically an exemplary embodiment of a distributor according to the invention. Fig. 1 is an overall view of the manifold, Fig. 2 is a detail of the screen, and Fig. 3 is a detail of the arrangement of the inlet to the manifold.

Rozdělovač pro elektrodialýzu je tvořen rámem 10, který je vyroben z polyvinylchloridové fólie a ve kterém jsou vytvořeny nejméně dva otvory 40 nekruhového průřezu s vtokovými distributory 50, tvořenými sítkou 20 připojenou k okrajům rámu 10. Otvory 40 slouží k rozvodu kapaliny. V rámu 10 jsou dále vytvořeny alespoň dva průchozí otvory 60 rovněž nekruhového průřezu a nejméně čtyři středící otvory 11, kterými prochází plastové svorníky a které umožňují přesné skládání početnějšího svazku membrán a rozdělovačů.The electrodialysis distributor comprises a frame 10 which is made of polyvinyl chloride film and in which at least two openings 40 of non-circular cross section are formed with inlet distributors 50 formed by a screen 20 attached to the edges of the frame 10. The openings 40 serve to distribute the liquid. Furthermore, at least two through holes 60 of non-circular cross-section and at least four centering holes 11 through which the plastic bolts pass and which allow a precise folding of a plurality of membranes and distributors are formed in the frame 10.

Sítka 20 je k rámu 10 upevněna horními vlákny 21, spodními vlákny 22 a křížením 23.The sieves 20 are fastened to the frame 10 by upper fibers 21, lower fibers 22 and a crossing 23.

Horní a spodní vlákna 21. 22 mají stejný kruhový průřez a jejich průměr a hustota křížení jsou variabilní a jsou dány požadavky na hydraulický odpor elektrodialyzéru, minimální stínání iontovýměnné membrány a tuhostí rozdělovače v souvislosti s manipulaci při skládání větších svazků membrán a rozdělovačů. Spoj 30, který připojuje sítku 20 k rámu 10, má stejnou výslednou tlouštku jako je tlouštka rámu 10.The top and bottom fibers 21, 22 have the same circular cross-section, and their cross-sectional diameter and density are variable and are subject to electrodialyser hydraulic resistance, minimum ion exchange membrane shielding, and distributor stiffness in handling larger stacks of membranes and distributors. The joint 30 that connects the screen 20 to the frame 10 has the same resulting thickness as the thickness of the frame 10.

Kapalina vstupuje a vystupuje z rozdělovače vtokovým otvorem 40 rozděluje se po ploše rozdělovače pomoci vtokového distributoru 50. Při průchodu kapaliny sitkou 20 dochází k promíchávání při obtékání horních a spodních vláken 21, 22 a působením stejnosměrného elektrického proudu k odstraňování rozpuštěných solí převodem aniontů a kationtů iontovýměnnými membránami do sousedních komor rozdělovačů.The liquid enters and exits the distributor through an inlet orifice 40 and is distributed over the distributor surface by the inlet distributor 50. As the liquid passes through the sieve 20, stirring occurs as the upper and lower fibers 21, 22 flow and DC to remove dissolved salts by ion and cation exchange. membranes to adjacent manifold chambers.

Roztok je do sousedních rozdělovačů přiváděn a odváděn průchozími otvory 60. Funkce otvorů 40 a 60 je v sousedních rozdělovačích proměněna, čímž je umožněn průběh odsolování a koncentrováni ve svazku elektrodialyzéru.The solution is fed to adjacent distributors and discharged through the through holes 60. The function of the holes 40 and 60 is varied in the adjacent distributors, thereby allowing desalination and concentration in the electrodialyser bundle.

Příklad provedeniExecution example

Z hydroizolační polyvinylchloridové fólie se vysekne rám 10 planžetovou raznicí, která byla vyrobena osazením planžet do laserem vypálených štěrbin daného tvaru do aglomerované desky. Do rámu 10 se vloží sítka 20 z měkčeného polyvinylchloridu, která se k rámu připojí například přivařením vysokofrekvenční technikou na dielektrické svářečce pomocí obvodové elektrody. Obvodový svár se uskuteční v jedné operaci, přičemž v místě sváru nesmí dojít ke změně tlouštky rámu .10., přebytečný materiál se vytlačí do volného prostoru sítky 20.A frame 10 is punched out of the waterproofing polyvinylchloride film by a foil punch, which was made by fitting the foils into laser-cut slits of a given shape into an agglomerated plate. A sieve 20 of plasticized polyvinyl chloride is inserted into the frame 10, which is connected to the frame by, for example, welding by high-frequency technology on a dielectric welder using a peripheral electrode. The perimeter weld is carried out in one operation, whereby the thickness of the frame 10 must not be changed at the weld location, the excess material being forced into the free space of the sieve 20.

sledným spojením beze změny tlouštky spoje 30. Turbulizátor - polynetová sítka 20, se vyrábí na polynetovém stroji z granulovaného měkčeného polyvinylchloridu, určeného pro výrobu izolačních kabelových obalů, křížením opačně rotujících trysek, do nichž vstupuje natavený granulát, který je tryskami vytlačován při teplotě 180 °C.Turbulizer - Polynet strainer 20, is manufactured on a polynet machine made of granulated plasticized polyvinyl chloride intended for the manufacture of insulating cable sheaths, by crossing the opposite rotating nozzles into which the melted granulate enters, which is extruded through the nozzles at 180 °. C.

Vznikající vlákna se kříží a spojují a následně dochlazují ve vodní lázni. Vzniklý nekonečný válcový pás se po délce rozřízne a stejnou technikou, jako u rámu 10, se z něho vysekne přesný rozměr sitky 20.The resulting fibers cross and join and then cool in a water bath. The resulting endless belt is cut lengthwise and the exact size of the sieve 20 is cut from it by the same technique as the frame 10.

Rozdělovače podle vynálezu lze využít při zpracováni kapalných odpadů obsahujících různé druhy rozpuštěných solí, vznikajících v různých průmyslových odvětvích, jako jsou například úpravnické technologie získávání kovů, průmysl zpracování a zušlechťování kovů, potravinářský a farmaceutický průmysl a různé druhy chemické výroby. Dále lze zpracovávat podzemní vody s různým,stupněm zasolení, jako jsou důlní vody, minerální zřídla a podobně.The distributors according to the invention can be used in the treatment of liquid wastes containing various kinds of dissolved salts originating in various industrial sectors, such as metal finishing technologies, metal processing and refining industries, food and pharmaceutical industries and various kinds of chemical production. Further, it is possible to treat groundwater with varying degrees of salinity, such as mine waters, mineral springs and the like.

Claims

An electrodialysis distributor comprising a turbulator frame, characterized in that, in a frame (10) made of polyvinyl chloride film, at least two apertures (40) are provided with inlet distributors (50) for liquid distribution and at least two through holes (60), the sieve (20) is fastened by the upper fibers (21), the lower fibers (22) and the intersection (23) by a joint (30) whose final thickness is the same as that of the frame (10).

2. A method according to claim 1, characterized in that a frame (10) is cut from the plasticized polyvinyl chloride sheet into which a plasticized polyvinyl chloride screen (20) produced by cross-linking the melted fibers on rotating nozzles at a temperature of 140-200 ° C is inserted. which is then fixed to the frame, for example by high-frequency welding.