一种杀虫及储藏养护气体调节装置及方法与流程

本发明涉及档案杀虫灭菌技术领域，特别涉及一种杀虫及储藏养护气体调节装置及方法。

背景技术：

档案文物等物品长期存储容易被昆虫、微生物破坏，目前常用的杀虫抑菌方法为充氮降氧技术。氮气用于档案、图书的杀虫，实质上就是充氮降氧杀虫，由于氧气是一切生物生存必不可少的先决条件，当氧气的含量低于一定浓度时，害虫维持生命的生理活动就不能正常进行，体内物质的分解、新陈代谢活动和酶的活性受到严重破坏，使其维持生命的生理活动停止，从而造成害虫因缺少氧气而窒息死亡。

但是传统的充氮置换装置，一般直接使用目标浓度的氮气，如0.1％的高纯氮气，此时制氮机的产氮流量很小，置换时间很长，效率最低。另有一些充氮置换设备采用3段浓度控制，杀虫室内与制氮机之间的浓度梯度大，无法准确判断杀虫室内氧浓度状况。这种方式无法进行实时浓度切换，容易造成杀虫室内氧浓度过高或过低，需要人工监控，并进行反复调节，置换时间较长。

除此之外，传统的充氮置换装置通常采用单路氮气，氮气通过加湿器后进入杀虫室，加湿器不开时，氮气太干燥，加湿器开启时，湿度又过大，容易造成室内湿度波动大，无法稳定控制湿度值。且杀虫室内的气压为0-500pa微压时，杀虫效果最好，而氮氧发生装置的工作压力通常是600kpa左右，虽然通过减压阀减压后再充入杀虫室，但难免会出现由于流量过大或故障造成压力过高，产生危险。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种能无极调节杀虫室或储藏养护室内氧浓度的装置。

本发明的另一个目的在于提供了一种杀虫及储藏养护气体调节方法。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：一种杀虫及储藏养护气体调节装置，包括空压机、空气净化装置、氮氧发生装置、流量控制器、杀虫室以及控氧plc，所述空压机、空气净化装置、氮氧发生装置通过管路依次连接，氮氧发生装置包括第一出气口和第二出气口，第一出气口处安装有第一氧浓度传感器，第二出气口与流量控制器的进气口相连，流量控制器的出气口与杀虫室的进气口相连；杀虫室内安装有第二氧浓度传感器，控氧plc与第一氧浓度传感器、流量控制器以及第二氧浓度传感器电连接。

作为优选的技术方案，所述流量控制器的出气口与流量控制比例阀的进气口相连，流量控制比例阀包括第三出气口和第四出气口，第三出气口与杀虫室内的混合罐相连，第四出气口与水浴湿化器的进气口相连，水浴湿化器的出气口与杀虫室内的混合罐相连。

作为优选的技术方案，所述混合罐内安装有罐内湿度传感器，流量控制比例阀的阀门由阀门驱动机构驱动，控湿plc与罐内湿度传感器和阀门驱动机构电连接。

作为优选的技术方案，所述流量控制比例阀的第三出气口与混合罐连接的气路上安装有第一气动阀，水浴湿化器与混合罐连接的气路上安装有第二气动阀，所述第一气动阀、第二气动阀与控湿plc电连接。

作为优选的技术方案，所述杀虫室外安装有排气气动阀，杀虫室内安装有微压力传感器，微压力传感器与排气气动阀电连接。所述杀虫室外还安装有微压安全阀。

作为优选的技术方案，所述混合罐两端分别连接有分布管，分布管上设有多个出气口。

作为优选的技术方案，所述杀虫室内安装有室内湿度传感器，室内湿度传感器与控湿plc电连接。

本发明的另一个目的可以通过如下技术方案实现：一种杀虫及储藏养护气体调节方法，包括如下步骤：(1)充氮置换开始时，氮氧发生装置以最大流量充氮置换；(2)在充氮过程中，控氧plc实时比较第一氧浓度传感器和第二氧浓度传感器所监测的氧浓度值；(3)当第二氧浓度传感器与第一氧浓度传感器所监测的氧浓度值一致时，控氧plc发出指令给流量控制器，并调节流量控制器使其出口处的氮气流量变小；(4)重复步骤(2)至(3)，直到杀虫室内的氧浓度值达到预设值。

作为优选的技术方案，流量控制器出气口的氮气经过流量控制比例阀的进气口，并由第三出气口进入杀虫室的混合罐内，由第四出气口进入水浴湿化器，再进入混合罐内；控湿plc根据混合罐内的罐内湿度传感器检测的湿度值，控制流量控制比例阀的阀门驱动机构，使流量控制比例阀调整为干、湿气体合适的阀门状态，从而使混合罐内的湿度值达到预设值；杀虫室内的室内湿度传感器将杀虫室内的湿度值反馈给控湿plc，控湿plc根据反馈值对阀门驱动机构进行微调；如需要在一定比例下单独开启或关闭干气体或湿气体，控湿plc控制流量控制比例阀到合适的开启位置后，开启或关闭第一气动阀门或第二气动阀门。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1.本发明调节装置可实现无极调节杀虫室或储藏养护室内氧浓度，充氮置换时的浓度梯度不大，并可进行实时监控，快速将杀虫室内的氧浓度降至设定值，置换时间短，置换效率高。

2.本发明调节装置将氮气分成干氮气和湿氮气，并通过调节干、湿氮气的比例，达到精确调节杀虫室内湿度的目的，湿度控制稳定，不会产生波动。

3.本发明调节装置对杀虫室或储藏养护室内的压力采用双重保护，即可通过微压力传感器与排气气动阀联控调节压力，也可在压力超出最大范围时，使用微压安全阀进行卸压。整体卸压方式简单、便捷，安全性高。

附图说明

图1是本发明实施例中杀虫及储藏养护气体调节装置结构示意图。

其中：1：空压机，2：空气净化装置，3：氮氧发生装置，4：流量控制器，5：杀虫室，6：控氧plc，7：流量控制比例阀，8：水浴湿化器，9：控湿plc，10：阀门驱动机构，11：第一气动阀，12：第二气动阀，13：混合罐，14：分布管，15：室内湿度传感器，16：第二氧浓度传感器，17：微压力传感器，18：排气气动阀，19：微压安全阀，20：第一氧浓度传感器，21：罐内湿度传感器。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，一种杀虫及储藏养护气体调节装置，包括空压机、空气净化装置、氮氧发生装置、流量控制器、流量控制比例阀以及杀虫室。空压机、空气净化装置、氮氧发生装置通过管路依次连接，氮氧发生装置包括第一出气口和第二出气口，第一出气口处安装有第一氧浓度传感器，第二出气口与流量控制器的进气口相连，流量控制器的出气口与流量控制比例阀的进气口相连。流量控制比例阀包括第三出气口和第四出气口，第三出气口与杀虫室内的混合罐相连，第四出气口与水浴湿化器的进气口相连，水浴湿化器的出气口与杀虫室内的混合罐相连。

杀虫室内安装多个传感器，包括室内湿度传感器、第二氧浓度传感器和微压力传感器。经过流量控制比例阀的两路氮气到杀虫室的混合罐内混合，混合管内安装有罐内湿度传感器，混合罐两端分别连接有分布管，分布管上设有多个出气口。分布管可使混合好的氮气均匀充入杀虫室内。

控氧plc与第一氧浓度传感器、流量控制器以及第二氧浓度传感器电连接。控湿plc与室内湿度传感器、罐内湿度传感器和阀门驱动机构电连接。流量控制比例阀的第三出气口与混合罐连接的气路上安装有第一气动阀，水浴湿化器与混合罐连接的气路上安装有第二气动阀，第一气动阀、第二气动阀与控湿plc电连接。

杀虫室外安装有排气气动阀，杀虫室内安装有微压力传感器，微压力传感器与排气气动阀电连接。杀虫室外还安装有微压安全阀。

针对杀虫室内的氧浓密控制，该调节装置设有控氧plc，控氧plc与第一氧浓度传感器、流量控制器以及第二氧浓度传感器电连接。一般杀虫室内的氧浓度需要由21％降至0.1％。第一氧浓度传感器可以监测氮氧发生装置出气口处的氧浓度，第二氧浓度传感器可以监测杀虫室内的氧浓度。充氮置换开始时，流量控制器流量调成最大值，此时氮氧发生装置以最大流量充氮置换，产生的氮气的初始氧浓度为18％，去置换杀虫室内氧浓度为21％的空气。在此后的充氮过程中，控氧plc实时比较杀虫室内第二氧浓度传感器监测的氧浓度值和第一氧浓度传感器监测的氧浓度值，当两者监测的氧浓度值一致时，控氧plc即发出指令给流量控制器，流量控制器接收到指令后，将流量调小，即使得氮气的氧浓度降低一档。然后重复上述过程，控氧plc进行循环控制，直到将杀虫室内的氧浓度降低至0.1％的目标值。本发明的调节装置，充氮置换开始时流量较大，随着浓度降低，流量逐渐减小，氧浓度与流量成正比，通过连续调节氮气流量，实现不同氧浓度梯度之间的置换，达到快速将杀虫室内氧浓度值降至设定值的目的。该种调节方式属于无极调节，充氮置换效率高。氧浓度调整至0.5％以下可用于杀虫，氧浓度调整至2～5％则可用于文物的储藏养护。

针对杀虫室内的湿度控制，流量控制器出气口的氮气经过流量控制比例阀的进气口，并由第三出气口进入杀虫室的混合罐内，由第四出气口进入水浴湿化器，再进入混合罐内。即流量控制比例阀将干燥氮气分成两路，一路是干燥氮气，一路是通过水浴湿化器的饱和(100rh％)湿氮气，两路气体直接进入混合罐内混合。混合罐内设有罐内湿度传感器，检测混合罐内的湿度值，并反馈到控湿plc，控湿plc将反馈值与设定值比较，如存在偏差，控湿plc控制流量控制比例阀的阀门驱动机构，即可调节干、湿氮气的比例，使混合罐内的湿度值达到设定值。同时，杀虫室内设置的室内湿度传感器可以将湿度值反馈到控湿plc，控湿plc控制阀门驱动机构进行微调，使杀虫室内的湿度值更加精确。如需要在一定比例下单独开启或关闭干或湿氮气，控湿plc控制流量控制比例阀到合适的开启位置后，开启或关闭第一气动阀门或第二气动阀门。

针对杀虫室内压力的控制，杀虫室内的压力传感器与排气气动阀联控，当杀虫室内的压力较高时则开大排气气动阀的阀门，迅速降低杀虫室内压力；当压力降低时，可调小排气气动阀的阀门。排气气动阀门一直处于打开状态，根据杀虫室内的压力值，调整阀门开度，维持杀虫室内压力在合理范围内。为了双重保护杀虫室内不会超压，杀虫室上还安装有机械式的微压安全阀，当室内压力超过最大值，排气气动阀也无法调节时，可打开微压安全阀进行卸压。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。