离子交换树脂超声波清洗装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种离子交换树脂超声波清洗装置，其包括开设有树脂进口、树脂出口、进液口和排液口的树脂清洗容器，还包括超声波发生器和至少一组设置于树脂清洗容器内的超声波振子盒，超声波振子盒内装有超声波振子，超声波发生器与超声波振子电性连接。与现有技术相比，本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置能够对离子交换树脂进行彻底地清洗，从而确保污染物不在离子交换树脂上累积。
【专利说明】离子交换树脂超声波清洗装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及核工业水处理系统的离子交换树脂清洗设备，尤其涉及一种离子交换树脂超声波清洗装置。
【背景技术】
[0002]在采用离子交换树脂除盐的工业水处理系统中，离子交换树脂运行时，除了与水进行离子交换外，水中的悬浮物、有机物等杂质也会被树脂截留；使用后，截留的离子用酸碱进行再生，悬浮物、有机物等污染物一般在再生前后用水反洗或空气擦洗去除。
[0003]但是，水反洗法和空气擦洗存在以下缺陷:1)水反洗只能将大部分树脂表面附着不牢固的截留物洗脱，空气擦洗虽然较单纯的水反洗效果好，但也难以彻底清除树脂表面截留的污染物；2)水反洗和空气擦洗都无法清除渗透于树脂微孔中的悬浮物、有机物等各种污染物，如果进水水质较差，长时间运行后污染物累积，尤其是阴树脂吸附有机物后，每个运行周期都不能完全清洗，长时间运行将因为树脂的主要物理化学性能(如再生酸碱耗增加、离子交换能力和速率降低、出水质量超标等)受到影响而导致树脂提前报废；3)为清除树脂吸附的污染物，往往要反复进行多次水反洗和空气擦洗，多次擦洗将造成树脂颗粒磨损和破碎，降低树脂使用寿命；4)水反洗和空气擦洗水耗、能耗均较大，废水排放量也较大，而且增加了运行人员的劳动强度。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于:提供一种能对污染的离子交换树脂进行深度清洗而使其恢复物理化学性能的离子交换树脂超声波清洗装置，同时实现减少树脂清洗用水量、减少化学废水排放、降低运行能耗、降低再生酸碱耗量的目的，以保护环境并减小清洗对树脂造成的损伤，延长树脂的使用寿命。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种离子交换树脂超声波清洗装置，其包括开设有树脂进口、树脂出口、进液口和排液口的树脂清洗容器，还包括超声波发生器和至少一组设置于树脂清洗容器内的超声波振子盒；超声波振子盒内装有超声波振子，超声波发生器与超声波振子电性连接。
[0006]作为本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置的一种改进，所述超声波振子盒固定在树脂清洗容器的中部，树脂进口及排液口开设于树脂清洗容器的上部，树脂出口及进液口开设于树脂清洗容器的底部；超声波发生器设置于树脂清洗容器外；待清洗的离子交换树脂由树脂进口进入树脂清洗容器，清洗液从进液口进入树脂清洗容器，超声波振子盒浸入清洗液中并产生超声波而对离子交换树脂进行清洗，清洗好的离子交换树脂由树脂出口排出，使用过的清洗液由排液口排出。
[0007]作为本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置的一种改进，还包括设置于树脂清洗容器内的树脂分配装置；树脂分配装置位于树脂进口与超声波振子盒之间，其对进入树脂清洗容器的待清洗离子交换树脂进行分配，而使离子交换树脂相对均匀地分布在整个树脂清洗容器的横截面上。
[0008]作为本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置的一种改进，还包括两个或更多个用于观察树脂清洗容器内部的窥视孔；这些窥视孔设于树脂清洗容器的侧壁上，并分别位于树脂分配装置的上游和下游。
[0009]作为本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置的一种改进，所述排液口通过接管连接至树脂清洗容器内部，并采用梯形绕丝防止离子交换树脂被清洗液带出而流失。
[0010]作为本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置的一种改进，所述树脂清洗容器的横截面为圆形或方形，多组超声波振子盒通过支撑件均匀地固定在树脂清洗容器的内壁上。
[0011]作为本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置的一种改进，所述树脂清洗容器为具有中心轴的对称旋转体，超声波振子盒为长条状且以平行于树脂清洗容器中心轴的方式设置于树脂清洗容器的内壁上。
[0012]作为本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置的一种改进，所述树脂出口设置在树脂清洗容器的中心轴位置，其利用树脂喷射器将清洗好的离子交换树脂移出树脂清洗容器。
[0013]作为本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置的一种改进，还包括设置于树脂清洗容器下部、用于支撑树脂清洗容器的支腿。
[0014]作为本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置的一种改进，所述树脂清洗容器及超声波振子盒均为不锈钢材质。
[0015]与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果:
[0016]I)工业水处理系统中的离子交换树脂经过一段时间的运行后，定期移送到本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置中进行彻底清洗，因此可确保污染物不在树脂上累积；
[0017]2)离子交换树脂经超声波清洗后，对污染物清洗彻底，特别是对普通水反洗、空气擦洗难以去除的有机物、油污染等有较好的深度清洗效果，因此能达到恢复树脂物理化学性能的目的；
[0018]3)离子交换树脂经过定期清洗后，物理化学性能可以长期保持优异状态，确保水处理系统出水质量达标，同时降低树脂再生酸碱耗，减少化学废水排放量；
[0019]4)较现有空气擦洗对树脂损伤小，能够有效延长树脂的使用寿命；
[0020]5)设备投资小，操作简单、能耗低，有效降低了树脂再生的水耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置及其有益效果进行详细说明。
[0022]图1为本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置的结构示意图。
[0023]图2为本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置的俯视示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本实用新型的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的【具体实施方式】仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。
[0025]请参阅图1和图2，本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置包括树脂清洗容器
1、至少一组超声波振子盒2以及超声波发生器3。
[0026]所述树脂清洗容器I由不锈钢制成，其整体为具有中心轴A-A的对称旋转体，包括上部11、中部12及底部13。在图示实施方式中，所述树脂清洗容器I的横截面为圆形，其中上部11及中部12为圆柱形，底部13大致为圆锥形；在其他实施方式中，所述树脂清洗容器I也可以是长方体等形状。上部11设置有树脂进口 4及排液口 8，底部13设置有树脂出口 6及进液口 7。排液口 8通过不锈钢接管连接至树脂清洗容器I内部，并加装梯形绕丝防止离子交换树脂被清洗液带出而流失；在其他实施方式中，也可以通过滤网等防止离子交换树脂被清洗液带出。树脂出口 6设置于中心轴A-A上，可通过树脂喷射器移出清洗好的树脂，以将其输送到工作设备备用。
[0027]所述至少一组超声波振子盒2设置于所述树脂清洗容器I内。每一组超声波振子盒2都为长条状不锈钢盒，其以平行于树脂清洗容器I的中心轴A-A的方式设置在树脂清洗容器I的中部12的内壁上。在图示实施方式中，共有八组超声波振子盒2，这些超声波振子盒2均匀地分布在同一圆周上；在其他实施方式中，超声波振子盒2的数量也可以按需求有所增减，不限于八组。每组超声波振子盒2的内部均装有超声波振子，超声波振子由超声波换能器和超声波变幅杆组成超声波振动系统。超声波换能器是一种能把高频电能转化为机械能的装置，超声波变幅杆是一个无源器件，本身不产生振动，只是将超声波换能器输入的振动改变振幅后再传递出去，完成阻抗变换。超声波振子盒2用不锈钢支撑件与树脂清洗容器I的内壁固定，并利用不锈钢管将电缆从振子盒中引出树脂清洗容器I外。
[0028]所述超声波发生器3设置于所述树脂清洗容器外I，其连接到电源，并与所述超声波振子盒2电性连接。超声波发生器3又称超声波驱动电源、电子箱、超声波控制器，其是大功率超声系统的重要组成部分。超声波发生器3的作用是把市电转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号，驱动超声波换能器工作；从转换效率方面考虑，大功率超声波发生器3的电源一般采用开关电源的电路形式。
[0029]所述离子交换树脂超声波清洗装置工作时，离子交换树脂由树脂进口 4进入树脂清洗容器I，清洗液从进液口 7进入树脂清洗容器I，超声波振子盒2浸入清洗液中并产生超声波而对离子交换树脂进行清洗，清洗好的离子交换树脂由树脂出口 6排出，清洗过离子交换树脂的清洗液由排液口 8排出。
[0030]本实用新型在对离子交换树脂反洗的同时，采用超声波对树脂污染物进行彻底清洗。超声波振子盒2的换能器将功率超声频源的声能转换成机械振动并通过树脂清洗容器I的侧壁向所述树脂清洗容器I中的清洗液辐射超声波，清洗液中的微气泡在超声波的作用下振动；当声压或声强达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合的瞬间产生冲击波而使气泡周围产生1012-1013pa的压力及局部高温；这种超声波空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使其分化于清洗液中，蒸汽型空化对污垢的直接反复冲击，一方面破坏了污物与离子交换树脂表面的吸附，另一方面能引起污物层的疲劳破坏而被驳离；气体型气泡的振动则对树脂表面进行擦洗，污物层一旦有缝可钻，气泡立即“钻入”振动而使污物层脱落，两种液体由于空化作用(超声波空化作用是指存在于液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程)而在界面迅速分散乳化，当固体粒子被油污裹着而粘附在树脂表面时，油被乳化后固体粒子自行脱落，超声在清洗液中传播时会产生正负交变的声压，形成射流冲击树脂，同时由于非线性效应而产生声流和微声流，而超声空化在树脂和液体界面会产生高速的微射流。所有这些作用结合后，能够达到破坏污物、除去或削弱边界污物层、增加搅拌和扩散作用、加速可溶性污物的溶解、强化化学清洗剂的清洗等效果，因此，树脂超声波清洗装置可以有效去除树脂吸附的污染物，恢复树脂的物理化学性能。
[0031]进一步地，离子交换树脂超声波清洗装置还包括设置于所述树脂清洗容器I内的树脂分配装置5。树脂分配装置5位于上部11且位于所述树脂进口 4与至少一组超声波振子盒2之间，其可以设计为具有均匀分布的通孔的板体。使用时，离子交换树脂由树脂清洗容器I的树脂进口 4进入树脂清洗容器I，经过树脂分配装置5的通孔进行分配而较均匀地分布在整个容器截面上，分配后的树脂在重力作用下进入清洗液，并在清洗液的扰动中慢速沉降，同时进行超声波清洗。
[0032]进一步地，所述离子交换树脂超声波清洗装置还包括两个或更多个用于观察所述树脂清洗容器内部的窥视孔9，窥视孔9分别位于上部11及中部12，也就是分别位于所述树脂分配装置5的上游和下游。每一窥视孔9都贯穿树脂清洗容器I的侧壁并安装有透明有机玻璃，因此，操作员可以通过窥视孔9观察树脂清洗容器I的内部情况。
[0033]进一步地，所述离子交换树脂超声波清洗装置还包括设置于所述树脂清洗容器I的下部13的支腿10，所述支腿10用于支撑所述树脂清洗容器I。
[0034]另外，在不启动超声波发生器时，本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置可以作为普通树脂清洗罐使用，仅对树脂进行水反洗。
[0035]通过以上描述可知，本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置至少具有以下优
占-
^ \\\.[0036]I)工业水处理系统中的离子交换树脂经过一段时间的运行后，定期移送到本实用新型离子交换树脂超声波清洗装置中进行彻底清洗，因此可确保污染物不在树脂上累积；
[0037]2)离子交换树脂经超声波清洗后，对污染物清洗彻底，特别是对普通水反洗、空气擦洗难以去除的有机物、油污染等有较好的深度清洗效果，因此能达到恢复树脂物理化学性能的目的；
[0038]3)离子交换树脂经过定期清洗后，物理化学性能可以长期保持优异状态，确保水处理系统出水质量达标，同时降低树脂再生酸碱耗，减少化学废水排放量；
[0039]4)较现有空气擦洗对树脂损伤小，能够有效延长树脂的使用寿命；
[0040]5)设备投资小，操作简单、能耗低，有效降低了树脂再生的水耗。
[0041]根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
【权利要求】
1.一种离子交换树脂超声波清洗装置，包括开设有树脂进口、树脂出口、进液口和排液口的树脂清洗容器，其特征在于:还包括超声波发生器和至少一组设置于树脂清洗容器内的超声波振子盒；超声波振子盒内装有超声波振子，超声波发生器与超声波振子电性连接。
2.根据权利要求1所述的离子交换树脂超声波清洗装置，其特征在于:所述超声波振子盒固定在树脂清洗容器的中部，树脂进口及排液口开设于树脂清洗容器的上部，树脂出口及进液口开设于树脂清洗容器的底部，超声波发生器设置于树脂清洗容器外；待清洗的离子交换树脂由树脂进口进入树脂清洗容器，清洗液从进液口进入树脂清洗容器，超声波振子盒浸入清洗液中并产生超声波而对离子交换树脂进行清洗，清洗好的离子交换树脂由树脂出口排出，使用过的清洗液由排液口排出。
3.根据权利要求1所述的离子交换树脂超声波清洗装置，其特征在于:还包括设置于树脂清洗容器内的树脂分配装置；树脂分配装置位于树脂进口与超声波振子盒之间，其对进入树脂清洗容器的待清洗离子交换树脂进行分配，而使离子交换树脂相对均匀地分布在整个树脂清洗容器的横截面上。
4.根据权利要求1所述的离子交换树脂超声波清洗装置，其特征在于:还包括两个或更多个用于观察树脂清洗容器内部的窥视孔；这些窥视孔设于树脂清洗容器的侧壁上，并分别位于树脂分配装置的上游和下游。
5.根据权利要求1所述的离子交换树脂超声波清洗装置，其特征在于:所述排液口通过接管连接至树脂清洗容器内部，并采用梯形绕丝防止离子交换树脂被清洗液带出而流失。
6.根据权利要求1所述的离子交换树脂超声波清洗装置，其特征在于:所述树脂清洗容器的横截面为圆形或方形，多组超声波振子盒通过支撑件均匀地固定在树脂清洗容器的内壁上。
7.根据权利要求1所述的离子交换树脂超声波清洗装置，其特征在于:所述树脂清洗容器为具有中心轴的对称旋转体，超声波振子盒为长条状且以平行于树脂清洗容器中心轴的方式设置于树脂清洗容器的内壁上。
8.根据权利要求7所述的离子交换树脂超声波清洗装置，其特征在于:所述树脂出口设置在树脂清洗容器的中心轴位置，其利用树脂喷射器将清洗好的离子交换树脂移出树脂清洗容器。
9.根据权利要求1所述的离子交换树脂超声波清洗装置，其特征在于:还包括设置于树脂清洗容器下部、用于支撑树脂清洗容器的支腿。
10.根据权利要求1所述的离子交换树脂超声波清洗装置，其特征在于:所述树脂清洗容器及超声波振子盒均为不锈钢材质。
【文档编号】B08B3/12GK203791264SQ201420221702
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】梁桥洪, 高伟, 张三林, 曹路, 叶灿 申请人:中广核工程有限公司, 中国广核集团有限公司