透析槽用緊固件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種制作容易、且品質(zhì)良好穩(wěn)定、價格也便宜、輕量、操作優(yōu)異的透析槽用緊固件。該透析槽用緊固件被使用在透析槽中，該透析槽包括：室框、交換膜，該室框、交換膜形成脫鹽室和/或濃縮室；以及電極框，該電極框?qū)⒃撌铱蚣敖粨Q膜夾持于內(nèi)側(cè)，其特征是，所述透析槽用緊固件包括：保持部件，該保持部件具有供被處理液流過所述脫鹽室、濃縮室的入口及出口；緊固部，該緊固部以規(guī)定的緊固壓力對該保持部件進行緊固；以及格子狀結(jié)構(gòu)體，該格子狀結(jié)構(gòu)體與所述電極框抵接或隔著規(guī)定的板狀部件與所述電極框抵接，并利用所述緊固部的緊固通過該抵接部分對所述電極框、室框及交換膜進行緊固，該格子的間距寬度為10mm以上50mm以下。
【專利說明】透析槽用緊固件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及透析槽用緊固件，尤其涉及制作容易、且性能、品質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定、價格低廉、輕型化、操作優(yōu)異的透析槽用緊固件。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，已知有一種以直流電流為驅(qū)動電源來進行脫鹽及濃縮的電透析槽。
[0003]例如專利文獻I所示，這種電透析槽將陽離子交換膜與陰離子交換膜通過室框交替地多層配列，通過在其兩端配置電極而在各離子交換膜間形成脫鹽室及濃縮室。此外，其構(gòu)成為，在如此層積設(shè)置的室框及這些層積設(shè)置的室框的兩端配置有由陽極及陰極組成的電極，在最外部的兩端配置有緊固件。在專利文獻I的圖1(本申請中示于圖9)中，通過隔板及室框?qū)㈥栯x子交換膜及陰離子交換膜在電極間交替地多層配列，并在形成有脫鹽室、濃縮室及電極室的透析功能單元40的兩端配置緊固框41，利用緊固螺栓42、螺母43及彈簧44對該透析功能單元40進行緊固、固定。(參照專利文獻I)
[0004]為減少緊固時室框等發(fā)生的撓曲變形，上述緊固框(本說明書中將該“緊固框”稱為“緊固件”)包括具有與緊固壓力相稱的板厚、覆蓋電極面大小的例如30mm?50mm厚度的鐵板。并且，鐵板周圍用螺栓及螺母緊固而使實體部的面積壓力達到0.5?1.4MPa。
[0005]另外，為進一步增加強度，在上述緊固框上以與鐵板面垂直的方式設(shè)置增強筋，施行了單位強度的重量減輕處置。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本專利特開2001-276580號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0010]不過，現(xiàn)有的電透析槽用緊固件的重量非常大，達到在電透析槽組裝解體時對緊固件的操作不得不使用吊車的程度。
[0011]另外，以往的透析槽用緊固件在制作方面，由于必須對相當(dāng)厚的材料進行加工、進行增強筋的焊接，因而制作困難且昂貴。
[0012]本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)問題而作，其目的在于提供一種制作容易、且品質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定、價格低廉、輕型、操作優(yōu)異的透析槽用緊固件。
[0013]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0014]本發(fā)明的透析槽用緊固件被使用在電透析槽(以下，在本說明中，也將“電透析槽”簡稱為“透析槽”)中，該透析槽包括:室框、離子交換膜(以下，在本說明中，也將“離子交換膜”簡稱為“交換膜”)，該室框、交換膜形成脫鹽室和/或濃縮室；以及電極框，該電極框?qū)⒃撌铱蚣敖粨Q膜夾持于內(nèi)側(cè)，其特征是，上述透析槽用緊固件包括:保持部件，該保持部件具有供被處理液流過上述脫鹽室、濃縮室的入口及出口 ；緊固部，該緊固部以規(guī)定的緊固壓力對該保持部件進行緊固；以及格子狀結(jié)構(gòu)體，該格子狀結(jié)構(gòu)體與上述電極框抵接或隔著規(guī)定的板狀部件與上述電極框抵接，并利用上述緊固部的緊固通過該抵接部分對上述電極框、室框及交換膜進行緊固，該格子的間距寬度為IOmm以上50mm以下。
[0015]本發(fā)明的緊固件中的格子狀結(jié)構(gòu)體是格子結(jié)構(gòu)，強度高，因此，可實現(xiàn)輕型化。該格子狀結(jié)構(gòu)體能使用所謂柵格，該格柵被廣泛地用作雨水溝的窨井蓋、腳手架及建筑用材料、具有泛用性、且市場上有售。因此，制作容易、且品質(zhì)優(yōu)良又穩(wěn)定，而且價格低廉。
[0016]另外，在本發(fā)明的較佳實施方式中，其特征是，上述保持部件及上述格子狀結(jié)構(gòu)體分割成數(shù)個，即上述緊固件分割成數(shù)個，較為理想的是被一分為二。
[0017]通過將電透析槽用緊固件分割成數(shù)個，可進一步實現(xiàn)輕型化。因此，能獲得可以在不使用吊車的情況下進行操作的緊固件。
[0018]進一步而言，在本發(fā)明的較佳實施方式中，其特征是，上述緊固件的結(jié)構(gòu)被設(shè)計成上述緊固部的緊固壓力在0.5MPa以上時的上述室框的撓曲為1.5mm以下。
[0019]由此，與現(xiàn)有使用了用增強筋增強的鐵板的透析槽用緊固件相比，可獲得重量大大減輕且能確保充分剛度的透析槽用緊固件。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，透析槽用緊固件構(gòu)成為:具有對電極框、室框及離子交換膜進行緊固的格子狀結(jié)構(gòu)體，且格子的間距寬度為IOmm以上50mm以下，因此，強度高且重量輕。可將市場上有售的柵格用作格子狀結(jié)構(gòu)體，因而制作容易、品質(zhì)優(yōu)良又穩(wěn)定，而且價格低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為表示電透析槽用緊固件的整體構(gòu)成的主視圖。
[0023]圖2為右側(cè)緊固件部件的主視圖。
[0024]圖3為右側(cè)緊固件部件的右側(cè)視圖。
[0025]圖4為右側(cè)緊固件部件的仰視圖。
[0026]圖5為圖2中的B-B向視剖視圖。
[0027]圖6為圖2中的A-A向視剖視圖。
[0028]圖7為格子狀結(jié)構(gòu)體的簡略立體構(gòu)成圖。
[0029]圖8為示意性地表示采用了本發(fā)明的電透析槽用緊固件的電透析槽的構(gòu)成概要的說明圖。
[0030]圖9為例示于專利文獻I的電透析槽的說明圖。
[【具體實施方式】]
[0031 ] 以下，對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0032]如圖8所示，作為采用本發(fā)明的電透析槽用緊固件的電透析槽，例如可將以下類型的電透析槽作為代表例加以例舉，在該電透析槽中，在縱向上，將陽離子交換膜50和陰離子交換膜51通過濃縮用室框52或脫鹽用室框53交替地多層配列在作為陽極側(cè)的電極框54與作為陰極側(cè)的電極框55之間,在電極框54、55的兩外側(cè)配置框狀的緊固件,并利用緊固螺栓對緊固件56、56進行緊固固定。此外，在圖8中，上述電極框54、55是指構(gòu)成為固定電極、構(gòu)成電極室并能供電極液導(dǎo)入的結(jié)構(gòu)體。[0033]接著，圖1中示出了本發(fā)明實施方式的電透析槽用緊固件的整體結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0034]圖1所示的電透析槽用緊固件在圖8所示的透析槽中被配置成從電極框的兩側(cè)進行夾持。即，圖1所示的緊固件通常被使用成該緊固件的右側(cè)配置于該透析槽的下側(cè)，而該緊固件的左側(cè)配置于該透析槽的上側(cè)。該電透析槽用緊固件10由右側(cè)緊固件部件IOA和左側(cè)緊固件部件IOB這對稱的兩個部件構(gòu)成，以使用都同樣的結(jié)構(gòu)(即，將右側(cè)緊固件部件IOA反轉(zhuǎn)即成左側(cè)緊固件部件10B)為佳。
[0035]電透析槽用緊固件10由右側(cè)緊固件部件IOA及左側(cè)緊固件部件IOB這對稱的兩個部件構(gòu)成。圖2中示出了右側(cè)緊固件部件IOA的主視圖，圖3中示出了該右側(cè)緊固件部件IOA的右側(cè)視圖，圖4中示出了該右側(cè)緊固件部件IOA的仰視圖。另外，圖5中示出了圖2中的B-B向視剖視圖，圖6中示出了圖2中的A-A向視剖視圖。如上所述，上述右側(cè)緊固件部件IOA在使用時配置于上述透析槽(參照圖8)的下側(cè)，左側(cè)緊固件部件IOB配置于上述透析槽的上側(cè)。此外，也可以將上述右側(cè)緊固件部件IOA配置于上述透析槽的右側(cè)，并將左側(cè)緊固件部件IOB配置于上述透析槽的左側(cè)來加以使用。
[0036]在右側(cè)緊固件部件IOA及左側(cè)緊固件部件IOB上分別配置有格子狀結(jié)構(gòu)體IA及格子狀結(jié)構(gòu)體IB。
[0037]圖7中示出了格子狀結(jié)構(gòu)體IA的簡略立體結(jié)構(gòu)圖。格子狀結(jié)構(gòu)體IB也具同樣結(jié)構(gòu)。
[0038]如圖1?圖7所示，在圖1、圖2中，朝紙面里側(cè)呈規(guī)定寬度的板狀的主條板3A、3B以相等尺寸的橫向間隙配置有數(shù)根。另一方面，在該主條板3A、3B的圖1中，在端側(cè)位置朝向紙面里側(cè)有數(shù)根棒狀或規(guī)定寬度的板狀的交叉條板5A、5B以與該主條板3A、3B正交的方式以相等尺寸的縱向間隙被焊接。本發(fā)明的緊固件中，通過將數(shù)根主條板3A、3B與數(shù)根交叉條板5A、5B配置成正交，從而來構(gòu)成格子狀結(jié)構(gòu)體。此外，也可以以格子形狀呈菱形的方式將數(shù)根主條板3A、3B與數(shù)根交叉條板5A、5B交叉配置，從而獲得格子狀結(jié)構(gòu)體。
[0039]在王條板3A、3B的一端(圖1中的上端)分別固接有上側(cè)端板7A、7B，而在王條板3A、3B的另一端(圖1中的下端)分別固接有下側(cè)端板9A、9B。
[0040]在上側(cè)端板7A、7B的外側(cè)(即，圖1中右方和左方的外側(cè))焊接有L形角狀的保持部件1認、118，另一方面，在下側(cè)端板9么、98的外側(cè)(B卩，圖1中右方和左方的外側(cè))焊接有L形角狀的保持部件13A、13B,在L形角狀的保持部件11A、IlB及L形角狀的保持部件13AU3B上的數(shù)個位置分別設(shè)置有螺栓孔15。
[0041]在本發(fā)明中，以規(guī)定的緊固壓力對保持部件進行緊固的緊固部是指位于上述保持部件11A、11B、13A及13B的與將形成透析槽的室框及交換膜夾持于內(nèi)側(cè)的電極框相對的面。在圖3中與紙面垂直的右側(cè)的面是緊固部，在圖4中與紙面垂直的下側(cè)的面是緊固部。在上述緊固部上，通過數(shù)個螺栓孔15利用數(shù)個螺栓以本發(fā)明的透析槽用緊固件對透析槽整體進行緊固。
[0042]在本發(fā)明中，透析槽用緊固件包括:保持部件，該保持部件具有供被處理液流過脫鹽室及濃縮室的入口及出口 ；以及緊固部，該緊固部以規(guī)定的緊固壓力對該保持部件進行緊固，透析槽用緊固件既可以與電極框相抵接，也可以隔著規(guī)定的板狀部件與規(guī)定電極框抵接。
[0043]另外，也可以在電透析槽用緊固件10的與電極框相面對的部分另行配置用于使緊固壓力均勻分散且具有一定剛度的板狀部件。
[0044]在本申請的圖3、圖5及圖6中例示出了以下形態(tài):透析槽用緊固件包括:保持部件，該保持部件具有供被處理液流過脫鹽室及濃縮室的入口及出口 ；以及緊固部，該緊固部以規(guī)定的緊固壓力對該保持部件進行緊固，該透析槽用緊固件隔著規(guī)定的板狀部件與上述電極框抵接。鐵板21為上述板狀部件。
[0045]即，如圖6所示，在交叉條板5A、5B的底面安裝有鐵板21。在該鐵板21的右端部(圖1中俯視觀察時的右端側(cè))配置有出口側(cè)保持部件23，在該出口側(cè)保持部件23上形成有脫鹽液用出口 31及口徑在一周上比該脫鹽液用出口 31小的濃縮液用出口 33。另一方面，在該鐵板21的左端部(圖1中俯視觀察時的左端側(cè))配置有入口側(cè)保持部件25，在該入口側(cè)保持部件25上形成有脫鹽液用入口 35及口徑在一周上比該脫鹽用液用入口 35小的濃縮液用入口 37。
[0046]接著，對本發(fā)明實施方式的作用進行說明。
[0047]格子狀結(jié)構(gòu)體IA及格子狀結(jié)構(gòu)體IB使用所謂柵格是較為理想的，該柵格被廣泛地用作雨水溝的窨井蓋、腳手架、建筑用材料，具有泛用性、廉價且市場上有售。該柵格是格子結(jié)構(gòu)，因此，具有強度高的特征。
[0048]作為材質(zhì)可例舉鋼鐵、不銹鋼、橡膠或FRP等，但從強度方面考慮以鋼鐵或不銹鋼為佳。
[0049]電透析槽用緊固件的重要的要求性能即強度是根據(jù)主條板3A、3B的高度與橫向間距來確定的。 [0050]緊固力與柵格的撓曲變形的關(guān)系因主條板3A、3B的高度與橫向間距而不同，關(guān)于緊固壓力為1.0MPa時的撓曲，在表1中示出了將30mm鐵板(比較例)與使用了高度及橫向間距不同的主條板3A、3B的鋼鐵制柵格的格子狀結(jié)構(gòu)體(本發(fā)明的實施例)比較后獲得的結(jié)果。此外，所用的柵格的格子的縱橫間隙為35X40mm。另外,主條板的厚度為6mm,交叉條板的厚度為6mm。
[0051]此外，將寬度為600mm、長度為1400mm的電透析槽用緊固件、即實際施加緊固壓力的L形角狀的保持部件11A、11B、L形角狀的保持部件13A、13B及出口側(cè)保持部件23及入口側(cè)保持部件25部分的面積作為實體部的面積0.24mm2來進行了計算。
[0052][表 I]
[0053]
鐵板 _柵格(間距35.3mm)_
厚度 _ 主條板的高度(醒) _
30mm 9080 6555 50
最大撓曲(mm)1.49 0.19 O 27 0.48 0.79 1.04
面積重量(Kg/ra2)236118 107 88 75 69
應(yīng)力(N/mm2)865063 95 131 157
[0054]依據(jù)表1可知，在以最大撓曲與使用現(xiàn)有鐵板時相等或更低的方式選定柵格的情況下，重量可減輕至3分之I以下。
[0055]作為最大允許應(yīng)力，需以180N/mm2為基準(zhǔn)選定應(yīng)力處于該值以下的主條板3A、3B。另外，關(guān)于撓曲，當(dāng)撓曲超過1.5_時，應(yīng)力也會超過180N/mm2，因此，從允許應(yīng)力的限定條件出發(fā)也應(yīng)該將允許撓曲抑制在1.5mm以下。主條板3A、3B的高度為40?IOOmm是較為理想的，50?75mm是更為理想的,50?60mm是最最為理想的。
[0056]這樣，通過將柵格用作電透析槽用緊固件10，可以獲得具有以下特征的電透析槽用緊固件10，該電透析槽用緊固件10與使用30mm?50mm厚度的鐵板并以增強筋增加強度的現(xiàn)有電透析槽用緊固件相比，在重量遠遠減輕的情況下，用0.5MPa以上的緊固壓力進行旋緊時的撓曲為1.5mm以下。當(dāng)用0.5MPa以上的緊固壓力進行緊固時的撓曲為1.5mm以下是較為理想的。
[0057]而且，電透析槽中的本發(fā)明的電透析槽用緊固件10的合計重量為140kg以下，在對電透析槽進行緊固時，即使不用吊車也能進行操作，因此，是較為理想的。
[0058]在本發(fā)明中，“格子的間距寬度”是指格子的橫向間距寬度及縱向間距寬度這兩種含義。
[0059]此外，當(dāng)格子狀結(jié)構(gòu)體的橫向間距、縱向間距的間距寬度都在IOmm以上50mm以下時，電透析槽用緊固件10有充分的強度。此外，將橫向相鄰的格子中央部間的距離稱為橫向間距寬度，將縱向相鄰的格子中央部間的距離稱為縱向間距寬度。另外，以橫向間距、縱向間距的間距寬度都為IOmm?50mm是較為理想的。另外，構(gòu)成格子的板材的厚度為4?IOmm是較為理想的。
[0060]另外，作為更進一步地實現(xiàn)輕型化的方法，通過將圖1所示的電透析槽用緊固件10 一分為二，較為理想的是通過將電透析槽用緊固件10沿上下方向一分為二，可形成不使用吊車就能操作的緊固件。根據(jù)該形狀，制作容易，且使用批量生產(chǎn)品即柵格，因此，能獲得品質(zhì)優(yōu)良且穩(wěn)定、價格也低廉、輕型化、操作性能優(yōu)異的電透析槽用緊固件10。不過，電透析槽用緊固件10并不限于一分為二，也可采用一分為三以上的分割。
[0061]此外，在進行一分為二以上的分割時，分割部間的間隙的緊固狀態(tài)可能會變差，但利用與電透析槽用緊固件10鄰接的電極框(由數(shù)十_厚的樹脂制成)將壓力分散均勻化，因而經(jīng)過確認并無問題。
[0062]然而，也可在電透析槽用緊固件10的與電極框向面對的部分另行配置用于分散壓力且具有一定剛度的板材。
[0063]實施例
[0064]以下，利用實施例對本發(fā)明進行說明，但本發(fā)明并不限定于這些實施例。
[0065]實施例1
[0066]以下，對本發(fā)明的實施例進行說明。
[0067]作為格子狀結(jié)構(gòu)體而使用的柵格是以大吳公司(日文:夕M>社)產(chǎn)的以高度55mm的主條板3A、3B為基材的型號R5M055-S，在兩端板7A、7B、9A、9B上焊接寬度90mm的L形角狀的保持部件11A、11B、13A、13B，在電透析槽用緊固件10的電極框側(cè)(圖1中為主條板3A、3B的底面?zhèn)?焊接厚度7mm的鐵板21，并進行了展示。
[0068]使用的柵格為不銹鋼制，橫向主條板的間距寬度為35mm，縱向交叉條板的間距寬度為40mm。另外,使用的柵格主條板厚度為6_。[0069]該電透析槽用緊固件10被制作成右側(cè)緊固件部件IOA及左側(cè)緊固件部件IOB的兩部分分割形式。右側(cè)緊固件部件IOA及左側(cè)緊固件部件IOB各自的尺寸為長度700mm、寬度687mm，以350mm間距配置緊固用的螺栓孔15。使用該電透析槽用緊固件10，用M25螺栓以70N.m(緊固壓力為1.0MPa)緊固于上述螺栓孔時的撓曲(一)為0.4mm，這是良好的。
[0070]另外，該電透析槽用緊固件10在操作時的重量為達到輕型化的每塊55Kg，可實現(xiàn)兩人操作。此外，在層疊的室框及離子交換膜的左側(cè)需要右側(cè)緊固件部件IOA及左側(cè)緊固件部件IOB —組部件(共計兩塊)，并同樣地在右側(cè)需要一組部件(共計兩塊)，合計需要四塊，因此，此時的電透析槽用緊固件10的全部重量220Kg( = 55KgX4塊)。
[0071]比較例I
[0072]針對與實施例1同樣的室框及交換膜，采用板厚為30_的鐵板制作出電透析槽用緊固件。尺寸為以下形狀:長度1400mm,寬度687mm,以350mm的間距配置緊固用的螺栓孔15。
[0073]使用該電透析槽用緊固件，用M25螺栓以70N.m(緊固壓力為1.0MPa)進行緊固時的撓曲為1.3_，結(jié)果劣于實施例1，另外，該電透析槽用緊固件操作時的重量為220Kg，全部重量為440Kg( = 220KgX2塊)，重量大，不用吊車就無法操作。
[0074][在產(chǎn)業(yè)上利用的可能性]
[0075]本發(fā)明的透析槽用緊固件可作為制作容易、廉價且實現(xiàn)了輕型化的緊固件加以利用。
[0076]此外，在此引用2011年10月28日提出申請的日本專利申請2011-237134號的說明書、權(quán)利要求書、附圖及摘要的全部內(nèi)容，以作為本發(fā)明的說明書的公開內(nèi)容來加以采用。
[0077]符號說明
[0078]IAUB格子狀結(jié)構(gòu)體
[0079]3A、3B 主條板
[0080]5A、5B交叉條板
[0081]7A、7B上側(cè)端板
[0082]9A、9B下側(cè)端板
[0083]10電透析槽用緊固件
[0084]IOA右側(cè)緊固件部件
[0085]IOB左側(cè)緊固件部件
[0086]11A、11B、13A、13B 保持部件
[0087]15螺栓孔
[0088]21 鐵板
[0089]23出口側(cè)保持部件
[0090]25入口側(cè)保持部件
[0091]31脫鹽液用出口
[0092]33濃縮液用出口
[0093]35脫鹽液用入口
[0094]37濃縮液用入口[0095]40透析功能單元
[0096]41緊固框(緊固件)
[0097]42緊固螺栓
[0098]43螺母
[0099]44彈簧
[0100]50陽離子交換膜
[0101]51陰離子交換膜
[0102]52濃縮用室框
[0103]53脫鹽用室框
[0104]54、55 電極框
[0105]56緊 固件
【權(quán)利要求】
1.一種透析槽用緊固件，被使用在透析槽中，該透析槽包括: 室框、交換膜，該室框、交換膜形成脫鹽室和/或濃縮室；以及 電極框，該電極框?qū)⒃撌铱蚣敖粨Q膜夾持于內(nèi)側(cè)，其特征在于， 所述透析槽用緊固件包括: 保持部件，該保持部件具有供被處理液流過所述脫鹽室、濃縮室的入口及出口 ； 緊固部，該緊固部以規(guī)定的緊固壓力對該保持部件進行緊固；以及格子狀結(jié)構(gòu)體，該格子狀結(jié)構(gòu)體與所述電極框抵接或隔著規(guī)定的板狀部件與所述電極框抵接，并利用所述緊固部的緊固通過該抵接部分對所述電極框、室框及交換膜進行緊固，該格子的間距寬度為10mm以上50mm以下。
2.如權(quán)利要求1所述的透析槽用緊固件，其特征在于， 所述保持部件及所述格子狀結(jié)構(gòu)體分割成數(shù)個。
3.如權(quán)利要求1 或2所述的透析槽用緊固件，其特征在于， 所述透析槽用緊固件被設(shè)計成當(dāng)所述緊固部的緊固壓力為0.5MPa以上時的所述室框的撓曲為1.5mm以下。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的透析槽用緊固件，其特征在于，所述格子狀結(jié)構(gòu)體是通過對柵格進行加工成形而獲得的。
5.一種透析槽，其特征在于，包括權(quán)利要求1至4中任一項所述的透析槽用緊固件。
【文檔編號】B01D61/50GK103906560SQ201280052301
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月28日
【發(fā)明者】松村幸夫, 大川秀一, 結(jié)城忠雄, 大島和巳, 信田浩二, 大澤太護, 喜多村和男 申請人:Agc工程株式會社