一种适用于木质薄板文物的高效负压脱盐装置及方法

文档序号:40053551发布日期:2024-11-22 17:15阅读:93来源:国知局
技术简介:
本发明针对木质薄板文物因盐分侵蚀导致的结构损坏问题,提出高效负压脱盐方案。通过超声雾化组件持续供水,结合负压除污组件形成压力差,使饱水纸浆中的水分在负压作用下渗透文物并携带盐分迁移,配合抽拉检测组件实时监控盐浓度,实现高效脱盐。相比传统方法,该装置无需大体积浸泡装置,减少用水量并避免二次损伤,适用于复杂结构文物的精准脱盐处理。
关键词:木质薄板文物脱盐,负压超声雾化技术

本发明属于文物保护及修复,涉及一种适用于木质薄板文物的高效负压脱盐装置及方法。


背景技术:

1、历年考古发掘出土的大量木质薄板文物,比如木质古船和木质古墓等组成板材,为人们进行研究提供了珍贵的实物资料。然而很多木质薄板文物在长期的保存环境中遭受着盐类物质侵害。根据保存环境的不同,这些盐类物质包括海水中的盐分、土壤中的盐分或者空气中的盐分等。盐类物质对木质薄板文物的影响包括使木质薄板文物表面产生盐斑、腐蚀木质薄板文物结构,导致木质薄板文物变形、开裂或脆化等问题。

2、目前木质薄板文物的盐害清除方法主要采用去离子水浸泡法,以及结合辅助循环水、加热、超声波或电场等加速脱盐方法等,但其存在耗时长、效率低、用水量大等问题。尤其是对于大型或复杂结构的文物,还需要巨大的空间。另外文物深处盐也难以被彻底清除干净,且在除盐过程中可能产生次生污染。

3、专利cn115069663a公开了一种含盐文物的三位一体除盐装置及其除盐方法,包括:第一箱体,用于容纳待处理的文物,并对所述文物进行高低压环境和高低压循环水的操作;第二箱体,用于对所述第一箱体提供去离子水、并调控所述第一箱体的压力;第三箱体,用于排出所述第一箱体中的去离子水、并调控和平衡所述第一箱体的压力;以及电导率测定单元,用于监测所述第一箱体内的溶液的电导率;其中,所述第一箱体的气压范围常温条件下在-0.1~0.5mpa。虽然该专利可以通过调控和平衡循环水对文物进行可实时监控的脱盐处理,但是对于大型的或者不可移动的文物进行脱盐时,存在局部部位难以对脱盐进行实时监控的问题,甚至无法进行脱盐。

4、专利cn112452916a公开了一种应用于海洋出水文物的超声波脱盐、除盐设备及方法,包括:水箱、脱盐机构、超声波组件、除盐机构、冷凝箱;所述除盐机构设置在所述脱盐机构侧端,所述除盐机构具有:壳体、环形流水管、除盐腔、第一加热板、超声部、中心块;所述环形流水管缠绕在所述壳体上,所述环形流水管与所述脱盐空间相连通,所述除盐腔与所述环形流水管相连通;所述第一加热板设置在所述除盐腔侧壁上;所述超声部设置在所述除盐腔底部;所述中心块设置在所述除盐腔中,所述中心块具有加热腔与第二加热板,所述加热腔上端与所述除盐腔连通,所述第二加热板设置在所述加热腔中。虽然该专利通过超声波来对海洋出水文物进行超声脱盐,但是只能针对可移动的文物,且直接在放入文物的脱盐空间中超声更有可能会对文物造成损害,以及无法对脱盐进行实时监控,具有一定的局限性。


技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的因文物所处海水中的盐分、土壤中的盐分或者空气中的盐分,导致木质薄板文物受到严重的盐害等至少一种缺陷而提供一种适用于木质薄板文物的高效负压脱盐装置及方法,本发明针对受盐害影响的木质薄板文物具有高效脱盐作用。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:

3、本发明的技术方案之一在于,提供一种适用于木质薄板文物的高效负压脱盐装置,该装置包括超声雾化组件、饱水纸浆和负压除污组件,所述饱水纸浆设置于木质薄板文物的两侧,

4、所述饱水纸浆于木质薄板文物的前侧连通超声雾化组件,该超声雾化组件用于提供雾化水,

5、所述饱水纸浆于木质薄板文物的后侧连通负压除污组件,该负压除污组件通过抽真空使装置的末端处于负压状态,从而为装置的前端提供动力,

6、靠近超声雾化组件一侧的饱水纸浆用于持续供水,以促使饱水纸浆内水分在负压的作用下,流过木质薄板文物时带动木质薄板文物内部残留的盐,

7、含盐废水从木质薄板文物流入靠近负压除污组件一侧的饱水纸浆,并进一步流出。

8、进一步地,所述饱水纸浆移动安装于木质薄板文物的脱盐部位的两侧,通过移动两侧饱水纸浆,用于对木质薄板文物的各个部位进行脱盐。

9、进一步地,所述超声雾化组件包括供液罐、压电换能器和雾化喷嘴,所述供液罐用于储存水源,所述供液罐通过管路与雾化喷嘴连通,所述管路的两侧设置压电换能器,该压电换能器和雾化喷嘴用于对水进行超声雾化。

10、作为优选的技术方案,所述水源包括去离子水、蒸馏水或超纯水。

11、作为优选的技术方案,所述供液罐设置有进水口,该进水口用于引入外界水源。

12、进一步地,靠近超声雾化组件一侧的饱水纸浆的前侧设置有扩径头,该扩径头通过管路与雾化喷嘴连通,所述扩径头用于连通管路向更大面积的饱水纸浆传输雾化水。

13、进一步地,所述负压除污组件包括储液罐和真空部件,所述储液罐用于收集含盐废水,所述真空部件连通储液罐,所述真空部件包括真空泵或真空发生器,所述真空部件用于给储液罐抽真空。

14、作为优选的技术方案,所述供液罐和储液罐的材质均采用轻质耐压塑料或碳纤维。

15、进一步地,所述储液罐上设置有压力传感器,该压力传感器用于实时检测装置中的压力变化,并根据检测到的压力值向真空部件传递信号,当压力超过安全阈值时,所述真空部件停止工作;

16、所述装置中的压力可能需要低于木质薄板文物的安全强度阈值,通过改变真空部件的功率来改变装置中的压力,能够满足对不同木质薄板文物的要求,适用范围更加广泛。

17、作为优选的技术方案,所述储液罐的底部设置有排水口,排水口用于排出含盐废水。

18、进一步地,靠近负压除污组件一侧的饱水纸浆的后侧设置有扩径头,该扩径头通过管路与储液罐连通,所述扩径头用于给更大面积的饱水纸浆提供含盐废水向管路的流出通道。

19、进一步地,所述装置还包括抽拉检测组件,该抽拉检测组件抽拉式安装于木质薄板文物的后侧的饱水纸浆处,用于实时检测含盐废水中的盐离子浓度,确定脱盐终点,采用可抽拉式设计,使得操作人员能够轻松取样,从而提高了操作的便捷性和人性化,考虑到了实际操作的需要,为工作人员提供了更加方便和有效的工作环境。

20、进一步地,所述抽拉检测组件设置于靠近负压除污组件一侧的饱水纸浆的后侧与扩径头之间,包括盐浓度显色试纸或电导率仪,通过测量显色反应或电导率来实时检测含盐废水中的盐离子浓度。

21、作为优选的技术方案,通过盐浓度显色试纸检测含盐废水中盐离子浓度;一般颜色越深,代表盐离子浓度越高,所述盐浓度显色试纸不显色的时候是脱盐终点。

22、作为优选的技术方案,通过检测含盐废水中的电导率来判断脱盐终点;通过检测含盐废水的电导率,检测含盐废水中盐离子浓度,以此来判断木质薄板文物的脱盐效果;电导率越高,说明木质薄板文物中的盐类物质越多;电导率越低,说明木质薄板文物中的盐类物质越少;电导率的判断阈值为1-5μs/cm。

23、本发明的技术方案之一在于,提供一种适用于木质薄板文物的高效负压脱盐方法,该方法采用所述的装置对木质薄板文物进行高效负压脱盐,所述方法包括以下步骤:

24、s1、于木质薄板文物的两侧安装饱水纸浆,将木质薄板文物固定于支架上,组装装置;

25、s2、打开超声雾化组件,提供雾化水;打开负压除污组件,调整装置中的压力,为水提供动力,并调控水的流速;

26、s3、脱盐处理一段时间后,采样检测,检测是否完成脱盐;

27、s4、盐离子浓度达到标准,则满足脱盐需求;

28、s5、盐离子浓度未达到标准,则需要继续进行脱盐处理,直至盐离子浓度符合标准;

29、s6、木质薄板文物中附着的盐类物质被清洗干净,结束脱盐,关闭超声雾化组件和负压除污组件,取下装置。

30、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

31、(1)本发明通过超声雾化组件,给贴敷于木质薄板文物一侧的饱水纸浆持续供水,在木质薄板文物另一侧对应施加负压,以促使饱水纸浆内水分流过木质薄板文物时带动木质薄板文物内部的盐不断定向朝负压除污组件迁移,达到脱除木质薄板文物内部盐离子的目的;

32、(2)本发明无需巨大的浸泡装置,雾化后所需水用量少,且快速高效,不会对文物造成二次损伤;

33、(3)本发明通过抽拉检测组件实时检测含盐废水中的盐离子浓度,确定脱盐终点,采用可抽拉式设计,使得操作人员能够轻松取样,从而提高了操作的便捷性和人性化,考虑到了实际操作的需要,为工作人员提供了更加方便和有效的工作环境。

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