CZ196098A3 - Způsob úpravy dřeva - Google Patents

Description

Oblast techniky

Tento vynález se týká způsobu úpravy jednoho nebo většího počtu dřevěných prvků isostatickým stlačením, přičemž je dřevěný prvek uložen v prostředí přenášejícím tlak (tlakové médium), jež při stlačování přenáší tlak na dřevěný prvek.

Způsob je vhodný pro sušení dřeva s vysokým, obsahem vlhkosti. Zvláště je vhodný pro sušení s následnou impregnací těch druhů dřeva, jež se jinak těžko impregnují, např. smrku.

Dosavadní stav techniky

Ze starších panentových přihlášek jsou známy způsoby jak měnit vlastnosti dřeva tlakovou úpravou. Tlakové úpravy se používá například pro tvrzení dřeva tlakem. V tomto ohledu byly získány zvláště dobré výsledky úpravou pomocí isostatického stlačení dřevěných prvků. V dříve známých způsobech se dřevěné prvky ukládají v tlakové komoře v loži tlakového média, tak aby jím byly obklopeny. Tlakové médium sestává z množství uzpůsobených kaučukových prvků, tvarovaných na příklad jako kuličky, dlouhé proužky nebo krychle. Tlakové medium je v tlakové komoře odděleno pružnou membránou od pracovní kapaliny, na příklad hydraulického oleje. Při stlačení pracovní kapaliny hydraulickým čerpadlem se vyvinutý tlak přenáší na tlakové médium. Tlakové médium se kolem dřevěného prvku formuje a způsobuje jeho stejnoměrné stlačení. To má za následek trvalé stlačení a vytvrzení dřevěných prvků.

Nevýhodou tohoto způsobu podle starších patentových přihlášek je, že obsah vlhkosti v dřevěných prvcích musí být před tlakovou úpravou snížen na hodnotu přijatelnou pro • · _ ···· · · · ·· · · · · · · · ······« • · · · · ··· ·· · · ·· tlakovou úpravu. Příčinou je, že při stlačování je v dřevěném prvku obsažena nestlačitelná kapalina, která znemožňuje stlačení dřevěného prvku. Proto není možné tlakově upravovat čerstvé řezivo nebo jiné dřevěné produkty s příliš vysokým obsahem vlhkosti.

S tím těsně souvisí problém, že způsobů tlakové úpravy podle dříve známých přihlášek nelze použít pro sušeni dřevěných prvků. Pro snížení obsahu vlhkosti v dřevěných výrobcích bylo proto až dosud nutno používat tradičních způsobů na základě zahřívání nebo sušení vzduchem pomocí větráků. Tyto způsoby jsou však časové poměrně náročné a proto zvyšují náklady.

Jiný a ještě vážnější problém vyplývající z tradičních způsobů sušení se týká následné impregnace vysušených dřevěných výrobků. To bývá spojeno s vážnými nesnázemi, protože je obtížné docílit, aby impregnační činidlo proniklo do dřeva dostatečně hluboko. Impregnace takových dřevěných výrobků, jako je čerstvé řezivo, bývá často žádoucí. Cílem impregnace je zvýšit odolnost dřevěných výrobků proti napadení mikroby a plísněmi, jež znehodnocují dřevo.

Ochranné činidlo je obvykle rozpuštěno v kapalině, jež se různými způsoby nutí pronikat do dřeva. Penetrace lze dosáhnout na příklad nasáknutím dřevěných výrobků nebo nuceným pronikáním za pomoci přetlaku. V tomto případě obvykle penetračnímu stupni předchází stupeň evakuační.

Pronikání kapaliny do dřeva se děje buď difúzí nebo tokem. V případě difúze kapalina velmi pomalu proniká do dřeva vlivem koncentrace impregnačního roztoku. V případě penetrace tokem může kapalina na druhé straně pronikat do dřeva využitím vláken a pórů obsažených ve dřevě. Při impregnaci je výhodnější pronikání tokem než difúzí, protože je rychlejší.

• · ·

V případě jehličnanů více než 90 % dřeva sestává z dřevných vláken zvaných tracheidy (cévky). V žijících stromech je jejich úkolem mimo jiné umožnit proudění kapalin. Tracheidy sestávají z podlouhlých dutých vláken délky asi 3 mm. Jsou uspořádány v podstatě rovnoběžně s podélnou osou stromu a vzájemně jsou axiálně posunuty. Z jedné tracheidy může být kapalina dopravena do sousední přes otvory zvané dvojtečky. Dvojtečky mohou být různého druhu, například kruhové nebo jednoduché a představují otvory ve stěnách tracheid. Dvojtečky obvykle mají nějaký typ uzavírajícího členu, tak zvanou klapku dvojtečky. Protože tyto klapky dvojtečky otevírají a uzavírají, umožňují nebo znemožňují průchod kapaliny z jedné tracheidy do druhé.

Při impregnaci čerstvého řeziva kapalina velmi rychle proniká z koncových povrchů dřevěných prvků. Tam jsou podélné tracheidy přerušeny a kapalina snadno vstupuje. Máli kapalina pronikat dřevem od jedné tracheidy do druhé, musí být dvojtečky otevřeny. Dříve nebo později kapalina narazí na tracheidu, jež má všechny dvojtečky uzavřeny a tím se zastaví pronikání.

Bylo zjištěno, že tradiční sušení dřeva jehličnanů má za následek uzavírání dvojteček. Při schnutí dřeva se klapka dvojtečky přemístí z centrální pozice a uzavře otvor dvojtečky. Pohyb klapky způsobují kapilární síly vody, jež při sušení odchází. Když klapka ucpala otvor dvojtečky, je nemožné pohnout klapkou i v případě, že se dřevo vystaví velmi vysokému tlaku. Je to pravděpodobně způsobeno adhezí klapky ke stěně v místě dvojtečky a skutečností, že se mezi stěnou a klapkou vytvoří vazba typu vodíkových můstků. Tím se vysvětluje, proč je tak obtížné po vysušení měkkého dřeva dosáhnout dostatečně hluboké penetrace impregnačního činidla do dřeva. Rovněž je již dlouho známo, že je mnohem obtížnější impregnovat smrk než borovici. Mimo jiné je to způsobeno tím, že se při sušeni smrku uzavře mnohem větší množství dvojteček než při sušení borovice a také tím, že borovice má méně dvojteček, které jsou menší.

Zvláštní obtíž v případě dříve známých způsobů sušení proto spočívá v tom, že následné sušení velice znesnadňují. To se zvláště týká některých druhů dřeva jako například smrku.

Cílem tohoto vynálezu je poskytnout způsob úpravy dřeva, který umožňuje použít pro sušení dřeva tlakový způsob a umožňuje značně zjednodušenou impregnaci vysušeného dřeva.

Podstata vynálezu

Výše uvedeného cíle se podle vynálezu dosahuje způsobem uvedeným v úvodní části popisu, který je charakterizován tím, že dřevěný prvek (4) obsahuje kapalinu, která je vypuzena při aplikaci tlaku na základě skutečnosti, že tlakové medium sestává z množství pevných tělísek (8a) a prostorů mezi nimi (8b), přičemž pevná tělíska přenášejí tlak na dřevěný prvek tak, že mezi dřevěným prvkem a zmíněnými meziprostory vzniká při stlačení tlakového media tlakový rozdíl, který vypuzuje kapalinu z dřevěného prvku do meziprostoru, a že dřevěný prvek se po následném poklesu tlaku v podstatě vrací do původního tvaru.

Protože tlakové medium tvoří pevné částice, je zajištěno, že meziprostory mezi částicemi se zachovají i při stlačení tlakového media.To umožňuje vznik tlakového rozdílu nezbytného pro vypuzován! kapaliny při stlačení dřevěného prvku. Způsob podle vynálezu proto umožňuje vysoušení dřevěných prvků tlakovým postupem. Toto tlakové vysoušení je podstatně rychlejší než sušení podle starších způsobů sušení. Sušení čerstvě nařezaného řeziva na obsah vlhkosti asi 30 %, jež dříve například za pomoci sušící pece vyžadovalo až 24 hodin, lze pomocí způsobu podle vynálezu uskutečnit za méně než 2 minuty.

Zvýšený tlak vzniklý během fáze komprese lze v tlakovém mediu a v dřevěném prvku udržet po určitou předem stanovenou dobu, po níž následuje fáze sníženého tlaku. Takto je zajištěno, že požadované množství kapaliny má dostatek času uniknout z dřevěného prvku.

Pevná tělíska tvořící tlakové médium mohou sestávat z velkého množství různých materiálů a mohou mít různou tvrdost v závislosti na tom, v jakých maximálních tlakových podmínkách jich má být užito. Jako zvláště vhodné se osvědčily materiály jako polyméry, písek, sklo, nerezová ocel, bronz a oxid hlinitý. V takových aplikacích tohoto způsobu, kde se používá jen nízkých tlaků, mohou mít pevné částice tvrdost podle mezinárodní IRH stupnice (Mezinárodní stupnice tvrdosti kaučuku) IRH Shore A 95° nebo více. Používá-li se vyšších tlaků, je výhodné, když jejich tvrdost překročí IRH Shore D 80°. Je zde třeba uvést, že stupnice IRH Shore D představuje interval vyšších tvrdostí než stupnice IRH Shore A.

Kromě toho mohou mít tato pevná tělíska nekonečné množství geometrických tvarů. Mohou být zcela nesymetrická a vzájemně odlišná, jak je tomu například v případě zrnek písku, stejně jako mohou být symetrická a identická jako v případě ocelových kuliček. Z hlediska výsledku je velikost pevných tělísek důležitá. Příliš velká tělíska způsobují na povrchu dřevěných prvků zřetelné vtisky, zatímco příliš malá tělíska zrnek znesnadňují odtok kapaliny vytlačované ze dřeva z meziprostoru mezi tělísky. Z pokusů vyplynulo, že jsou vhodná pevná tělíska s průměrem pod 10 mm. Zvláště dobré výsledky byly získány při velikosti zrnek mezi 0,I a 5

mm (okatost síta).

Skutečnost, že dřevěné prvky ve fázi sníženého tlaku nabývají svého původnímu tvaru, přináší v této souvislosti řadu výhod. Předně má takto upravené dřevo stejné vlastnosti jako dřevo sušené tradičními způsoby. Například z hlediska pevnosti nebo z kteréhokoliv jiného konstrukčního hlediska nevykazuje dřevo sušené podle vynálezu žádnou odlišnost od jiného dřeva, což umožňuje použít je jako normální dřevo bez další úpravy. Kromě toho umožňuje expanze (zvětšení objemu) dřeva během fáze snížení tlaku mnohem snazší impregnaci dřevěných prvků.

Při aplikaci tohoto způsobu může být při stlačení značný podíl klapek odstraněn z příslušných dvojteček.

Klapky jsou odplavovány poměrně rychle proudící kapalinou, jež je od počátku ve dřevěných prvcích přítomna a jež je při stlačení vytlačována. Z výše uvedeného je zřejmé, že klapky dvojteček na stěnách tracheid představují jednu z nejvášnějsích příčin, proč je tak nesnadné impregnovat tradičním způsobem sušené dřevo. Poněvadž je při úpravě podle vynálezu značný podíl klapek odstraněn z dvojteček, je po stlačení značný podíl tracheid (cévek) otevřen impregnační kapalině. Tím je proudící kapalinou značně snížena odolnost dřeva proti impregnaci. Impregnační kapalina proto může jednodušeji, rychleji a podstatně hlouběji pronikat do dřeva, než bylo možno dříve. Způsob tohoto provedení umožňuje účinnost impregnace, jaká v minulosti vůbec nebyla možná. Rovněž lze rychlostí zvyšování tlaku a maximálním dosaženým tlakem regulovat podíl klapek, jež budou odstraněny z dvojteček. Tato regulace například umožňuje odstranění optimálního podílu klapek, aniž by došlo k poškození dřeva v jiných ohledech. Maximální tlak a rychlost zvyšování tlaku se volí podle druhu dřeva a jeho

rozměrů. Pokusy ukázaly, že jsou často vhodné tlaky mezi 40 a 150 MPa. Zvláště příznivé výsledky byly získány s tlaky mezi 70 MPa a 110 MPa.

Pro dobře vyvážené odbourání nebo vyplavení klapek uzavírajících dvojtečky je rychlost zvyšování tlaku v tlakovém médiu a dřevěném prvku ještě důležitější. Čím rychleji tento tlak vzrůstá, tím větší je tok kapaliny a tím větší je podíl odstraněných klapek z dvojteček. Příliš rychlý růst tlaku však může poškodit tracheidy a ostatní složky dřeva. Při zkouškách se osvědčila rychlost zvyšování tlaku v průměru mezi 0,2 s 4 MPa za sekundu, výhodněji mezi 1 a 2,5 MPa za sekundu.

Podle jednoho provedení tohoto vynálezu lze během fáze sníženého tlaku uvádět do dřevěného prvku impregnační kapalinu. Tím se nabízí způsob sušení a impregnace, který je mnohem rychlejší a účinnější než způsoby podle starších přihlášek. Sušení a impregnaci, které podle starších způsobů trvá několik hodin až několik dní, lze způsobem podle tohoto vynálezu provést během několika minut. Pokud se během vytlačení kapaliny odstraní dostatečně velký podíl klapek, má toto provedení za následek také větší hloubku impregnace a její větší účinnost, než bylo až dosud možné.

Rovněž je výhodné, že impregnační kapalina může být umístěna v meziprostoru pevných tělísek dokud jsou pod tlakem. K impregnaci podle tohoto vynálezu dochází vháněním impreganční kapaliny do dřevěného prvku ve fázi sníženého tlaku na dřevěný prvek na základě tlakového rozdílu vznikajícího při epanzi dřevěného prvku mezi tímto prvkem a meziprostorem tělísek. Tím je dán jednoduchý a účinný pracovní cyklus bez přerušování nebo dalších manipulací. Navíc se energie spotřebovaná pro vytvoření přetlaku a vytlačení kapaliny spotřebuje i při impregnaci. To činí • · • * · · ·

tento způsob mnohem efektivnějším ve srovnání s tradičním, kdy nelze při tlakové impregnaci nijak využít energie spotřebované při sušení.

Příklad provedení způsobu podle vynálezu bude níže popsán na základě přiložených ilustrací.

Pfehleot, obrázku wv výkresech

Obrázek 1 je schematický příčný řez lisem pro aplikaci způsobu podle vynálezu.

Obrázek 2 je schematický a značně zvětšený podélný řez částí dřevěného prvku, když je uložen v tlakovém médiu a podroben úpravě podle vynálezu.

Při kladu Pna^cdeio/ VynálezuLis ha obrázku*⁷! obsahuje tlakovou komoru 1, jez sestává z horní části 2 a dolní části 3. Oddělením těchto dvou částí 2 a 3 se otevře tlaková komora, což umožní vkládat nebo vyjímat upravovaný dřevěný prvek. V tlakové komoře 1 je umístěna pružná diafragma 5. Diafragma 5 je připojena k horní části 2 tak, že je fixována mezi horní částí 2 a dolní částí 3, když je tlaková komora 1 uzavřena, a že dolní část tlakové komory je přístupná, když je komora otevřena. Při uzavřené tlakové komoře 1 diafragma 5 odděluje jeden primární úsek la a jeden sekundární úsek lb. Primární úsek la tlakové komory je kanálkem 6 spojen s hydraulickou jednotkou 7 s vysokotlakým čerpadlem.

Nyní se v sekundárním úseku lb tlakové komory 1 umístí dva podlouhlé dřevěné prvky 4. Jsou uloženy v tlakovém médiu 8, které zcela obklopuje dřevěný prvek 4. Mimo lis je umístěna tlaková nádoba 9 pro skladování a stlačování impregnační kapaliny, která je přes impregnační ventil 10 spojena s rozvodným potrubím 11 uloženým v tlakovém médiu v blízkosti dřevěných prvků. Tlaková nádoba je rovněž spojena s čerpadlem pro stlačování impregnační kapaliny, které na obrázku není vidět. Rozvodné potrubí 11 je opatřeno malými rozstřikovacími otvory (které není na obrázku vidět) a vede po obou stranách každého dřevěného prvku po celé jeho délce. Rovněž je v sekundárním úseku lb v blízkosti dřevěných prvků 4 umístěno několik odvodňovacích trubek 12 (je znázorněna jen jedna). Odvodňovací trubky 12 jsou opatřeny otvory (jež nejsou vidět) a jsou odvodňovacím ventilem 13 spojeny s prostorem mimo lis. Impregnační ventil 10 i odvodňovací ventil 13 lze regulovat, otevírat i zavírat z prostoru mimo lis.

Část podélného výseku dřevěného prvku 4 schematicky naznačená na obrázku 2 je tvořena jistým počtem podlouhlých tracheid (cévek) 14. Každá tracheida obsahuje stěny 15, vnitřní prostor (lumen) 16 s otvory 17 ve stěnách. Na dvou otvorech (dvojtečkách) 17 jsou naznačeny klapky uzavírající dvojtečky. Na levé straně obrázku je zřejmé, že některé z tracheid nejblíže konci dřevěného prvku jsou přeříznuty a nemají žádné koncové stěny. Dřevěný prvek je obklopen tlakovým médiem 4, jak je ukázáno na jeho dvou stranách.

Toto médium sestává z velkého množství skleněných kuliček 8a s volnými meziprostory 8b. Průměr skleněných kuliček je kolem 1 mm.

V dalším je popsáno, jak se způsobem podle vynálezu uváděným jako příklad upravují dva dřevěné prvky. Po sejmutí svrchní části 2 tlakové komory 1 se umístí dřevěné prvky 4 ve spodní části tlakové komory 1. Dřevěné prvky jsou typu prkna ze smrkové běli a mají obsah vlhkosti nad 30 %. Normálně je vlhkost čerstvého smrkového řeziva mezi 100 a 150 %. Obsah vlhkosti může ovšem kolísat podle druhu dřeva a předchozí úpravy, ale všeobecně platí, že před úpravou podle vynálezu nesmí být příliš nízká. Obsah vlhkosti, který klesne v důsledku vypuzení vody, ovlivňuje tuhost dřeva.

—

Přílišné snížení obsahu vlhkosti má za následek zvýšení tuhosti dřeva, což brání obnovení původního tvaru dřevěných prvků při snížení tlaku. Příliš nízká vlhkost má takto za následek trvalé stlačení a ztvrdnutí dřevěných prvků, což v těchto souvislostech není žádoucí.

Dřevěné prvky 4 se uloží na lože ze skleněných kuliček 8a a na ně se ze všech stran nasypou další skleněné kuličky, takže jimi jsou ze všech stran obklopeny. V loži se rovněž uloží rozvodné trubky 11 tak, aby rozstřikovací otvory byly kolem dřevěných prvků rozmístěny rovnoměrně a ve správné vzdálenosti. Pod dřevěnými prvky se uloží odvodňovací trubky 12 s otvory pro odvodňování meziprostorů 8b v tlakovém médiu 8. Je možné umístit odvodňovací trubky 12 tak, aby většina otvorů byla soustředěna v blízkosti takových míst na dřevěných prvcích 4, z kterých při stlačení odchází nejvíce kapalin, například krátkých stran dřevěných prvků.

Když se takto připraví lože tlakového média, tlaková komora se utěsní uložením svrchní části 2 s diafragmou 5 na spodní část 3 a jejím zabezpečením v této poloze. Potom se uvede do chodu hydraulická jednotka 7 a hydraulický olej se načerpá kanálkem 6 do primárního úseku la tlakové komory 1. Když se primární úsek naplní hydraulickým olejem, tlak se zvýší přičerpáním dalšího oleje. Zvýšený tlak se přenáší přes diafragmu 5 a tlakové médium 8 v sekundárním úseku lb na dřevěné prvky 4. Poněvadž je tření mezi skleněnými kuličkami 8a poměrně nízké, v sekundárním úseku vzniká isostatický tlak. Přitom se však volné prostory mezi kuličkami uchovávají neporušeny. Tlak přenášený diafragmou má za následek rovnováhu sil mezi všemi kuličkami které jsou ve vzájemném mechanickém kontaktu. Tímto způsobem je tlak isostatický přenášen z diafragmy přes kuličky na všechny povrchy dřevěných prvků 4. Během fáze zvyšování tlaku se • · • · ···· · · · «·· ·· ·· ·· ·· ·· tlak plynu ve volných prostorách mezi kuličkami 8a v podstatě nemění. Během této fáze se ve všech místech zachová atmosférický tlak, jaký zde byl před užitím hydraulické jednotky.

Když nyní skleněné kuličky 8b stlačují povrchy dřevěných prvků 4, vznikají v nich tytéž podmínky zvýšeného tlaku, jaké panují v tlakovém mediu 8. Proto je kapalina volně existující v lumenech (volných prostorách) 16 tracheid 15 stlačována tímtéž zvýšeným tlakem. Takto vzniká tlakový rozdíl mezi kapalinou v dřevěných prvcích 4 a v prostorách 8b mezi kuličkami 8a tlakového média 8. Tento tlakový rozdíl vypuzuje kapalinu z dřevěného prvku 4 do meziprostorů 8b v tlakovém médiu 8. Kapalina opouští dřevěné prvky přednostně odtokovými cestami s nejmenším odporem proti proudění. Proto část kapalin odtéká tracheidami 14, jež jsou na konci dřevěného prvku přeříznuty. Část kapaliny odtéká otvory 17 na povrchu dřevěných prvků a část difunduje stěnami tracheid 15. Během tohoto toku z vnitřku dřevěných prvků na jejich povrch kapalina odtrhuje klapky dvojteček 18 od stěn tracheid 15 v místech dvojteček 17. Odtržené klapky 18 jsou kapalinou unášeny od tracheid 14 do dalších tracheid a tak sledují cestu kapaliny ven z dřevěných prvků 4.

Během fáze stlačení je odtokový ventil 13 otevřen. Část kapaliny opouštějící dřevěné prvky 4 je přes meziprostory 8b transportována dále od dřevěných prvků a je shromažďována odtokovými trubicemi 12 pomocí jejich perforací. Odtékající kapalina je odváděna odtokovými trubicemi 12 přes ventil 13 z tlakové komory. Odtok kapaliny z meziprostorů 8b může být urychlen jejím vakuovými odsáváním za pomoci vakuového čerpadla (není znázorněno na obrázku), jež lze napojit na odtokový ventil 13.

V zájmu dobrých výsledků vypuzování kapaliny a klapek • · • · · · · · ·»· ····· ·· ·· ·· ·· od dvojteček ve fázi stlačení je třeba zvolit rychlost zvyšování tlaku a maximální tlak tak, aby vyhovovaly povaze upravovaného dřevěného prvku. Při úpravě smrkové běli s počátečním obsahem vlhkosti nad 100 % se zvyšuje tlak od atmosférického na přibližně 90 MPa rychlostí 0,5 MPa za sekundu. Parametry stlačení jsou rovněž zvoleny podle povahy tlakového média. Tak například kuličky z oceli nebo oxidu hlinitého odolávají tlaku nad 10 MPa, zatímco pevných částic z například polymerů se nepoužívá při tlacích nad 50 MPa.

Vysoký tlak dosažený během fáze stlačení se v dalším udržuje po určitou předem stanovenou dobu. Cílem je poskytnout předpokládanému množství kapaliny potřebný čas, aby mohlo uniknout z dřevěného prvku. Trvání této časové prodlevy se liší od případu k případu a určuje se mimo jiné na základě druhu dřeva, obsahu vlhkosti, stejně jako na základě rychlosti zvyšování tlaku a maximálního tlaku. Při delší prodlevě je možno snížit rychlost zvyšování tlaku a maximální tlak. Výsledkem může být takový průběh úpravy, který je poněkud pomalejší a také šetrnější k vláknité struktuře dřeva.

Před fází stlačení a udržování přetlakového režimu a během ní se impregnační kapalina v tlakové nádobě 9 stlačí na tlak podstatně vyšší než je tlak působící na tlakové médium 8 a dřevěné prvky 4. Po ukončení fáze stlačení a udržování přetlakového režimu se uzavře odtokový ventil 13. Potom se otevře impregnační ventil 10. Impregnační kapalina takto pod tlakem proudí distribučními trubkami 11 a rozprašovacími tryskami je distribuována do meziprostorů 8b v blízkosti dřevěných prvků 4. Protože tlak impregnační kapaliny v meziprostorách 8b je nyní vyšší než tlak v dřevěných prvcích, impregnační kapalina do nich proniká. V zájmu zajištění toho, že dostatečné množství impregnační —13 kapaliny pronikne do dřeva dostatečně hluboko, je třeba po určitou dobu (časovou prodlevu) udržovat tlakový rozdíl mezi impregnační kapalinou v meziprostorách a dřevěnými prvky.

Po ukončení této časové prodlevy se v sekundárním úseku 1b sníží tlak vakuovým odčerpáním hydraulického oleje z primárního úseku la. Během této fáze sníženého tlaku dřevěné prvky opět expanzí nabudou původního objemu a tvaru. To má za následek další tlakový rozdíl mezi vnitřkem dřevěných prvků a meziprostory 8b naplněnými impregnační kapalinou. Tento tlakový rozdíl nyní vhání do dřevěných prvků dodatečnou dávku impregnační kapaliny. Protože byl vyplaven značný podíl klapek, impregnační kapalina může bez nesnází pronikat hluboko do dřevěných prvků. Dostatečná impregnace vyžaduje v důsledku proniknutí impregnační kapaliny až do středů dřevěných prvků jen poměrně malý tlakový rozdíl. Snížení tlaku lze docílit relativně rychle při rychlosti snižování asi 2 až 5 MPa za sekundu.

Po ukončené fázi sníženého tlaku, když tlak v primárním úseku la, v sekundárním úseku lb a v dřevěném prvku opět dosáhne hodnoty asi 0,1 MPa, se svrchní část 2 tlakové komory oddělí, takže lze dřevěné prvky vyjmout.

Během impregnace obsah vlhkosti ve dřevu opět vzroste. Normální hodnoty vlhkosti jsou při tradiční impregnaci i po aplikaci výše uvedeného způsobu kolem 35 až 125 %. Pokud je třeba, aby impregnovaný výrobek měl nižší obsah vlhkosti, lze dřevěný prvek sušit tradičním způsobem. Je však rovněž možné poté, co aktivní složky impregnační kapaliny již reagovaly se dřevem, sušit dřevěné prvky opět prostředky tlakové úpravy. Nadbytečná impregnační kapalina v tomto případě při fázi stlačování odtéká, avšak potom se při fázi snižování tlaku nepřidává žádná kapalina.

Výše popsaný způsob je jenom jedním příkladem úpravy

dřeva podle vynálezu. Tento způsob lze pozměňovat mnoha různými způsoby.

Například lze upravovat dřevěné prvky ze dřeva mnoha jiných druhů stromů jako je borovice, dub, bříza, modřín, buk, osika a olše. Nemusí být jenom z bělového dřeva, nýbrž i z jádra anebo z kombinace obou.

Není podmínkou zařazovat při úpravě impregnační fázi, takže lze snížit tlak na dřevěné prvky bez současné aplikace impregnační kapaliny. To má za následek velice rychlé a efektivní sušení dřevěných prvků.

Rovněž lze různými způsoby obměňovat způsob dodávky impregnační kapaliny do meziprostorů tlakového média, když jsou dřevěné prvky pod tlakem. Impregnační činidlo lze například čerpat přes odtokové potrubí. Rovněž je možné místo dodávání kapaliny z vnější tlakové nádoby umístit pružnou nádrž uvnitř lože tlakového média. Tato pružná nádrž se před fází stlačení naplní impregnační kapalinou. Při fázi stlačení se brání pronikání kapaliny do lože uzavřením impregnačního ventilu. Tím se kapalina v pružném kontejneru dostane pod přibližně stejný tlak jako je tlak v dřevěných prvcích. Po dokončení fáze stlačení a následné časové prodlevy se impregnační ventil otevře a tím se impregnační kapalina rozptýlí do meziprostorů tlakového média. Když se takto kapalina rozptýlí, tlak na dřevěné prvky se sníží, v důsledku čehož expandují na původní tvar. Tím vznikne tlakový rozdíl mezi meziprostory a dřevěnými prvky, který vhání impregnační kapalinu do dřevěných prvků.

Rovněž není nutné odtahovat kapalinu vytlačenou z dřevěných prvků ve fázi stlačení mimo systém. Je také možné tuto kapalinu znovu použít tak, že se v loži tlakového média smíchá s impregnační kapalinou po jejím vypuzení ze dřeva. Potom se ve fázi sníženého tlaku kapalina s impregnačním • · · • ···· · · · • · ·· ·· · · činidlem vrací zpět do dřevěných prvků.

Způsob vypuzení kapaliny z dřevěných prvků se nejlépe hodí pro odstranění tak zvané volné vody. To je voda, která před fází sušení volně existuje ve vláknech dřeva a není vázána v buněčných stěnách dřeva.

Průmyslová využitelnost

Průmyslová využitelnost tohoto vynálezu je zřejmě mimo pochybnost. Dřevo zůstává perspektivním materiálem v nejrůznějších oblastech a mnohé aplikace vyžadují snížení obsažené vlhkosti a chemickou odolnost proti různým vlivům prostředí, jakou nabízí kvalitní a hloubková impregnace. Vynález umožňuje rychlé vysušení, případně spojené s impregnací během dvou minut v energeticky málo náročné a technologicky jednoduché (třebaže vsádkové) lince. Zřejmě není určen pro velkovýrobu, ale dřevovýroba omezená na menší výrobky je dostatečně rozsáhlá. Vynález se patrně nejlépe osvědčuje u smrkového dřeva, ale s pozitivními i když méně výraznými výsledky bude použitelný i u jiných druhů dřev.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   V dfofg/s

   1. Způsob úpravy/jednoho nebo více dřevěných prvků (4), zahrnující stupně uložení dřevěného prvku v tlakovém médiu (8), zvýšení tlaku vyvíjeného na tlakové médium, přičemž je dřevěný prvek stlačen přenesením tlaku tlakovým médiem na dřevěný prvek, a snížením tlaku vyvíjeného na tlakové médium, přičemž se sníží tlak i na dřevěný prvek, vyznačující se tím, že dřevěný prvek (4) obsahuje kapalinu, jež je při stlačení vypuzována v důsledku toho, že tlakové médium sestává z množství pevných tělísek (8a) s meziprostory (8b), přičemž pevná tělíska přenášejí tlak na dřevěný prvek, takže při stlačení tlakového média vzniká tlakový rozdíl mezi dřevěným prvkem a uvedenými meziprostory, kterýžto tlakový rozdíl vypuzuje kapalinu z dřevěného prvku do meziprostorů, a že ve fázi snížení tlaku dřevěný prvek expanduje na svůj prakticky původní tvar.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t i m , že zvýšený tlak dosažený ve fázi stlačení se udržuje během předem stanovené časové prodlevy.
3. 3. Způsob podle nároku 1 a 2, vyznačuj ící se tím, že značný podíl klapek uzavírajících dvojtečky (18) přítomných v dřevěném prvku je během fáze stlačení a možná i časové prodlevy odstraněn z příslušných dvojteček.
4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že rychlost zvyšování tlaku a jeho maximální hodnota jsou regulovány v zájmu regulace podílu klapek (18), jež mají být odděleny od příslušných dvojteček.

   • β
5. 5. Způsob podle nároku l$z 4, vyznačující se tím, že se ve fázi sníženého tlaku uvádí do dřevěného prvku (4) impregnační kapalina.
6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že impregnační kapalina je uváděna do meziprostorů (8b) v tlakovém médiu když je pod tlakem.
7. 7. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 6, vyznačující se tím, že tlakové médium (8) obsahuje granulát, v němž střední průměr pevných tělísek (8a)(charakterizovaný okatostí síta) je menší než 10 mm, s výhodou mezi 0,1 a 5 mm.
8. 8. Způsob podle kteréhokoliv z nároků laz, 7, vyznačující se tím, že tlakové médium (8) tvoří pevná tělíska z polymerního materiálu, písku, skla, oceli, bronzu nebo oxidu hlinitého.
9. 9. Způsob podle kteréhokoliv z nároků lož 8, vyznačující se tím, že dřevěný prvek (4) je stlačen tlakem mezi 40 a 150 MPa, výhodně mezi 70 a 110 MPa.
10. 10. Způsob podle kteréhokoliv z nároků lez 9, vyznačující se tím, že tlak vzrůstá průměrnou rychlostí mezi 0,2 a 4 MPa za sekundu, výhodně mezi 1 a 2,5 MPa za sekundu.

    o Ý
11. 11. způsob podle kteréhokoliv z nároků levx 11, vyznačující se tím, že tvrdost pevných tělísek (8a) překračuje IRH Shore A 95°, výhodně TRH Shore D