CN109551918A - 一种纸质文物整本书处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种纸质文物整本书处理装置及方法，其装置包括机箱、喷药机构、翻书机构和托书机构，喷药机构设于机箱上部，托书机构设于机箱下部，书本放置于托书机构上，翻书机构设于托书机构一侧，且翻书机构沿翻书方向进行往复移动。其方法是将待处理的书本放置于托书机构上，调整托书机构的高度使书本的左右书页水平，翻书机构移动并翻开第一页书页后，喷药机构下移，对翻开的书页喷药进行脱酸处理；翻书机构和喷药机构交替动作，对书本上的书页逐页进行脱酸处理，直至整本书均完成脱酸处理。本发明通过对整本书中的书页进行连续式的逐页处理，可有效提高整书处理的效率和脱酸均匀性。

Description

一种纸质文物整本书处理装置及方法

技术领域

本发明涉及馆藏文献保护技术领域，特别涉及一种纸质文物整本书处理装置及方法。

背景技术

纸张作为文字和文献档案的载体，在记录历史、传承文明中扮演重要的角色。我国历代遗存的巨量古籍、文献资料，大都由手工纸或机械纸书写和印刷而成，它们是中华民族珍贵的文化遗产，具有不可复制的重要历史文化价值。纸张在其中扮演着记录历史、传递延续文化精粹的重要载体作用。

然而纸质文物在漫长的贮存过程中，受各种因素的影响，纸张外观性能和物理性能都逐渐地遭到侵蚀。纸张酸化是影响其保存的重要因素，纸张中酸性物质主要源于造纸原料、造纸工艺、印刷书写材料以及纸张的保存环境。酸化、老化和破损是一个连续不断的过程，如果这些纸质文献及档案得不到有效处理，破损则会继续蔓延，甚至不可恢复。

为此，国内外对纸质文物脱酸保护进行了深久的研究，西方发达国家脱酸研究较早，主要集中在脱酸剂、脱酸工艺及脱酸设备的研制和开发，重点是脱酸剂的研制。国外现已探索出比较成熟且有实际应用的方法有日本的DAE气相脱酸法、美国国会图书馆的二乙基锌法(DEZ)、加拿大的韦驮法、德国的巴特尔法、美国的氧化镁脱酸法等，主要以古籍脱酸为主。

在脱酸设备方面，目前对于单张纸的脱酸处理已经相对较为成熟，但对于整本书或多本书的批量脱酸处理则存在很多需要改进的地方，目前主要存在均匀性的问题，纸样局部pH值过高或过低。批量处理时，由于整本书中纸张比较集中地靠一起，在处理过程中，靠外面的部位首先与脱酸剂接触，脱酸处理时间长，书本中间的部位和靠书脊的部位与脱酸剂接触较晚，甚至有些靠里面的部位不接触，再加上脱酸剂本身渗透性的原因，使脱酸批量处理不均匀性严重。因此为了提高纸质文物脱酸处理的效率，开发高效的批量处理装置对馆藏文物来说具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纸质文物整本书处理装置，该装置通过对整本书中的书页进行连续式的逐页处理，可有效提高整书处理的效率和脱酸均匀性。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述装置实现的纸质文物整本书处理方法。

本发明的技术方案为：一种纸质文物整本书处理装置，包括机箱、喷药机构、翻书机构和托书机构，喷药机构设于机箱上部，托书机构设于机箱下部，书本放置于托书机构上，翻书机构设于托书机构一侧，且翻书机构沿翻书方向进行往复移动。

所述翻书机构包括真空吸纸组件、吹纸组件和辅助翻书组件，真空吸纸组件和吹纸组件设于托书机构上方，辅助翻书组件设于托书机构一侧；

真空吸纸组件包括伸长臂、真空管、真空吸盘、第一电动升降杆、第一滑轨和第一滑块，第一滑轨平行安装于托书机构上方，伸长臂一端固定有第一滑块，第一滑块与第一滑轨相配合，真空管平行设于伸长臂下方，伸长臂底部通过第一电动升降杆与真空管连接，真空管底部设有至少一个真空吸盘，真空管一端外接抽真空机构。其中，真空管可通过软管外接真空风机，该软管设计可方便随伸长臂、真空管等部件的移动或升降而伸缩，使用时，打开真空风机出口处的第一阀门，由真空风机进行抽真空，通过真空管使真空吸盘产生负压作用，对书本上待翻页的书页产生吸附作用力；真空吸盘的数量可根据书本的实际尺寸规格需要进行设置，一般设为两个；第一滑轨可通过支架安装于机箱的内壁上；第一电动升降杆用于驱动真空管及真空吸盘进行升降运动，使真空吸盘对书本上的书页进行吸附、翻页及分离等动作。

所述吹纸组件包括吹风管和固定架，吹风管下端通过固定架与真空管固定连接，吹风管上端外接鼓风机构；吹风管出口处的轴线相对于竖直面呈10°～20°的倾斜角。其中，鼓风机构可采用市面通用的鼓风机，吹风管上设置第二阀门，吹风管位于固定架上方的部分也可采用软管结构，方便吹风管随伸长臂、真空管等部件的移动而移动，或吹风管随伸长臂、真空管等部件的升降而同步升降，吹风管出口处采用倾斜结构设计，可使风倾斜吹向书本，有利于辅助书页翻页。

所述辅助翻书组件包括翻书板、第二电动升降杆、第二滑块和第二滑轨，翻书板呈水平状态设于托书机构的一侧，第二滑轨设于机箱底部，第二电动升降杆上端与翻书板固定连接，第二电动升降杆下端固定有第二滑块，第二滑块与第二滑轨相配合。其中，第二电动升降杆用于调节翻书板的高度，使翻书板高度与书本待翻页处的书页高度相适应；配合上述真空吸盘对书页的吸附作用，翻书板通过第二滑块和第二滑轨的配合，可移动至书页边缘处并插入待翻页的书页下方，辅助书页顺利被单张翻起。

所述翻书板靠近托书机构的一侧边沿呈直径为5～6mm的圆柱状。该结构可防止翻书板边沿刮损书页。

所述翻书板的长度比书本长度大20～40mm，翻书板的宽度比书本翻开后两页书页宽度之和大30～60mm。

所述托书机构包括左托书垫、右托书垫、第三电动升降杆、第四电动升降杆和底座，左托书垫和右托书垫之间设有橡胶板，橡胶板中部向下凹陷，底座设于机箱底部，左托架底部通过第三电动升降杆与底座连接，右托架底部通过第四升降杆与底座连接。其中，橡胶板可防止书本从左托书垫和右托书垫之间的缝隙掉落；在实际处理过程中，根据书本两侧高度的变化，左托书垫的高度由第三电动升降杆进行实时调节，右托书垫的高度由第四电动升降杆进行实时调节，使其两侧书页高度达到水平状态，从而提高书页的脱酸均匀度。

所述喷药机构包括供药组件、连接管道、药液分布器和第五电动升降杆，药液分布器顶部通过连接管道与供药组件连接，药液分布器两侧分别设有第五电动升降杆，第五电动升降杆的上端与机箱顶部连接，第五电动升降杆的下端分别与药液分布器铰接。其中，供药组件包括沿药物输送方向设置的药液槽和超声雾化器，药液槽和超声雾化器之间的连接管道上设置可控制流量用的第三阀门，超声雾化器的出口处通过连接管道与药液分布器连接，连接管道中有一节采用伸缩软管，可配合药液分布器的升降运动用；药液分布器的左右两边分别与第五电动升降杆通过绞链连接，从而药液分布器不但整体能上下移动，同时左右两边可以独立升降，从而调整药液分布器与待处理书本的平行度。

所述药液分布器上均匀分布有多个喷嘴，各喷嘴的直径为0.2～0.6mm。药液分布器的有效喷雾面积大于托书机构的整体面积，可有效保证脱酸效果的均匀性。

上述装置结构中，机箱正面可开设两扇门，方便打开进行操作和维护，供药组件(包括药液槽和超声雾化器等)、抽真空机构和鼓风机构安装于机箱顶部外侧，其余各部件均安装于机箱内。整书脱酸处理装置中各电动升降杆、阀门及滑块连接的驱动装置等均外接控制系统，由控制系统对各部件的动作进行精确控制。

本发明通过上述装置可实现一种纸质文物整本书处理方法，将待处理的书本放置于托书机构上，调整托书机构的高度使书本的左右书页水平，翻书机构移动并翻开第一页书页后，喷药机构下移，对翻开的书页喷药进行脱酸处理；翻书机构和喷药机构交替动作，对书本上的书页逐页进行脱酸处理，直至整本书均完成脱酸处理。该过程中，翻书机构翻开书页的具体过程为：真空吸纸组件中的伸长臂、真空管、真空吸盘、第一电动升降杆等部件和吹纸组件中的吹风管、固定架均在第一滑块的带动下，沿第一滑轨滑动至真空吸盘位于书本上方(靠近待翻页的书页外边沿处)，第一电动升降杆驱动真空管和真空吸盘下移至接触纸张表面，真空吸盘利用吸附力吸起纸张；然后启动吹风组件，通过吹风管向书本边沿吹风，确保只有一页纸被吸起来；然后启动辅助翻书组件，使翻书板插入被真空吸盘吸起的书页下方，并水平移动翻书板，使书页被完全翻开。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本纸质文物整本书处理装置通过设置移动式的翻书机构，与托书机构相配合，可实现对书本中进行逐页翻开并单独进行脱酸处理，使书页的脱酸处理不再只能单页进行，实现整书连续处理，大大提高整书的处理效率和脱酸均匀性。

本纸质文物整本书处理装置中，翻书机构同时利用了真空吸盘的吸附力、吹风管的吹散功能和翻书板的插入翻开，三者相结合，可实现书本中单页书页的精确翻页，确保整书脱酸的均匀性。

本纸质文物整本书处理装置及方法使用时，在整本书每页书页喷涂的过程中，书页上没有任何位置被覆盖，因此能获得非常均匀的脱酸处理效果。

本纸质文物整本书处理装置中，利用机箱将各关键部件安装其中，一方面可方便该装置在各图书馆间搬运，可以做为流动的纸质文物处理站使用，另一方面可防止药液喷洒，保护环境安全及操作人员健康。

附图说明

图1为本整书脱酸处理装置的整体结构示意图。

图2为本整书脱酸处理装置内各部件的结构示意图。

图3为图1的A-A向视图。

图4为药液分布器的结构示意图。

图5为图4的B方向视图。

图6为图4的C方向视图。

上述各图中，各附图标记所示如下：1为机箱，2为药液槽，3为第三阀门，4为超声雾化器，5为连接管道，6为真空风机，7为第一阀门，8为第二阀门，9为鼓风机，10为第五电动升降杆，11为药液分布器，12为支架，13为第一滑轨，14为第一滑块，15为固定架，16为左托书垫，17为第三电动升降杆，18为底座，19为橡胶板，20为第四电动升降杆，21为右托书垫，22为翻书板，23为第二电动升降杆，24为第二滑块，25为第二滑轨，26为伸长臂，27为真空管，28为第一电动升降杆，29为真空吸盘，30为软管，31为吹风管，32为喷嘴。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例一种纸质文物整本书处理装置，如图1至图3所示，包括机箱1、喷药机构、翻书机构和托书机构，喷药机构设于机箱上部，托书机构设于机箱下部，书本放置于托书机构上，翻书机构设于托书机构一侧，且翻书机构沿翻书方向进行往复移动。

如图2或图3所示，翻书机构包括真空吸纸组件、吹纸组件和辅助翻书组件，真空吸纸组件和吹纸组件设于托书机构上方，辅助翻书组件设于托书机构一侧。

真空吸纸组件包括伸长臂26、真空管27、真空吸盘29、第一电动升降杆28、第一滑轨13和第一滑块14，第一滑轨平行安装于托书机构上方，伸长臂一端固定有第一滑块，第一滑块与第一滑轨相配合，真空管平行设于伸长臂下方，伸长臂底部通过第一电动升降杆与真空管连接，真空管底部设有至少一个真空吸盘，真空管一端外接抽真空机构。其中，真空管可通过软管30外接真空风机6，该软管设计可方便随伸长臂、真空管等部件的移动或升降而伸缩，使用时，打开真空风机出口处的第一阀门7，由真空风机进行抽真空，通过真空管使真空吸盘产生负压作用，对书本上待翻页的书页产生吸附作用力；真空吸盘的数量可根据书本的实际尺寸规格需要进行设置，一般设为两个；第一滑轨可通过支架12安装于机箱的内壁上；第一电动升降杆用于驱动真空管及真空吸盘进行升降运动，使真空吸盘对书本上的书页进行吸附、翻页及分离等动作。

吹纸组件包括吹风管31和固定架15，吹风管下端通过固定架与真空管固定连接，吹风管上端外接鼓风机构(即鼓风机9)；吹风管出口处的轴线相对于竖直面呈10°～20°的倾斜角。其中，鼓风机构可采用市面通用的鼓风机，吹风管上设置第二阀门8，吹风管位于固定架上方的部分也可采用软管结构，方便吹风管随伸长臂、真空管等部件的移动而移动，或吹风管随伸长臂、真空管等部件的升降而同步升降，吹风管出口处采用倾斜结构设计，可使风倾斜吹向书本，有利于辅助书页翻页。

辅助翻书组件包括翻书板22、第二电动升降杆23、第二滑块24和第二滑轨25，翻书板呈水平状态设于托书机构的一侧，第二滑轨设于机箱底部，第二电动升降杆上端与翻书板固定连接，第二电动升降杆下端固定有第二滑块，第二滑块与第二滑轨相配合。其中，第二电动升降杆用于调节翻书板的高度，使翻书板高度与书本待翻页处的书页高度相适应；配合上述真空吸盘对书页的吸附作用，翻书板通过第二滑块和第二滑轨的配合，可移动至书页边缘处并插入待翻页的书页下方，辅助书页顺利被单张翻起。翻书板靠近托书机构的一侧边沿呈直径为5～6mm的圆柱状。该结构可防止翻书板边沿刮损书页。翻书板的长度比书本长度大20～40mm，翻书板的宽度比书本翻开后两页书页宽度之和大30～60mm。

托书机构包括左托书垫16、右托书垫21、第三电动升降杆17、第四电动升降杆20和底座18，左托书垫和右托书垫之间设有橡胶板19，橡胶板中部向下凹陷，底座设于机箱底部，左托架底部通过第三电动升降杆与底座连接，右托架底部通过第四升降杆与底座连接。其中，橡胶板可防止书本从左托书垫和右托书垫之间的缝隙掉落；在实际处理过程中，根据书本两侧高度的变化，左托书垫的高度由第三电动升降杆进行实时调节，右托书垫的高度由第四电动升降杆进行实时调节，使其两侧书页高度达到水平状态，从而提高书页的脱酸均匀度。

喷药机构包括供药组件、连接管道5、药液分布器11和第五电动升降杆10，药液分布器顶部通过连接管道与供药组件连接，药液分布器两侧分别设有第五电动升降杆，第五电动升降杆的上端与机箱顶部连接，第五电动升降杆的下端分别与药液分布器铰接。其中，供药组件包括沿药物输送方向设置的药液槽2和超声雾化器3，药液槽和超声雾化器之间的连接管道上设置可控制流量用的第三阀门3，超声雾化器的出口处通过连接管道与药液分布器连接，连接管道中有一节采用伸缩软管，可配合药液分布器的升降运动用；药液分布器的左右两边分别与第五电动升降杆通过绞链连接，从而药液分布器不但整体能上下移动，同时左右两边可以独立升降，从而调整药液分布器与待处理书本的平行度。如图4至图6所示，药液分布器上均匀分布有多个喷嘴32，各喷嘴的直径为0.2～0.6mm。药液分布器的有效喷雾面积大于托书机构的整体面积，可有效保证脱酸效果的均匀性。

上述装置结构中，机箱正面可开设两扇门，方便打开进行操作和维护，供药组件(包括药液槽和超声雾化器等)、抽真空机构和鼓风机构安装于机箱顶部外侧，其余各部件均安装于机箱内。整书脱酸处理装置中各电动升降杆、阀门及滑块连接的驱动装置等均外接控制系统，由控制系统对各部件的动作进行精确控制。

实施例2

本实施例通过实施例1所述装置实现一种纸质文物整本书处理方法，将待处理的书本放置于托书机构上，调整托书机构的高度使书本的左右书页水平，翻书机构移动并翻开第一页书页后，喷药机构下移，对翻开的书页喷药进行脱酸处理；翻书机构和喷药机构交替动作，对书本上的书页逐页进行脱酸处理，直至整本书均完成脱酸处理。该过程中，翻书机构翻开书页的具体过程为：真空吸纸组件中的伸长臂、真空管、真空吸盘、第一电动升降杆等部件和吹纸组件中的吹风管、固定架均在第一滑块的带动下，沿第一滑轨滑动至真空吸盘位于书本上方(靠近待翻页的书页外边沿处)，第一电动升降杆驱动真空管和真空吸盘下移至接触纸张表面，真空吸盘利用吸附力吸起纸张；然后启动吹风组件，通过吹风管向书本边沿吹风，确保只有一页纸被吸起来；然后启动辅助翻书组件，使翻书板插入被真空吸盘吸起的书页下方，并水平移动翻书板，使书页被完全翻开。

该方法具体操作过程如下：

(1)将待处理的书本摊开放置于左托书垫和右托书垫上，分别通过第三电动升降杆和第四电动升降杆调整左托书垫和右托书垫的高度，使翻开第一页时，书本的第一页与第二页基本处于一个水平面；

(2)启动第一滑块，第一滑块沿第一滑轨向左滑动，带动真空吸盘移动至待翻的书页上方，偏书本外边缘的位置，第一电动升降杆下移，使真空吸盘贴紧书页，同时吹风管的出风口位于书本侧上方；

(3)启动真空风机，通过第一阀门调节流量，确保真空吸盘能吸住一张书页，第一电动升降杆带动真空吸盘上移至书页抬起10～20mm，同时开启鼓风机，吹风管向书本吹风，确保只有一张书页被真空吸盘吸起来；

(4)启动第二滑块，第二滑块沿第二滑轨向左滑行，并通过第二电动升降杆调整翻书板的高度，使翻书板移动到待翻书页的下方，第二滑块停止滑动，关闭真空风机和鼓风机，真空吸盘和吹风管恢复初始位置；

(5)第二滑块继续向左滑行，翻书板将待翻书页从右托书垫翻到左托书垫上，第二电动升降杆将翻书板下移压在书上3秒，使翻开后书本的书页平整，防书页翘曲，压紧时间长短取决书本的状况，随后翻书板恢复初始位置；

(6)第五电动升降杆下移，使药液分布器逐渐靠近书本，药液分布器与书本间距一般为150mm(根据实际需要，也可在100～200mm之间进行调整)时停止，开启第三阀门，启动超声雾化器15秒，使药液槽中的药液通过药液分布器喷向书页表面，进行脱酸增强处理，处理时间取决于书页的定量、受损程度等因素，处理完成后，关闭超声雾化器，药液分布器恢复初始位置；

(7)重复步骤(2)至(6)，直至整本书完成逐页脱酸处理；

(8)整本书处理完后，打开机箱的门，更换新的书本，将处理好的书本移走直接保存，或根据需要进行必要的温度和湿度调节处理。

上述过程中，刚开始时，左托书垫的高度要大于右托书垫的高度，相差的高度取决于书本的厚度，书本越厚，左托书垫高于右托书垫的高度越大，随着处理的进行，不断地有书页从右托书垫翻到左托书垫，右托书垫上书页高度不断减小，左托书垫上书页的高度不断增加，这时需要逐渐降低左托书垫的高度或提高右托书垫的高度重新达到水平，这就需要第三电动升降杆和第四电动升降杆对其进行独立调节，在实际应用中，可利用控制系统根据书本的厚度及处理的速度，计算出左托书垫和右托书垫上书页的相对高度，从而能对第三电动升降杆和第四电动升降杆进行自动控制。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1.纸质文物整本书处理装置，其特征在于，包括机箱、喷药机构、翻书机构和托书机构，喷药机构设于机箱上部，托书机构设于机箱下部，书本放置于托书机构上，翻书机构设于托书机构一侧，且翻书机构沿翻书方向进行往复移动。

2.根据权利要求1所述纸质文物整本书处理装置，其特征在于，所述翻书机构包括真空吸纸组件、吹纸组件和辅助翻书组件，真空吸纸组件和吹纸组件设于托书机构上方，辅助翻书组件设于托书机构一侧；

真空吸纸组件包括伸长臂、真空管、真空吸盘、第一电动升降杆、第一滑轨和第一滑块，第一滑轨平行安装于托书机构上方，伸长臂一端固定有第一滑块，第一滑块与第一滑轨相配合，真空管平行设于伸长臂下方，伸长臂底部通过第一电动升降杆与真空管连接，真空管底部设有至少一个真空吸盘，真空管一端外接抽真空机构。

3.根据权利要求2所述纸质文物整本书处理装置，其特征在于，所述吹纸组件包括吹风管和固定架，吹风管下端通过固定架与真空管固定连接，吹风管上端外接鼓风机构；吹风管出口处的轴线相对于竖直面呈10°～20°的倾斜角。

4.根据权利要求2所述纸质文物整本书处理装置，其特征在于，所述辅助翻书组件包括翻书板、第二电动升降杆、第二滑块和第二滑轨，翻书板呈水平状态设于托书机构的一侧，第二滑轨设于机箱底部，第二电动升降杆上端与翻书板固定连接，第二电动升降杆下端固定有第二滑块，第二滑块与第二滑轨相配合。

5.根据权利要求4所述纸质文物整本书处理装置，其特征在于，所述翻书板靠近托书机构的一侧边沿呈直径为5～6mm的圆柱状。

6.根据权利要求4所述纸质文物整本书处理装置，其特征在于，所述翻书板的长度比书本长度大20～40mm，翻书板的宽度比书本翻开后两页书页宽度之和大30～60mm。

7.根据权利要求1所述纸质文物整本书处理装置，其特征在于，所述托书机构包括左托书垫、右托书垫、第三电动升降杆、第四电动升降杆和底座，左托书垫和右托书垫之间设有橡胶板，橡胶板中部向下凹陷，底座设于机箱底部，左托架底部通过第三电动升降杆与底座连接，右托架底部通过第四升降杆与底座连接。

8.根据权利要求1所述纸质文物整本书处理装置，其特征在于，所述喷药机构包括供药组件、连接管道、药液分布器和第五电动升降杆，药液分布器顶部通过连接管道与供药组件连接，药液分布器两侧分别设有第五电动升降杆，第五电动升降杆的上端与机箱顶部连接，第五电动升降杆的下端分别与药液分布器铰接。

9.根据权利要求8所述纸质文物整本书处理装置，其特征在于，所述药液分布器上均匀分布有多个喷嘴，各喷嘴的直径为0.2～0.6mm。

10.根据权利要求1～9任一项所述装置实现的纸质文物整本书处理方法，其特征在于，将待处理的书本放置于托书机构上，调整托书机构的高度使书页的左右书页水平，翻书机构移动并翻开第一页书页后，喷药机构下移，对翻开的书页喷药进行脱酸处理；翻书机构和喷药机构交替动作，对书本上的书页逐页进行脱酸处理，直至整本书均完成脱酸处理。