專利名稱：一種全自動程控硬水軟化裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種固定床式離子交換硬水軟化水處理裝置，特別是涉及一種全自動程控硬水軟化裝置，它適用于低壓鍋爐給水的軟化處理和其他需要軟化水的工業與民用設備。
一般，對于低壓鍋爐的給水只需經過一級鈉離子交換使水的硬度降至30μmol/L以下即可。目前，用于低壓鍋爐的硬水軟化處理裝置有順流式和逆流式固定床或浮動床離子交換器，以及連續式移動床或流動床離子交換器(包括單塔、雙塔和三塔式)。現有的這些設備普遍存在下列問題(1)設備龐大，結構復雜，需要占用較大的安裝場地和空間;(2)設備運行時或用人工啟閉閥門，自動化程度低，勞動強度大，易產生誤動作;而自動控制的則都是通過電磁閥來控制閥門的啟閉，能耗大，在停電時要一定功率的備用電源才能使設備工作，而且由于電磁閥長期通電工作，可靠性較差，甚至造成誤動作;(3)我國大多數小型鍋爐是間歇使用的，每天僅工作幾小時，突然停電又常會發生，已有的水處理設備必須要一個備用電源才能保持電路的程序，使設備復雜，維護不便。
本發明的目的就在于克服現有技術中的不足之處，提供一種體積小，自動化程度高，可靠性好的全自動程控硬水軟化裝置。
本發明的目的可以通過以下的技術措施來實現采用順流或逆流再生工藝對水進行軟化處理，它由離子交換器、再生劑溶液桶、噴射器輸送系統組成，其特征在于它還裝有一個與離子交換器進出水通道相聯通的由5～8個單通道閥集合而成的水壓隔膜式多通道程序執行閥和一個由微型電機，一個程序凸輪組和4個以上的行程閥構成的程序控制閥，由全自動程控電路控制微型電機轉動，而微型電機拖動程序凸輪組，使程序控制閥中的行程閥的閥芯移動控制作為工質的水流方向，并通過管道與多通道程序執行閥中各單通道閥的閥蓋腔相聯通，通過可控水流，控制多通道程序執行閥中的各單通道閥的啟閉，實現離子交換器交換、反洗、再生和正洗的運行循環。
全自動程控電路由穩壓電源、程序發生電路、交換時間控制電路、反洗時間控制電路、再生時間控制電路、沖洗時間控制電路、微型電機和微動開關組成。
本發明的目的還可以通過以下的技術措施來實現在程序控制閥的凸輪轉軸上安裝一個帶記號的手輪，作為停電時人工操作驅動程序凸輪組，使設備仍能正常工作的手動裝置，手輪上的記號還可作為指示設備運行狀態的記錄指示。
本發明的目的還可以通過以下的技術措施來實現在全自動程控電路中裝設一計數器，記錄設備運行的情況，在設備停止工作或突然斷電時也能保持全自動程控電路的運行。
本發明的目的還可以通過以下的技術措施來實現在全自動程控電路中設置報警電路，當程序發生電路和凸輪所處的程序不相符合時，報警電路報警，提醒操作者調整程序發生電路，使程序控制閥與程序電路相協調，保證設備正常運行。
本發明與現有技術相比有以下的優點(1)由于將設備各閥門集中為一個水壓隔膜式多通路程序執行閥，并由一個程序控制閥控制它的啟閉，從而使本發明的結構緊湊，體積小，安裝方便;(2)采用全自動程控電路控制設備運行，無需人工操作，可自動按程序進行，自動化程度高;(3)采用水壓隔膜式多通道執行閥，運用液力平衡原理，以水作為工質驅動閥門的啟閉，使多通道執行閥所需的控制力很小，能耗低，可靠性高，且停電時無需備用電源;(4)在凸輪轉軸上設置手輪，使設備在停電時，只需撥動手輪，即可準確無誤地控制設備正常運行。
下面將結合附圖對本發明作進一步詳細描述
圖1是本發明的一種全自動程控硬水軟化裝置;
圖2是圖1所示的全自動程控硬水軟化裝置中的程序控制閥的正視圖;
圖3是圖2所示的程序控制閥的M-M視圖;
圖4是圖1所示是全自動程控硬水軟化裝置中的水壓隔膜式多通道執行閥的正視剖面圖;
圖5是圖4所示的多通道程序執行閥的N-N視圖;
圖6是本發明的一種全自動程控硬水軟化裝置的電路方框圖;
圖7是本發明的一種全自動程控硬水軟化裝置的全自動程控電路圖;
圖8是本發明交換工作時多通道程序執行閥中各閥門啟閉及水流狀況的示意圖;
圖9是本發明反洗工作時多通道程序執行閥中各閥門啟閉及水流狀況的示意圖;
圖10是本發明再生工作時多通道程序執行閥中各閥門啟閉及水流狀況的示意圖;
圖11是本發明正洗工作時多通道程序執行閥中各閥門啟閉及水流狀況的示意圖。
圖1～5所示的全自動程控硬水軟化裝置是本發明的實施例之一，它由離子交換器(1)、再生劑溶液桶(13)、噴射器輸送系統(14)、水壓隔膜式多通道程序執行閥(5)、程序控制閥(2)和全自動程控電路(3)組成。其中離子交換器(1)是一個上端為凸半球的不銹鋼制圓柱體形容器，其內部下端裝有石英砂(10)，石英砂(10)上面是一定量的離子交換樹脂(9)。在離子交換器(1)殼體的外部高于離子交換樹脂(9)面之處和下部相對石英砂(10)層處裝有進出水通道(4)、(11)，通道(4)、(11)之間聯通水壓隔膜式多通道程序執行閥(5)，其中通道(4)接多通道程序執行閥(5)的A口，通道(11)接執行閥(5)的D口，原水(即硬水)由執行閥(5)的B口進入，軟水從其C口送出。執行閥(5)是由六個結構相通的單通道閥(26)、(27)、(28)、(29)、(30)和(31)的集合體，各單通道閥由閥芯(42)、密封墊(43)、橡膠隔膜(40)裝在一起連成一體，并可在錐臺形柵欄式閥座(41)內自由活動，執行閥(5)內分有五個閥腔(32)、(33)、(34)、(35)和(36)，其中閥腔(32)由單通道閥(26)與閥腔(33)相通，又由單通道閥(28)與閥腔(34)相通，又由單通道閥(29)與閥腔(35)相通，而閥腔(34)由單通道閥(30)與閥腔(36)相通，閥腔(35)由單通道閥(27)與閥腔(33)相通，又由單通道閥(31)與閥腔(36)相通，單通道閥(26)是硬水旁路開關，設備再生及沖洗程序無軟水供應時供水，解決不準停水的設備供水問題。在閥腔(32)和閥腔(34)之間還裝有噴射器(12)，來自再生劑溶液桶(13)的鹽水可由圖5所示的“Y”方向進入噴射器(12)中。每個單通道閥的啟閉由程序控制閥(2)通過可控水流來控制，由單通道閥的閥蓋(37)通過軟管(25)與程序控制閥(2)相聯通。程序控制閥(2)上裝有五套結構相同的行程閥，閥芯(19)在彈簧(22)和凸輪(16)的作用下在閥體(24)內左右移動，閥體中開有與多通道程控執行閥(5)的E口聯通的進水道(21)，放水道(20)及與多通道程序執行閥(5)的閥蓋腔(38)通過軟管(25)相連的控制通道(3)，由于行程閥中左右兩邊水壓相平衡，閥芯(19)左右移動與水的壓力大小無關。當凸輪(16)轉到閥芯(19)滾子距凸輪轉軸(17)最近的位置時，閥芯(19)在彈簧(22)的作用下右移最大位置，此時來自進水道(21)的控制水流經過閥芯(19)間隙，控制水通道(23)和軟管(25)到達多通道程序執行閥(5)中的單通道閥閥蓋腔(38)中，從而關閉單通道閥，當凸輪(16)轉到閥芯(19)滾子距凸輪轉軸(17)最遠的位置時，閥芯(19)壓縮彈簧(22)左移，關閉進水道(21)而打開放水道(20)，執行閥(5)中的單通道閥的閥蓋腔(38)的控制水受到閥底的壓力，推動控制水流排出閥蓋腔(38)，從而打開單通道閥，即程序控制閥(2)通過控制水流流出或流入多通道程序執行閥(5)中的單通道閥的閥蓋腔(38)中，從而控制單通道閥的啟閉。而凸輪組按程序在凸輪轉軸(17)上相對固定，并由微型電機(15)驅動凸輪轉軸(17)轉動，使程序控制閥(2)按設定程序啟閉其行程閥，通過控制水流控制執行閥(5)中的各單通道閥的啟閉，使設備循環運行。在停電時，可通過撥動凸輪轉軸(17)上的手輪(18)，使設備正常運行。微型電機(15)采用具有約束單向轉動的無定向同步電機，功率僅為5W，軟化水的速度為4噸/小時，設備的總高度為1.47米，安裝后占地僅1.2m2，最大耗用電能22W。
圖6所示的是本發明的一種全自動程控硬水軟化處理裝置，在全自動程控電路中，設置機械計數器，記錄水軟化時設備運行的時間，結合程序控制閥(2)的凸輪轉軸(17)上設置的手輪記號，隨時自動記錄設備運行在何種程序，在停止工作或突然斷電時也能保持程序電路運行，無需備用電源。設置報警電路，保證設備在經常間歇工作和突然斷電后，程序器能正常執行工作，即如果全自動程控電路和凸輪所處的程序相同時，報警電路不動作，反之則報警，提醒操作者調整程序發生電路，使程序控制閥(2)與全自動程控電路相協調。全自動程控電路的各時間調定是根據水質及離子交換樹脂質量而設定。
圖7所示的是本發明的一種全自動程控硬水軟化裝置，程序轉換控制信號由微動開關給出，經IC1整形并鎖定，然后輸入IC2。IC2是個脈沖分配器，它根據IC1輸出脈沖的先后次序，按順序分配給四個程序時間電路。第一程序時間(即交換時間)控制電路由IC3、J1和Jk組成，IC3每隔1分鐘輸出一個脈沖，使J1動作，Jk進行累計計數，當到達Jk預定的時間時，Jk觸點閉合，微型電機通電工作，由第一程序自動轉入第二程序。第二程序時間(即反洗時間)控制電路由IC4、IC5和J2組成，IC4和IC5組成延時電路，根據第二程序控制時間設定，當到達設定的時間時，J2觸點閉合，微型電機通電工作，由第二程序自動轉入第三程序。第三程序時間(即再生時間)和第四程序時間(即正洗時間)控制電路原理同第二程序。當第四程序時間工作完后，便自動轉入第一程序時間控制，周而復始。
供電電源由交流220V輸入，經小型變壓器降壓，并經二極管整流，輸入穩壓集成塊穩壓后，提供給各電路使用。
為防止停電后再重新供電時，程序可能出現的錯誤，設置蜂鳴報警電路，由IC10、IC11和f組成，當重新供電時，IC11輸出脈沖，蜂鳴器f發出報警聲，提醒用戶檢查程序是否正常工作。
本發明的工作過程包括交換、反洗、再生和正洗四個步驟，首先設備對硬水進行軟化，原水(即自來水＝硬水)從程序執行閥(5)的B口進入閥內的(32)腔，這時，程序執行閥(5)中的單通道閥(28)、(27)開啟，而其余的單通道閥關閥，原水經單通道閥(28)進入(34)腔，并從程序執行閥(5)的A口經通道(4)到達離子交換器(1)的上端(如圖8所示的原水進水路線M)，原水從上而下經過離子交換樹脂層(9)進行離子交換，經軟化后的水從離子交換器(1)的下端通道(11)排出，并進入程序執行閥(5)的D口，經單通道閥(27)、(33)腔從程序執行閥(5)的C口送出(如圖所示的軟水出水路線N);當離子交換樹脂層失效時，設備運行到機械計數器給定值和記錄相同時，全自動程控電路發出轉換信號，啟動微型電機(15)轉到反洗程序，并使機械計數器清零，這時單通道閥(28)、(27)關閉，單通道閥(29)、(30)和(26)開啟(如果使用軟水的設備無需持續供水，可將程序執行閥(5)中的(26)閥永遠關閉)，原水從(32)腔經單通道閥(29)進入(35)腔從執行閥(5)的D口流出，使水流從離子交換器(1)的下端進入(如圖9所示的原水路線M)，使離子交換樹脂(9)松動，清除樹脂(9)上層的懸浮物，將它們從通道(4)排出離子交換器(1)外，廢水從通道(4)進入執行閥(5)的A口，經單通道閥(30)、(36)腔和F口送出，(見圖9所示的廢水路線O)。反洗時間結束后，全自動程控電路使設備轉入再生程序，這時執行閥(5)中的單通道閥(27)、(28)、(29)、(30)關閉，單通道閥(31)開啟。帶有一定的壓力的原水經執行閥(5)的B口進入(32)腔，并進入噴射器(12)中，在噴射器(12)內射流時形成一定的高壓，將再生劑溶液的飽和鹽溶液引射出來與原水混合成7.25%的再生溶液，經(34)腔，執行閥(5)的A口和通道(4)(見圖10所示的原水路線M)進入離子交換器上端，對失效樹脂再生，廢液經管道(11)進入閥(5)中的(35)腔，過單通道閥(31)、(36)腔、F口排出(見圖10所示的廢液路線O)。再生程序結束，全自動程控電路使微型電機(15)轉動到正洗程序的位置而止，這時執行閥(5)中的單通道閥(27)、(29)、(30)關閉，單通道閥(28)、(31)開啟，設備進入正洗程序，即用原水沖洗離子交換樹脂，將附著在其表面上帶氯離子的再生廢液沖掉，原水經執行閥(5)的B口、單通道閥(28)、(34)腔出A口(見圖11所示的原水路線M)，從通道(4)進入離子交換器(1)的上端自上而下地對離子交換樹脂(9)進行沖洗，廢水從離子交換器(1)的下端通道(11)排出，入執行閥(5)的D口，經(35)腔、單通道閥(31)、F口排出設備之處(見圖11所示的廢水路線O)，正洗程序結束后，全自動程控電路啟動微型電機(15)轉動使設備再次轉入交換程序，開始一個新的工作循環。
權利要求
1.一種全自動程控硬水軟化裝置，由離子交換器(1)、再生劑溶液桶(13)、噴射器輸送系統(14)組成，其特征在于它還裝有一個與離子交換器(1)進出水通道(4)、(11)相聯通的由5～8個單通道閥集合而成的水壓隔膜式多通道程序執行閥(5)和一個由微型電機(15)、程序凸輪組和4個以上行程閥構成的程序控制閥(2)，由全自動程控電路控制微型電機(15)轉動；而程序控制閥(2)由微型電機(15)拖動程序凸輪組，并通過其行程閥上控制水通道(23)與多通道程序執行閥(5)中各單通道閥的閥蓋腔(38)由管道(25)相聯通；全自動程控電路由穩壓電源、程序發生電路、交換時間控制電路、反洗時間控制電路、再生時間控制電路、沖洗時間控制電路、微型電機(15)和微動開關組成。
2.根據權利要求1所述的全自動程控硬水軟化裝置，其特征在于水壓隔膜式多通道程序執行閥(5)由6個單通道閥和5個閥腔構成。
3.根據權利要求1所述的全自動程控硬水軟化裝置，其特征在于程序控制閥(2)由微型電機(15)、5個凸輪組成的程序凸輪組和5個行程閥構成。
4.根據權利要求1或2所述的全自動程控硬水軟化裝置，其特征在于程序控制閥(2)的凸輪轉軸(17)上安裝一個帶記號的手輪(18)。
5.根據權利要求3所述的全自動程控硬水軟化裝置，其特征在于程序控制閥(2)的凸輪轉軸(17)上安裝一個帶記號的手輪(18)。
6.根據權利要求3所述的全自動程控電路中裝設蜂鳴報警電路。
全文摘要
本發明涉及一種固定床式離子交換硬水軟化水處理裝置，特別是涉及一種全自動程控硬水軟化裝置。它由離子交換器、再生劑溶液桶、噴射器輸送系統組成，其特征在于它裝有一個水壓隔膜式多通道程序執行閥，用以控制離子交換器在交換、反洗、再生和正洗的運行循環中的硬水、軟水、廢水和再生劑的流向，和一個用于控制程序執行閥的各閥門啟閉的程序控制閥，整個設備由全自動程控電路控制。優點是結構緊湊，體積小，自動化程度高，可靠性能好，能耗小，無需備用電源，適用于低壓鍋爐給水的軟化處理和其他需要軟化水的工業與民用設備。
文檔編號C02F1/42GK1062887SQ90110390
公開日1992年7月22日 申請日期1990年12月31日 優先權日1990年12月31日
發明者李棣榮, 陳電, 趙善康, 歐景禮 申請人:順德縣江寧儀器設備廠