[实用新型]一种基于离子交换的水质软化实验教学装置

说明书

本实用新型涉及实验教学装置领域，具体涉及一种基于离子交换的水质软化实验教学装置，目的在于面向高职、高专、中等职业学校以及技工学校相关专业学生提供一种基于离子交换的水质软化实验教学装置，实验教学装置整体采用单元化，分为实验单元、循环水单元、控制单元；实验单元为垂直于水平面的操作面板，操作面板安装在水平底座上，操作面板安装入水主管道和两个垂直的离子交换器；循环水单元包括水源水箱、回收水箱、蠕动泵，水源水箱和回收水箱放置在操作面板两侧；控制单元为控制箱，控制箱控制整个实验教学装置的供电，控制箱的左侧为电导率数值显示器，与电导率传感器连接，右侧为电源总开关。

技术领域

本实用新型涉及实验教学装置领域，具体涉及一种基于离子交换的水质软化实验教学装置。

背景技术

水质软化的原理为：水的硬度主要由钙离子、镁离子形成及表示，故一般采用离子交换树脂，使水中的硬度成分钙离子、镁离子与树脂中的钠离子相交换，离子交换树脂从而吸附水中的钙离子、镁离子，使水得到软化；随着树脂内钙离子、镁离子的增加，离子交换树脂去除钙离子、镁离子的效能逐渐降低,当离子交换树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就进行再生，再生实验过程就是用酸或碱再生液冲洗离子交换树脂，把树脂上的钙离子、镁离子置换出来，随再生废液排出，离子交换树脂就又恢复了软化功能。

当前学生学习水质软化的方式有煮沸蒸馏法、软水机教学法、计算机模拟教学法，相对来说，蒸馏煮沸法需要高温条件，不适合学生多时进行教学实验，存在安全隐患，软水机进行教学时，虽然可以多个学生进行教学实验，但是学生学习不到水质软化的原理，也就是水质中离子的变化，计算机模拟教学法可以随时随地进行实验教学，也可模拟软化水质过程中的离子交换过程，但是计算机模拟教学学生接触不到实物，教学不够直观，影响教学质量。

实用新型内容

本实用新型的面向高职、高专、中等职业学校以及技工学校相关专业学生提供一种基于离子交换的水质软化实验教学装置，使学生学习关于离子交换方法软化水质的基本原理，了解水质软化离子交换器的组合使用，学习离子交换水质软化中再生反应，并可以观察水质软化过程中的离子运动。

本实用新型为一种基于离子交换的水质软化实验教学装置，使用阴阳离子交换树脂进行反应，以离子交换原理为基础进行水质软化，实验教学装置采用单元化，分为实验单元、循环水单元、控制单元，三个单元之间连接使用快插接头，连接方便的同时密封性好，便于学生进行教学实验时连接线路和管路。

实验单元整体为垂直于水平面的操作面板，操作面板安装在水平底座上，保证实验单元的结构稳定性；操作面板上安装两个离子交换器，离子交换器为透明材料制作的圆柱体，圆柱体的结构方便实验时在离子交换器中加入用于离子反应的阴阳离子交换树脂，实验后方便清洗，透明材料也便于学生观察软化水质过程中的离子运动过程，学生可根据实验要求使用连接管选择连接方式，如串联配置的双离子交换器的流路、离子交换再生实验的流路；入水主管道装有可调节式流量计，实验时可用于观察实验液体进入离子交换器的流量大小和调节液体进入的流速，离子交换器的出液端装有电导率传感器，可以测量溶液的电导性，或者水标本整体离子的浓度，并将数值显示在控制箱中的电导率数值显示器上，便于学生观察并记录。

控制单元为控制箱，控制箱包括总电源开关，可控制整个实验教学装置的电源，蠕动泵调节开关控制蠕动泵启动停止，电导率数值显示器连接电导率传感器，可显示电导率传感器的数值，学生可根据电导率数值显示器的数值判断教学实验完成时实验液体进行离子交换的程度。

循环水单元分为蠕动泵和水箱两部分，蠕动泵提供动力和流量，无污染、精度高，密封性好；水箱分为实验水箱和回收水箱，放置在实验单元两侧，所述实验水箱使用隔板分为4个实验腔，可根据实验要求加入原水、酸溶液、碱溶液和冲洗液，上方配有快插接头，实验时连接蠕动泵入水口抽吸实验液体，蠕动泵出水口再连接实验装置入水口，实验装置的出水口连接回收水箱。

附图说明