CN102794280B - 一种出水文物自动清洗脱盐装置 - Google Patents

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Abstract

一种出水文物自动清洗脱盐装置，主要包括清洗槽和加热槽。其中：清洗槽和加热槽的底部和顶部均通过管道连接；清洗槽连接pH检测仪、温度检测仪和液位检测仪；清洗槽内设有活动隔板，通过调整活动隔板形成多条流道；清洗槽内安装有多个进水口，每个进水口设有进水控制阀，进水口数量和位置与多条流道的数量和位置相对应；总进水管上安装有电导率检测仪、流量计量；冲洗管路上安装有流量计量；清洗槽内的出水口处设置有过滤装置；加热槽内安装有加热器和潜水泵组。本发明结合物理脱盐、化学吸附脱盐等多种手段，实现在线监测、数据实时采集，具有温度可调、流速可控，盐浓度、pH值等参数在线监测等多种功能。

Description

一种出水文物自动清洗脱盐装置
技术领域
本发明涉及一种自动清洗脱盐装置，具体地涉及一种出水文物自动清洗脱盐装置。
背景技术
随着水下考古事业的发展，海洋出水文物的研究与保护受到越来越多的关注与重视，已成为文物保护领域的一个重要分支。而海洋出水文物经海水长期浸泡和海洋生物、海泥等钙质物的长期作用，文物体内存积了大量盐分。在打捞出水后，由于环境因素的改变，这些盐会反复发生溶解-结晶-再溶解-再结晶，导致出水文物腐蚀破坏，如陶瓷器出现釉胎脱离，酥松易碎；木材糟朽严重；金属锈蚀加剧等。为此，随着打捞出水文物的日益增多，出水文物的保护已经成为一项非常紧迫又艰巨的任务，而脱盐工作则是其中的重点和难点。
目前，在出水文物脱盐方面多数是针对不同材质的脱盐方法选择和脱盐试剂的筛选等方面的研究。且由于实验样品或者实验条件的不同，得出的结论也是各异的，无法得到一个相对较快捷的脱盐方式。
尽管国内外学者在出水文物脱盐保护时，也采用了简单的处理槽，但是并未给出处理槽的设计和加工的技术参数，更未对脱盐槽本身进行过研究。由于脱盐结果与脱盐处理条件、脱盐时文物所处的环境等因素有着密切的关系，所以，脱盐槽的设计和技术参数直接影响到脱盐效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种出水文物自动清洗脱盐装置，以规范脱盐处理条件、设定统一的脱盐处理环境因素，得到科学的脱盐效果。
为实现上述目的，本发明提供的出水文物自动清洗脱盐装置，主要包括清洗槽和加热槽；其中：
清洗槽和加热槽的底部和顶部均通过管道连接；
清洗槽连接pH检测仪、温度检测仪和液位检测仪；
清洗槽内设有活动隔板，通过调整活动隔板形成多条流道；
清洗槽内安装有多个进水口，每个进水口设有进水控制阀，进水口数量和位置与多条流道的数量和位置相对应；总进水管上安装有电导率检测仪、流量计量；冲洗管路上安装有流量计量；
清洗槽内的出水口处设置有过滤装置；
加热槽内安装有加热器和潜水泵组。
所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，清洗槽和加热槽为聚丙烯材质制成。
所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，清洗槽和加热槽的上部连接一溢流平衡管。
所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，清洗槽内的流道可以形成蛇型流道、U型流道或平行流道。
所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，活动隔板的上部采用辅助定位板形成体型支撑，保证流道的稳定性。
所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，清洗槽内设有固定物件的多孔悬空隔板，在多孔悬空隔板的支撑板开有确保底部水的流动性的孔。
所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，加热槽内的加热器为垂直安装。
所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，pH检测仪、电导率检测仪、温度检测仪、液位检测仪和加热器均连接至控制台。
所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，控制台为计算机。
本发明的清洗脱盐装置结合物理脱盐、化学吸附脱盐等多种手段，实现在线监测、数据实时采集，具有温度可调、流速可控，盐浓度、pH值等参数在线监测等多种功能。
附图说明
图1是本发明出水文物自动清洗脱盐装置的原理示意图。
图2是图1中清洗槽的结构示意图。
图3a、b、c、d分别是图1中清洗槽形成各种形式流道的示意图。
图4是图1中加热槽的结构示意图。
附图中主要组件符号以及用途说明：
1清洗槽：用于置待处理的文物进行清洗脱盐的容器。
2加热槽：用于对清洗水进行加热的容器。
3工作区：清洗槽1中用活动隔板隔离出来用于文物摆放的脱盐区，不包括过滤器附近区域。
4A/4B/4C电加热器：用于清洗水初始升温及清洗过程中温度维持。
5清洗泵：用于定点清洗或容器清洁的动力泵。
6A/6B/6C循环泵：用于整体循环脱盐的动力泵。
7进水流量计：计量循环泵6A/6B/6C的实际流量。
8冲洗流量计：计量清洗泵5的实际流量。
9pH检测仪：检测清洗槽1水质实时pH值。
10电导率检测仪：检测循环水实时电导率。
11温度检测仪：检测清洗槽1实时温度值。
12液位检测仪：检测清洗槽1实时液位值。
13A/13B/13C活动搅拌器：根据需要强化局部区域流速，提高脱盐速度。
14局部清洗管路：根据需要对局部区域进行加强循环。
15进水控制阀：根据流道设计，控制实际进水点，并调节循环水流量。
16溢流平衡管：防止两槽液位不平衡，发生冒液现象的高位连通管。
17连通控制管：保证两槽有效连通，液位和温度保持协调的低位连通管。
18过滤器：防止清洗槽1中不溶物进入加热槽2堵塞水泵的过滤器。
19出水过滤区：安装过滤器的区域，一般不放置待处理物件。
20进水控制区：安装进水控制阀的区域。
21活动隔板：清洗槽1中可自由组合实现不同流道形式的PP隔板。
22辅助定位隔板：用于活动隔板21固定的辅助PP板件。
23低隔板：加热槽2中强化循环水均匀加热的固定PP隔板，底部封闭。
24高隔板：加热槽2中强化循环水均匀加热的固定PP隔板，底部开通。
25侧隔板：固定低隔板23和高隔板24的固定PP隔板。
具体实施方式
本发明的出水文物自动清洗脱盐装置主要包括由聚丙烯板材制成的清洗槽1和加热槽2。清洗槽1和加热槽2的上部连接溢流平衡管16。清洗槽1内的流道可以形成蛇型流道、U型流道或平行流道。活动隔板21的上部采用辅助定位板22形成体型支撑，保证流道的稳定性。清洗槽1内设有固定物件的多孔悬空隔板，在多孔悬空隔板的支撑板上开有确保底部水的流动性的孔。加热槽内的加热器为垂直安装。pH检测仪9、电导率检测仪10、温度检测仪11、液位检测仪12和加热器4A/B/C均连接至控制台。控制台为计算机。
清洗槽1和加热槽2是矩形结构，在清洗槽1和加热槽2的顶部以及底部均设有各自的进水口和出水口，并安装连通总阀，以实现清洗槽1和加热槽2之间连动运行或独立工作。工作中，清洗水由循环泵6A/B/C或冲洗泵5由加热槽2传递到清洗槽1的工作区3，进水流量计7实时记录循环泵6A/B/C输出流量，冲洗流量计8实时记录冲洗泵5输出流量。在进水流量计7管线上安装有电导率检测仪10，用来实时检测循环水电导率的变化，并上传到控制台。当电导率检测值达到设定的高限报警值后，总控制台给出提示换水的报警信息。
根据实际处理物体的情况，操作人员还可以选择对局部循环效果较差的区域进行局部清洗。操作方法为，启动冲洗泵5，工作介质经过冲洗流量计8实时计量后，再经局部清洗管路14中的硅胶软管对预定区域清洗，清洗强度可以通过手阀调节开度，观测冲洗流量计8的检测数值进行有效控制。同时，装置还提供了三台活动搅拌器13A/13B/13C，可以根据需要对局部区域进行强化对流，搅拌速度、搅拌桨深度和角度可以自由调节以达到预期的处理效果。
工作介质从清洗槽1通过流道末段的连通控制管17回流到加热槽2内，实现水总体循环。在清洗槽1和加热槽2的上部连接一溢流平衡管16，主要作用为防止误操作时，将加热槽2中的水打空或清洗槽1满槽溢流。
加热槽2内设置有低隔板23和高隔板24，交错排布，能更好到提高水的流动均匀性，使加热器4A/4B/4C加热效果更均匀迅速。侧隔板25可用于固定循环泵6A/6B/6C和冲洗泵5或离子吸附棒。在升温或恒温阶段，总控制台始终监控系统工作介质的温度和液位，一但出现超出安全设定值的情况，系统会强制关闭加热器4A/B/C电源，并发出报警信息。在升温阶段，加热器4A/4B/4C同时工作，以缩短升温时间；进入到恒温阶段，系统将关闭两台加热器，只保留一台加热器处于值班状态，即当温度低于设定值时，只启动一台进行温度补偿。
清洗槽1如图2所示，内部空间设有进水控制区20和出水过滤区19，在出水过滤区19处安装有可拆卸的过滤器18，用于清洗的水质过滤除污。清洗槽1工作区内设有活动隔板21，根据具体操作要求可以通过调整活动隔板21的布置形式形成多种流态的流道(如图3a、b、c、d所示的水平蛇形流道、U型流道、三平行流道、垂直蛇形流道)，也可以对某一流道进行局部尺寸调整，以满足更复杂的操作要求。活动隔板21底部设计有垂直交叉型足筋板，用于改善活动隔板21底部的支撑性能，可稳定活动隔板21避免位移。活动隔板21的上部采用开有槽间隙的辅助定位板22形成体型支撑，保证整体流道形状的稳定性。
本实施例以三路流道为例，在清洗槽1的进水控制区20设置三路进水控制阀15，以实现不同流道的进水控制，调节总循环水流量。
由于需要处理的出水文物有时是木质板材物件，采用若干多孔悬空隔板对物件进行固定，多孔悬空隔板的悬空高度视物件的高度而定，支撑多孔悬空隔板的支撑板在迎水方向适当开孔，确保底部水的流动性。
本发明的加热槽2如图4所示，加热槽2内垂直地设有加热器4A/4B/4C，采用钛质加热管作为加热器，以防止盐水的腐蚀。从清洗槽1引来的水，经过垂直方向的折流加热区进行升温或热补偿操作，以维持系统设定的工作温度。温度现场取值点选择在清洗槽1，以更好的反映工作区的温度情况。
加热槽2内设置有低隔板23和高隔板24，交错排布，能更好到提高水的流动均匀性，使加热器4A/4B/4C加热效果更均匀迅速。侧隔板25可用于固定循环泵6A/6B/6C和冲洗泵5或离子吸附棒。
加热槽2内安装有清洗泵5和循环泵6A/6B/6C，清洗泵5和循环泵6A/6B/6C为液下磁力泵，材质为PP，具体功率视具体需要而定。清洗泵5与循环泵6A/6B/6C独立运行。
循环泵6A/6B/6C为整体循环流场的动力输出来源。
清洗泵5主要用于需要定点清洗的死角或死区位置，以得到更好的清洗效果，该泵出口为软管，便于机动定位。同时，还可作为槽体清洗时的临时冲洗水来源
根据具体操作需要，本发明的循环泵6A/6B/6C设计为两用一备，可选择单台或双台运行，即可实现0-3.6m3/h范围内(理论流量)的选择。同时，结合进水控制阀15的开度控制，还可实现在给定流量范围内的微调。实际流量通过在线流量计进行显示。
为彻底避免以上误操作导致的问题，要求在设备启动时，两槽的初始液位一定要达到说明书给定的最低值。

Claims (8)

1.一种出水文物自动清洗脱盐装置，主要包括清洗槽和加热槽；其中：
清洗槽和加热槽的底部和顶部均通过管道连接，清洗槽和加热槽的上部连接一溢流平衡管；
清洗槽连接pH检测仪、温度检测仪和液位检测仪；
清洗槽内设有活动隔板，通过调整活动隔板形成多条流道；
清洗槽内安装有多个进水口，每个进水口设有进水控制阀，进水口数量和位置与多条流道的数量和位置相对应；总进水管上安装有电导率检测仪、流量计量；冲洗管路上安装有流量计量；
清洗槽内的出水口处设置有过滤装置；
加热槽内安装有加热器和潜水泵组。
2.根据权利要求1所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，清洗槽和加热槽为聚丙烯材质制成。
3.根据权利要求1所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，清洗槽内的流道可以形成蛇型流道、U型流道或平行流道。
4.根据权利要求1所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，活动隔板的上部采用辅助定位板形成体型支撑，保证流道的稳定性。
5.根据权利要求1所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，清洗槽内设有固定物件的多孔悬空隔板，在多孔悬空隔板的支撑板上开有确保底部水的流动性的孔。
6.根据权利要求1所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，加热槽内的加热器为垂直安装。
7.根据权利要求1所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，pH检测仪、电导率检测仪、温度检测仪、液位检测仪和加热器均连接至控制台。
8.根据权利要求7所述的出水文物自动清洗脱盐装置，其中，控制台为计算机。
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