專利名稱：離子交換器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及對離子交換器的改進，特別是對離子交換器配水裝置的改進。
現有離子交換器大都采用塔形縫隙式水帽配水，即把若干個塔形縫隙式水帽安裝在多孔支撐板上構成配水裝置。配水裝置上的配水小孔或縫隙通水流速必須保證不低于某一下限值，否則，起不到均勻配水作用。該配水裝置的缺點是在流量減小時配水不均勻，尤其在再生操作時，再生劑的流量約是運行時水流量的1/3-1/4，再生劑的分配很難均勻，影響離子交換劑的再生效果，降低再生劑的利用率，增大再生劑的消耗量，排放廢液再生劑濃度較高，對環境污染增大。
本實用新型的目的是提供一種帶有可調節流量的配水裝置的離子交換器。
用于實現本實用新型目的的一種離子交換器，包括一殼體、分別設置在殼體上的出水管和進水管、在殼體內安裝的上多孔支撐板和下多孔支撐板、設置在上下多孔支撐板之間的離子交換劑，在支撐板上設置的多個水帽，其中，至少一個水帽具有單向節流裝置。
本實用新型的進一步解決方案包括在上下多孔支撐板之間設置一中間多孔支撐板，在上多孔支撐板和中間多孔支撐板之間設置一離子交換劑，在下多孔支撐板和中間多孔支撐板之間也設置離子交換劑，在中間多孔支撐板上設置至少一個具有單向節流裝置的水帽，由此形成一種雙層過濾器；水帽由朝向離子交換劑的塔形縫隙頭、置于塔形縫隙頭的內部的止水塞、對止水塞進行限位的托架、和將塔形縫隙頭連接到孔板上的內部形成通道的連接頭組成；止水塞和塔形縫隙頭可以為錐形，在止水塞的表面設置與塔形縫隙頭的布水縫隙相對應的筋，筋的數量等于或小于布水縫隙；
水帽還可以包括一朝向離子交換劑的塔形縫隙頭；一與塔形縫隙頭連接的并將塔形縫隙頭連接到孔板上的內部形成通道的連接頭，在連接頭上開有螺紋；一與螺紋配合的螺母；一設置在連接頭上的托架；一設置在螺母一端的配水孔板；一設置在托架和配水孔板之間的可移動的止水球，在配水孔板上開有可被止水球堵塞的通水孔和常開通水孔。其中，也可以將配水孔板設置在連接頭上；托架設置在螺母一端；托架和配水孔板可以設置在連接頭靠近塔形縫隙頭的一端，也可以設置在遠離塔形縫隙頭的一端。
本實用新型的優點為當離子交換劑在再生時能保證再生劑分配均勻，同時具有周期制水量大、出水質量好、節省再生劑、環境污染小等特點。
以下結合附圖對本實用新型進行詳細描述。
圖1是本實用新型所使用的水帽的一個實施例的具有局部剖視的示意圖。
圖1a是沿
圖1中A-A剖線的剖視圖。
圖2是與
圖1類似的另一個實施例的示意圖。
圖2a是沿圖2中B-B剖線的剖視圖。
圖3-6是水帽的不同實施例的剖視圖。
圖7是本實用新型的離子交換器的剖視圖。
圖8是本實用新型的另一種離子交換器的剖視圖。
本實用新型設計了三種雙向通流面積不等的水帽，具體方案如下方案一一種水帽10，主要由塔形縫隙頭1、止水塞2、托架3、連接頭4等組成(如
圖1)，止水塞2置于塔形縫隙頭1的內部，止水塞2可以是與塔形縫隙頭1錐度相同(或相近)的錐形或錐臺形，也可以是球形等，在止水塞2的表面可以設置與塔形縫隙頭1的布水縫隙5相對應的筋6，筋6的數量等于或小于布水縫隙5，托架3固定在連接頭4上，連接頭4與塔形縫隙頭1用螺紋連接或粘接在一起。塔形縫隙頭1起布水作用，止水塞2在水自連接頭4側流向塔形縫隙頭1側時自動堵塞一部分塔形縫隙頭1的布水縫隙5，在水自塔形縫隙頭1側流向連接頭4側時自動打開塔形縫隙頭1的布水縫隙5，托架3起到支撐止水塞2防止筋6從布水縫隙5脫出及堵塞連接頭4的流水通道7的作用，水帽10可通過連接頭4和螺母8安裝在多孔支撐板9上。為防止止水塞2偏離水帽10的中心軸線，可穿過止水塞2中心軸線上的開孔在塔形縫隙頭1或連接頭4上設置導桿，導桿若設置兩根以上同時還可以防止止水塞2旋轉。為防止止水塞2在塔形縫隙頭1內塞得太緊，應使止水塞2在塞緊前其端頭頂在塔形縫隙頭1的底部。
止水塞2也可以是中空的管狀(如圖2)，其尺寸與塔形縫隙頭1的大直徑段相當時，止水塞2可以堵塞塔形縫隙頭1大直徑段的布水縫隙5，其尺寸與塔形縫隙頭1的小直徑段相當時，止水塞2可以堵塞塔形縫隙頭1小直徑段的布水縫隙5，其尺寸與塔形縫隙頭1的中段相當時，止水塞2可以堵塞塔形縫隙頭1中段的布水縫隙5。止水塞2也可以是一頭封閉的中空管。當上述中空管由橡膠材料制成且堵板位于遠離連接頭4側時，水從連接頭4流入水帽10時止水塞2膨脹也能堵塞布水縫隙5。為防止在上述中空管內積存死水可以在管壁或堵板上開孔。
順流再生離子交換器、浮床離子交換器宜采用頭朝下使用的水帽10，水帽10設置在離子交換劑的上側，此時止水塞2比重最好大于1，可以用塑料、橡膠、玻璃鋼等材料、復合材料制成，或用上述材料內充沙子、水泥或金屬制成；逆流再生離子交換器宜采用頭朝上使用的水帽10，水帽10設置在離子交換劑的下側，此時止水塞2比重最好小于1，可以用塑料、橡膠、玻璃鋼等材料、復合材料制成，其內部可以做成空心的。
水帽10是采用止水塞2部分封閉塔形縫隙頭1的布水縫隙5來改變水的通流面積的，也可以在連接頭4側采取相應的措施達此目的，如用止水球或止水塞堵塞連接頭4或與連接頭4相連接的有關部件的部分通水孔。
方案二一種水帽11，主要由塔形縫隙頭1、止水球13、螺母16、托架14、連接頭4、配水孔板15等組成(如圖3、4)，止水球13置于連接頭4的內部位于托架14與配水孔板15之間，止水球13可以是球形的，也可以是錐形或圓柱形等，需減少從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積時，配水孔板15設置在連接頭4上，托架14設置在與連接頭4相連接的螺母16上(如圖3)，當水從連接頭4側流向塔形縫隙頭1側時，止水球13自動堵塞配水孔板15上的通水孔17，水只能從配水孔板15上的通水孔18流過，減少了通流面積，當水從塔形縫隙頭1側流向連接頭4側時，止水球13自動打開配水孔板15上的通水孔17，增大了通流面積；需減少從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積時，配水孔板15設置在與連接頭4相連的螺母16上，托架14設置在連接頭4上(如圖4)，當水從塔形縫隙頭1側流向連接頭4側時，止水球13自動堵塞配水孔板15上的通水孔17，水只能從配水孔板15上的通水孔18流過，減少了通流面積，當水從連接頭4側流向塔形縫隙頭1側時，止水球13自動打開配水孔板15上的通水孔17，增大了通流面積。水帽11可通過連接頭4和螺母16固定在多孔支撐板9上。托架14起撐托止水球13的作用。
方案三一種水帽12，主要由塔形縫隙頭1、多功能螺母19、止水球13、托架14、連接頭4、配水孔板15等組成(如圖5、6)，止水球13置于多功能螺母19的內部位于托架14與配水孔板15之間，止水球13可以是球形的，也可以是錐形或圓柱形等，需減少從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積時，配水孔板15設置在多功能螺母19靠近塔形縫隙頭1的一端，托架14設置在多功能螺母19的另一端(如圖5)，當水從連接頭4側流向塔形縫隙頭1側時，止水球13自動堵塞配水孔板15上的通水孔17，水只能從配水孔板15上的通水孔18流過，減少了通流面積，當水從塔形縫隙頭1側流向連接頭4側時，止水球13自動打開配水孔板15上的通水孔17，增大了通流面積；需減少從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積時，配水孔板15設置在多功能螺母19遠離塔形縫隙頭1的一端，托架14設置在多功能螺母19的另一端(如圖6)，當水從塔形縫隙頭1側流向連接頭4側時，止水球13自動堵塞配水孔板15上的通水孔17，水只能從配水孔板15上的通水孔18流過，減少了通流面積，當水從連接頭4側流向塔形縫隙頭1側時，止水球13自動打開配水孔板15上的通水孔17，增大了通流面積。水帽12可通過連接頭4和多功能螺母19固定在多孔支撐板9上。托架14起撐托止水球13的作用。
止水球13可用塑料、橡膠、玻璃鋼等制成，當水自上而下流動時需要堵塞通水孔17，止水球13的比重宜大些，必要時可以在上述材料內填充沙子或金屬等大比重的材料，當水自下而上流動時需要堵塞通水孔17，止水球13的比重宜小些，必要時可制成中空的或內充木材。
應用上述水帽取代現有塔形縫隙式水帽及其它替代物，根據現有技術，可以相應地設計制造出性能優異的浮床離子交換器、順流再生離子交換器、逆流再生離子交換器、雙室床離子交換器、混合床離子交換器、再生塔等各種離子交換設備、再生設備。
圖7所示為浮床離子交換器，該離子交換器主要由殼體21、出水管(再生液進入管)22、上、下多孔支撐板9、頭朝下使用的新型水帽10(或從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12)、普通水帽20(或從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12)、進水管(再生液排出管)23、離子交換劑24等組成。上、下多孔支撐板9，29分別固定在殼體21的上部和下部，為提高強度，用支柱26將上、下多孔支撐板9，29分別連接固定在殼體21的上端和下端，水帽10(或從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12)和普通水帽20(或從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12)用螺母(水帽10和普通水帽20用螺母8，水帽11用螺母16，水帽12用多功能螺母19)分別連接固定在上部多孔支撐板9和下部多孔支撐板29上，離子交換劑24填充在上部多孔支撐板9和下部多孔支撐板29之間。工作原理運行時，水從進水管23進入，通過下部多孔支撐板29、水帽20(或從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12)、離子交換劑24(此時離子交換劑24構成的濾層被水托起頂在上部多孔支撐板9上)、水帽10(或從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12)、上部多孔支撐板9，從出水管22流出，水得到處理，此時水帽10的布水縫隙5全部打開(從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12和從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12的通水孔17打開)，通流面積增大，能適應水流量大的需要；再生時，再生液從再生液進入管22進入，通過上部多孔支撐板9、水帽10(或從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12)、離子交換劑24(此時離子交換劑24所構成的濾層回落到下部多孔支撐板29上)、普通水帽20(或從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12)、下部多孔支撐板29從再生液排出管23流出，離子交換劑24得到再生，此時止水塞2封堵了水帽10一部分布水縫隙5(從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12和從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12的通水孔17被止水球13堵塞)，通流面積減小，保證了小流量的再生劑通過時的縫隙(或孔)流速，保證了再生劑能均勻地流入或流出離子交換劑24所構成的濾層。
圖8所示為雙室浮床離子交換器，該離子交換器主要由殼體21、出水管(再生液進入管)22、上、中、下多孔支撐板9，39，29，、頭朝下使用的新型水帽10(或從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12)、普通水帽20(或從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12)、進水管(再生液排出管)23、離子交換劑24、離子交換劑25等組成。上、中、下多孔支撐板9，39，29分別固定在殼體21的上端、中部、下端，為防止中部多孔支撐板39受力變形，可用支柱26將其連接在上、下多孔支撐板9，29上，也可以只連接在下多孔支撐板29(或上多孔支撐板9)上，上部多孔支撐板9上安裝頭朝下使用的新型水帽10(或從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12)，下部多孔支撐板29上安裝普通水帽20(或從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12)，中部多孔支撐板39的上側安裝普通水帽20(或從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12)、下側安裝頭朝下使用的新型水帽10(或從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12)，中部多孔支撐板39的上、下兩側水帽可分別采取內螺紋和外螺紋直接對頭連接。離子交換劑24充填在上部多孔支撐板9和中部多孔支撐板39之間，離子交換劑25充填在中部多孔支撐板39和下部多孔支撐板29之間。工作原理運行時，水從進水管23進入，通過下部多孔支撐板29、普通水帽20(或從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12)、離子交換劑25(此時離子交換劑25構成的濾層被水托起頂在中部多孔支撐板39上)、水帽10(或從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12)、中部多孔支撐板39，普通水帽20(或從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12)、離子交換劑24(此時離子交換劑24構成的濾層被水托起頂在上部多孔支撐板9上)、水帽10(或從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12)、上部多孔支撐板9，從出水管22流出，水得到處理，此時水帽10的布水縫隙5全部打開(從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12和從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12的通水孔17打開)，通流面積增大，能適應水流量大的需要；再生時，再生液從再生液進入管22進入，通過上部多孔支撐板9、水帽10(或從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12)、離子交換劑24(此時離子交換劑24所構成的濾層回落到中部多孔支撐板39上)、普通水帽20(或從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12)、中部多孔支撐板39、水帽10(或從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12)、離子交換劑25(此時離子交換劑25所構成的濾層回落到下部多孔支撐板29上)、普通水帽20(或從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12)、下部多孔支撐板29，從再生液排出管23流出，離子交換劑24、離子交換劑25得到再生，此時止水塞2封堵了水帽10一部分布水縫隙5(從連接頭4側向塔形縫隙頭1側通流面積較小的水帽11或水帽12和從塔形縫隙頭1側向連接頭4側通流面積較小的水帽11或水帽12的通水孔17被止水球13堵塞)，通流面積減小，保證了小流量的再生劑通過時的縫隙(或孔)流速，保證了再生劑能均勻地流入或流出離子交換劑24、離子交換劑25所構成的濾層。
本實用新型提供的上述新型水帽代替現有的塔形縫隙式水帽及其它替代物，可用于順流再生離子交換器、逆流再生離子交換器、浮床離子交換器、雙室床離子交換器、混合床離子交換器、再生塔等各種離子交換設備、再生設備，還可應用于其它水處理設備或化工設備均勻分配水及其它液體或氣體。
權利要求1.一種離子交換器，包括一殼體(21)、分別設置在所說殼體上的出水管(22)和進水管(23)、在所說殼體內安裝的上多孔支撐板(9)和下多孔(29)、設置在上下多孔支撐板(9，29)之間的離子交換劑，在所說支撐板(9，29)上設置的多個水帽，其特征為至少一個所說水帽(10，11，12)具有單向節流裝置。
2.根據權利要求1所述的離子交換器，其特征為，在上下多孔支撐板(9，29)之間設置一中間多孔支撐板(39)，在上多孔支撐板(9)和中間多孔支撐板(39)之間設置離子交換劑(24)，在下多孔支撐板(29)和中間多孔支撐板(39)之間設置離子交換劑(25)，在所說中間多孔支撐板(39)上設置至少一個具有單向節流裝置的水帽(10，11，12)。
3.根據權利要求1或2所述的離子交換器，其特征為，所說水帽(10)由朝向離子交換劑的塔形縫隙頭(1)、置于塔形縫隙頭(1)的內部的止水塞(2)、對所說止水塞進行限位的托架(3)、和將塔形縫隙頭(1)連接到所說孔板上的內部形成通道(7)的連接頭(4)組成。
4.根據權利要求3所述的離子交換器，其特征為，所說止水塞(2)和塔形縫隙頭(1)為錐形，在所說止水塞(2)的表面設置與塔形縫隙頭(1)的布水縫隙(5)相對應的筋(6)，所說筋(6)的數量等于或小于布水縫隙(5)。
5.根據權利要求4所述的離子交換器，其特征為，所說的止水塞(2)是中空的。
6.根據權利要求3所述的離子交換器，其特征為，至少設置一根止水塞(2)的導向桿。
7.根據權利要求1或2所述的離子交換器，其特征為，所說水帽包括一朝向離子交換劑的塔形縫隙頭(1)；一與塔形縫隙頭(1)連接的并將塔形縫隙頭(1)連接到所說孔板上的內部形成通道(7)的連接頭(4)，在連接頭上開有螺紋；一與所說螺紋配合的螺母；一設置在所說連接頭上的托架(14)；一設置在所說螺母一端的配水孔板(15)；一設置在所說托架(14)和配水孔板(15)之間的可移動的止水球(13)，在所說配水孔板(15)上開有可被止水球(13)堵塞的通水孔(17)和常開通水孔(18)。
8.根據權利要求1或2所述的離子交換器，其特征為，所說水帽包括一朝向離子交換劑的塔形縫隙頭(1)；一與塔形縫隙頭(1)連接的并將塔形縫隙頭(1)連接到所說孔板上的內部形成通道(7)的連接頭(4)，在連接頭上開有螺紋；一與所說螺紋配合的螺母；一設置在所說連接頭上的配水孔板(15)；一設置在所說螺母一端的托架(14)；一設置在所說托架(14)和配水孔板(15)之間的可移動的止水球(13)，在所說配水孔板(15)上開有可被止水球(13)堵塞的通水孔(17)和常開通水孔(18)。
9.根據權利要求7所述的離子交換器，其特征為，所說托架(14)設置在所說連接頭(4)靠近塔形縫隙頭(1)的一端。
10.根據權利要求7所述的離子交換器，其特征為，所說托架(14)設置在所說連接頭(4)遠離塔形縫隙頭(1)的一端。
11.根據權利要求8所述的離子交換器，其特征為，所說配水孔板(15)設置在所說連接頭(4)靠近塔形縫隙頭(1)的一端。
12.根據權利要求8所述的離子交換器，其特征為，所說配水孔板(15)設置在所說連接頭(4)遠離塔形縫隙頭(1)的一端。
專利摘要本實用新型的離子交換器,包括一殼體、分別設置在殼體上的出水管和進水管、在殼體內安裝的上多孔支撐板和下多孔支撐板、設置在上下多孔支撐板之間的離子交換劑,在支撐板上設置的多個水帽,其中,至少一個水帽具有單向節流裝置。本實用新型的離心交換器具有再生劑分配均勻、周期制水量大、出水質量好、節省再生劑、環境污染小等特點。
文檔編號B01J47/00GK2393639SQ9820142
公開日2000年8月30日 申請日期1998年2月20日 優先權日1998年2月20日
發明者劉澄清 申請人:劉澄清