一種卷式電除鹽器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水處理裝置，尤其涉及一種卷式電除鹽器。它包括作為電極一極的中心管和與其同心的外殼，淡水室內(nèi)填充有離子交換樹脂，其相鄰的一對陰陽離子交換膜形成一個膜袋，自靠近中心管周向且位于膜袋兩側(cè)設(shè)置有對向的或且位于膜袋一側(cè)設(shè)置有同向的開口，其中一個開口作為水流進口，另一個開口為水流出口；中心管一端開口且為另一水流進口，中心管另一端封閉；中心管四周均勻布置有水流分布槽；外殼一側(cè)設(shè)置有另一水流出口。本發(fā)明裝置的濃淡水流程完全相同、電流密度分布均勻、膜兩側(cè)壓差容易調(diào)控、原水中強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)可以得到充分脫除。
【專利說明】-種卷式電除鹽器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水處理裝置，尤其涉及一種卷式電除鹽器。

【背景技術(shù)】
[0002] 電除鹽是一種電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)相融合的先進技術(shù)，系統(tǒng)能夠通過電磁 場通過陰、陽離子交換膜對陰、陽離子的選擇性透過作用與離子交換樹脂對離子的交換作 用，在直流電場的作用下實現(xiàn)離子的定向遷移，從而完成水的深度除鹽，系統(tǒng)能夠完成樹脂 連續(xù)不斷的自動再生，無需停機使用酸堿再生樹脂，從而能連續(xù)制取高品質(zhì)純水。卷式電除 鹽器是把傳統(tǒng)的電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)有機地結(jié)合起來，是一種無需使用酸堿、利用 直流電源從原水中連續(xù)去除離子，連續(xù)制取高品質(zhì)純水的過程。
[0003] CN100518905C(2009-7-29)公開了一種折返式電除鹽器，括作為電極一極的中心 管和與其同心外殼，外殼上設(shè)有電極的另一極，在中心管和外殼間設(shè)置有交替布置的陰陽 離子交換膜，以中心管為中心，將上述若干層的陰陽離子交換膜和濃淡水通道內(nèi)的網(wǎng)隔板， 淡水通道內(nèi)的陰陽離子交換樹脂制成圓柱體，所述的淡水通道分為內(nèi)、外兩個流水通道單 J Li 〇
[0004] 然而該裝置電流密度(徑向）分布不均勻，造成淡水流道內(nèi)水流所處電場不同，離 子脫除的效率不均勻，通常需要采用過電流的方式以保證脫鹽效果，電效率較低，功耗大； 濃淡水流向呈交錯狀態(tài)，且濃淡水流程相差較大(對于一般的圓柱形卷式電除鹽結(jié)構(gòu)，螺旋 走向的流程遠大于軸向流程)，造成濃淡水兩側(cè)壓力差很難調(diào)控，影響電除鹽過程效率；并 且該結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對制作加工的要求和難度較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種濃淡水流程完全相同、電流密度分布均勻、膜兩側(cè)壓差 容易調(diào)控、原水中強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)可以得到充分脫除的卷式電除鹽器。
[0006] 本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的： 一種卷式電除鹽器，包括作為電極一極的中心管和與其同心的外殼，外殼上設(shè)有電極 的另一極，在中心管和外殼間設(shè)置有交替布置的、沿所述中心管制成圓柱體的陰陽離子交 換膜，所述陰陽離子交換膜將中心管與外殼間的空間分為濃水室和淡水室，所述淡水室內(nèi) 填充有離子交換樹脂，其相鄰的一對陰陽離子交換膜形成一個膜袋，自靠近所述中心管周 向且位于所述膜袋兩側(cè)設(shè)置有對向的或且位于所述膜袋一側(cè)設(shè)置有同向的開口，其中一個 開口作為水流進口，另一個開口為水流出口；所述中心管一端開口且為另一水流進口，所述 中心管另一端封閉；所述中心管四周均勻布置有水流分布槽；所述外殼一側(cè)設(shè)置有另一水 流出口。
[0007] 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)使淡水室內(nèi)各水流所處電流密度均勻，原水中強電解質(zhì)與弱電解質(zhì) 均可以得到充分脫除；膜袋中濃淡水流程完全相同，膜兩側(cè)壓差容易調(diào)控，避免了現(xiàn)有技術(shù) 由膜兩側(cè)壓差而導(dǎo)致的鼓脹、泄漏、結(jié)垢等缺陷或故障；在不需增大卷式組件直徑的前提下 卷式組件直徑越大，密封要求越高，越容易發(fā)生泄漏故障，可以通過提高膜袋高度，即增加 膜袋過流面積的方式，輕易地實現(xiàn)電除鹽組件產(chǎn)水水量。若膜袋內(nèi)為淡水室，則膜袋外為濃 水室；若膜袋內(nèi)為濃水室，則膜袋外為淡水室。作為優(yōu)選，所述水流進口兩側(cè)分別設(shè)置有水 流布水網(wǎng)格，所述水流布水網(wǎng)格與所述膜袋兩側(cè)邊緣分別構(gòu)成布水通道。
[0008] 所述水流可以為濃水或淡水，在布水網(wǎng)格的分配下，水流分布更均勻進入膜袋自 內(nèi)而外呈螺旋流動，若膜袋內(nèi)為淡水室，則膜袋外為濃水室；若膜袋內(nèi)為濃水室，則膜袋外 為淡水室。
[0009] 作為優(yōu)選，所述膜袋外為濃水室，所述膜袋內(nèi)為淡水室；自靠近所述中心管周向且 位于所述膜袋兩側(cè)設(shè)置有對向的或且位于所述膜袋一側(cè)設(shè)置有同向的開口，其中一個開口 作為淡水進口，另一個開口為淡水出口；所述中心管一端開口且為濃水進口，所述中心管另 一端封閉；所述中心管四周均勻布置有濃水分布槽9 ;所述外殼一側(cè)設(shè)置有濃水出口，濃水 自中心管一側(cè)隨所述膜袋形成的卷式流道流至所述濃水出口。
[0010] 本發(fā)明淡水自靠近中心管一側(cè)呈圓周分布的進水口進入組件(膜袋)，沿膜袋自內(nèi) 而外呈螺旋流動，所處電流密度均勻地由強而弱；濃水自中心管進入（中心管另一端封閉)， 沿膜袋自內(nèi)而外呈螺旋流動。中心管周向且位于所述膜袋兩側(cè)設(shè)置有對向的或位于所述膜 袋一側(cè)設(shè)置有同向的開口，其中一個開口為淡水進口，另一個開口為淡水出口，濃淡水水流 方向可以是順流，也可以是逆流。對于逆流的優(yōu)選實施方式，由于離子在電場下脫除的次序 不同，可以減少結(jié)垢離子Ca 2+、Mg2+，C0廣相遇而產(chǎn)生結(jié)垢的機會。
[0011] 作為優(yōu)選，所述淡水進口兩側(cè)分別設(shè)置有淡水布水網(wǎng)格，所述淡水布水網(wǎng)格與所 述膜袋兩側(cè)邊緣分別構(gòu)成布水通道。
[0012] 在布水網(wǎng)格的分配下，淡水分布更均勻進入膜袋自內(nèi)而外呈螺旋流動，膜袋內(nèi)為 淡水室，膜袋外為濃水室，淡水室內(nèi)各水流所處電流密度均勻，隨著水流自中心管一側(cè)向外 側(cè)螺旋流動，所處電流密度均勻地由強而弱，原水中強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)均可以得到充分 脫除；膜袋中濃淡水流程完全相同，膜兩側(cè)壓差容易調(diào)控。
[0013] 作為優(yōu)選，所述陰陽離子交換膜交替排列構(gòu)成卷式膜芯，所述卷式膜芯端面蓋有 濾板，所述濾板上設(shè)置有布水孔，所述濾板包括進水端濾板和出水端濾板。
[0014] 本發(fā)明濾板可采用一體式結(jié)構(gòu)形成，方便安裝和拆卸，在濾板上設(shè)置有布水孔，使 淡水分布更均勻，膜兩側(cè)壓差容易調(diào)控。
[0015] 作為優(yōu)選，所述外殼的兩端密封連接有外端蓋和增強內(nèi)端蓋；所述外殼上部或下 部且位于外端蓋上設(shè)置有用于淡水流入或流出的淡水接口以及用于濃水流入或流出的濃 水接口；所述增強內(nèi)端蓋與所述濾板之間設(shè)置有淡水腔；淡水從外殼下部靠近中心管一側(cè) 自淡水接口依次流入所述淡水腔、所述進水端濾板和所述淡水進口，并螺旋至外殼側(cè)，再依 次從所述淡水出口、所述出水端濾板、所述淡水腔和所述外殼上部的淡水接口流出。
[0016] 采用雙層端蓋結(jié)構(gòu)，使整體壓差更容易調(diào)控，并且在內(nèi)端蓋與所述濾板之間設(shè)置 淡水腔，能便于淡水分布，使膜兩側(cè)壓差容易調(diào)控。
[0017] 作為優(yōu)選，所述外殼由上端圈、筒身和下端圈組成，所述上端圈和/或下端圈的內(nèi) 側(cè)分別設(shè)置有等間距分布的用于與外端蓋和增強內(nèi)端蓋配合緊固的定位塊。
[0018] 采用定位塊使外殼和整體組件受壓均勻，抗壓能力強，密封可靠，避免組件泄露。
[0019] 作為優(yōu)選，所述布水孔有8個。
[0020] 采用合適數(shù)量的布水孔能使淡水分布更均勻合理，控制組件整體運行的效率和成 本。
[0021] 作為優(yōu)選，所述外殼為一體成型的玻璃鋼外殼或分段成型的UPVC外殼。更優(yōu)選， 所述中心管為表面復(fù)合有電極薄板且通過電極柱固定的工程塑料管。
[0022] 作為優(yōu)選，所述淡水室的軸向方向上設(shè)有密封條，其上設(shè)有填充孔，填充孔上連接 有密封塞。
[0023] 作為優(yōu)選，所述的膜袋為直通的，淡水室和濃水室數(shù)量為2-10對；所述濃水室內(nèi) 填充有離子交換樹脂。
[0024] 綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果： 1、 淡水室內(nèi)各水流所處電流密度均勻，原水中強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)均可以得到充分脫 除； 2、 膜袋中濃淡水流程完全相同，膜兩側(cè)壓差容易調(diào)控，避免了現(xiàn)有技術(shù)由膜兩側(cè)壓差 而導(dǎo)致的鼓脹、泄漏、結(jié)垢等缺陷或故障； 3、 在不需增大卷式組件直徑的前提下(卷式組件直徑越大，密封要求越高，越容易發(fā)生 泄漏故障)，可以通過提高膜袋高度，即增加膜袋過流面積的方式，輕易地實現(xiàn)電除鹽組件 產(chǎn)水水量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明卷式電除鹽器進水端示意圖； 圖2是本發(fā)明卷式電除鹽器出水端示意圖； 圖3是本發(fā)明其中一種結(jié)構(gòu)的膜袋展開狀態(tài)示意圖； 圖4是本發(fā)明卷式電除鹽器外殼示意圖； 圖5是本發(fā)明其中一種結(jié)構(gòu)的進水端濾板示意圖； 圖6是本發(fā)明其中一種結(jié)構(gòu)的出水端濾板示意圖； 圖7是本發(fā)明卷式電除鹽器結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0026] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0027] 如圖1-圖7所示，卷式電除鹽器包括作為電極一極的中心管1和與其同心的外殼 2,外殼2上設(shè)有電極的另一極，在中心管1和外殼2間設(shè)置有交替布置的、沿中心管1制成 圓柱體的陰陽離子交換膜，陰陽離子交換膜將中心管1與外殼2間的空間分為濃水室和淡 水室，淡水室內(nèi)填充有離子交換樹脂，相鄰的一對陰陽離子交換膜形成一個膜袋，自靠近中 心管1周向且位于膜袋兩側(cè)設(shè)置有對向的或且位于膜袋一側(cè)設(shè)置有同向的開口，其中一個 開口作為水流進口 4,另一個開口為水流出口 6 ;中心管1 一端開口且為另一水流進口 3,中 心管1另一端封閉；中心管1四周均勻布置有水流分布槽9 ;外殼一側(cè)設(shè)置有另一水流出口 5。水流進口 4兩側(cè)分別設(shè)置有布水網(wǎng)格8,布水網(wǎng)格8與膜袋兩側(cè)邊緣分別構(gòu)成布水通道 10。若膜袋內(nèi)為淡水室，則膜袋外為濃水室；若膜袋內(nèi)為濃水室，則膜袋外為淡水室。
[0028] 優(yōu)選的一種方式是膜袋外為濃水室，膜袋內(nèi)為淡水室；自靠近中心管1周向且位 于膜袋兩側(cè)設(shè)置有對向的或且位于膜袋一側(cè)設(shè)置有同向的開口，其中一個開口作為淡水進 口 4,另一個開口為淡水出口 6 ;中心管1 一端開口且為濃水進口 3,中心管1另一端封閉； 中心管1四周均勻布置有濃水分布槽9 ;外殼一側(cè)設(shè)置有濃水出口 5,濃水自中心管一側(cè)隨 膜袋形成的卷式流道流至濃水出口 5。淡水進口 4兩側(cè)分別設(shè)置有淡水布水網(wǎng)格8,淡水布 水網(wǎng)格8與膜袋兩側(cè)邊緣分別構(gòu)成布水通道10。
[0029] 淡水自靠近中心管1 一側(cè)呈圓周分布的進水口進入組件(膜袋)，在布水網(wǎng)格8的 分配下，從布水通道10沿膜袋自內(nèi)而外呈螺旋流動；濃水自中心管進入（中心管另一端封 閉），沿膜袋自內(nèi)而外呈螺旋流動。濃淡水水流方向可以是順流，也可以是逆流。對于逆流 的優(yōu)選實施方式，由于離子在電場下脫除的次序不同，可以減少結(jié)垢離子Ca 2+、Mg2+，C0廣相 遇而產(chǎn)生結(jié)垢的機會。膜袋中濃淡水流程完全相同，膜兩側(cè)壓差容易調(diào)控，避免了現(xiàn)有技術(shù) 由膜兩側(cè)壓差而導(dǎo)致的鼓脹、泄漏、結(jié)垢等缺陷或故障。
[0030] 膜袋可以為直通的，從整體除鹽效率考慮，淡水室和濃水室數(shù)量設(shè)置2-10對；濃 水室內(nèi)填充有離子交換樹脂。
[0031] 淡水室內(nèi)各水流所處電流密度均勻，隨著水流自中心管一側(cè)向外側(cè)螺旋流動，所 處電流密度均勻地由強而弱，原水中強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)均可以得到充分脫除；在不需增 大卷式組件直徑的前提下(卷式組件直徑越大，密封要求越高，越容易發(fā)生泄漏故障)，可以 通過提高膜袋高度，即增加膜袋過流面積的方式，輕易地實現(xiàn)電除鹽組件產(chǎn)水水量。在濃水 室內(nèi)填充離子交換樹脂，還可以進一步增加濃水的流動速率，提高電除鹽效率。
[0032] 陰陽離子交換膜交替排列構(gòu)成卷式膜芯。為方便安裝和拆卸，在濾板上設(shè)置有布 水孔，使淡水分布更均勻，卷式膜芯端面且鄰近淡水腔13位置蓋有濾板7,濾板可采用一體 式結(jié)構(gòu)形成，濾板7上設(shè)置有布水孔71，濾板7包括進水端濾板和出水端濾板。優(yōu)選的布水 孔71為8個，均勻布置。
[0033] 為了更合理地調(diào)節(jié)組件的壓差，外殼的兩端密封連接有外端蓋24和增強內(nèi)端蓋 25 ;外殼2上部或下部且位于外端蓋24上設(shè)置有用于淡水流入或流出的淡水接口 11以及 用于濃水流入或流出的濃水接口 12 ;增強內(nèi)端蓋25與濾板7之間設(shè)置有淡水腔13 ;淡水從 外殼下部靠近中心管一側(cè)自淡水接口 11依次流入淡水腔13、進水端濾板7和淡水進口 4, 并螺旋至外殼側(cè)，再依次從淡水出口 6、出水端濾板7、淡水腔13和外殼上部的淡水接口 11 流出。外殼2由上端圈21、筒身22和下端圈23組成，上端圈21和/或下端圈23的內(nèi)側(cè)分 別設(shè)置有等間距分布的用于與外端蓋24和增強內(nèi)端蓋25配合緊固的定位塊。
[0034] 從結(jié)構(gòu)強度考慮，外殼2可以為一體成型的玻璃鋼外殼或分段成型的UPVC外殼， 中心管1為表面復(fù)合有薄板且通過電極柱固定的工程塑料管。從密封性角度考慮，可在淡 水室的軸向方向上設(shè)有密封條，其上設(shè)有填充孔，填充孔上連接有密封塞。
[0035] 本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人 員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。
【權(quán)利要求】
1. 一種卷式電除鹽器，包括作為電極一極的中心管（1)和與其同心的外殼（2)，外殼 (2)上設(shè)有電極的另一極，在中心管（1)和外殼（2)間設(shè)置有交替布置的、沿所述中心管（1) 制成圓柱體的陰陽離子交換膜，所述陰陽離子交換膜將中心管（1)與外殼（2)間的空間分 為濃水室和淡水室，所述淡水室內(nèi)填充有離子交換樹脂，其特征在于：相鄰的一對陰陽離子 交換膜形成一個膜袋，自靠近所述中心管（1)周向且位于所述膜袋兩側(cè)設(shè)置有對向的或且 位于所述膜袋一側(cè)設(shè)置有同向的開口，其中一個開口作為水流進口（4)，另一個開口為水流 出口（6);所述中心管（1) 一端開口且為另一水流進口（3)，所述中心管（1)另一端封閉；所 述中心管（1)四周均勻布置有水流分布槽（9);所述外殼一側(cè)設(shè)置有另一水流出口（5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷式電除鹽器，其特征在于：所述水流進口（4)兩側(cè)分別 設(shè)置有布水網(wǎng)格（8 )，所述布水網(wǎng)格（8 )與所述膜袋兩側(cè)邊緣分別構(gòu)成布水通道（10 )。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷式電除鹽器，其特征在于：所述膜袋外為濃水室，所述 膜袋內(nèi)為淡水室；自靠近所述中心管（1)周向且位于所述膜袋兩側(cè)設(shè)置有對向的或且位于 所述膜袋一側(cè)設(shè)置有同向的開口，其中一個開口作為淡水進口（ 4 )，另一個開口為淡水出口 (6);所述中心管（1) 一端開口且為濃水進口（3)，所述中心管（1)另一端封閉；所述中心管 (1)四周均勻布置有濃水分布槽（9);所述外殼一側(cè)設(shè)置有濃水出口（5)，濃水自中心管一側(cè) 隨所述膜袋形成的卷式流道流至所述濃水出口（5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種卷式電除鹽器，其特征在于：所述淡水進口（4)兩側(cè)分別 設(shè)置有淡水布水網(wǎng)格（8)，所述淡水布水網(wǎng)格（8)與所述膜袋兩側(cè)邊緣分別構(gòu)成布水通道 (10)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種卷式電除鹽器，其特征在于：所述陰陽離子交換膜交替 排列構(gòu)成卷式膜芯，所述卷式膜芯端面蓋有濾板（7)，所述濾板（7)上設(shè)置有布水孔（71)， 所述濾板（7)包括進水端濾板和出水端濾板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種卷式電除鹽器，其特征在于：所述外殼的兩端密封連接 有外端蓋（24)和增強內(nèi)端蓋（25);所述外殼上部或下部且位于外端蓋（24)上設(shè)置有用于 淡水流入或流出的淡水接口（ 11)以及用于濃水流入或流出的濃水接口（ 12);所述增強內(nèi)端 蓋（25)與所述濾板（7)之間設(shè)置有淡水腔（13);淡水從外殼下部靠近中心管一側(cè)自淡水接 口（11)依次流入所述淡水腔（13)、所述進水端濾板（7)和所述淡水進口（4)，并螺旋至外殼 偵牝再依次從所述淡水出口（6)、所述出水端濾板（7)、所述淡水腔（13)和所述外殼上部的 淡水接口（11)流出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種卷式電除鹽器，其特征在于：所述外殼（2)由上端圈 (21)、筒身（22)和下端圈（23)組成，所述上端圈（21)和/或下端圈（23)的內(nèi)側(cè)分別設(shè)置 有等間距分布的用于與所述外端蓋（24)和增強內(nèi)端蓋（25)配合緊固的定位塊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種卷式電除鹽器，其特征在于：所述布水孔（71)有8個。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種卷式電除鹽器，其特征在于：所述外殼（2)為一體成型的 玻璃鋼外殼或分段成型的UPVC外殼。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種卷式電除鹽器，其特征在于：所述膜袋為直通的，淡水 室和濃水室數(shù)量為2-10對；所述濃水室內(nèi)填充有離子交換樹脂。
【文檔編號】C02F1/469GK104192956SQ201410399732
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】梁紅波, 吳建平, 張榮強 申請人:浙江中凱瑞普環(huán)境工程股份有限公司