一种脱盐浓缩聚集的抗干扰型电渗析装置的制作方法

本发明涉及电渗析，具体为一种脱盐浓缩聚集的抗干扰型电渗析装置。

背景技术：

1、电渗析技术是膜分离技术的一种,它将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间,并用特制的隔板将其隔开,组成除盐(淡化)和浓缩两个系统,在直流电场作用下,以电位差为动力,利用离子交换膜的选择透过性,把电解质从溶液中分离出来。

2、在电化学反应过程中，在阳极处，极水呈酸性，具有强烈的氧化作用，从而腐蚀电极，而在阴极处，极水呈碱性，会产生水垢沉积。为了防止连接正负电极的板材发生结垢及腐蚀，需要在装置运行一段时间后，进行停机清洗、修复，而装置的停机将影响对料液的处理效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种脱盐浓缩聚集的抗干扰型电渗析装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种脱盐浓缩聚集的抗干扰型电渗析装置，包括喷洒装置、离子交换膜，包括外壳、渗析箱，所述渗析箱安装在外壳内部，渗析箱内部安装有多个离子交换膜，渗析箱内部两侧安装有电极板，两个所述电极板分别连接外置电源的正负电极，所述渗析箱上方连接有进液管，渗析箱下方连接有出液管，所述外壳内部设置有两组模组，每组所述模组上均连接有喷洒装置，两组所述模组分别位于渗析箱的两侧。安装在两组模组上的喷洒装置分别往外喷出不同的溶液，对应连接负极的电极板(以下称阴极电极板)的喷洒装置往外喷酸洗溶液，对应连接正极的电极板(阳极电极板)的喷洒装置往外喷修补剂溶液，酸洗溶液用于清理阴极电极板上的结垢，修补剂用于修复阳极电极板上产生的腐蚀。多个离子交换膜分为两类，一类为阳离子交换膜，另一类为阴离子交换膜，阳离子交换膜和阴离子交换膜交替安装在渗析箱中，靠近阳极电极板的离子交换膜为阴离子交换膜，靠近阴极电极板的离子交换膜为阳离子交换膜。

3、所述渗析箱靠近模组的侧壁上设置有开口，开口上端安装有控制箱，所述电极板安装在开口中，电极板由多个电极板构成，相邻两个电极板之间紧密接触，每个所述电极板的中心位置安装有转轴，所述转轴下端转动安装在渗析箱箱体上，转轴上端伸入控制箱，所述控制箱驱动转轴做圆周运动，位于渗析箱内部的控制箱一端下方设置有多个电极片，电极片与外置电源的正负极电连接。开口为电极板的安装提供位置，控制箱用于驱动转轴做圆周运动，转轴与电极板固定，转轴将电极板限制在开口中并带动电极板旋转，电极片(图中未画出)用于将电极板与外置电源的电极连接。电极板接入电路并形成电场，利用电场对料液中的离子进行吸引，并在阳离子交换膜和阴离子交换膜的配合下，将料液分为脱盐液和浓缩液。由于连接正极的电极板会出现腐蚀，连接负极的电极板会出现结垢，现有的方法是停机检修，为了可以不停机检修，本发明用多个窄的电极板组成一个宽的电极板，当需要进行检修时，将使用过的一面转移到渗析箱外侧，未使用的一面投入渗析箱中进行作业，模组带动喷洒装置对使用过的电极板进行修复，做到不停机检修，提高渗析作业的效率。相邻两个电极板之间紧密接触，用于增加密封性，防止料液泄露。

4、所述控制箱内部安装有驱动轴及旋转液压缸，所述旋转液压缸的输出轴上安装有主齿轮，所述驱动轴转动安装在控制箱内，驱动轴上安装有蜗杆，驱动轴一端安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮与主齿轮啮合传动，位于控制箱内部的转轴上安装有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合传动。旋转液压缸(图中未画出)由液压驱动，用旋转液压缸代替电机，避免在电极板附近有磁场存在，避免磁场对电极板工作时的干扰。旋转液压缸驱动主齿轮转动，驱动齿轮在主齿轮的带动下转动，并使蜗杆带动蜗轮旋转，通过蜗轮及转轴带动电极板旋转。

5、所述电极板包括主体、安装在主体弧形侧面上的金属板，金属板通过快拆结构与主体连接，可以实现主体与金属板的快速分离和安装，便于更换新的金属板，所述主体是由陶瓷制成的椭圆形柱状结构，主体内部中空，主体上设置有轴仓，转轴穿过轴仓，转轴中心位置设置有“l”型流道，流道的一端与主体内部连通，流道另一端连接有旋转接头，旋转接头安装在转轴连接蜗轮的一端，旋转接头一端通过管道连接液压系统，所述主体内部在长轴端设置有液压仓，所述液压仓与主体内部连通，主体在长轴端设置有滑道，滑道上设置有通槽，所述液压仓内部设置有活塞，活塞靠近通槽的一侧设置有复位弹簧，两个所述活塞通过连板分别连接有凸块和凹块，所述凸块及凹块位于滑道内，所述主体的两端设置有嵌入槽，所述嵌入槽内设置有中空的密封垫，所述液压仓的两端均开设有衔接孔，所述衔接孔与密封垫内部空间连通；

6、渗析箱的开口竖直侧壁上设置有卡槽，所述卡槽的尺寸与凸块及凹块的尺寸相同。旋转接头的设置，一方面不影响转轴的转动，另一方面使得液压系统顺利抽取或者提供液压油，使主体及液压仓中的液压油减少或者增加。安装在主体弧形侧面上的两个金属板之间互不接触，金属板上端与电极片接触，金属板截面呈弧形，用以增加与料液的接触面积，使形成的电场区域面积增加。在转轴被蜗轮带着旋转之前，液压系统通过旋转接头及转轴抽取主体内部及液压仓内部的液压油，使活塞在复位弹簧的支撑下复位，使相邻两个电极板之间的连接断开，同时也使电极板上的凸块或者凹块从卡槽内脱离，之后，蜗轮带动转轴旋转，使电极板旋转并进行两个金属板之间的位置替换；待两个金属板之间的位置替换完成后，液压系统通过旋转接头及转轴往主体内部及液压仓内部灌输液压油，使活塞在液压压力的作用下，往外推送凸块及凹块，使一个电极板上的凸块嵌入相邻电极板上的凹块内，同时也使电极板上的凸块或者凹块嵌入卡槽内，通过凸块和凹块的设置，增加相邻两个电极板之间的密封性以及电极板与渗析箱之间的密封性。在往液压仓中灌输液压油的过程中，液压油同样通过衔接孔进入密封垫的内部，使密封垫在电极板与渗析箱开口之间膨胀，有效保障电极板上下两端与渗析箱开口之间的密封性。在电极板上的金属板进行位置替换之前，渗析箱中的脱盐液和浓缩液会先排空。

7、每组所述模组均包括两个竖直安装的模组，两个模组的滑块上共同安装有载板，所述喷洒装置安装在载板的下方，一个所述载板的上方安装有修补喷头，所述修补喷头与喷洒装置管道连接，修补喷头用于喷洒修补剂，另一个所述载板的上方安装有伸缩缸，所述伸缩缸的输出端安装有刮刀；

8、所述渗析箱与外壳之间形成四个独立的密封舱，两组所述模组及两个所述控制箱分别安装在两个对立的密封舱内，安装有模组及控制箱的密封舱两侧分别连通有清液管，剩余两个密封舱的一侧安装有清液管。载板在模组的带动下进行往复式直线运动，其中一个喷洒装置通过修补喷头往连接正极的金属板上喷洒修补剂，用以修复金属板的腐蚀，另一个喷洒装置通过喷头直接往连接负极的金属板上喷洒酸性溶液，通过酸洗来处理金属板表面的结垢，然后刮刀对金属板的表面结垢进行处理，将反应后的结垢从金属板上刮下。当对金属板进行修复时，通过清液管往密封仓中灌输清水，用于清理滴落的酸性溶液、刮下的结垢以及滴落的修补剂，使密封仓中保持干净。

9、所述渗析箱底部设置有多个梯台型圆形的孔洞，相邻两个所述离子交换膜之间以及离子交换膜与电极板之间均存在有一个孔洞，孔洞下方安装有控制阀，所述出液管通过控制阀与孔洞连接；

10、所述控制阀包括安装在孔洞内的阀板、套管，所述阀板下端连接有阀杆，所述套管安装在渗析箱底部的孔洞外侧，所述套管上对称设置有滑槽，套管内部滑动连接有内管，所述内管外侧对应滑槽的位置设置有卡轴，所述卡轴一端伸出滑槽，所述阀杆通过支架与内管内壁连接，所述套管上端外侧设置有螺纹管，套管下端及出液管一端均设置有法兰，两个法兰连接在一起，所述套管的外侧安装有开闭管，所述开闭管的外侧设置有若干键槽，开闭管的外侧安装有蜗轮，所述蜗轮内侧有一体成型的平键，平键位于键槽内，蜗轮下端转动连接有支板，支板一端固定在外壳上，所述开闭管内壁一端与法兰外壁滑动连接，开闭管内壁另一端设置有螺纹槽，开闭管通过螺纹槽与螺纹管螺纹连接，开闭管内壁对称设置有两个螺旋形的调节槽，卡轴一端位于调节槽内，所述外壳内部下端在涡轮的一侧转动安装有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合传动，所述蜗杆一端连接有驱动源。驱动源(图中未画出)为旋转液压缸，与液压系统连接。蜗杆在驱动源的带动下旋转，使蜗轮带动开闭管旋转。需要将处理后的脱盐液和浓缩液往外排放时，需要将阀板往上推送，蜗轮在蜗杆的带动下旋转，蜗轮带动开闭管旋转，开闭管旋转的过程中，一边通过螺旋形调节槽对卡轴进行推送，在套管滑槽的限制下，使卡轴带动内管往上运动，使内管通过支架往上推送阀杆，另一边通过与螺纹管的螺纹连接往上运动，进一步通过调节槽往上带动卡轴，最终将阀板从孔洞中推出，脱盐液及浓缩液通过孔洞流入出液管。开闭管在螺纹管的作用下往上运动时，蜗轮在支板的限制下停留在原位，使蜗轮始终与蜗杆啮合。脱盐液和浓缩液排空后，蜗轮反转，开闭管驱动卡轴往下运动，进而使内管带动阀杆往下运动，使阀板将孔洞封堵。

11、所述开闭管的内壁下端设置有施压环，所述施压环的内径小于法兰的外径，施压环位于出液管法兰的下方，施压环与法兰之间设置有橡胶圈。当开闭管往上运动时，施压环往上挤压橡胶圈，使橡胶圈在施压环和法兰之间发生形变，施压环通过橡胶圈对法兰施加压力，使出液管与套管之间的连接更加稳定，防止脱盐液和浓缩液在排放过程中从法兰处泄露。

12、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

13、1、本发明用多个窄的电极板组成一个宽的电极板，当需要进行检修时，将使用过的一面转移到渗析箱外侧，未使用的一面投入渗析箱中进行作业，模组带动喷洒装置对使用过的电极板进行修复，做到不停机检修，提高渗析作业的效率。

14、2、电极板主体由陶瓷制成，且安装在主体弧形侧面上的两个金属板之间互不接触，位于外侧的金属板可以阻挡外界的磁场，防止磁场对正在工作的金属板产生影响，而且金属板截面呈弧形，用以增加与料液的接触面积，使形成的电场区域面积增加，进一步有效提高电极板的作业面积及对料液的处理效率。