专利名称：电去离子高纯水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电去离子高纯水器。它属于制备高纯水装置技术。
电去离子是一项结合了离子交换膜和离子交换树脂，在直流电场的作用下连续制取高纯水的新技术，英文名称简称EDI。由于EDI兼有电渗析和离子交换技术两者的优点，其突出的特点是所使用的离子交换树脂在运行中不需用酸碱再生，不排放污染性废液，因此无环境污染问题。另外，装置可以连续运行，生产效率高。EDI纯水技术在医药、电力、电子、化工等多数工业系统和实验室中都具有重要的应用价值。
目前实施EDI技术所采用的装置，主要是膜堆和电极及装配件所构成，其中膜堆是装置的核心。膜堆由离子交换膜、淡室腔室板、浓室腔室板及填充在淡室腔室内离子交换膜之间的离子交换树脂，按有序排列叠放构成，离子交换膜与淡室腔室板及浓室腔室板边框之间采用粘接法密封。使用粘接法虽然能提高密封的可靠性，但却把膜堆变成了一次性装置，不能进行拆卸清洗和膜的更换，因而提高了装置造价，增加了用户的开支，推广应用受到限制。
本实用新型的目的在于提供一种改进的电去离子高纯水器，由于该装置中的膜堆具有可折卸性及良好的防止树脂冲击抱团、堵塞流通口及流失的功能，因此便于清洗和膜的更换，提高造水效率，延长装置寿命，有利于推广应用。
为达到上述目的，本实用新型是通过下述方案加以实现的。本实用新型结构主要包括两块夹紧板，夹紧板之间由紧固件连接。在两块夹紧板的内侧设置由电极室及电极垫板组成的电极装置，在两电极之间设置由至少两个以上的膜堆单元体构成的膜堆。每个膜堆单元体由阴(阳)离子交换膜、淡室腔室板、阳(阴)离子交换膜、浓室腔室板按有序排列而成，并且在两膜之间的淡室腔室内填充离子交换树脂；膜堆单元体中的淡室腔室板，为一矩形的，四边呈边框的腔室板，在一个边框上开设淡室进水孔、浓室进水连通孔、极室进水连通孔，在另一个对边边框上，开设淡室出水孔、浓室出水连通孔、极室出水连通孔，其特征在于，在淡室腔室板四边边框内侧的正、反两面分别设计深度适宜的下凹平台，将阴、阳离子交换膜嵌入其中；在设有进水孔的边框上，开设连通进水孔与腔室的溢流式配液槽，在设有出水孔的边框上，开设连通腔室与出水孔的溢流式集液槽；在配液槽与集液槽之上设置密封覆盖板；在开设进，出水孔的两条边框之间设两条以上，规则排列的直线型连接小肋条，或者是在上述边框之间设两条以上规则排列的，有孔的弯曲型连接小楞条，或者是设置两条以上规则排列的，有孔的连续波浪状的连接小楞条。
上述的连接小肋条或小楞条，其形状是矩形的，或者是小圆柱型的，或者是小螺旋柱型的，它们的厚度或直径与淡室腔室厚度相等。
上述的弯曲或连续波浪型连接小楞条上开设的小孔的方向，与淡室腔室板的腔室平面平行。
以下结合附图对本实用新型加以详细说明。
图1为本实用新型结构示意图；图2为填充有离子交换树脂的肋条式淡室分解示意图；图3为嵌有弯曲型楞条的淡室腔室示意图；图4为嵌有连续波浪状楞条的淡室腔室示意图；图5为图3的楞条上孔的剖面放大图；图6为图4的楞条上孔的剖面放大图。
图中1-上夹紧板，2-螺栓，3-螺母，4-正极垫板，5-正电极，6-正极室，7-阴离子交换膜，8-离子交换树脂，9-淡室腔室板，10-浓室腔室板，11-阳离子交换膜，12-负极室，13-负电极，14-负极垫板，15-下夹紧板，16-淡化室，17-浓缩室，18-筛网，19-淡室进水孔，20-极室进水连通孔，21-浓室进水连通孔，22-边框，23-下凹台阶，24-肋条，25-下凹平台，26-淡室出水孔，27-极室出水连通孔，28-浓室出水连通孔，29-集液槽，30-亚室，31-配液槽，32-覆盖板，33-楞条孔，34-有孔弯曲型楞条，35-有孔连续波浪状楞条。
由附图可知，本实用新型结构包括膜堆、电极装置和紧固装置三部分。一个膜堆单元体由交替排列的浓室腔室板10、阴离子交换膜7、淡室腔室板9、阳离子交换膜11各一张组成。电极装置由正电极5、负电极13、正极室6、负极室12组成。紧固装置包括电极垫板4和14、夹紧板1和15以及紧固螺栓2和螺母3。在电极室和浓缩室中填有筛网18，其作用是构造流道，促进湍流并为离子交换膜提供支撑。淡化室16中填充有离子交换树脂8。
本实用新型的主要改进之处有两点一、在淡室腔室板的边框22内侧正、反两面制有下凹平台25。这一举措，将阴离子交换膜7和阳离子交换膜11嵌入边框内，在设计尺寸合理的情况下，依靠压紧力即可使其外表面分别与淡室腔室板正反两面的边框相平，从而实现膜与腔室板的良好密封，并可使本装置具有可拆卸性；另外，由于膜完全被置于膜堆内部而不外露，在装置整体性得到改进的同时，还可避免膜在长期运行中四周边缘的失水干裂。二、对淡室腔室板的腔室构造的改进。在开设进出水孔的两边框间设置一定数目、相互平行的直线型连接小肋条24，或者是设置有孔的弯曲型楞条34，或者设置有孔的连续波浪状楞条35。直线型小肋条的设置，能将腔室分成若干个相互平行的小流道，这些小流道和填充在流道中的离子交换树脂以及淡化室两面的阴阳离子交换膜便构成相应的若干个亚室30。这一设计既能避免树脂在运行中因冲积而抱团，又使水流与树脂间的接触更充分、均匀，避免沟流，还可对离子交换膜提供有效支撑而防止膜塌陷。设置的有孔楞条34或35，其作用与直线型肋条的作用是相似的，而它们比起小肋条更具灵活性，可以在有限的腔室长度内提高水流通道的流程，使水流与树脂接触时间延长；楞条上设计的小孔，其开孔方向与淡室腔室平面平行，使楞条在防止不同亚室内的树脂堆积抱团的同时，可以增加树脂与楞条接触处的湍流程度，减少壁效应，从而能进一步提高装置的运行性能。
在溢流式配液槽31与集液槽29上方分别用覆盖板32密封，其材质不透水不导电，不同于覆盖板上方的离子交换膜。覆盖板在腔室宽度方向上的密封长度大于腔室的宽度，其密封效果一直延伸到下凹台阶23处。这种设计不仅起到了密封树脂，防止树脂流失或堵塞的作用，而且提高了淡化室的水流密封效果，防止了装置的内漏窜水；同时，还可防止在配液槽与集液槽内发生单方向的电渗析过程而降低装置性能。
下面再结合附图对本实用新型制备高纯水的过程进行说明。
水流由淡室进水孔19进入，经溢流式配液槽31的分配作用进入各个亚室30。水中的盐离子首先由离子交换作用交换到离子交换树脂颗粒上，在与水流方向垂直的外加直流电场作用下，盐离子由树脂颗粒被输送到离子交换膜的淡室一侧表面，并透过离子交换膜进入浓缩室由浓水排出。在装置运行过程中，只要控制一定的操作条件，淡室腔室内侧的离子交换膜表面以及离子交换树脂颗粒表面就会在电场作用下发生浓差极化和水的解离。水解离产生的H+和OH-即对所填充的树脂起到自动连续的再生作用，从而保证了过程可以连续制取高纯水。
淡水流经亚室各流道后，经与入口处相反的方式，由集液槽29收集，经出水孔26流出，即为产品水。
本实用新型可以根据制水要求灵活地组装成一级两段、一级多段或多级多段的形式。本实用新型的优点，是具有可拆卸性和膜堆运行的良好可靠性。可拆卸性带来了便于清洗和膜的更换方便性，从而提高了装置的使用寿命，降低了生产成本；膜堆运行良好的可靠性带来了生产效率高，运行费用低的好处，故便于产品的推广使用。
权利要求1．一种电去离子高纯水器，它的结构主要包括两个夹紧板，夹紧板通过连接件拉紧，在两夹紧板内侧设置由电极室与电极板组成的正、负两个电极装置，在两电极之间设置由两个以上膜堆单元体构成的膜堆，每个膜堆单元体是由阴(阳)离子交换膜、淡室腔室板、阳(阴)离子交换膜、浓室腔室板有序排列构成，并在淡室腔室内填充离子交换树脂，其中淡室腔室板为一块矩形，四边呈边框的腔室板，在一边框上开设淡室进水孔、极室进水连通孔、浓室进水连通孔，在另一对边边框上，开设淡室出水孔、极室出水连通孔、浓水出水连通孔，其特征在于在淡室腔室板边框内侧的正、反两面上制有下凹平台；在设有进水孔的边框开设连通进水孔与腔室的溢流式配液槽；在设有出水孔的边框上开设连通腔室与出水孔的溢流式集液槽，在配液槽与集液槽上设置密封覆盖板；在开设进、出水孔的两边框之间设两条以上，规则排列的直线型连接小肋条，或者是在两边框之间设置两条以上，规则排列的有孔的弯曲型连接小楞条，或者是在两边框之间设置两条以上，规则排列的有孔的连续波浪状连接小楞条。
2．按权利要求1所述的电去离子高纯水器，其特征在于淡室腔室板腔室的连接小肋条或者楞条，其形状是矩形的，或者是小圆柱型的，或者是小螺旋柱型的，它们的厚度或直径与淡室腔室厚度相等。
3．按权利要求1和2所述的电去离子高纯水器，其特征在于在弯曲型或连续波浪型连接小楞条上开设的小孔，其开孔方向与淡室腔室板的腔室平面平行。
专利摘要本实用新型公开了一种电去离子高纯水器。它主要由夹紧板、电极室及两电极室之间至少两个以上膜单元体组成的膜堆构成。其中每个膜单元体由阴、阳离子交换膜、淡浓室腔室板及腔室板内充填离子交换树脂构成。其特征在于:腔室板边框内侧制有一凹平台,边框上进水孔与腔室间开通配液槽,出水孔与腔室间开通集液槽,在配液槽、集液槽上分别置有覆盖板。本实用新型便于拆装、清洗、使用寿命长。
文档编号C02F1/469GK2412892SQ0020020
公开日2001年1月3日 申请日期2000年1月6日 优先权日2000年1月6日
发明者王世昌, 王建友, 任延, 王志, 王宇新 申请人:天津大学