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Vorrichtung zum Tränken von Massivholz, Holzwerkstoffen und anderen
porösen materialien mit FlÜssigkeiten Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
eine Vorrichtung zum Tränken von Massivholz, Holzwerkstoffen und anderen porösen
Materialien mit FlÜssigkeiten, insbesondere solchen zum Schutz gegen biologische
und/oder atmosphärische Angriffe, nach dem Doppelvakuum- und/oder Kesseldruckverfahren,
bestehend aus einem Imprägniergefäß für die Behandlung des eingebrachten materials,
einem über dem ImprIgnie?gefäß angeordneten und ber eine Rohrleitung mit diesem
verbundenen Vorratsgefäß für die Tränkflüssigkeit, einer 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.
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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 Trängefäßes und für dessen Leerung
relativ groß ist und somit eine über oder 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. Dles wirkt sich insbesondere
bei sehr kurzen Tränkzeiten, z.B. 10 - 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.
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In der DT-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. Darüberhinaus ist kein
Meßgefäß vorgesehen, so daß eine genaue Kontrolle der Tränkflüsslgkeitsaufnahme
nicht gewährleistet
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.
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Jeder dieser Behälter weist einen Bereich verringerten Volumens auf.
Die Überführung der Tränkflüssigkeit vom Vorratsgefäß zum Imprägniergefäß erfolgt
durch eine Förderpumpe5 ebenso die RÜckführung der Tränkflfissigkeit nach Beendigung
der Imprägnierung.
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In der DT-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 Saugvorrichtung ausgerüstet sein muß.
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Da kein Meßgefäß vorgesehen ist, ist eine einwandfreie Kontrolle des
Verbrauchs an Tränkflüssigkeit nicht möglich.
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Schließlich ist noch aus der DT-OS 2 305 905 eine Vorrichtung zum
Behandeln von Holz, Textilien und dgl. nach dem Vakuum- oder Doppelvakuumverfahren
bekannt. Sie besteht aus einem zylinderischen 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.
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Weiterhin ist eine genaue Endaufnahmekontrolle nur schwer möglich.
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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.
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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 Impragniergefäßes 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.
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ermöglichen. Mit Hilfe der Vorrichtung sollten auch Holzarten unterschiedlicher
Tränkfähigkeiten imprägniert werden können.
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Die Vorrichtung sollte darüberhinaus betriebssicher, wenig störungsanfällig,
leicht bedienbar und wenig kostenaufwendig sein und somit einen hohen Wirkungsgrad
aufweisen. Weiterhin sollte sie den Forderungen des Umweltschutzes weitgehend entsprechen.
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Da aufgrund des Umweltschutzes ein Sicherheitsbodenraum vorzusehen
ist, sollte der hierbei unterhalb des Imprägniergefäßes entstehende Freiraum für
eine optimale Anlagengestaltung ausgenutzt werden können.
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Ebenso sollte diese Vorrichtung fr einen automatisierten Verfahrensablauf
bei der Tränkung eingerichtet werden können sowie für den Einsatz unterschiedlicher
TränkflVissigkeiten geeignet sein.
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Zur Lösung dieser Aufgaben ist die eingangs beschriebene Vorrichtung
nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des mit Entlüftungsleitung
a und Ventil 7 versehenen Imprägniergefäßes IG ein Auffanggefäß AG mit einer mit
Ventil 10 und Regler II versehenen Entleerungsleitung b angeordnet ist, das Auffanggefäß
AG in seinem oberen Teil mit dem Bodenteil des Imprägniergefäßes IG über ein Rohr
c mit großem Querschnitt, ausgerüstet mit Ventil 9 und Reglern III und IV, verbunden
ist, der Oberteil des Imprägniergefäßes IG mit dem Bodenteil des Vorratsgefäßes
VG über ein Rohr d mit großem Querschnitt, ausgerüstet mit Ventil 2 und Regler I,
in Verbindung steht, das Verbindungsrohr c über eine oberhalb des Ventils 9 angebrachte
und mit einem oder mehreren Ventilen versehenen Rohrleitung e, f mit einer kombinierten
Preß-Förder-Pumpe PFP verbunden ist, von der Preß-Förder-Pumpe PFP eine weitere,
mit Ventil 12 versehene Rohrleitung g in das Verbindungsrohr d oberhalb des Ventils
2 mündet, das Vorratsgefäß VG über eine Überlaufleitung h mit dem Meßgefäß MG, das
mit Reglern V und VI ausgerüstet ist, in Verbindung steht und die über eine Rohr
leitung 1 und Ventil 1 mit der Entlüftungsleitung a verbundene Vakuumpumpe VP einen
oder mehrere Vakuumregler VR aufweist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist der Querschnitt des Verbindungsrohres c so bemessen, daß bei vollständiger oder
nahezu vollständiger Füllung des Imprägniergeäßes IG mit TränkflÜssigkeit - 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, bezogen auf eine unter Normaldruck stehende
Wasserfüllung,
in das Auffanggefäß AG abläuft. Somit wird erreicht, daß nach Beendigung der eigentlichen
Tränkphase die Tränkflüssigkeit aus dem mit dem zu behandelnden Gut gefüllten Imprägniergefäß
in maximal 2 Minuten in das Auffanggefäß abläuft. Das Verhältnis der Rohrquerschnittsfläche
Q1 (m2) des Verbindungsrohres c zum effektiven Volumen V1 (m3) des Imprägniergefäßes
IG = Q1/V1 weist dabei Werte von 0,003 bis 0,015 m 1, vorzugsweise von 0,004 bis
0,01 m-l, auf. Bei einer anderen Tränkflüssigkeit als Wasser oder einer verdünnten
wäßrigen Lösung mit der Viskosität tF beträgt dieses Verhältnis Q1/V1: 0,003 bis
0,015 m 1 . f , vorzugsweise 0,004 bis 0,01 m 1 .
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01W5 Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Querschnitt
des Verbindungsrohres d so bemessen ist, daß bei vollständiger oder nahezu vollständiger
Füllung des Vorratsgefäßes VG mit Tränkflüssigkeit die gesamte oder nahezu gesamte
Füllmenge des Vorratsgefäßes in einem Zeitraum bis zu 6 Minuten, vorzugsweise bis
zu 4 Minuten, bezogen auf unter Normaldruck stehende Wasserfüllung, in das Imprägniergefäß
IG abläuft. Das Verhältnis der Rohrquerschnittsfläche Q2 (m2) des Verbindungsrohres
d zum effektiven Volumen V1 (m3) des Imprägniergefäßes VG = Q2/V1 weist dabei Werte
von 0,003 bis 0,015 m'l, vorzugsweise von 0,004 bis 0,01 m'l auf. Bei einer anderen
Tränkflüssigkeit als Wasser oder einer verdünnten wäßrigen Lösung mit der Viskosität
tF beträgt dieses Verhältnis Q2/V1= 0,003 bis 0,015 m 1 . #F, vorzpweise #F #W 0,004
bis 0,01 m-1 . #W.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zwischen Imprägniergefäß IG und Auffanggefäß AG und/oder zwischen Vorratsgefäß
VG und Imprägniergefäß IG ein oder mehrere zusätzliche Verbindungsrohre c2, c3 ...
mit Ventilen 9 b, 9 c . . bzw. d2, d3 oee mit Ventilen 2 b, 2 c ... vorgesehen.
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Die für die Entleerung des Auffanggefäßes dienende Rohrleitung b,
die mit Ventil 10 und Regler II ausgerüstet ist, geht vorteilhaft vom Boden des
Auffanggefäßes AG aus und mündet in die oberhalb des Ventils 9 vom Verbindungsrohr
c abgehende und mit Ventil 5 versehene Rohrleitung e Gemäß einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform mündet in die mit Ventil 11 versehene Rohrleitung f eine weitere5
mit Ventil 6 versehene und mit dem Meßgefäß MG in Verbindung stehende Rohrleitung
i, wobei die von der Preß-Förder-Pumpe PFP abgehende Rohrleitung S noch eine mit
Ventil 4 versehene und in den Rohrabschnitt e einmündende Zweigleitung k aufweist.
Durch diese Anordnung kann während der Tränkphase weitere Tränkflüssigkeit von Meßgefäß
in das Imprägniergefäß entsprechend der Tränkflüssigkeitsaufnahme des zu behandelnden
Materials unter Einschaltung des Reglers I gefördert werden Dabei hat es sich als
binders zweckmäßig erwiesen, den Rohrabschnitt f über eine mit Ventil 13 versehene
Rohrleitung m mit einem Lagertank LG zu verbinden, um neue Tränkflüssigkeit zur
Auffüllung des Meßgefäßes zwischen zwei Behandlungsphasen unter Elnschaltung des
Reglers VI zuführen zu können.
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Um durch Zupumpen von Tränkflüssigkeit in das Imprägniergefäß IG
während
der Tränkphase in bestimmten Fällen einen Überdruck erzeugen zu können, ist naeh
einer weiteren Ausführungsform die mit Ventil 12 ausgerüstete, von der Preß-Förder-Pumpe
PFP zum Verbindungsrohr d führende Pohrleltung L uber eine mit Ventil 7 und Überdruckregelventil
8 versehene Zweigleitung n mit der Uberlaufleitung h verbunden.
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Gemäß einer weiteren AusfThrungsform weist die beanspruchte Vorrichtung
eine zusitzliche Frderpumpe FP mit Zuleitung fa (Ventil lla) und Ableitung ga (Ventil
4a) auf, wodurch der vom Verbindungsrohr c oberhalb des Ventils 9 ausgehende Rohrleitungsabschnitt
e mit der Rohrleitung G verbunden wird. Diese Förderpumpe dient dann zur Entlastung
der Preß-Förder-Pumpe PFP beim Rücktransport der Tränkflüssigkeit aus dem Auffanggefäß
AG in das Vorratsgefäß VG und das Meßgerät MG bei sehr großer Tränkflüssigkeitsmenge.
In diesem Fall ist es jedoch auch möglich, die Preß-Förder-Pumpe durch eine einfache
PreSpumpe PP zu ersetzen.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
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Ein bevorzugtes Ausfihrungsbeispiel der beanspruchten Vorrichtung
ist schematisch in der Fig. 1 wiedergegeben. Der zugehörige Steuerstand ist nicht
eingezeichnet. Sämtliche in der Fig. 1 gezeichneten Regler 1 bis VI geben Impulse
auf entsprechende Kontrollampen des im Steuerstand vorhandenen Anlagen-Schaubildes,
wodurch die jeweils laufende Tränkphase festgestellt werden kann.
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Für die automatische Durchführung der später im einzelnen beschriebenen
Tränkphasen
weist der Steuerstand Zeitschalter zur Steuerung des wingangsvakuums, 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 eingestellt werden, so daß ein Arbeiten bei
Normaldruck ( Phase 4 a oder bei Überdruck ( Phase 4 b ) 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 zylinderische Form aufweist, stellt ein sog. offenes Gefäß
dar. Dessen Wandungsstärke kann daher auf Normaldruck abgestimmt sein. Es ist zur
Kontrolle des Inhalts an TränkSlüssigkeit mit einem Flfissigkeitsstandrohr ausgerüstet
und weist in diesem praktischen Fall ein Volumen von ungefähr 14 m3 auf.
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Die Entlüflungsöffnungen des Auffanggefäßes AG und des Imprägniergefäßes
IG münden in eine gemeinsame Entlüftungsleitung o.
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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.
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Dieses Imprägniergefäß ist zur Aufnahme eines mit Rollen versehenen
Tränkwagens am Boden mit entsprechenden Schienen ausgerüstet, die 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 Außenabmessungen von = 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 a 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 VR1 und VR2. Die Vakuumpumpe ist so dimensioniert, daß
bei der Füllung des Imprägnierzylinders mit Tränkflüssigkeit aus dem VorrSBgefäß
das vorgegebene Eingangsvakuum nur unwesentlich abgebaut und in der Endvakuumphase
das zu erzielende Vakuum in ungefähr 15 Minuten erzielt wird.
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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 d kann
ggf. 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 1,50 m und L = 8,00 m V
- 14,5 m3.
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Das Meßgefäß MG stellt ebenfalls ein offenes Gefäß dar, d.h.
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dessen Wandstärke ist auf Normaldruck abgestimmt. Es besteht in der
gezeichneten Ausführungsform aus einem unteren Vorratsbehälter und einem darauf
abgesetzten, als Meßsäule dienenden Oberteil.
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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
Meßefäßes 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.
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Das Meßgefäß steht über eine Uberlaufleitung h mit dem Vorratsgefäß
VG, über eine mit Ventil 6 versehene Rohrleitung i mit der Preß-Förder-Pumpe PFP
und über Rohrleitungen n, , 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.
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Vorratsgefäß VG, Imprägniergefäß IG und Auffanggefäß AG sind durch
jeweils eine Rohrleitung großen Durchmessers miteinander verbunden.
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Wenn das Imprägniergefäß der vorhin angegebenen Abmessungen mit ca.
50% Holz beschichtet wird, d.h. mit ca. 9 m3 Holz, beträgt das restliche Volumen
des Imprägniergefäßes ungefähr 10 m3. 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 Q1 zum Volumen des Imprägniergefäßes V1
Q1/V1 = 0,0068 m-l und für das Verhältnis der Rohrquerschnittsfläche Q2 zum Volumen
des Imprägniergefäßes V1 Q2/V1 = 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 E zur Preß-Förder-Pumpe PFP auf, während das Verbindungsrohr
c mit dieser Pumpe über die Rohrleitung e, f mit Ventilen 5, 11 verbunden ist.
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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.
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Die Fig. 2 zeigt als weitere Ausführungsform die zusätzliche Mitverwendung
einer
Förderpumpe FP in der Aus führungs form gemäß Fig.
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1. Diese Förderpumpe weist eine mit Ventil lla 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, die in diesem Fall durch eine Preßpumpe
PP ersetzt werden kann.
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Im folgenden sei der Prozeßablauf mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß Fig. 1 erläutert.
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Das Vorratsgefäß VG ist mit der Tränkflüssigkeit bis zur Füllstandshöhe
F1, 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.
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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 eine bestimmte Zeit auf dieser Höhe gehalten. Das Ventil 1 ist geöffnet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen 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 gleiche Vakuum ( Anfangsvakuum ), so daß das anschließende
Fluten des ImprUgnlerzylinders bei außer Betrieb gesetzter Vakuumpumpe und konstantem
Vakuum erfolgen kann.
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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 Eingangs vakuum im Imprägniergefäß auf konstanter Höhe
gehalten. Der Tränkflüssigkeitsstand im Vorratsgefäß sinkt von F1 nach F2. Nach
Beendigung des Flutens schließt der Regler I das Ventil 2 und schaltet die Vakuumpumpe
VP aus.
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Phase 3 (elften 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.
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Phase 4 (Tränkphase) Hier ist zu unterscheiden zwischen Normaldrucktränkung
(Phase 4a) und Überdrucktränkung (Phase 4b).
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Bei der Normaldrucktränkung 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 Fq. 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.
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Die Überdrucktränkung wird ber einen Wählschalter und ein Überdruckregelventil
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 n, , k,e und Ventile 7, 4, 5 in das Imprägniergefäß übergeführt.
Der Flüssigkeitsstand sinkt dabei im Meßgefäß MG von F3 nach F4. Als Überdruck wurde
in dieser Ausführungsform ca. 2 - 3 bar (Pabs. = 3-4 bar) angewandt. Nach Beendigung
der Tränkphase PR2 schaltet der Regler I die Preß-Förder-Pumpe aus.
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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).
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Der Unterschied zum Fluten ist jedoch, daß hierbei die Tränkflüssigkeit
in ein unter Normaldruck stehendes Gefäß strömt. Die Ventile 9 und 3 sind geöffnet.
Der Flüssigkeitsstand im Auffanggefäß steigt von F5 nach F6.
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Phase 6 (Endvakuum) Nach Beendigung der Phase 5 werden durch den Regler
III die Ventile 3 und 7 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 - 12
Minuten in dem mit den Brettdielen aus Holz beschickten Imprägnierzylinder erzielt.
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Während dieser Phase 6 laufen gleichzeitig die nachfolgend beschriebenen
Phasen 7 und 8.
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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 F5.
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Sobald das Auffanggefäß leer ist, wird durch den Regler II das Ventil
10 geschlossen. Dieser Prozeß ist in ca. 10 Minuten abgeschlossen.
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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 und 11 geöffnet und der Tränkflüssigkeitsstand im Meßgefäß steigt
von F4 nach F8. 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. Wir die Endvakuumaufnahme in der vorgesehenen
Zeit nicht erreicht, so wird die Phase 6 eimer ein Vakuumzeit-Relais VR2 automatisch
beendet.
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Phase 9 Diese Phase besteht in dem Belüften des Imprägniergefäßes
IG durch öffnen des Ventils 3,wonach das Behandlungsgut ausgefahren wird.
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Sie wird durch den Regler V oder durch Ablaufen des Zeitrelais VR2
!'Endvakuum" eingeleitet.
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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 F1 und F3 ). Durch den Regler VI wird die Nachfüllung beendet,
der gleichzeitig den Hauptschalter für die Einleitung der Phase 1 freigibt.
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Diese Phase 10 wird nicht automatisch eingeleitet, damit die effektive
Endaufnahme vorher festgestellt werden kann.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden verschiedene Schwächen
der bisherigen DurchfÜhrung des Doppelvakuum- und des Kesseldruckverfahrens, insbesondere
die starke Aufnahmestreuung im TrUnkzug wegen zu langer Filllungs- 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 zum Fluten und Entleeren des
Imprägnierzylinders erforderlichen Zeiten beeinflußt wird.
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Durch die gemäß der beanspruchten Vorrichtung gewählte Anordnung von
Vorratsgefäß, Impragniergefäß und eines Auffanggefäßes mit den beschriebenen großen
Querschnitten der Verbindungsrohre mit den beanspruchten 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 Hölzer weitgehend vermieden. Diese Tatsache ist
für die Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Tränkmittelaufnahme wichtig. Die
erfindungsgemäße Verwendung eines Auffanggefäßes erlaubt die Rückführung der nicht
aufgenommenen Tränkflüssigkeit (Phase 7) während des Endvakuums ( Phase 6 ), wodurch
eine Zeitersparnis erzielt wird.
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Die erfindungsgemäße 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 beanspruchten
Vorrichtung möglich:
a) Verbessertes Tauchverfahren (Wegfall des
Eingangsvakuums) b) Vakuum-Niederdruck-Verfahren (Doppelvakuum-Verfahren) c) Vakuum-Druck-Verfahren
d) Lowry-Verfahren p