Verfahren und Einrichtung zum Imprägnieren, vorzugsweise von Holz
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Imprägnieren
der Zellen von in einem Imprägnierungszylinder eingeschlossenem trockenem Holzmaterial
mittels der Vakuummethode, wobei die Imprägnierungsmittellösung ohne Zufuhr von
Wärme eingeführt wird. Die bekannten Imprägnierungsanlagen dieser Art haben beträchtliche
Nachteile. Diese Anlagen sind große, aufwendige Bauwerke mit großer Kapazität, welche
nur für große Verbraucher von imprägniertem Holz wirtschaftlich vorteilhaft sind.
In diesen Anlagen, welche stationär und wenig wärmeisoliert sind, werden im allgemeinen
Eisenbahnschwellen und Leitungsstangen und -pfosten behandelt, und die Anlagen pflegen
im Winter außer Betrieb zu sein. Das Eindringen der Imprägnierungslösung in das
zu behandelnde Material hängt von den Dimensionen des Holzes, von Grad und Zeitdauer
des Vakuums und vom Druck ab. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine transportierbare
Imprägnierungsanlage beispielsweise für Schreiner, Tischler und Holzwarenhändler,
die Holzgegenstände bearbeiten, welche in der Regel kleiner sind als diejenigen,
die in Großanlagen imprägniert werden. Das Imprägnierungsverfahren der eingangs
erwähnten Art wird erfindungsgemäß in der Weise durchgeführt, daß der Imprägnierungszylinder
über.eine Leitung von einem unterhalb des Zylinders
liegenden Lösungsmitteltank
mit der Imprägnierungslösung, die Luftblasen enthält, gefüllt wird, wobei die im
Zylinder oberhalb des Lösungsmittelniveaus liegende Luft aus dem Zylinder herausgedrückt
und über eine Entlüftungsleitung in den Lösungsmitteltank hinein und aus diesem
zur Atmosphäre gedrückt wird bis der Zylinder vollständig mit der Lösung gefüllt
ist, worauf eine Drucksteigerung in der Lösung dadurch erzeugt wird, daß die Lösung
unter der Wirkung des Drucks der über die Druckleitung einströmenden Lösung in die
mit geringer Dimension ausgeführte Entlüftungsleitung eintritt und durch diese zu
strömen beginnt, worauf die Zufuhr des Lösungsmittels unterbrochen und die Lösung
mit dem Holzmaterial im Zylinder einem hochgradigen Vakuum über die Entlüftungsleitung
ausgesetzt wird, um Luft aus der Lösung und aus den Zellen des Holzes auszutreiben
und nach dem Lösungsmitteltank und in die Atmosphäre zu drücken, so daß die Zelleneingänge
verstopfende Substanzen, wie Harz, Sägespäne, getrocknete Pflanzensäfte etc., durch
die aus den Zellen ausströmende Luft weggewaschen und die Zelleneingänge völlig
freigelegt werden, so daß sie die Imprägnierungslösung, die darauf 'lber die Druckleitung
eingeführt wird, schnell aufnehmen können. Die Erfindung erstreckt sich auch auf
eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, welche einen Imprägnierungszylinder
und einen unterhalb desselben angeordneten Imprägnierungslösungstank aufweist, der
mittels einer Druckleitung und einer Saugleitung mit dem Zylinder für die Zufuhr
der Lösung nach dem Zylinder und für die Evakuierung von Luft aus dem Zylinder verbunden
ist, sowie ferner ein Ventil und eine Druckpumpe in der Druckleitung und schließlich
ein Ventil und eine Flüssigkeitsstrahlpumpe in der Saugleitung enthält. Bei dieser
Einrichtung ist zweckmäßig oberhalb des Imprägnierungszylinders in der Saugleitung
ein Sieb mit Perforierungen zur Abscheidung von Rinde und dgl. angeordnet. In einer
gemäß der Erfindung ausgebildeten Anlage kann mit einem Vakuum von 95-100 % gearbeitet
werden, wodurch ein kräftiges Eindringen der Imprägnierungslösung bewirkt und die
Länge der Vakuum-und
Druckperiode verkürzt sowie der notwendige
Druck vermindert wird. Außerdem wird die Anlage betriebstechnisch wesentlich verbilligt.
Der geringere Druck zieht schließlich eine Verminderung der Anlagegröße und damit
des Gewichts sowie der Kosten nach sich. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung
erläutert; in dieser zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform einer transportablen Imprägnierungsanlage
gemäß der Erfindung in schematischer Seitenansicht, Fig. 2 als Einzelheit der Anlage
gemäß Fig. 1 eine Flüssigkeitssperre, Fig. 3 als weitere Einzelheit der Anlage gemäß
Fig. l eine Sieb-Anordnung. In Fig. 1 bezeichnet l einen Imprägnierungszylinder
mit einer Ladungsöffnung 2, die um einen Zapfen in die(mit gestrichelten Linien
angedeutete) Öffnungslage 4 schwingbar angeordnet ist. Der Imprägnierungszylinder
1 ist mit einer Flüssigkeitspegel-Meßanordnung 5, einem Vakuum-Manometer 6 und einem
Druckmanometer 7 ausgemistet. Unter dem Imprägnierungszylinder 1 befindet sich ein
Lagerungstank 8, der mit einer Flüssigkeitspegel-Meßanordnung 9 versehen ist. Der
Tank 8 ist durch ein Rohr 10, das mit einem Ventil 11 ausgerüstet ist, mit dem Zylinder
1 verbunden. Durch eine Öffnung 12 im Tank 8 wird Imprägnierungsflüssigkeit in die
Anlage eingeführt sowie Luft zugeführt oder ausgelassen. Der Lagerungstank 8 ist
ferner über eine Druckleitung 13 mit dem Zylinder l verbunden. In diese Leitung
ist ferner eine Flüssigkeitspumpe 14 und ein Ventil 15 eingeschaltet. Der Zylinder
1 ist außerdem über eine Vakuumleitung 16 mit dem Lagerungstank 8 verbunden. In
dieser Leitung 16 ist ein Sieb 17 und eine Flüssigkeit$-sperre 18, ein Ventil 19
und eine FlUssigkeitsstrahlpumpe 20 angeordnet.
Die gestrichelten Linien 21 und 22 deuten den Flüssigkeitspegel im
Imprierungszylinder 1 bzw. lm Lagerungstank 8 an.
Fig. 2 zeigt schematisch
als Einzelheit die Flüssigkeitssperre 18, wobei 16 die Vakuumleitung ist, die innerhalb
der Sperranordnung 18 mit Rückwärtsbiegung gestaltet ist, welche unter der (gestrichelten)
Flüssigkeitsfläche 23 mündet. Die Mantelfläche der Sperranordnung besteht aus einem
d::rchsiehtigen Rohr 24. Fig. 3 zeigt schematisch als Zinzelheit die Siebancrdnung
17, wobei 16 die Vakuumleitung N=d 25 ein Sieb in Form eines stehenden Zylinders
ist. Mit 20 sin=d Löcher in diesem Sieb bezeichnet. Die Anfangslage beim imprägnierungsverfahren
ist so, daß sich Imprägnierungsflüss igkeit im Lagerungstank 8 befindet und daß
man die Ladungsöffnung ? öffnet und eine Menge Holz oder anderes Material in den
Imprägnierungszylinder 1 einführIt, worauf die Öffnung 2 geschlossen wird. An dem
Flüssigkeitspegelmesser 9 wird die vorhandene Menge von Imprägnierungsflüssigkeit
im Tank abgelesen. Hierauf wird der Zylinder 1 mit Flüssigkeit aus dem Tank 8 gefül.it,
wobei durch erneute Ablesung des Flüssigkeitspegelmessers 9 beurteilt werden kann,
welche Flüssigkeitsmenge erforderlich ist, um den Luftraum im Zylinder 1 auszufüllen.
Da das Volumen des Zylinders 1 bekazint ist, kann daher das Volumen der Holzmenge
ausgerechnet werden. Diese hat oft sehr uneinheitliche Form wie etwa bei Tischlerei-
oder Schreinereiteilen oder dgl. Nach Abschluß des Imprägnierungsverfahrens kann
man vermittelst erneuter Ablesaulg am Flüssigkeitspegelmesser 9 feststellen, welche
FlüssigkeItsmenge das Holz aufgenommen hat und dieselbe mit dem Volumen des Holzes
vergleichen, wodurch man einen Maßstab für die Qualit.t der Imprägnierung erhält.
Die Imprägnierung geiet so vox, sich, daß nach Einlegung des Holzes in den Imprägnierungszylinder
1 und nach dem Verschließen der Öffnung 2 die Pumpe 14 in Gang gesetzt wird. Das
Ventil 11 ist geschlossen und das Ventil 1510 ist offen. Die Luft bx: Zylinder
1 wird durch Leitung 16, Tank8 ,u d Öffnung 12 evakuiert. Ein gewisser Teil der
Flüssigkeit geht durch die Flüssigkeitsstrahlpumpe 20 und zurück in den Tank 8,
aber wegen des beträchtlichen
Unterschiedes zwischen der Fläche
der beiden Leitungen hat dieser Kurzschluß keine praktische Bedeutung: Wenn der
Zylinder l mit Flüssigkeit gefüllt ist, wird das Ventil 15 geschlossen, worauf die
Flüssigkeitspumpe 20 in Gang gesetzt wird. Die Pumpe evakuiert hierbei die kleine
Luftmenge, welche sich in deii Leitungen 16 befindet. Hierbei wird die im Holz eingeschlossene
Luft aus dem Holz herausgezogen und verläßt den Zylinder 1 duzVch die Rohrleitung
16. Die vorgesehene Flüssigkeitsstrahlpumpe ist billig und hat sehr hohen Wirkungsgrad,
der zwischen 95-100% Vakuum liegt. Diese hohen Werte können zwar auch mit anderen
Pumpenkonstruktionen erhalten werden, aber bei diesen stehen die Kosten nicht in
tragbarem Verhältnis zu dem Gesamtpreis oder -wert des Holzes. Auf der anderen Seite
ist die Kapazität von Flüssigkeitsstrahlpumpen beschränkt, solange man die Forderung
auf guten Wirkungsgrad aufrechterhält. Aus diesem Grunde ist es wesentlich, daß
nur ein so kleines Luftvolumen wie möglich bearbeitet zu werden braucht. Dies erreicht
man dadurch, daß der Imprägnierungszylinder erst mit Imprägnierungsflüssigkeit gefüllt
wird, nachdem das Holz eingelegt ist. Hierdurch kann das Luftvolumen, welches evakuiert
werden muß, auf diejenige Luftmenge beschränkt werden, welche aus dem Holz herausgeholt
wird. Um abzulesen, wann die Evakuierungsperiode abgebrochen werden soll, d.h. wann
weitere Luftmengen nicht aus dem Holze herausgeholt werden können, ist eine Flüssigkeitssperre
18 in die Leitung 16 eingebaut. Die Mantelfläche der Flüssigkeitssperre besteht
aus durchsichtigem Material, durch welches man sehen kann, wenn Luftblasen die nach
unten gerichtete Öffnung des Rohres 16 verlassen, durch die Flüssigkeit gehen und
diese an der Fläche 23 verlassen (Fig. 2). Das Sieb 17 ist in der Leitung 16 angeordnet,
um Rinde, Hobelspäne od.dgl. abzutrennen, welche sonst auftauchen und in die Leitung
eingezogen und die Funktion der Flüssigkeitsstrahlpumpe 20 gefährden würden. Wenn
weitere Luftmengen nicht mehr aus dem Holz herausgepumpt werden können, wird die
Evakuierungsperiode eingeleitet. Das Ventil 19 wird geschlossen und Ventil
15 geöffnet.
Hierdurch wird der Flüssigkeitsstrom von der Pumpe
14 zur Leitung 13 überführt, wobei Imprägnierungsflüssigkeit dem Zylinder 1 unter
Druck zugeführt wird. Die Pumpe ist so dimensioniert, daß man den notwendigen Druck
von 4-6 kg/cm 2 im Zylinder erhält, auch wenn ein Teil des Flüssigkeitsstromes zum
Tank 8 durch die Flüssigkeitsstrahlpumpe 20 zurückfließt. Hierdurch erhält man eine
billigere Konstruktion und ein einfacheres Arbeitsverfahren. Nach abgeschlossener
Druckperiode wird die Pumpe 14 abgestellt und das Ventil 11 geöffnet. Übriggebliebene
Flüssigkeit fließt zum Tank 8 durch das Rohr 10 zurück. Die Öffnung 2 wird geöffnet
und das getrocknete Holz herausgenommen. Der Lagerungstank 8 erhält ein Volumen,
das mit ungefähr 200 Liter dasjenige des Imprägnierungszylinders 1 übersteigt. Die
Imprägnierungsflüssigkeit wird verteilt oder gemischt in Blechfässern mit einem
Volumen von ca. 190 Liter pro Fass. Durch diesen Volumenunterschied kann die Imprägnierungsflüssigkeit
der Anlage in ungeöffneten Standardeinheiten (z.B. Fässern) zugeführt werden, was
wesentliche betriebstechnische Vorteile mit sich bringt. Das Rinde und andere Verunreinigungen
abtrennende Sieb 25 in Fig. 3 ist als stehender Zylinder geformt, in dem Rinde und
dgl. indem unter dem Sieb stehenden Imprägnierungszylinder hinunterfallen kann,
nachdem der Flüssigkeitspegel gesenkt worden ist. Die Anlage kann sich daher automatisch
selbst reinigen.