CN110952503B - 一种自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统 - Google Patents

一种自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，包括阳离子浓缩槽和阳离子收集装置，设置在待修复海洋结构的潮汐区结构开裂区域，阳离子浓缩槽包括防腐槽体骨架结构、钛网板以及包围在槽体骨架结构内侧的纳滤膜，其中钛网板作为电沉积装置的阳极，待修复结构中的钢筋作为电沉积阴极；阳离子收集装置包括浮力结构和带物理吸附材料的电极板，电极板通过正负极切换继电器连接电源，利用潮汐作用及电场吸附达到海洋环境潮汐区的可沉积阳离子的浓缩，用于电沉积修复结构裂缝。本发明提供的自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，结构简单，自动化程度高，能够为海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复提供更高浓度的阳离子。

Description

一种自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统
技术领域
本发明涉及电沉积修复技术领域，特别是涉及一种自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统。
背景技术
海水中有大量的阳离子，可以作为电沉积溶液。现有技术中，采用电沉积技术修复海洋结构的裂缝多直接利用海水中的阳离子或添加相应高浓度阳离子溶液，其中直接利用海水中的阳离子，由于离子浓度不足，修复效果相应有所局限，而添加其他阳离子溶液又会增加成本并需要相关高密封性装置，提高修复的整体成本。因此，需要一种电沉积装置能够对海水中的阳离子进行集中采集和浓缩，以便于更好地修复海洋结构的裂缝。
发明内容
本发明的目的是提供一种自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，结构简单，自动化程度高，能够利用潮汐运动对海水中阳离子进行直接浓缩，为电沉积修复海洋结构潮汐区裂缝时提供较高浓度的可沉积阳离子。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，包括电沉积装置，其特征在于，所述电沉积装置包括阳离子浓缩槽和阳离子收集装置，所述阳离子浓缩槽和阳离子收集装置设置在待修复海洋结构的潮汐区裂缝处，所述阳离子浓缩槽的上方设置有开口，所述阳离子浓缩槽包括防腐槽体骨架结构、钛网板以及包围在防腐槽体骨架结构内侧的纳滤膜，所述待修复海洋结构中的钢筋作为电沉积阴极，所述钛网板作为阳极，所述钢筋和钛网板分别连接电源的负极和正极，对待修复海洋结构的潮汐区裂缝进行电沉积修复；所述阳离子收集装置包括多个浮力结构和带物理吸附材料的电极板，所述电极板通过正负极切换继电器连接电源，所述正负极切换继电器与控制器电性连接；
所述阳离子收集装置和阳离子浓缩槽之间设置有定轨牵引机构，使得所述阳离子收集装置能够随潮汐区的涨落潮，通过所述开口往复进出所述阳离子浓缩槽；涨潮时，所述浮力结构带动所述电极板通过所述开口移出所述阳离子浓缩槽，所述控制器控制所述正负极切换继电器，使得所述电极板在所述阳离子浓缩槽外连接电源负极，所述电极板及物理吸附材料吸附海水中的阳离子；落潮时，所述电极板在重力作用下，回到所述阳离子浓缩槽内，所述控制器控制所述正负极切换继电器，使得所述电极板连接电源正极，释放阳离子，阳离子在电驱动作用下向阳离子浓缩槽外运动，可沉积性阳离子被所述纳滤膜阻挡，留在所述阳离子浓缩槽内为待修复海洋结构的电沉积修复提供可沉积阳离子。
可选的，所述电极板为钛板，所述物理吸附材料为活性炭。
可选的，所述定轨牵引机构为滑动轨道，所述滑动轨道固定在所述待修复海洋结构上，所述阳离子浓缩槽为半包围结构，固定在所述待修复海洋结构上，所述滑动轨道被包围在所述阳离子浓缩槽内，并延伸出所述开口，所述电极板上连接有滑块，所述滑块与所述滑动轨道滑动连接。
可选的，所述滑动轨道上设置有上限位行程开关和下限位行程开关，所述上限位行程开关位于所述开口外，所述下限位行程开关位于所述阳离子浓缩槽内，所述上限位行程开关和下限位行程开关分别与所述控制器电性连接，涨潮时，所述浮力结构带动所述电极板沿所述滑动轨道向上移动，所述滑块碰触所述上限位行程开关，所述控制器控制所述正负极切换继电器，使得所述电极板连接电源负极，吸附海水中的阳离子；落潮时，所述电极板沿所述滑动轨道向下移动，回到所述阳离子浓缩槽内，所述滑块碰触所述下限位行程开关，所述控制器控制所述正负极切换继电器，使得所述电极板连接电源正极，释放阳离子。
可选的，所述电源、控制器和正负极切换继电器均设置在控制箱内。
可选的，所述控制箱内还设置有无线通信模块，所述控制器与所述无线通信模块连接，所述控制器通过所述无线通信模块与后台监控计算机通信连接。
可选的，所述阳离子浓缩槽的内侧部设置一层物理吸附材料层。
可选的所述物理吸附材料层为活性炭吸附层。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，通过阳离子浓缩槽中的钛网板做阳极，海洋结构中的钢筋做阴极，对待修复海洋结构潮汐区的裂缝进行电沉积修复；并通过浮力结构的设置，借助潮汐力，带动电极板上下运动，电极板浮出阳离子浓缩槽能够对海水中的阳离子进行吸附，并且在落潮后能够在重力作用下，回到阳离子浓缩槽，释放阳离子；通过正负极切换继电器的设置，电极板连接的正负电源可以切换，从而实现阳极与阴极之间的切换，均具有吸附和释放阳离子的作用；集中采集的阳离子，释放在阳离子浓缩槽中，为待修复海洋结构的电沉积修复提供阳离子，结构简单，利用海洋自身特性，降低成本；此外，借助行程开关和控制器，实现自动控制，自动化水平提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例涨潮时自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统的结构示意图；
图2为本发明实施例落潮时自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统的结构示意图；
图3为本发明实施例阳离子收集装置落入阳离子浓缩槽内的仰视图；
附图标记：1、阳离子收集装置；101、浮力结构；102、物理吸附材料；103、电极板；2、阳离子浓缩槽；201、防腐槽体骨架结构；202、纳滤膜；203、钛网板；204、物理吸附层；3、待修复海洋结构；4、下限位行程开关；5、定轨牵引机构；6、滑块；7、上限位行程开关；8、控制箱；9、钢筋。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，结构简单，自动化程度高，能够利用潮汐运动对海水中阳离子进行直接浓缩，为电沉积修复海洋结构潮汐区裂缝时提供较高浓度的可沉积阳离子。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图3所示，本发明实施例提供的自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，包括：电沉积装置，所述电沉积装置包括阳离子浓缩槽2和阳离子收集装置1，所述阳离子浓缩槽2和阳离子收集装置1设置在待修复海洋结构1的潮汐区裂缝处，所述阳离子浓缩槽2的上方设置有开口，所述阳离子浓缩槽2包括防腐槽体骨架结构201、钛网板203以及包围在防腐槽体骨架结构内侧的纳滤膜202，所述待修复海洋结构1中的钢筋9作为电沉积阴极，所述钛网板203作为阳极，所述钢筋9和钛网板203分别连接电源的负极和正极，对待修复海洋结构1的潮汐区裂缝进行电沉积修复；所述阳离子收集装置1包括多个浮力结构101和带物理吸附材料102的电极板103，所述电极板103通过正负极切换继电器连接电源，所述正负极切换继电器与控制器电性连接；
所述阳离子收集装置1和阳离子浓缩槽2之间设置有定轨牵引机构5，使得所述阳离子收集装置1能够随潮汐区的涨落潮，通过所述开口往复进出所述阳离子浓缩槽2；涨潮时，所述浮力结构101带动所述电极板103通过所述开口移出所述阳离子浓缩槽2，所述控制器控制所述正负极切换继电器，使得所述电极板103在所述阳离子浓缩槽2外连接电源负极，所述电极板103及物理吸附材料102吸附海水中的阳离子；落潮时，所述电极板103在重力作用下，回到所述阳离子浓缩槽2内，所述控制器控制所述正负极切换继电器，使得所述电极板102连接电源正极，释放阳离子，阳离子在电驱动作用下向阳离子浓缩槽2外运动，可沉积性阳离子被所述纳滤膜202阻挡，留在所述阳离子浓缩槽2内为待修复海洋结构1的电沉积修复提供可沉积阳离子。
所述浮力结构101可以选用多个浮力球，所述电极板102为钛板，所述物理吸附材料101为活性炭。
所述定轨牵引机构5为滑动轨道，所述滑动轨道固定在所述待修复海洋结构1上，所述阳离子浓缩槽2为半包围结构，固定在所述待修复海洋结构1上，所述滑动轨道被包围在所述阳离子浓缩槽2内，并延伸出所述开口，所述电极板101上连接有滑块6，所述滑块6与所述滑动轨道滑动连接。
所述滑动轨道上设置有上限位行程开关7和下限位行程开关4，所述上限位行程开关7位于所述开口外，所述下限位行程开关4位于所述阳离子浓缩槽2内，所述上限位行程开关7和下限位行程开关4分别与所述控制器电性连接，涨潮时，所述浮力结构101带动所述电极板102沿所述滑动轨道向上移动，所述滑块6碰触所述上限位行程开关7，所述上限位行程开关7将触发信号传给所述控制器，所述控制器控制所述正负极切换继电器，使得所述电极板102连接电源负极，吸附海水中的阳离子；落潮时，所述电极板102沿所述滑动轨道向下移动，回到所述阳离子浓缩槽2内，所述滑块6碰触所述下限位行程开关4，所述下限位行程开关4将触发信号传送给所述控制器，所述控制器控制所述正负极切换继电器，使得所述电极板102连接电源正极，释放阳离子。
所述电源、控制器和正负极切换继电器均设置在控制箱内；所述控制箱可以固定在所述待修复海洋结构上，例如桥墩，所述控制箱内还设置有无线通信模块，所述控制器与所述无线通信模块连接，所述控制器通过所述无线通信模块与后台监控计算机通信连接。
此外，所述阳离子浓缩槽2的内侧部设置一层物理吸附材料层204，所述物理吸附材料层204为活性炭吸附层。
在所述阳离子浓缩槽2的防腐槽体骨架结构201内侧设置纳滤膜202，利用纳滤膜202允许钠离子通过，阻止钙镁离子通过的特性，提高浓缩槽内可沉积阳离子的占比。
本发明提供的自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，通过阳离子浓缩槽中的钛网板做阳极，海洋结构中的钢筋做阴极，对待修复海洋结构潮汐区的裂缝进行电沉积修复；并通过浮力结构的设置，借助潮汐力，带动电极板上下运动，电极板浮出阳离子浓缩槽能够对海水中的阳离子进行吸附，并且在落潮后能够在重力作用下，回到阳离子浓缩槽，释放阳离子；通过正负极切换继电器的设置，电极板连接的正负电源可以切换，从而实现阳极与阴极之间的切换，均具有吸附和释放阳离子的作用；集中采集的阳离子，释放在阳离子浓缩槽中，为待修复海洋结构的电沉积修复提供阳离子，结构简单，利用海洋自身特性，降低成本；此外，借助行程开关和控制器，实现自动控制，自动化水平提高。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，包括电沉积装置，其特征在于，所述电沉积装置包括阳离子浓缩槽和阳离子收集装置，所述阳离子浓缩槽和阳离子收集装置设置在待修复海洋结构的潮汐区裂缝处，所述阳离子浓缩槽的上方设置有开口，所述阳离子浓缩槽包括防腐槽体骨架结构、钛网板以及包围在防腐槽体骨架结构内侧的纳滤膜，所述待修复海洋结构中的钢筋作为电沉积阴极，所述钛网板作为阳极，所述钢筋和钛网板分别连接电源的负极和正极，对待修复海洋结构的潮汐区裂缝进行电沉积修复；所述阳离子收集装置包括多个浮力结构和带物理吸附材料的电极板，所述电极板通过正负极切换继电器连接电源，所述正负极切换继电器与控制器电性连接；
所述阳离子收集装置和阳离子浓缩槽之间设置有定轨牵引机构，使得所述阳离子收集装置能够随潮汐区的涨落潮，通过所述开口往复进出所述阳离子浓缩槽；涨潮时，所述浮力结构带动所述电极板通过所述开口移出所述阳离子浓缩槽，所述控制器控制所述正负极切换继电器，使得所述电极板在所述阳离子浓缩槽外连接电源负极，所述电极板及物理吸附材料吸附海水中的阳离子；落潮时，所述电极板在重力作用下，回到所述阳离子浓缩槽内，所述控制器控制所述正负极切换继电器，使得所述电极板连接电源正极，释放阳离子，阳离子在电驱动作用下向阳离子浓缩槽外运动，可沉积性阳离子被所述纳滤膜阻挡，留在所述阳离子浓缩槽内为待修复海洋结构的电沉积修复提供可沉积阳离子；
所述定轨牵引机构为滑动轨道，所述滑动轨道固定在所述待修复海洋结构上，所述阳离子浓缩槽为半包围结构，固定在所述待修复海洋结构上，所述滑动轨道被包围在所述阳离子浓缩槽内，并延伸出所述开口，所述电极板上连接有滑块，所述滑块与所述滑动轨道滑动连接；
所述滑动轨道上设置有上限位行程开关和下限位行程开关，所述上限位行程开关位于所述开口外，所述下限位行程开关位于所述阳离子浓缩槽内，所述上限位行程开关和下限位行程开关分别与所述控制器电性连接，涨潮时，所述浮力结构带动所述电极板沿所述滑动轨道向上移动，所述滑块碰触所述上限位行程开关，所述控制器控制所述正负极切换继电器，使得所述电极板连接电源负极，吸附海水中的阳离子；落潮时，所述电极板沿所述滑动轨道向下移动，回到所述阳离子浓缩槽内，所述滑块碰触所述下限位行程开关，所述控制器控制所述正负极切换继电器，使得所述电极板连接电源正极，释放阳离子。
2.根据权利要求1所述的自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，其特征在于，所述电极板为钛板，所述物理吸附材料为活性炭。
3.根据权利要求1所述的自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，其特征在于，所述电源、控制器和正负极切换继电器均设置在控制箱内。
4.根据权利要求3所述的自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，其特征在于，所述控制箱内还设置有无线通信模块，所述控制器与所述无线通信模块连接，所述控制器通过所述无线通信模块与后台监控计算机通信连接。
5.根据权利要求1所述的自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，其特征在于，所述阳离子浓缩槽的内侧设置一层物理吸附层。
6.根据权利要求5所述的自浓缩阳离子的海洋结构潮汐区裂缝电沉积修复系统，其特征在于，所述物理吸附层为活性炭吸附层。
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