彈性滿室固定床逆流再生離子交換器的制造方法
【專利摘要】一種彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，在交換器罐體的兩端分別設有運行進水管和運行出水管，罐體中部設有離子交換樹脂層，靠近運行進水管一端的罐體內設置為體積補償層，靠近運行出水管一端的罐體內設置為配水室，在配水室與離子交換樹脂層之間設有配水分隔孔板，所述的體積補償層包括密排在罐體內的若干體積補償器，在體積補償器之間的縫隙中設有充填料，在離子交換器運行或再生過程中，借助于體積補償器的作用，使得離子交換器罐體內部空間始終保持“充滿”狀態(tài)，保持樹脂球內外穩(wěn)定的離子濃度梯度，使樹脂球內外的離子充分地順利地得到交換。能保證最佳的再生和運行流速，從而保證樹脂再生和運行效果最好，制水量最大，出水水質最佳。
【專利說明】彈性滿室固定床逆流再生離子交換器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水處理裝置，特別是一種彈性滿室固定床逆流再生離子交換器。

【背景技術】
[0002]在水處理離子交換除鹽工藝領域，人們一直在追求一種最理想的陰/陽離子交換器，即逆流再生、最理想的再生運行流速、運行和再生期間樹脂床層始終處于固定不動的陰/陽離子交換器。陰/陽離子交換器最初為順流再生固定床，這種離子交換器再生相當困難，再生時間也相當地長，出水水質也相當差。后來發(fā)現逆流再生效果遠遠好于順流再生，因此，人們先后研制出了氣/水頂壓的逆流再生固定床，浮動床、逆流低流速再生固定床等床型的離子交換器。由于采用了逆流再生工藝，這些床型都存在一些從根本上解決不了的問題。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出了一種運行和再生期間樹脂床層始終固定不動的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器。
[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的，一種彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特點是:設有交換器罐體，在交換器罐體的兩端分別設有運行進水管和運行出水管，在運行進水管和運行出水管之間的罐體中部設有離子交換樹脂層，離子交換樹脂層靠近運行進水管一端的罐體內設置為體積補償層，離子交換樹脂層靠近運行出水管一端的罐體內設置為配水室，在配水室與離子交換樹脂層之間設有配水分隔孔板，
所述的體積補償層包括密排在罐體內的若干體積補償器，在體積補償器之間的縫隙中設有充填料，
所述體積補償器設有與離子交換樹脂層垂直設置的缸體，與離子交換樹脂層相對的缸體端部內設有補償活塞，缸體內設有沿缸體軸向伸縮的彈簧，補償活塞與彈簧相接。
[0005]本發(fā)明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，補償活塞設置在體積補償器的缸體下端部內，在缸體上端設有上蓋。
[0006]本發(fā)明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，在上蓋上設有進/排水管。
[0007]本發(fā)明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，缸體上蓋上開有孔，孔上裝有配水帽。
[0008]本發(fā)明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，在缸體上部分的缸體壁上開有若干配水孔，在缸體外包覆有蓋住上述配水孔的配水網。
[0009]本發(fā)明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，補償活塞上開有若干孔，孔上裝有配水帽。
[0010]本發(fā)明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，補償活塞上開有若干孔，在補償活塞的下表面覆蓋有一層下配水網。
[0011]本發(fā)明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，在缸體的上下兩端部內均設有補償活塞，補償活塞上開有若干孔，孔上裝有配水帽。
[0012]本發(fā)明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，在離子交換樹脂層的中部設有中間體積補償器，中間體積補償器不帶有配水裝置。
[0013]本發(fā)明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，所述的配水分隔孔板的配水孔上均裝有配水帽。
[0014]本發(fā)明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，所述充填料為惰性樹脂、離子交換樹脂或石英砂。
[0015]本發(fā)明與現有技術相比，在離子交換器運行或再生過程中，離子交換樹脂層的體積發(fā)生膨脹或收縮，其膨脹或收縮的體積變化由體積補償器抵消。這樣借助于體積補償器的作用，在離子交換器運行和再生過程中，始終保持離子交換樹脂層處于合適的壓實狀態(tài)，樹脂層既不因為其體積的縮小而產生松動或浮動，也不會因為其體積的膨脹受到過大的壓力而造成樹脂破碎或設備損壞，在運行或再生過程中始終保持樹脂球處于紋絲不動的狀態(tài)。使得離子交換器罐體內部空間始終保持“充滿”狀態(tài)，只有在樹脂球處于紋絲不動的狀態(tài)下，才能保持樹脂球內外穩(wěn)定的離子濃度梯度，保證充分的離子交換動力，使樹脂球內外的離子充分地順利地得到交換。也只有樹脂層保持不動的狀態(tài)下，也才能保證最佳的再生和運行流速，從而保證樹脂再生和運行效果最好，制水量最大，出水水質最佳。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結構簡圖；
圖2為缸體外包覆配水網的體積補償器；
圖3為配水帽設在活塞上的體積補償器；
圖4為配水帽設在上蓋上的體積補償器；
圖5為配水網設在活塞上的體積補償器；
圖6為雙活塞體積補償器；
圖7為上蓋及下活塞均帶配水帽的體積補償器；
圖8為設有中間體積補償器的罐體結構圖；
圖9為體積補償器設在罐體下部的結構圖。

【具體實施方式】
[0017]一種彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，設有交換器罐體6，在交換器罐體的兩端分別設有運行進水管5和運行出水管7，在運行進水管和運行出水管之間的罐體中部設有離子交換樹脂層2，離子交換樹脂層2靠近運行進水管一端的罐體內設置為體積補償層，離子交換樹脂層靠近運行出水管一端的罐體內設置為配水室，在配水室與離子交換樹脂層之間設有配水分隔孔板1，所述的體積補償層包括密排在罐體內的若干體積補償器3，在體積補償器之間的縫隙中設有充填料4，所述體積補償器3設有與離子交換樹脂層垂直設置的缸體12，與離子交換樹脂層相對的缸體端部內設有補償活塞8，缸體12內設有沿缸體軸向伸縮的彈簧9，補償活塞與彈簧相接。所述的配水分隔孔板的配水孔上均裝有配水帽。所述充填料為惰性樹脂、離子交換樹脂或石英砂。
[0018]在離子交換樹脂層的中部設有中間體積補償器，中間體積補償器不帶有配水裝置。
[0019]補償活塞8設置在體積補償器的缸體下端部內，在缸體上端設有上蓋10。在上蓋上設有進/排水管11。
[0020]補償活塞設置在體積補償器的缸體下端部內，在缸體上端設有上蓋。缸體上蓋上開有孔，孔上裝有配水帽。
[0021]在缸體上部分的缸體壁上開有若干配水孔13，在缸體外包覆有蓋住上述配水孔的配水網14。
[0022]補償活塞上開有若干孔，孔上裝有配水帽，也可以在補償活塞的下表面覆蓋有一層下配水網15。
[0023]在缸體的上下兩端部內均設有補償活塞，補償活塞上開有若干孔，孔上裝有配水帽。
[0024]如圖所示，本設計的陰/陽離子交換器由罐體、體積補償層、離子交換樹脂層、進水和出水配水裝置等構成。
[0025]1、罐體6包括運行進水管5 (兼再生排水管)、運行出水管7 (兼再生進水管)、窺視鏡、人孔和樹脂裝卸管(圖中未示出)等。
[0026]2、體積補償層由一個或數個或數十個體積補償器3、配水裝置(注意:配水裝置既可設置在體積補償器上，也可以不設置在體積補償器上，如圖8所示的中間孔板上的體積補償器就不設置配水裝置)、充填料4為惰性樹脂、離子交換樹脂、石英砂或塑料顆粒，填充在各體積補償器之間縫隙中。。
[0027]體積補償層一般設置在罐體頂部，根據不同需要，也可以設置在罐體中部(如圖8所示)或底部(如圖9所示)。
[0028]體積補償器由缸體、活塞、彈簧、活塞限位裝置、配水網或配水帽等構成。
[0029]體積補償器的缸體壁由不銹鋼或其它材料的圓管或六角形管、正方形管或其它形狀的管制成。缸體上蓋由圓形或與缸體壁形狀對應形狀的不銹鋼或其它材料板制成，并焊接在缸體上端，進水(兼排水)管焊接在上蓋中心。
[0030]缸體壁的上部分鉆孔，孔外覆蓋尼龍網等形成配水(兼排水)裝置，構成如圖2所示的體積補償器；尼龍網也可以設置在活塞上，構成圖5所示的體積補償器。
[0031]體積補償器可以不用尼龍網式配水(兼排水)裝置，可以用配水帽形式的配水(兼排水)裝置。配水帽既可以安裝在活塞上，構成如圖3所示的體積補償器；配水帽也可以安裝在缸體上蓋上構成如圖4所示的體積補償器或缸壁上(圖中未示出)。體積補償器也可以不設置配水裝置，如圖8所示中間孔板上的體積補償器就不帶有配水或排水裝置。
[0032]體積補償器也可以設計成兩個活塞，如圖6所示的體積補償器，兩個活塞之間為壓縮彈簧，簡稱雙活塞體積補償器。
[0033]體積補償器缸體壁的端部設有活塞限位裝置，用以防止活塞從缸體內脫出。活塞與缸體壁之間設有密封裝置，用以防止樹脂或惰性樹脂進入缸體內并隨排水流失。
[0034]在體積補償器缸體上蓋與活塞之間安裝壓縮彈簧，彈簧外表面上作耐酸堿等防腐層。
[0035]體積補償層設計在上部時，離子交換器的下部結構，既可以是如圖1所示的帶有配水帽的孔板形式，也可以為常見離子交換器的石英砂墊層形式，還可以為母支管(支管帶配水帽或支管外覆蓋尼龍網)形式等。
[0036]本設計的離子交換器既可以為如圖1所示的單室離子交換器，也可以為如圖8所示的雙室離子交換器。
[0037]3、在安裝完體積補償器和惰性樹脂后，將罐體內剩余的空間充滿離子交換樹脂，形成離子交換樹脂層，并保持樹脂層內合適的密實程度，使離子交換樹脂球處于紋絲不動狀態(tài)。
[0038]4、體積補償器也可設計成一端具有帶配水帽的活塞，另一端設計成與缸體連接的帶有配水帽的端蓋，設置在交換器上部或下部或中部。
[0039]下面以圖1的結構形式，舉例說明體積補償器的工作原理。
[0040]運行時,運行進水依次通過運行進水管、支管、環(huán)形管、體積補償器進/排水管進入體積補償器，然后，從活塞上的配水帽流出體積補償器，之后進入離子交換樹脂床層進行離子交換，最后通過帶有配水帽的下孔板、運行出水管流出。
[0041]再生時的水流方向與運行時的水流方向相反。再生劑(酸或堿等再生劑)從再生液進水管進入，通過帶有配水帽的下孔板進入離子交換樹脂層，對離子交換樹脂進行再生。與離子交換樹脂進行充分地離子交換后的再生廢水，通過體積補償器、上部再生廢水管排出。
[0042]在離子交換器運行或再生過程中，離子交換樹脂層的體積發(fā)生膨脹或收縮，其膨脹或收縮的體積變化由體積補償器抵消。在離子交換樹脂層體積發(fā)生膨脹時，樹脂層推壓體積補償器活塞向上移動，活塞壓縮彈簧，使彈簧收縮，樹脂或惰性樹脂進入缸體內，吸收(即補償)樹脂層的體積膨脹量；在離子交換樹脂層體積發(fā)生收縮時，樹脂層對體積補償器的活塞壓力減小，彈簧伸長推壓活塞向下移動，將進入缸體內的樹脂或惰性樹脂排出，抵消(即補償)樹脂層體積的縮小量。這樣借助于體積補償器的作用，在離子交換器運行和再生過程中，始終保持離子交換樹脂層處于合適的壓實狀態(tài)，樹脂層既不因為其體積的縮小而產生松動或浮動，也不會因為其體積的膨脹受到過大的壓力而造成樹脂破碎或設備損壞，在運行或再生過程中始終保持樹脂球處于紋絲不動的狀態(tài)。
[0043]在離子交換器再生時，再生水流給離子交換樹脂床層一個上升的浮力，使離子交換樹脂床層趨于向上浮起。但由于體積補償器對樹脂床層向下的壓力抵消了樹脂床層向上的浮力，使得離子交換樹脂床層不能浮起，仍然處于固定不動狀態(tài)。
[0044]只有在樹脂球處于紋絲不動的狀態(tài)下，才能保持樹脂球內外穩(wěn)定的離子濃度梯度，保證充分的離子交換動力，使樹脂球內外的離子充分地順利地得到交換。也只有樹脂層保持不動的狀態(tài)下，也才能保證最佳的再生和運行流速，從而保證樹脂再生和運行效果最好，制水量最大，出水水質最佳。
[0045]由于體積補償器的作用，體積補償層有了 “彈性”，因此，本設計的離子交換器被稱為彈性離子交換器；由于體積補償器的壓力作用，使得離子交換樹脂床層始終處于固定狀態(tài)，因此，本設計的離子交換器被稱為固定床離子交換器；由于體積補償器的作用，使得離子交換器罐體內部空間始終保持“充滿”狀態(tài)，因此，本設計的離子交換器被稱為滿室離子交換器；由于本設計的離子交換器實現了逆流再生，因此，本設計的離子交換器又被稱為逆流再生離子交換器。集中上述這些優(yōu)點，本設計的離子交換器稱為彈性滿室固定床逆流再生離子交換器。
[0046]本設計的離子交換器全部滿足了多年來水處理除鹽工藝一直追求的各個理想要求，是一種最理想的離子交換器。
【權利要求】
1.一種彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于: 設有交換器罐體，在交換器罐體的兩端分別設有運行進水管和運行出水管，在運行進水管和運行出水管之間的罐體中部設有離子交換樹脂層，離子交換樹脂層靠近運行進水管一端的罐體內設置為體積補償層，離子交換樹脂層靠近運行出水管一端的罐體內設置為配水室，在配水室與離子交換樹脂層之間設有配水分隔孔板， 所述的體積補償層包括密排在罐體內的若干體積補償器，在體積補償器之間的縫隙中設有充填料， 所述體積補償器設有與離子交換樹脂層垂直設置的缸體，與離子交換樹脂層相對的缸體端部內設有補償活塞，缸體內設有沿缸體軸向伸縮的彈簧，補償活塞與彈簧相接。
2.根據權利要求1所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:補償活塞設置在體積補償器的缸體下端部內，在缸體上端設有上蓋。
3.根據權利要求2所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:在上蓋上設有進/排水管。
4.根據權利要求2或3所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:缸體上蓋上開有孔,孔上裝有配水帽。
5.根據權利要求2或3所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，在缸體上部分的缸體壁上開有若干配水孔，在缸體外包覆有蓋住上述配水孔的配水網。
6.根據權利要求1、2或3所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:補償活塞上開有若干孔，孔上裝有配水帽或在補償活塞的下表面覆蓋有一層下配水網。
7.根據權利要求1所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:在缸體的上下兩端部內均設有補償活塞，補償活塞上開有若干孔，孔上裝有配水帽。
8.根據權利要求1所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:在離子交換樹脂層的中部設有中間體積補償器。
9.根據權利要求1所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:所述的配水分隔孔板的配水孔上均裝有配水帽。
10.根據權利要求1所述的彈性滿室固定床逆流再生離子交換器，其特征在于:所述充填料為惰性樹脂、離子交換樹脂或石英砂。
【文檔編號】C02F1/42GK104310531SQ201410700231
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權日:2014年11月28日
【發(fā)明者】何新華 申請人:何新華