CH616361A5

CH616361A5 - Apparatus for impregnating solid wood, wooden materials and other porous materials with liquids

Info

Publication number: CH616361A5
Application number: CH1459275A
Authority: CH
Inventors: Heinz Dr Bellmann; Louis Kartener
Original assignee: Desowag Bayer Holzschutz Gmbh
Priority date: 1975-04-04
Filing date: 1975-11-11
Publication date: 1980-03-31
Also published as: FR2306056A1; FR2306056B1; CA1070104A; FI61421C; AR208023A1; NO143260C; NL180642B; NL180642C; ATA974975A; ES444595A1; NO754096L; FI753348A; BR7601008A; AT373535B; JPS51136804A; FI61421B; NO143260B; HU174428B; GB1539932A; DK148015C

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Tränken von Massivholz, Holzwerkstoffen und anderen porösen Materialien mit Flüssigkeiten nach dem Doppelvakuum- und/oder Kesseldruckverfahren, bestehend aus einem Imprägniergefäss für die Behandlung des eingebrachten Materials, einem über dem Imprägniergefäss angeordneten und über eine Rohrleitung mit diesem verbundenen Vorratsgefäss für die Tränkflüssigkeit, einem über Rohrleitungen mit dem Imprägnier- und dem Vorratsgefäss in Verbindung stehenden Messgefäss zur Kontrolle und Endermittlung des Verbrauches an Tränkflüssigkeit, einer Vakuumpumpe zur Erzeugung von Unterdruck im Imprägniergefäss sowie einer Förderpumpe mit Rohrleitungen zum Transport der Tränkflüssigkeit zum Vorratsgefäss.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der FR-PS 1 579 428 bekannt. Bei dieser Vorrichtung sind das Vorratsgefäss und das Imprägniergefäss zwecks Füllung des letzteren mit der Tränkflüssigkeit über eine mehrfach abgewinkelte, mit einem Absperrventil versehene Rohrleitung verbunden, die vom Boden des Vorratsgefässes zum Boden des Imprägniergefässes führt. Die gleiche Rohrleitung dient ebenfalls zur Rückführung der nicht vom Holz aufgenommenen Tränkflüssigkeit zum Vorratsbehälter. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass infolge der ungünstigen Anordnung des Verbindungsrohres der Zeitbedarf für das Fluten des beschickten Tränkgefässes und für dessen Leerung relativ gross ist und somit eine Überoder Unteraufnahme der Tränkflüssigkeit durch das zu behandelnde Gut nicht vermieden werden kann. Das im unteren Teil des Imprägniergefässes befindliche Tränkgut ist nämlich der Einwirkung der Tränkflüssigkeit wesentlich länger ausgesetzt als das im oberen Teil befindliche. Dies wirkt sich insbesondere bei sehr kurzen Tränkzeiten, z. B. 10 bis 30 Min., bei leicht tränkbaren Hölzern sehr nachteilig auf eine möglichst gleichmässige Imprägnierung der eingefahrenen Holzmenge aus. Desgleichen ist die Rückführung der Imprägnierflüssigkeit vom Imprägniergefäss in das Vorratsgefäss sehr zeitaufwendig und nur mittels einer Förderpumpe möglich.

In der DE-OS 2 362 957 wird eine Weiterbildung der vorgenannten Vorrichtung beschrieben, in welcher das Vorratsgefäss und das Imprägniergefäss innerhalb einer Druckkammer angeordnet sind, die durch eine Innenwand voneinander getrennt sind und über ein Überlaufrohr in Verbindung stehen. Die Rückführung der Tränkflüssigkeit nach Beendigung der Tränkung erfolgt in das oberhalb des Imprägniergefässes befindliche Vorratsgefäss mittels Vakuum, so dass ebenfalls keine rasche Entleerung des Imprägniergefässes erfolgen kann, wodurch sich sehr unterschiedliche Tränkzeiten für das Behandlungsgut im oberen und unteren Teil des Imprägniergefässes ergeben. Darüber hinaus ist kein Messgefäss vorgesehen, so dass eine genaue Kontrolle der Tränkflüssigkeitsauf-nahme nicht gewährleistet ist.

Aus der FR-PA 2 150 432 ist eine Vorrichtung zur Imprägnierung von Holz mit einer Tränkflüssigkeit unter Unterdruck und Druck bekannt. Sie besteht aus drei getrennt voneinander angeordneten und durch Rohrleitungen miteinander verbundenen Behältern, nämlich Imprägnierbehälter, Vorratsbehälter und Speicherbehälter. Jeder dieser Behälter weist einen Bereich verringerten Volumens auf. Die Überführung der Tränkflüssigkeit vom Vorratsgefäß zum Imprägniergefäss erfolgt durch eine Förderpume, ebenso die Rückführung der Tränkflüssigkeit nach Beendigung der Imprägnierung.

In der DE-OS 2 151 955 findet sich eine Anlage zur Steuerung des Druckniveaus während der Niederdruckphase in einem Imprägniergefäss zum Imprägnieren von Holz beschrieben. Hierbei ist das Vorratsgefäss jedoch unterhalb des Imprägniergefässes angeordnet. Die Tränkflüssigkeit wird während der Niederdruckphase aus dem Vorratsgefäss in das Imprägniergefäss und durch dieses hindurchgesaugt, so dass diese Anlage mit einer Saug Vorrichtung ausgerüstet sein muss. Da kein Messgefäss vorgesehen ist, ist eine einwandfreie Kontrolle des Verbrauchs an Tränkflüssigkeit nicht möglich.

Schliesslich ist noch aus der DE-OS 2 305 905 eine Vorrichtung zum Behandeln von Holz, Textilien u. dgl. nach dem Vakuum- oder Doppelvakuumverfahren bekannt. Sie besteht aus einem zylindrischen Behälter, dessen unterer Teil zur Aufnahme der Tränkflüssigkeit dient und dessen oberer Teil einen Träger für das Behandlungsgut aufweist, der sich mittels einer mehrteiligen Hubvorrichtung zwischen dem oberen und unteren Teil des Imprägniergefässes bewegen lässt. Der Nachteil dieser Vorrichtung ist, dass während der Vakuumperiode die Imprägnierflüssigkeit im Imprägniergefäss ständig vorhanden ist, so dass insbesondere bei lösungsmittelhaltigen Tränkflüssigkeiten stärkere Verdampfungsverluste auftreten können. Weiterhin ist eine genaue Endaufnahmekontrolle nur schwer möglich. Schliesslich müssen Hubvorrichtung und Führungsstangen sehr gleichmässig geführt werden, um ein Verkanten und sonstige Störungen zu vermeiden. Diese Vorrichtung weist somit den Nachteil der Aufwendigkeit und der leichteren Störungsanfälligkeit auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher die bei der Tränkung von Massivholz, Holzwerkstoffen und anderen porösen Materialien mit Flüssigkeiten, insbesondere solchen zum Schutz gegen biologische und/oder atmosphärische Angriffe, eine starke Aufnahmestreuung infolge unterschiedlich starker Aufnahme der Tränkflüssigkeit im Imprägniergefäss durch das Behandlungsgut vermieden wird.

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Beim Füllen und Leeren des Imprägniergefässes sollten möglichst kurze Zeiten erzielt werden, z. B. unter zwei Minuten, damit die im Imprägniergefäss in der Tränkflüssigkeit unten liegenden Hölzer nicht wesentlich länger imprägniert werden als die zuoberst liegenden. Die Vorrichtung sollte weiterhin eine Imprägnierung nach den unterschiedlichsten Imprägnierverfahren, z. B. Vakuumverfahren, Doppelvakuumverfahren, Vakuumdruckverfahren, Lowry-Verfahren usw. ermöglichen. Mit Hilfe der Vorrichtung sollten auch Holzarten unterschiedlicher Tränkfähigkeiten imprägniert werden können.

Die Vorrichtung sollte darüber hinaus betriebssicher, wenig störungsanfällig, leicht bedienbar und wenig kostenaufwendig sein und somit einen hohen Wirkungsgrad aufweisen. Weiterhin sollte sie den Forderungen des Umweltschutzes weitgehend entsprechen. Da aufgrund des Umweltschutzes ein Sicherheitsbodenraum vorzusehen ist, sollte der hierbei unterhalb des Imprägniergefässes entstehende Freiraum für eine optimale Anlagengestaltung ausgenutzt werden können.

Ebenso sollte diese Vorrichtung für einen automatisierten Verfahrensablauf bei der Tränkung eingerichtet werden können sowie für den Einsatz unterschiedlicher Tränkflüssigkeiten geeignet sein.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist die eingangs beschriebene Vorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des mit einer ersten Entlüftungsleitung und erstem Ventil versehenen Imprägniergefässes ein Auffanggefäss mit einer mit zweitem Ventil und zweitem Regler versehenen Entleerungsleitung angeordnet ist, das Auffanggefäss in seinem oberen Teil mit dem Bodenteil des Imprägniergefässes über ein erstes Rohr mit grossem Querschnitt, ausgerüstete mit drittem Ventil, verbunden ist, der Oberteil des Imprägniergefässes mit dem Bodenteil des Vorratsgefässes über ein zweites Rohr mit grossem Querschnitt, ausgerüstet mit viertem Ventil und Regler, in Verbindung steht, das erste Rohr über ein oberhalb des dritten Ventils angebrachtes und mit einem oder mehreren Ventilen versehenes fünftes und siebtes Rohr, mit einer kombinierten Press-Förder-Pumpe verbunden ist, ein von der Press-Förder-Pumpe ausgehendes drittes Rohr mit einem fünften Ventil versehen ist, das Vorratsgefäss über eine erste Überlaufleitung mit dem Messgefäss, das mit einem oder mehreren fünften Reglern ausgerüstet ist, in Verbindung steht und die über ein viertes Rohr und sechstes Ventil mit der ersten Entlüftungsleitung verbundene Vakuumpumpe ein oder mehrere Vakuumregler aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der beanspruchten Vorrichtung ist schematisch in der Fig. 1 wiedergegeben. Der zugehörige Steuerstand ist nicht eingezeichnet. Sämtliche in der Fig. 1 gezeichneten Regler I bis VI geben Impulse auf entsprechende Kontrollampen des im Steuerstand vorhandenen Anlagen-Schaubildes, wodurch die jeweils laufende Tränkphase festgestellt werden kann. Für die automatische Durchführung der später im einzelnen beschriebenen Tränkphasen weist der Steuerstand Zeitschalter zur Steuerung des Eingangsvakuums, der Tränkzeit und des Endvakuums sowie Regelinstrumente zur Steuerung der Höhe des Eingangsvakuums, der Dauer der Tränkphase sowie der Höhe des Endvakuums auf. Die Höhe des Tränkdrucks kann ebenfalls durch einen Schalter (Regel-aggregat) eingestellt werden, so dass ein Arbeiten bei Normaldruck (Phase 4a) oder bei Überdruck (Phase 4b) erfolgen kann. Ebenso sind sämtliche Ventile elektromagnetisch oder pneumatisch steuerbar ausgebildet. Vorratsgefäss VG, Imprägniergefäss IG und Auffanggefäss AG sind untereinander angeordnet. Das Vorratsgefäss VG, das eine vorzugsweise zylindrische From aufweist, stellt ein offenes Gefäss dar. Dessen Wandungsstärke kann daher auf Normaldruck abgestimmt sein. Es ist zur Kontrolle des Inhalts an Tränkflüssigkeit mit einem Flüssigkeitsstandrohr ausgerüstet-und weist in diesem praktischen Fall ein Volumen von ungefähr 14 m3 auf. Die Entlüftungsöffnungen des Auffanggefässes AG und des Imprägniergefässes IG münden in eine gemeinsame Entlüftungsleitung o.

Das Imprägniergefäss IG, das vorteilhaft ebenfalls Zylinderform aufweist, ist im vorliegenden Fall an zwei gegenüberliegenden Seiten sowie am Boden im Innern durch Trennwände abgeteilt, so dass vier getrennte Räume vorhanden sind. Dabei dient der mittlere Raum zur Aufnahme der Tränkflüssigkeit und des Behandlungsgutes, während die anderen Räume durch Hinterfüllung neutralisiert sind. Dieses Imprägniergefäss ist zur Aufnahme eines mit Rollen versehenen Tränkwagens am Boden mit entsprechenden Schienen ausgerüstet, die auch ein Aufschwimmen des mit dem Behandlungsgut gefüllten Tränkwagens im mit Tränkflüssigkeit gefüllten Imprägniergefäss verhindern. Der Tränkwagen ist vorteilhaft nur auf einer Seite mit Rungen versehen, so dass dessen Beladung mit einem Gabelstapler erfolgen kann. Die Ausbildung der Trennwände des Imprägniergefässes ist nach der hier angewandten vorteilhaften Ausführungsform so gestaltet, dass das effektive Volumen des Imprägnierzylinders bei Aussenab-messungen von 0 = 1,90 m und L = 8,00 m (22,3 m3) 18,5 m3 beträgt. Das Imprägniergefäss weist weiterhin ein Sicherheitsventil 14 sowie eine mit Ventil 3 ausgerüstete Entlüftungsleitung a auf. Letztere steht über eine mit Ventil 1 versehene Leitung 1 mit der Vakuumpumpe VP in Verbindung. Diese Vakuumpumpe ist mit einem Sicherheits-(Flotteur-) Ventil sowie mit einem Kondensator K in der Abluftleitung ausgerüstet, um eine Abgabe etwa abgesaugter Dämpfe der Tränkflüssigkeit an die Umgebung zu verhindern. Zur Kontrolle des von der Vakuumpumpe erzeugten Vakuums dienen zwei Vakuumregler VRX und VR2. Die Vakuumpumpe ist so dimensioniert, dass bei der Füllung des Imprägnierzylinders mit Tränkflüssigkeit aus dem Vorratsgefäss das vorgegebene Eingangsvakuum nur unwesentlich abgebaut und in der Endvakuumphase das zu erzielende Vakuum in ungefähr 15 Minuten erzielt wird.

Das ebenfalls vorzugsweise Zylinderform aufweisende Auffanggefäss AG befindet sich innerhalb einer dasselbe umgebenden Sicherheitsbodenwanne BW und besitzt in seinem Oberteil eine mit Prallkappe versehene Belüftungsöffnung. Diese Belüftungsöffnung ist so gestaltet, dass das Auffanggefäss im Falle eines Gefässlecks im Vorratsgefäss oder im Imprägniergefäss auch von aussen gefüllt werden kann. Die mit Ventil 10 und Regler II, der zur Steuerung der Beendigung der Entleerung des Auffanggefässes dient, versehene und vom Boden desselben abgehende Leitung b kann noch mit Stutzen und Handventil ausgerüstet werden, um die Bodenwanne BW zu entleeren. Das Volumen des Auffanggefässes beträgt in der bevorzugten Ausführungsform in diesem praktischen Fall bei einer Aussenabmessung von 0 1,50 m und L= 8,00 m, V = 14,5 m3.

Das Messgefäss MG stellt ebenfalls ein offenes Gefäss dar, d. h. dessen Wandstärke ist auf Normaldruck abgestimmt. Es besteht in der gezeichneten Ausführungsform aus einem unteren Vorratsbehälter und einem darauf abgesetzten, als Messsäule dienenden Oberteil. An beiden Gefässteilen sind graduierte Flüssigkeitsanzeiger angebracht. An demjenigen der Messsäule ist höhenverstellbar der Regler V angeordnet, mit dem die Soll-Aufnahme der Tränkflüssigkeit vorgegeben wird. Der am höchsten Punkt des Messgefässes angeordnete Regler VI dient zur Beendigung des Nachfüllens frischer Tränklösung aus dem Lagertank LG in das Vorratsgefäss und in das Messgefäss. Die Abmessungen des Lagertanks sind zweckmässig grösser bemessen als diejenigen des Vorratsgefässes, so dass er beispielsweise zur Aufnahme eines Monatsbedarfs an Tränkflüssigkeit dienen kann. Das Messgefäss steht über eine Überlaufleitung h mit dem Vorratsgefäss VG, über eine mit Ven-

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til 6 versehene Rohrleitung i mit der Press-Förder-Pumpe PFP und über Rohrleitungen n, g, k, e mit Ventilen 8, 7, 4, 5 mit dem Imprägniergefäss und dem Auffanggefäss in Verbindung. Die Press-Förder-Pumpe ist so dimensioniert, dass das Auffanggefäss in etwa 10 Minuten leergepumpt werden kann.

Vorratsgefäss VG, Imprägniergefäss IG und Auffanggefäss AG sind durch jeweils eine Rohrleitung grossen Durchmessers miteinander verbunden.

Wenn das Imprägniergefäss der vorhin angegebenen Abmessungen mit ca. 50% Holz beschickt wird, d. h. mit ca. 9 m3 Holz, beträgt das restliche Volumen des Imprägniergefässes ungefähr 10m3. Die Vorrichtung ist so konstruiert, dass demnach 10 m3 Tränkflüssigkeit in max. 2 Minuten vom Vorratsgefäss in das Imprägniergefäss und vom Imprägniergefäss in das Auffanggefäss ablaufen können. Dabei ergibt sich für das Verhältnis der Rohrquerschnittsfläche Qi zum Volumen des Imprägniergefässes Vi Qi/Vt = 0,0068 m-1 und für das Verhältnis der Rohrquerschnittsfläche Q2 zum Volumen des Imprägniergefässes Vi Q2/Vi = 0,009 m_1, wobei der Verbindungsrohrdurchmesser in beiden Fällen 400 mm beträgt. Die Rohrleitung d vom Vorratsgefäss zum Imprägniergefäss weist ausser dem Ventil 2 noch den Regler I auf. Dieser Regler dient zur Steuerung der Eingangsvakuumphase und der Tränkphase. Die vom Imprägniergefäss zum Auffanggefäss führende Rohrleitung c weist ausser dem Ventil 9 noch zwei darüber befindliche Regler III und IV auf. Diese Regler dienen zur Steuerung des Absaugens der Tränkflüssigkeit aus dem Imprägniergefäss IG während der Endvakuumphase und der Rückführung derselben in das Vorratsgefäss und in das Messgefäss. Das Verbindungsrohr d weist eine mit Ventil 12 versehene Zweigleitung g zur Press-Förder-Pumpe PFP auf, während das Verbindungsrohr c mit dieser Pumpe über die Rohrleitung e, f mit Ventilen 5, 11 verbunden ist. Von dem Rohrleitungsabschnitt e zweigt die mit Ventil 10 und Regler II versehene Entleerungsleitung b für das Auffanggefäss AG und vom Rohrleitungsabschnitt f die mit Ventil 13 versehene Zuleitung m zum Lagertank LG ab.

Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Überlaufleitung h mit der oberhalb des Ventils 2 abgehenden Rohrleitung g über ein Verbindungsrohr r verbunden, der Regler II statt an der Entleerungsleitung b am Boden des Auffanggefässes AG sowie innerhalb des Rohrleitungsabschnitts f eine Vakuumvorlage VV, die mit den Reglern III und IV versehen ist, angeordnet, der Regler VI statt am Messgefäss MG an der Oberkante des Vorratsgefässes VG oberhalb der Niveaureferenz Fx angebracht und die Entlüftungsleitung q des Messgefässes MG über eine Überlaufleitung p mit dem Lagergefäss LG verbunden. Diese Ausführungsform ist schematisch in der beigefügten Fig. 2 wiedergegeben. Die Vakuumvorlage VV ermöglicht ein besseres Abpumpen der beim Endvakuum (Phase 8) zurückgewonnenen Tränklösung während des laufenden Endvakuums, insbesondere bei maximal möglichem Vakuum. Der Regler III ist vorteilhaft in Bodennähe der Vakuumvorlage VV an der Rohrableitung und der Regler IV an der Oberkante der Vakuumvorlage, die zweckmässig ein Belüftungsventil 17 aufweist, angeordnet. Zu Beginn des angelegten Endvakuums ist das Ventil 5 geöffnet, so dass die Tränkflüssigkeit in die Vakuumvorlage VV eintritt. Wenn die Tränkflüssigkeit bis zum Regler IV angestiegen ist, wird das Ventil 5 geschlossen, das Ventil 17 geöffnet und die Tränkflüssigkeit zum Messgefäss MG mittels PFP und Leitungen f, i gepumpt. Wenn der Flüssigkeitsstand in der Vakuumvorlage auf die Höhe des Reglers III abgesunken ist, schliesst das Ventil 17 und das Ventil 5 wird geöffnet, so dass neue Tränkflüssigkeit während des Endvakuums aus dem Imprägniergefäss in die Vakuumvorlage eintreten kann. Die vorgesehene Anordnung des Reglers VI an der Oberkante des Vorratsgefässes oberhalb der Niveaureferenz Ft erfolgt zwecks besserer Sicherstellung einer korrekten Verbrauchsanzeige im Messgefäss sowie zur Vermeidung eines zu frühen Abschaltens in Phase 10. Dieser Regler ist so geschaltet, dass er nur bei Neubefüllung der Vorrichtung in der Phase 10 in Betrieb ist. Beim Tränkvorgang ist er ausser Funktion. Die Überlaufleitung p, die vorteilhaft in Höhe des Referenzniveaus Fx in das Entlüftungsrohr q des Messgefässes MG einmündet, bietet die zusätzliche Möglichkeit, etwa zuviel zugepumpte Tränkflüssigkeit zum Lagergefäss LG zurücklaufen zu lassen. Durch die Leitung r kann in Verbindung mit den Ventilen 15 und 16 ein Zupumpen frischer Tränkflüssigkeit aus dem Lagergefäss LG in das Vorratsgefäss VG von oben her erfolgen. Durch die Anordnung des Reglers II am Boden des Auffanggefässes AG wird eine Beeinträchtigung des Funktionierens infolge Flüssigkeitsturbulenz wirksam vermieden.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform (siehe Fig. 4) ist auf dem Vorratsgefäss an einem Ende oder nahe diesem Ende ein Dom D oder ein ähnlicher Aufsatz angebracht, während das nicht mit dem Dom versehene Ende in Längsrichtung geneigt ist. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Überlaufrohr h in den Dom einmündet, der zusätzlich den Regler VI aufweist. Eine waagerechte Lage des mit dem Domaufsatz D versehenen Vorratsgefässes VG ist jedoch ebenfalls möglich. Es hat sich ferner als zweckmässige Ausführungsform erwiesen, wenn die zusätzlich zwischen dem Rohrleitungsabschnitt e und der Rohrleitung g vorgesehene Förderpumpe FP in Höhe des Auffanggefässes AG, vorzugsweise in Höhe des Bodens des Auffanggefässes AG, angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass die Förderpumpe sofort bei Beginn der Phase 7 voll wirksam ist, d. h. mit grosser Förderleistung arbeitet.

Die Fig. 3 zeigt als weitere Ausführungsform die zusätzliche Mitverwendung einer Förderpumpe FP in der Ausführungsform gemäss Fig. 1. Diese Förderpumpe weist eine mit Ventil IIa versehene Zuleitung fa und eine mit Ventil 4a versehene Ableitung 9a auf. Die Zuleitung fa ist mit der Rohrleitung e, die Ableitung 9a mit der Rohrleitung g verbunden. Auf diese Weise ist es möglich, bei besonders grossen rückzuführenden Tränkflüssigkeitsmengen eine Entlastung der Press-Förder-Pumpe zu erreichen.

Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung, wie sie in Fig. 4 schematisch wiedergegeben ist, steht die Entleerungsleitung b über das Ventil IIa direkt mit der Förderpumpe FP in Verbindung, die Rohrleitung e ist statt über Rohrleitung fa über Ventil 4 direkt mit der Presspumpe PP und über Ventil 5 als Rohrleitungsabschnitt k mit der Vakuumvorlage VV, welche die mit Regler III versehene Ableitung f zur Presspumpe PP aufweist, verbunden, die von der Förderpumpe FP ausgehende Rohrleitung ga mündet statt in die vom Verbindungsrohr d abgehende Rohrleitung g direkt in das Oberteil des Vorratsgefässes VG und die von der Presspumpe PP abgehende Rohrleitung g anstatt in das Verbindungsrohr d oberhalb des Ventils 2 in den Dom des Vorratsgefässes VG.

Der Rohrquerschnitt des Uberlaufrohres h ist dabei zweckmässig auf den Querschnitt der Förderpumpen-Druckseite abgestimmt, um bei laufender Förderpumpe einen zügigen Überlauf zu gewährleisten und um einen raschen Ausgleich der Tränkflüssigkeitsstände am Ende der Tränkung zu erzielen, damit die Endaufnahme an Tränkflüssigkeit kurzfristig ermittelt werden kann.

Im folgenden sei der Prozessablauf mit Hilfe der erfin-dungsgemässen Vorrichtung gemäss Fig. 1 erläutert.

Das Vorratsgefäss VG ist mit der Tränkflüssigkeit bis zur Füllstandshöhe Ft, das Messgefäss MG bis zur Füllstandshöhe F3 gefüllt.

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Das im Imprägniergefäss IG befindliche Gut besteht aus im Stapel angeordneten Brettdielen, die mit Gurten auf einem Tränkwagen befestigt sind.

Phase 1 (Anfangsvakuum)

Die Vakuumpumpe VP erzeugt im Imprägniergefäss IG ein vorgegebenes Vakuum, dessen Höhe in Abhängigkeit von der Tränkbarkeit des eingebrachten Behandlungsgutes eingestellt werden kann. Nach Erreichen der vorgesehenen Vakuumhöhe wird dieses eine bestimmte Zeit auf dieser Höhe gehalten. Das Ventil 1 ist geöffnet.

Gemäss einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, die mit Absperrventilen versehenen Belüftungsleitungen des Vorratsgefässes VG und des Imprägniergefässes IG über Rohrleitungen miteinander zu verbinden und an die Vakuumleitung 1 anzuschliessen. Die Vakuumpumpe VP bringt dann beide Gefässe auf das glèiche Vakuum (Anfangsvakuum), so dass das anschliessende Fluten des Imprägnierzylinders bei ausser Betrieb gesetzter Vakuumpumpe und konstantem Vakuum erfolgen kann. Das Vorratsgefäss ist bei dieser Anordnung vakuumtauglich dimensioniert.

Phase 2

(Fluten unter Beibehaltung des Eingangsvakuums) Durch Öffnen des Ventils 2 erfolgt die Befüllung des Imprägniergefässes durch Schwerkraft infolge des grossen Rohrquerschnitts des Verbindungsrohres d in kurzer Zeit (ca. 2 Minuten). In dieser Zeit wird das Eingangsvakuum im Imprägniergefäss auf konstanter Höhe gehalten. Der Tränkflüs-sigkeitsstand im Vorratsgefäss sinkt von Fj nach F2. Nach Beendigung des Flutens schliesst der Regler I das Ventil 2 und schaltet die Vakuumpumpe VP aus.

Phase 3

(Belüften des Imprägniergefässes)

Nach einer bestimmten Zeit wird das Imprägniergefäss belüftet, so dass im Imprägniergefäss Normaldruck entsteht. Die hierzu erforderliche Öffnung des Ventils 3 erfolgt durch Regler I.

Phase 4 (Tränkphase)

Hier ist zu unterscheiden zwischen Normaldrucktränkung (Phase 4a) und Überdrucktränkung (Phase 4b).

Bei der Normaldrucktränkung mit offenem Ventil 3 schaltet der Regler I die Press-Förder-Pumpe PFP ein, so dass zusätzlich Tränkflüssigkeit vom Messgefäss MG über die Rohrleitung i, k, e und die Ventile 4, 5, 6 in das Imprägniergefäss IG fliesst. Dabei sinkt der Tränkflüssigkeitsstand im Messgefäss von F3 nach F4. Der Regler I wirkt als Steuerung der Press-Förder-Pumpe über die vorgegebene Tränkzeit PR2 in der Form, dass bei gefülltem Imprägniergefäss diese Pumpe ausgeschaltet und bei sinkendem Flüssigkeitsstand im Imprägniergefäss infolge weiterer Aufnahme von Tränkflüssigkeit durch das Behandlungsgut wieder eingeschaltet wird.

Die über einen Wählschalter am Prozessbeginn vorgegebene Überdrucktränkung wird durch Schliessen von Ventil 3 eingeleitet und der Druck sodann durch ein Überdruckventil 8 über eine bestimmte Zeit je nach Anlage bis zu 8 bar (Pabs. = 9 bar) gesteuert. Hierbei wird die Tränkflüssigkeit mit Hilfe der Press-Förder-Pumpe PFP aus dem Messgefäss MG über die Leitungen i, k, e und Ventile 6,4, 5 in das Imprägniergefäss übergeführt, wobei die Leitungen g und n mit den Ventilen 7 (offen) und 8 der Drucksteuerung dienen. Der Flüssigkeitsstand sinkt dabei im Messgefäss MG von F3 nach F4. Als Überdruck wurde in dieser Ausführungsform ca. 2 bis 3 bar (Pabs. = 3 bis 4 bar) angewandt. Nach Beendigung der Tränkphase PR2 schaltet der Regler I die Press-Förderpumpe aus.

Phase 5

(Leerung des Imprägnierzylinders)

Das Ablassen der nicht verbrauchten Tränkflüssigkeit in das Auffanggefäss AG erfolgt unter denselben Bedingungen wie das Fluten des Imprägnierzylinders, d. h. in kurzer Zeit (maximal 2 Minuten). Der Unterschied zum Fluten ist jedoch, dass hierbei die Tränkflüssigkeit in ein unter Normaldruck stehendes Gefäss (AG) strömt. Die Ventile 9 und 3 sind geöffnet. Der Flüssigkeitsstand im Auffanggefäss steigt von Fs nach F6.

Phase 6 (Endvakuum)

Nach Beendigung der Phase 5 werden durch den Regler III die Ventile 3 und 9 geschlossen, Ventil 1 geöffnet und die Vakuumpumpe VP durch Impuls in Betrieb gesetzt. Dieses Endvakuum wird möglichst hoch gewählt (VR2). Im vorliegenden Fall wurde ein Vakuum bis zu —0,85 bar (Pabs. = 0,15 bar) in 10 bis 12 Minuten in dem mit den Brettdielen aus Holz beschickten Imprägnierzylinder erzielt.

Während dieser Phase 6 laufen gleichzeitig die nachfolgend beschriebenen Phasen 7 und 8.

Phase 7

In dieser Phase wird die Tränkflüssigkeit aus dem Auffanggefäss AG in das Vorratsgefäss VG zurückgefördert. Die Press-Förder-Pumpe PFP ist dabei in Betrieb und die Ventile 10,11, 12 sind geöffnet. Dabei sinkt der Flüssigkeitsstand im Auffanggefäss von F6 nach Fs. Sobald das Auffanggefäss leer ist, wird durch den Regler II das Ventil 10 geschlossen. Dieser Prozess ist in ca. 10 Minuten abgeschlossen.

Phase 8

In dieser Phase wird die aus dem im Imprägniergefäss befindlichen Behandlungsgut abgesaugte Tränkflüssigkeit in das Messgefäss MG zurückgefördert. Hierbei sind die Ventile 5, 11 und 12 geöffnet und der Tränkflüssigkeitsstand im Messgefäss steigt von F4 nach Fs. Auf diese Weise ist eine genaue Kontrolle der Rückgewinnung der Tränkflüssigkeit während des Vakuums bis zur effektiven Endaufnahme des Behandlungsgutes sichergestellt. Durch den Regler IV wird die Press-Förder-Pumpe PFP eingeschaltet, während sie durch den Regler III ausgeschaltet wird. Durch den Regler V wird die vorgesehene Endaufnahme während der Endvakuumphase in Verbindung mit der Press-Förder-Pumpe gesteuert. Er beendet weiterhin die Phase 8 mit Erreichen der vorgesehenen Sollaufnahme (F3 ./. F8), schaltet die Press-Förder-Pumpe aus und schliesst die Ventile 5, 11, 12. Wird die Endvakuumaufnahme in der vorgesehenen Zeit nicht erreicht, so wird die Phase 6 über ein Vakuumzeit-Relais VR2 automatisch beendet.

Phase 9

Diese Phase besteht in dem Belüften des Imprägniergefässes IG durch Öffnen des Ventils 3, wonach das Behandlungsgut ausgefahren wird. Sie wird durch den Regler V oder durch Ablaufen des Zeitrelais VR2 «Endvakuum» eingeleitet.

Phase 10

In dieser, die nächste Tränkung vorbereitende Phase werden das Vorratsgefäss VG und das Messgefäss MG mit neuer Tränkflüssigkeit aus dem Lagergefäss LG wieder aufgefüllt. Dabei ist das Ventil 13 geöffnet, ebenso die Ventile 11 und 12, so dass die Nachfüllung nur über das Vorratsgefäss VG erfolgt, das mit dem Messgefäss MG über das Überlaufrohr h verbunden ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass beide Gefässe für den nächsten Tränkprozess auf die Marke «voll» aufgefüllt sind (Flüssigkeitsstände Fi und F3). Durch den Regler VI wird die Nachfüllung beendet, der gleichzeitig den Hauptschalter für die Einleitung der Phase 1 freigibt. Diese Phase 10

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wird nicht automatisch eingeleitet, damit die effektive Endaufnahme vorher festgestellt werden kann.

Durch die erläuterte Vorrichtung werden verschiedene Schwächen der bisherigen Durchführung des Doppelvakuum-und des Kesseldruckverfahrens, insbesondere die starke Auf- 5 nahmestreuung im Tränkzug wegen zu langer Füllungs- und Leerungszeiten vermieden. Die Tränkzeit allein gibt nämlich insbesondere bei sehr kurzer Tränkphase keinen Einblick in die Wirksamkeit eines Tränkungsprozesses mit einer bestimmten Vorrichtung, da die Tränkmittelaufnahme stark von den 10 zum Fluten und Entleeren des Imprägnierzylinders erforderlichen Zeiten beeinflusst wird. Durch die gemäss der erläuterten Vorrichtung gewählte Anordnung von Vorratsgefäss, Imprägniergefäss und eines Auffanggefässes mit den beschriebenen grossen Querschnitten der Verbindungsrohe mit den angege- 15 benen Verhältnisgrössen wird ein rasches Fluten sowie ein rasches Entleeren des Imprägniergefässes erzielt. Damit wird eine unterschiedliche Aufnahme etwa der im oberen und unteren Teil eines eingefahrenen Brettdielenstapels befindlichen

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Hölzer weitgehend vermieden. Diese Tatsache ist für die Erzielung einer möglichst gleichmässigen Tränkmittelaufnahme wichtig. Die Verwendung eines Auffanggefässes erlaubt die Rückführung der nicht aufgenommenen Tränkflüssigkeit (Phase 7) während des Endvakuums (Phase 6), wodurch eine Zeitersparnis erzielt wird. Die erläuterte Vorrichtung erlaubt sowohl das Arbeiten nach dem Doppelvakuum- als auch nach dem Vakuum-Druck-Verfahren und/oder Lowry-Verfahren. Dies ist insofern wichtig, als das reine Doppelvakuumverfahren nicht in allen Fällen die günstigste Voraussetzung bietet, um unterschiedlich tränkbare Holzarten einwandfrei behandeln zu können. Folgende Variationsmöglichkeiten sind somit mit der erläuterten Vorrichtung möglich:

a) verbessertes Tauchverfahren (Wegfall des Eingangsvakuums)

b) Vakuum-Niederdruck-Verfahren (Doppelvakuum-Verfahren)

c) Vakuum-Druck-Verfahren (Kesseldruckverfahren)

d) Lowry-Verfahren.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Vorrichtung zum Tränken von Massivholz, Holzwerkstoffen und anderen porösen Materialien mit Flüssigkeiten nach dem Doppelvakuum- und/oder dem Kesseldruckverfahren, bestehend aus einem Imprägniergefäss für die Behandlung des eingebrachten Materials, einem über dem Imprägniergefäss angeordneten und über eine Rohrleitung mit diesem verbundenen Vorratsgefäss für die Tränkflüssigkeit,

einem über Rohrleitungen mit dem Imprägnier- und dem Vorratsgefäss in Verbindung stehenden Messgefäss zur Kontrolle und Endermittlung des Verbrauches an Tränkflüssigkeit, einer Vakuumpumpe zur Erzeugung von Unterdruck im Imprägniergefäss sowie einer Förderpumpe mit Rohrleitungen zum Transport der Tränkflüssigkeit zum Vorratsgefäss, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des mit einer ersten Entlüftungsleitung (a) und erstem Ventil (3) versehenen Im-prägniergefässes (IG) ein Auffanggefäss (AG) mit einer mit zweitem Ventil (10) und zweitem Regler (II) versehenen Entleerungsleitung (b) angeordnet ist, das Auffanggefäss (AG) in seinem oberen Teil mit dem Bodenteil des Imprä-gniergefässes über ein erstes Rohr (c) mit grossem Querschnitt, ausgerüstet mit drittem Ventil (9), verbunden ist, der Oberteil des Imprägniergefässes mit dem Bodenteil des Vor-ratsgefässes (VG) über ein zweites Rohr (d) mit grossem Querschnitt, ausgerüstet mit viertem Ventil (2) und erstem Regler (I), in Verbindung steht, das erste Rohr (c) über ein oberhalb des dritten Ventils (9) angebrachtes und mit einem oder mehreren Ventilen versehenes fünftes und siebtes Rohr (e, f), mit einer kombinierten Press-Förder-Pumpe (PFP) verbunden ist, ein von der Press-Förder-Pumpe (PFP) ausgehendes drittes Rohr (g) mit einem fünften Ventil (12) versehen ist, das Vorratsgefäss (VG) über eine erste Überlaufleitung (h) mit dem Messgefäss (MG), das mit einem oder mehreren fünften Reglern (V und VI) ausgerüstet ist, in Verbindung steht und die über ein viertes Rohr (1) und sechstes Ventil (1) mit der ersten Entlüftungsleitung (a) verbundene Vakuumpumpe (VP) ein oder mehrere Vakuumregler (VR) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des ersten Rohres (c) so bemessen ist, dass bei vollständiger oder nahezu vollständiger Füllung des Imprägniergefässes (IG) mit Flüssigkeit, ohne Beschickung mit dem zu behandelnden Gut, die gesamte oder nahezu gesamte Füllmenge des Imprägniergefässes in einem Zeitraum bis zu 6 Minuten, vorzugsweise bis zu 4 Minuten, bei unter Normaldruck stehender Füllung mit Wasser, in das Auffanggefäss (AG) abläuft.

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PATENTANSPRÜCHE

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Rohrquerschnittfläche (Qx) des ersten Rohres (c) zum effektiven Volumen (Vt) des Imprägniergefässes (IG) 0,003 bis 0,015 m-1, vorzugsweise 0,004 bis 0,01 m-1 beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Verwendung einer Tränkflüssigkeit mit einer Viskosität von i] F, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Rohrquerschnittfläche (Qa) des ersten Rohres (c) zum effektiven Volumen (Vi) des

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Imprägniergefässes (IG) 0,003 bis 0,015 m-1 , vorzugs-

)] W

weise 0,004 bis 0,01 m_1 beträgt, wobei i] W die Viskosi-t] W

tät von Wasser ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des zweiten Rohres (d) so bemessen ist, dass bei vollständiger oder nahezu vollständiger Füllung des Vorratsgefässes (VG) mit Flüssigkeit die gesamte oder nahezu gesamte Füllmenge des Vorratsgefässes in einem Zeitraum bis zu 6 Minuten, vorzugsweise bis zu 4 Minuten, bei unter

Normaldruck stehender Füllung mit Wasser, in das Imprägniergefäss (IG) abläuft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Rohrquerschnittfläche (Q2) des zweiten Rohres (d) zum effektiven Volumen (Vj) des Imprägniergefässes (IG) 0,003 bis 0,015 m-1, vorzugsweise 0,004 bis 0,01 m-1 beträgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Verwendung einer Tränkflüssigkeit mit einer Viskosität von i] F, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Rohrquerschnittfläche (Q2) des zweiten Rohres (d) zum effektiven Volumen (Vt) des

Imprägniergefässes (IG) 0,003 bis 0,015 rrT1 Vorzugs-

YÌ F

weise 0,004 bis 0,01 m"1 --i— beträgt, wobei ij W die Viskosi-}] W

tät von Wasser ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in ein oberhalb des dritten Ventils (9) vom ersten Rohr (c) abgehendes und mit siebtem Ventil (5) versehenes fünftes Rohr (e) die Entleerungsleitung (b) mit zweitem Ventil (10) und zweitem Regler (II) vom Boden des Auffanggefässes (AG) einmündet, in ein mit einem achten Ventil (11) versehenes siebtes Rohr (f) ein mit neuntem Ventil (6) versehenes achtes Rohr (i) mündet, das mit dem Messgefäss (MG) in Verbindung steht, und dass das dritte Rohr (g) eine mit einem zehnten Ventil (4) versehene und in das fünfte Rohr (e) einmündende erste Zweigleitung (k) aufweist.

(9) ausgehende fünfte Rohr (e) mit dem dritten Rohr (g)

über eine mit Zuleitung (fa) und Ableitung (ga) ausgerüstete Förderpumpe (FP) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem fünften Ventil (12) versehene, von der Press-Förder-Pumpe (PFP) zum zweiten Rohr (d) führende dritte Rohr (g) über eine mit einem elften Ventil (7) und einem Überdruckventil (8) versehene zweite Zweigleitung (n) mit der vom Vorratsgefäss (VG) zum Messgefäss (MG) führenden ersten Uberlaufleitung (h) verbunden ist.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das siebte Rohr (f) über ein mit einem zwölften Ventil (13) versehenes sechstes Rohr (m) mit einem Lagertank (LG) in Verbindung steht und das Messgefäss (MG) aus einem Vorratsbehälter und einer daran angeordneten, mit den fünften Reglern (V und VI) versehenen Messsäule besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Überlaufleitung (h) mit dem oberhalb des vierten Ventils (2) abgehenden dritten Rohr (g) über ein neuntes Rohr (n) verbunden ist, der zweite Regler (II) am Boden des Auffanggefässes (AG) und im siebten Rohr (f) eine Vakuumvorlage (VV), die mit dritten Reglern (III, IV) versehen ist, angeordnet ist, einer (VI) der fünften Regler (V, VI) an der Oberkante des Vorratsgefässes (VG) oberhalb einer Niveaureferenz (Fj) angebracht und eine zweite Entlüftungsleitung (q) am Messgefäss (MG) über eine zweite Überlaufleitung (p) mit dem Lagergefäss (LG) verbunden ist (Fig. 2, 4).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Rohrleitung (g) ein dreizehntes Ventil

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Vorratsgefäss (VG) an einem Ende oder nahe diesem Ende ein Dom (D) angebracht und das nicht mit diesem Dom versehene Ende geneigt ist und die erste Überlaufleitung (h) vom Dom (D), der einen (VI) der fünften Regler (V, VI) aufweist, ausgeht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vom ersten Rohr (c) oberhalb des dritten Ventils

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen dem fünften Rohr (e) und dem dritten Rohr (g) angeordnete Förderpumpe (FP) in Höhe des Auffanggefässes (AG), vorzugsweise in Höhe des Bodens des Auffanggefässes (AG), angeordnet ist.

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(15) und die erste Uberlaufleitung (h) ein vierzehntes Ventil

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerungsleitung (b) über ein fünfzehntes Ventil (IIa) direkt mit der Förderpumpe (FP) in Verbindung steht, das fünfte Rohr (e) über das zehnte Ventil (4) direkt mit der Presspumpe (PP) und über das siebte Ventil (5) und erste Zweigleitung (k) mit der Vakuumvorlage (VV), welche die mit einem (III) von dritten Reglern (III, IV) versehenes erstes Rohr (f) zur Presspumpe (PP) aufweist, verbunden ist, die von der Förderpumpe (FP) ausgehende Ableitung (ga) direkt in das Oberteil des Vorratsgefässes (VG) mündet und das von der Presspumpe (PP) abgehende dritte Rohr (g) in den Dom des Vorratsgefässes (VG) einmündet und die Vakuumvorlage (VV) ein Belüftungsventil (17) aufweist (Fig. 4).

(16) aufweist, einer (IV) der dritten Regler (III, IV) an der Oberkante der Vakuum vorläge (VV), der andere (III) der dritten Regler (III, IV) in Bodennähe der Vakuumvorlage (VV) an der Rohrableitung angeordnet ist und die zweite Überlaufleitung (p) in Höhe des oberen Referenzniveaus (Ft) des Vorratsgefässes (VG) in die zweite Entlüftungsleitung (q) des Messgefässes (MG) einmündet.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Imprägniergefäss (IG) Zylinderform aufweist, wobei durch seitliche Trennwände im Innern eine mittlere Imprägnierkammer entsteht und die verbleibenden seitlichen Leerräume hinterfüllt werden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsgefäss (VG) eine mit einem Absperrventil versehene Belüftungsleitung aufweist und über eine Rohrleitung an die Vakuumpumpe (VP) angeschlossen ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Rohr (g) in das zweite Rohr (d) oberhalb des vierten Ventils (2) mündet (Fig. 1, 2, 3).