带有弹性端基封闭单元的电脱离子设备制造技术

本文涉及某种电脱离子设备及其制造方法，该设备带有端基封闭单元，其中端基封闭单元由弹性材料或外面包有弹性材料的端板构成。弹性材料可以是各种类型的热塑弹性体，例如可以是苯乙烯嵌段共聚物、共聚酯、聚氨基甲酸酯、烯烃热塑弹性体以及热塑硫化橡胶。弹性材料的肖氏Ａ级硬度值约在４０～９０之间。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
带有弹性端基封闭单元的电脱离子设备本申请是2003年4月4日递交的申请号为03810658. 2，专利技术名称为“带有弹性端 基封闭单元的电脱离子设备”的分案申请。
技术介绍
本专利技术与电脱离子设备相关，更具体而言，本专利技术与带有由弹性材料制成的端基 封闭单元的电脱离子设备相关。相关技术的说明电脱离子过程是用来对水进行净化的过程，该过程通过使用电活性介质和电势来 去除液体中的可电离物质，其中的电势将影响离子的传递。电活性介质还具有收集及排出 可电离物质的功能，或者通过离子或电子交换机来促进离子的连续传递。电脱离子装置可 含有带有永久性或临时电荷的介质，电脱离子装备在操作中可引发电化学反应，这些电化 学反应的目的是实现电脱离子装置的性能或增强其性能。这些电脱离子装置可含有电活性 膜，比如含有离子交换半透膜或双极性膜。连续电脱离子过程的主要结构参数是穿过介质的传递，而不是介质的离子化能 力。典型的连续电脱离子装置包括交替存在的阳离子选择膜和阴离子选择膜。位于这些 膜之间的空间形成了液体流动室，该液体流动室带有入口和出口。外部电源通过电极在膜 的边缘及流动室的边缘施加一个横向的直流电场。这些电极通常由惰性材料制成的刚性 端基封闭单元以及腔室和/或端板所支撑。电脱离子装置例如是4，632，745号美国专利、 4，925，541号美国专利、5，211，823号美国专利、5，259，936号美国专利、5，316，637号美国 专利、5，154，809号美国专利及5，240，579号美国专利所描述的装置，这些专利在此通过引 证被并入本文。专利技术概述本专利技术与电脱离子设备相关，该电脱离子设备至少具备一个由弹性材料制成的端 基封闭单元。在另一实施方案中，电脱离子设备包括脱离子室、离子浓缩室以及端基封闭单元； 其中端基封闭单元带有与电极相邻的第一表面和与端板邻近的第二表面。端基封闭单元由 弹性材料制成。图示简介本专利技术的非限制性实施方案更适宜结合本文所附图示以实例的方式进行说明，其 中附图说明图1是传统电脱离子设备的分解图。图2是传统端基封闭单元和电极的示意图。图3是常规电脱离子设备某一实施方案的示意剖面图，该图表明了流体及离子穿 过脱离子室、离子浓缩室及电解室的流动方向。图4是本专利技术中端基封闭单元某一实施方案的示意图。图5是图4所示端基封闭单元沿线段5切开后的截面图。图6是本专利技术中接头与端基封闭单元间密封部件某一实施方案的截面图。图7是本专利技术中接头与端基封闭单元间密封部件另一实施方案的截面图。图8是本专利技术中端基封闭单元某一实施方案的截面图，其中的端基封闭单元带有 外部模制的接头。图9是本专利技术中电极接头与端基封闭单元之间密封部件某一实施方案的截面图。图10是本专利技术中连杆套管与端基封闭单元之间密封部件某一实施方案的截面 图。图11是本专利技术中另一端基封闭单元的示意图。图12是图4中端基封闭单元的透视图。图13是图11中端基封闭单元的透视图。图14是常规端板一侧的示意图。图15是图14中端板另一侧的示意图。图16是整体外部模制端板的截面图。图17是部分外部模制端板的截面图。图18是部分外部模制环形端板的截面图。图19是图18中的环形端板位于压力容器中时的截面图。本专利技术的详细说明本专利技术与某种电脱离子设备相关，该电脱离子设备带有电极模块，该电极模块也 被称为端基封闭单元，由弹性材料制成。正如本文所使用的，“弹性材料”被定义为在形变后 能够恢复其大小和形状的材料。常规的刚性端基封闭单元通常对电极以及在正常高压下的 设备中的流体流动构成支撑。端基封闭单元还应在电极与接地的端板间起到绝缘作用，并 对隔离垫片和连杆套管进行密封，从而将流体室与端板隔离开，端板通常由金属制成，电脱 离子设备中的工作流体由不相兼容的组分构成。弹性端基封闭单元在整个电脱离子设备中 形成牢固的密封，因此不必使用像0形环及垫片这些另外的密封部件。电脱离子设备或装置可基于诸如连续电脱离子技术、电渗透(electrodiaresis)、 填料室电渗析技术、电化学离子交换技术、电容脱离子技术以及类似的技术。再者，电脱离 子设备可基于各种结构形成，例如基于螺旋式结构、板框式结构、环形结构；环形结构含有 盘形的电子惰性隔离片，隔离片带有中心孔和上、下表面。Rychen等人拥有的5，376，253号 美国专利对螺旋式结构进行了说明；DiMascio等人拥有的5，858，191号美国专利对板框式 结构进行了说明；Liang等人拥有的5，292，422号美国专利对环形结构进行了说明，这些专 利的全文在此通过弓I证被并入本文。现在参见图1，常规的电脱离子设备10由一级流动室12组成，该流动室的两边是 电极9和电极11。与端板13相邻的是端基封闭单元17，该端基封闭单元容纳电极9和所 需的歧管装置。电极隔离片18与端基封闭单元17相邻，隔离片含有筛网19，当流体流过电 极隔离片18时，筛网19使液体的流动达到湍流状态。离子渗透膜20与电极隔离板18的 周边形成密封连接。由柔性材料构成的隔离片22含有筛网24。这些隔离片和筛网24以及 离子交换膜构成了电脱离子设备的离子浓缩室。脱离子室包括离子渗透膜26、离子渗透膜30以及由刚性材料28构成的隔离片。 离子渗透膜26和30在隔离片28相对的两个平面上与隔离片28的周边32形成密封连接。 离子交换树脂球34盛放在中央的空心中，空心中还有加强肋(未画出)，离子交换树脂球34由离子渗透膜26和30所固定。在工段12中所要净化的液体至少流过一个含有隔离板 22和28以及离子渗透膜26和30的单元。为了在工段12中获得合理的液体流通能力，在 工段12中通常包括5 250个含有隔离板22和28以及离子渗透膜26和36的单元。由 柔性材料构成的隔离板38以及筛网24和离子交换膜40构成了离子浓缩室。电极隔离板 42与容纳电极11的端基封闭单元44相邻。端板50与端基封闭单元电极元件相邻，该端基 封闭单元电极元件位于与电极隔离板42相邻的电极元件的对面。连杆56、58、60以及第4 个连杆(未在图中绘出)贯穿整个设备10，从而将设备中的各个单元固定在其相应的位置 上。现在参见图2，该图是常规端基封闭单元44和电极11的分解图。端基封闭单元带 有电解液进料入口 70以及电解液废料出口 72。电极11带有接头85，该接头与图2详细局 部图所示的外部电接头87相接触。端基封闭单元44包括脱离子室的入口 62和出口 64以 及离子浓缩室的入口 65、66和出口 63、68。常规刚性端基封闭单元通常由固体介电材料构成，这些介电材料可以是玻璃、陶 瓷、熔凝硅石或诸如聚氯乙烯、高密度聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、发泡聚丙烯、玻璃纤维增 强聚丙烯\聚砜、聚苯乙烯、聚丁二烯、三聚氰胺、聚(酚醛)树脂、聚四氟乙烯或聚丙烯酸 醚酮这样的刚性有机聚合物。刚性端基封闭单元通常是从较大的刚性材料板上切割下来， 然后再通过机械加工制成平面制成品。刚性端基封闭单元上通常带有机械加工出来的通 孔，连杆放置在这些通孔中。由于常规的端基封闭单元是刚性的，所以在每个通孔的周围通 常带有密封圈，这些密封圈可以避免从脱离子室或离子浓缩室漏出的液体造成电流短路。 带有螺纹的通孔通常由机械加工而成，这些通孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电脱离子设备，该设备至少含有一个由弹性材料制成的端基封闭单元。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：梁荔鄉，埃米尔O蒙特迷尼，
申请(专利权)人：西门子水技术控股公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]