专利名称：离子交换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及对离子交换器的改进，特别是对离子交换器配水装置的改进。
现有离子交换器大都采用塔形缝隙式水帽配水，即把若干个塔形缝隙式水帽安装在多孔支撑板上构成配水装置。配水装置上的配水小孔或缝隙通水流速必须保证不低于某一下限值，否则，起不到均匀配水作用。该配水装置的缺点是在流量减小时配水不均匀，尤其在再生操作时，再生剂的流量约是运行时水流量的1/3-1/4，再生剂的分配很难均匀，影响离子交换剂的再生效果，降低再生剂的利用率，增大再生剂的消耗量，排放废液再生剂浓度较高，对环境污染增大。
本实用新型的目的是提供一种带有可调节流量的配水装置的离子交换器。
用于实现本实用新型目的的一种离子交换器，包括一壳体、分别设置在壳体上的出水管和进水管、在壳体内安装的上多孔支撑板和下多孔支撑板、设置在上下多孔支撑板之间的离子交换剂，在支撑板上设置的多个水帽，其中，至少一个水帽具有单向节流装置。
本实用新型的进一步解决方案包括在上下多孔支撑板之间设置一中间多孔支撑板，在上多孔支撑板和中间多孔支撑板之间设置一离子交换剂，在下多孔支撑板和中间多孔支撑板之间也设置离子交换剂，在中间多孔支撑板上设置至少一个具有单向节流装置的水帽，由此形成一种双层过滤器；水帽由朝向离子交换剂的塔形缝隙头、置于塔形缝隙头的内部的止水塞、对止水塞进行限位的托架、和将塔形缝隙头连接到孔板上的内部形成通道的连接头组成；止水塞和塔形缝隙头可以为锥形，在止水塞的表面设置与塔形缝隙头的布水缝隙相对应的筋，筋的数量等于或小于布水缝隙；
水帽还可以包括一朝向离子交换剂的塔形缝隙头；一与塔形缝隙头连接的并将塔形缝隙头连接到孔板上的内部形成通道的连接头，在连接头上开有螺纹；一与螺纹配合的螺母；一设置在连接头上的托架；一设置在螺母一端的配水孔板；一设置在托架和配水孔板之间的可移动的止水球，在配水孔板上开有可被止水球堵塞的通水孔和常开通水孔。其中，也可以将配水孔板设置在连接头上；托架设置在螺母一端；托架和配水孔板可以设置在连接头靠近塔形缝隙头的一端，也可以设置在远离塔形缝隙头的一端。
本实用新型的优点为当离子交换剂在再生时能保证再生剂分配均匀，同时具有周期制水量大、出水质量好、节省再生剂、环境污染小等特点。
以下结合附图对本实用新型进行详细描述。
图1是本实用新型所使用的水帽的一个实施例的具有局部剖视的示意图。
图1a是沿
图1中A-A剖线的剖视图。
图2是与
图1类似的另一个实施例的示意图。
图2a是沿图2中B-B剖线的剖视图。
图3-6是水帽的不同实施例的剖视图。
图7是本实用新型的离子交换器的剖视图。
图8是本实用新型的另一种离子交换器的剖视图。
本实用新型设计了三种双向通流面积不等的水帽，具体方案如下方案一一种水帽10，主要由塔形缝隙头1、止水塞2、托架3、连接头4等组成(如
图1)，止水塞2置于塔形缝隙头1的内部，止水塞2可以是与塔形缝隙头1锥度相同(或相近)的锥形或锥台形，也可以是球形等，在止水塞2的表面可以设置与塔形缝隙头1的布水缝隙5相对应的筋6，筋6的数量等于或小于布水缝隙5，托架3固定在连接头4上，连接头4与塔形缝隙头1用螺纹连接或粘接在一起。塔形缝隙头1起布水作用，止水塞2在水自连接头4侧流向塔形缝隙头1侧时自动堵塞一部分塔形缝隙头1的布水缝隙5，在水自塔形缝隙头1侧流向连接头4侧时自动打开塔形缝隙头1的布水缝隙5，托架3起到支撑止水塞2防止筋6从布水缝隙5脱出及堵塞连接头4的流水通道7的作用，水帽10可通过连接头4和螺母8安装在多孔支撑板9上。为防止止水塞2偏离水帽10的中心轴线，可穿过止水塞2中心轴线上的开孔在塔形缝隙头1或连接头4上设置导杆，导杆若设置两根以上同时还可以防止止水塞2旋转。为防止止水塞2在塔形缝隙头1内塞得太紧，应使止水塞2在塞紧前其端头顶在塔形缝隙头1的底部。
止水塞2也可以是中空的管状(如图2)，其尺寸与塔形缝隙头1的大直径段相当时，止水塞2可以堵塞塔形缝隙头1大直径段的布水缝隙5，其尺寸与塔形缝隙头1的小直径段相当时，止水塞2可以堵塞塔形缝隙头1小直径段的布水缝隙5，其尺寸与塔形缝隙头1的中段相当时，止水塞2可以堵塞塔形缝隙头1中段的布水缝隙5。止水塞2也可以是一头封闭的中空管。当上述中空管由橡胶材料制成且堵板位于远离连接头4侧时，水从连接头4流入水帽10时止水塞2膨胀也能堵塞布水缝隙5。为防止在上述中空管内积存死水可以在管壁或堵板上开孔。
顺流再生离子交换器、浮床离子交换器宜采用头朝下使用的水帽10，水帽10设置在离子交换剂的上侧，此时止水塞2比重最好大于1，可以用塑料、橡胶、玻璃钢等材料、复合材料制成，或用上述材料内充沙子、水泥或金属制成；逆流再生离子交换器宜采用头朝上使用的水帽10，水帽10设置在离子交换剂的下侧，此时止水塞2比重最好小于1，可以用塑料、橡胶、玻璃钢等材料、复合材料制成，其内部可以做成空心的。
水帽10是采用止水塞2部分封闭塔形缝隙头1的布水缝隙5来改变水的通流面积的，也可以在连接头4侧采取相应的措施达此目的，如用止水球或止水塞堵塞连接头4或与连接头4相连接的有关部件的部分通水孔。
方案二一种水帽11，主要由塔形缝隙头1、止水球13、螺母16、托架14、连接头4、配水孔板15等组成(如图3、4)，止水球13置于连接头4的内部位于托架14与配水孔板15之间，止水球13可以是球形的，也可以是锥形或圆柱形等，需减少从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积时，配水孔板15设置在连接头4上，托架14设置在与连接头4相连接的螺母16上(如图3)，当水从连接头4侧流向塔形缝隙头1侧时，止水球13自动堵塞配水孔板15上的通水孔17，水只能从配水孔板15上的通水孔18流过，减少了通流面积，当水从塔形缝隙头1侧流向连接头4侧时，止水球13自动打开配水孔板15上的通水孔17，增大了通流面积；需减少从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积时，配水孔板15设置在与连接头4相连的螺母16上，托架14设置在连接头4上(如图4)，当水从塔形缝隙头1侧流向连接头4侧时，止水球13自动堵塞配水孔板15上的通水孔17，水只能从配水孔板15上的通水孔18流过，减少了通流面积，当水从连接头4侧流向塔形缝隙头1侧时，止水球13自动打开配水孔板15上的通水孔17，增大了通流面积。水帽11可通过连接头4和螺母16固定在多孔支撑板9上。托架14起撑托止水球13的作用。
方案三一种水帽12，主要由塔形缝隙头1、多功能螺母19、止水球13、托架14、连接头4、配水孔板15等组成(如图5、6)，止水球13置于多功能螺母19的内部位于托架14与配水孔板15之间，止水球13可以是球形的，也可以是锥形或圆柱形等，需减少从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积时，配水孔板15设置在多功能螺母19靠近塔形缝隙头1的一端，托架14设置在多功能螺母19的另一端(如图5)，当水从连接头4侧流向塔形缝隙头1侧时，止水球13自动堵塞配水孔板15上的通水孔17，水只能从配水孔板15上的通水孔18流过，减少了通流面积，当水从塔形缝隙头1侧流向连接头4侧时，止水球13自动打开配水孔板15上的通水孔17，增大了通流面积；需减少从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积时，配水孔板15设置在多功能螺母19远离塔形缝隙头1的一端，托架14设置在多功能螺母19的另一端(如图6)，当水从塔形缝隙头1侧流向连接头4侧时，止水球13自动堵塞配水孔板15上的通水孔17，水只能从配水孔板15上的通水孔18流过，减少了通流面积，当水从连接头4侧流向塔形缝隙头1侧时，止水球13自动打开配水孔板15上的通水孔17，增大了通流面积。水帽12可通过连接头4和多功能螺母19固定在多孔支撑板9上。托架14起撑托止水球13的作用。
止水球13可用塑料、橡胶、玻璃钢等制成，当水自上而下流动时需要堵塞通水孔17，止水球13的比重宜大些，必要时可以在上述材料内填充沙子或金属等大比重的材料，当水自下而上流动时需要堵塞通水孔17，止水球13的比重宜小些，必要时可制成中空的或内充木材。
应用上述水帽取代现有塔形缝隙式水帽及其它替代物，根据现有技术，可以相应地设计制造出性能优异的浮床离子交换器、顺流再生离子交换器、逆流再生离子交换器、双室床离子交换器、混合床离子交换器、再生塔等各种离子交换设备、再生设备。
图7所示为浮床离子交换器，该离子交换器主要由壳体21、出水管(再生液进入管)22、上、下多孔支撑板9、头朝下使用的新型水帽10(或从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、普通水帽20(或从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、进水管(再生液排出管)23、离子交换剂24等组成。上、下多孔支撑板9，29分别固定在壳体21的上部和下部，为提高强度，用支柱26将上、下多孔支撑板9，29分别连接固定在壳体21的上端和下端，水帽10(或从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12)和普通水帽20(或从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽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)分别连接固定在上部多孔支撑板9和下部多孔支撑板29上，离子交换剂24填充在上部多孔支撑板9和下部多孔支撑板29之间。工作原理运行时，水从进水管23进入，通过下部多孔支撑板29、水帽20(或从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、离子交换剂24(此时离子交换剂24构成的滤层被水托起顶在上部多孔支撑板9上)、水帽10(或从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、上部多孔支撑板9，从出水管22流出，水得到处理，此时水帽10的布水缝隙5全部打开(从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12和从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12的通水孔17打开)，通流面积增大，能适应水流量大的需要；再生时，再生液从再生液进入管22进入，通过上部多孔支撑板9、水帽10(或从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、离子交换剂24(此时离子交换剂24所构成的滤层回落到下部多孔支撑板29上)、普通水帽20(或从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、下部多孔支撑板29从再生液排出管23流出，离子交换剂24得到再生，此时止水塞2封堵了水帽10一部分布水缝隙5(从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12和从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12的通水孔17被止水球13堵塞)，通流面积减小，保证了小流量的再生剂通过时的缝隙(或孔)流速，保证了再生剂能均匀地流入或流出离子交换剂24所构成的滤层。
图8所示为双室浮床离子交换器，该离子交换器主要由壳体21、出水管(再生液进入管)22、上、中、下多孔支撑板9，39，29，、头朝下使用的新型水帽10(或从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、普通水帽20(或从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、进水管(再生液排出管)23、离子交换剂24、离子交换剂25等组成。上、中、下多孔支撑板9，39，29分别固定在壳体21的上端、中部、下端，为防止中部多孔支撑板39受力变形，可用支柱26将其连接在上、下多孔支撑板9，29上，也可以只连接在下多孔支撑板29(或上多孔支撑板9)上，上部多孔支撑板9上安装头朝下使用的新型水帽10(或从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12)，下部多孔支撑板29上安装普通水帽20(或从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12)，中部多孔支撑板39的上侧安装普通水帽20(或从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、下侧安装头朝下使用的新型水帽10(或从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12)，中部多孔支撑板39的上、下两侧水帽可分别采取内螺纹和外螺纹直接对头连接。离子交换剂24充填在上部多孔支撑板9和中部多孔支撑板39之间，离子交换剂25充填在中部多孔支撑板39和下部多孔支撑板29之间。工作原理运行时，水从进水管23进入，通过下部多孔支撑板29、普通水帽20(或从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、离子交换剂25(此时离子交换剂25构成的滤层被水托起顶在中部多孔支撑板39上)、水帽10(或从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、中部多孔支撑板39，普通水帽20(或从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、离子交换剂24(此时离子交换剂24构成的滤层被水托起顶在上部多孔支撑板9上)、水帽10(或从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、上部多孔支撑板9，从出水管22流出，水得到处理，此时水帽10的布水缝隙5全部打开(从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12和从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12的通水孔17打开)，通流面积增大，能适应水流量大的需要；再生时，再生液从再生液进入管22进入，通过上部多孔支撑板9、水帽10(或从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、离子交换剂24(此时离子交换剂24所构成的滤层回落到中部多孔支撑板39上)、普通水帽20(或从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、中部多孔支撑板39、水帽10(或从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、离子交换剂25(此时离子交换剂25所构成的滤层回落到下部多孔支撑板29上)、普通水帽20(或从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12)、下部多孔支撑板29，从再生液排出管23流出，离子交换剂24、离子交换剂25得到再生，此时止水塞2封堵了水帽10一部分布水缝隙5(从连接头4侧向塔形缝隙头1侧通流面积较小的水帽11或水帽12和从塔形缝隙头1侧向连接头4侧通流面积较小的水帽11或水帽12的通水孔17被止水球13堵塞)，通流面积减小，保证了小流量的再生剂通过时的缝隙(或孔)流速，保证了再生剂能均匀地流入或流出离子交换剂24、离子交换剂25所构成的滤层。
本实用新型提供的上述新型水帽代替现有的塔形缝隙式水帽及其它替代物，可用于顺流再生离子交换器、逆流再生离子交换器、浮床离子交换器、双室床离子交换器、混合床离子交换器、再生塔等各种离子交换设备、再生设备，还可应用于其它水处理设备或化工设备均匀分配水及其它液体或气体。
权利要求1.一种离子交换器，包括一壳体(21)、分别设置在所说壳体上的出水管(22)和进水管(23)、在所说壳体内安装的上多孔支撑板(9)和下多孔(29)、设置在上下多孔支撑板(9，29)之间的离子交换剂，在所说支撑板(9，29)上设置的多个水帽，其特征为至少一个所说水帽(10，11，12)具有单向节流装置。
2.根据权利要求1所述的离子交换器，其特征为，在上下多孔支撑板(9，29)之间设置一中间多孔支撑板(39)，在上多孔支撑板(9)和中间多孔支撑板(39)之间设置离子交换剂(24)，在下多孔支撑板(29)和中间多孔支撑板(39)之间设置离子交换剂(25)，在所说中间多孔支撑板(39)上设置至少一个具有单向节流装置的水帽(10，11，12)。
3.根据权利要求1或2所述的离子交换器，其特征为，所说水帽(10)由朝向离子交换剂的塔形缝隙头(1)、置于塔形缝隙头(1)的内部的止水塞(2)、对所说止水塞进行限位的托架(3)、和将塔形缝隙头(1)连接到所说孔板上的内部形成通道(7)的连接头(4)组成。
4.根据权利要求3所述的离子交换器，其特征为，所说止水塞(2)和塔形缝隙头(1)为锥形，在所说止水塞(2)的表面设置与塔形缝隙头(1)的布水缝隙(5)相对应的筋(6)，所说筋(6)的数量等于或小于布水缝隙(5)。
5.根据权利要求4所述的离子交换器，其特征为，所说的止水塞(2)是中空的。
6.根据权利要求3所述的离子交换器，其特征为，至少设置一根止水塞(2)的导向杆。
7.根据权利要求1或2所述的离子交换器，其特征为，所说水帽包括一朝向离子交换剂的塔形缝隙头(1)；一与塔形缝隙头(1)连接的并将塔形缝隙头(1)连接到所说孔板上的内部形成通道(7)的连接头(4)，在连接头上开有螺纹；一与所说螺纹配合的螺母；一设置在所说连接头上的托架(14)；一设置在所说螺母一端的配水孔板(15)；一设置在所说托架(14)和配水孔板(15)之间的可移动的止水球(13)，在所说配水孔板(15)上开有可被止水球(13)堵塞的通水孔(17)和常开通水孔(18)。
8.根据权利要求1或2所述的离子交换器，其特征为，所说水帽包括一朝向离子交换剂的塔形缝隙头(1)；一与塔形缝隙头(1)连接的并将塔形缝隙头(1)连接到所说孔板上的内部形成通道(7)的连接头(4)，在连接头上开有螺纹；一与所说螺纹配合的螺母；一设置在所说连接头上的配水孔板(15)；一设置在所说螺母一端的托架(14)；一设置在所说托架(14)和配水孔板(15)之间的可移动的止水球(13)，在所说配水孔板(15)上开有可被止水球(13)堵塞的通水孔(17)和常开通水孔(18)。
9.根据权利要求7所述的离子交换器，其特征为，所说托架(14)设置在所说连接头(4)靠近塔形缝隙头(1)的一端。
10.根据权利要求7所述的离子交换器，其特征为，所说托架(14)设置在所说连接头(4)远离塔形缝隙头(1)的一端。
11.根据权利要求8所述的离子交换器，其特征为，所说配水孔板(15)设置在所说连接头(4)靠近塔形缝隙头(1)的一端。
12.根据权利要求8所述的离子交换器，其特征为，所说配水孔板(15)设置在所说连接头(4)远离塔形缝隙头(1)的一端。
专利摘要本实用新型的离子交换器,包括一壳体、分别设置在壳体上的出水管和进水管、在壳体内安装的上多孔支撑板和下多孔支撑板、设置在上下多孔支撑板之间的离子交换剂,在支撑板上设置的多个水帽,其中,至少一个水帽具有单向节流装置。本实用新型的离心交换器具有再生剂分配均匀、周期制水量大、出水质量好、节省再生剂、环境污染小等特点。
文档编号B01J47/00GK2393639SQ9820142
公开日2000年8月30日 申请日期1998年2月20日 优先权日1998年2月20日
发明者刘澄清 申请人:刘澄清