DE2514869C3

DE2514869C3 - Vorrichtung zum Tränken von Massivholz, Holzwerkstoffen und anderen porösen Materialien mit Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2514869C3
Application number: DE19752514869
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr. 4000 Duesseldorf Bellmann; Louis Chambourcy Kartener (Frankreich)
Original assignee: Desowag Bayer Holzschutz GmbH
Current assignee: Desowag Materialschutz GmbH
Priority date: 1975-04-04
Filing date: 1975-04-04
Publication date: 1978-07-27
Also published as: DE2514869A1; DE2514869B2; BE834600A

Description

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 Imprägniergefäß angeordneten und über 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.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der FR-PS 15 79 428 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 Irr. iägniergefäßes 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 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. Dies 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 ImprägniergefäC in Jas Vorratsgefäß sehr zeitaufwendig und nur mittels einer Förderpumpe möglich.

In der DT-OS 23 62 957 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 Imp-äfcniergefäßes ergeben. Darüber hinaus ist kein Meßgefäß vorgesehen, so daß eine genaue Kontrolle derTränkflüssigkeitsaafnahme nicht gewährleisiet ist.

Aus der FR-PA 21 50 432 ist eine Vorrichtung zur Imprägnierung vor. 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 Förderpumpe, ebenfalls die Rückführung der Tränkflüssigkeit nach Beendigung

der Imprägnierung.

In der DT-OS 21 51 955 findet sich eine Anlage zur Steuerung des Druckniveaus während der Niederdruckphase in einem Imprägniergefäß zum Imprägnieren von Hol/, 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 hindurchgcsnugt, so daß diese Anlage mit einer Saugvorrichtung ausgerüstet sein muß. Da kein Meßgefäß vorgesehen ist. ist eine einwandfreie Kontrolle des Verbrauchs an Tränkflüssigkeit nicht möglich.

Schließlich ist noch aus der DT-OS 23 05 905 eine Vorrichtung /um Behandeln von Hol/, Textilien u.dgl. nach dem Vakuum- oder Doppelvakuumverfahren bekannt. Sie besteht aus einem zylindrischen Behälter, dessen unterer "Teil zur Aufnahme der Tränkflüssigkeit uieiii und dessen uül'ici ι er π einen Ti'dgci" ilii" Ci *i S 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 Imprägnierflüssigkcit 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.

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 unterschiedlichen Imprägnierverfahren, z. B. Vakuumverfahren. Doppelvakuumverfahren. Vakuumdruc·. verfahren. 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 auf Grund 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 Entlüftungsleitung :i Lind Ventil 3 versehenen Imprägniergefäßes IG ein Auffanggefäß AG mit einer mit Ventil 10 und Regler Il versehenen Entleerungsleitiing 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 IT»' über ein Rohr </ mit großem Qiierschniti. ausgerüstet mit Ventil 2 und Regler I. in Verbindung stellt, das Verbindungsrohr c über cmc oberhalb des Ventils 9 angebrachte und mit einem oder mehreren Ventilen versehenen Rohrleitung c. λ mit einer kombinierten Preß-Förder·Pumpe Pll'verbunden ist, von der PrcB-Förder-Pumpe PFP eine weitere, mit Ventil 12

ι _ n~u..l~.i·. ■ ] \; U' I U .

vcf^ciicnt J\wi Ii n_ ι IUi ig £: mi uai » ν. ι <-πι ιιιιμι^.ιΓΟμΓ w oberhalb des Ventils 2 mündet, das Vorratsgefäß VG über eine Überlaufleitung Λ mit dem Meßgefäß MG. das mit Reglern V und Vl ausgerüstet ist. in Verbindung steht und die über eine Rohrleitung / und Ventil 1 mit der F.ntlüftungslei'ung ,(verbundene Vakuumpumpe Vl' einen oder mehrere Vakuumregler VK aufweist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Querschnitt des Verbindungirohrcs cso bemessen, daß bei vollständiger oder nahezu vollständiger Füllung des Imprägniergefäßes IG mit Tränkflüssigkeit — ohne Beschickung mit dem zu behandelnden Gut — die gejamte oder nahezu gesamte Füllmenge des lmprägnicgefäßes in einem Zeitraum bis zu 6 Minuten, vorzugsweise bis zu 4 Minuten, bezogen auf eine unter Normaldruck stehende Wasserfüllung, in das Auffanggefäß abläuft. Somit wird erreicht, daß nach Beendigung der eigentlichen Tränkphase die Tränkflüssigkeit aus dem mit dem zu behandelnden Gut gefüllten Imprägniergcfäß in maximal 2 Minuten in das Auffanggefäß abläuft. Das Verhältnis der Rohrquerschnittsfläche Q 1 (m²) des Verbindungsrohres c zum effektiven Volumen V (m¹) des Imprägniergefäßes IG = Ci/V, weist dabei Werte von 0.003 bis 0.015 m ^:. vorzugsweise von 0.004 bis 0.01 m '. auf. Bei einer anderen Tränkflüssigkeit als Wasser oder einer verdünnten wäßrigen Lösung mit der Viskosität -ηι beträgt dieses Verhältnis

Q₁ I₁ = 0.003 bis 0.015 m ' ■ '" .

'/ it

vorzugsweise

(MHM bis (M)I m ' ■ '' .

Ml

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 N >rmaldruck stehende Wasserfüllung, in das Imprägn.ergefäß IG abläuft. Das Verhältnis der Rohrquerschnittsfläche Q₂ (m²) des Verbindungsrohres d zum effektiven Volumen V₁ (m^!)des Imprägniergefäßes VG — QiI V\ weist dabei Werte von 0,003 bis 0.015 m ', vorzugsweise von 0.004 bis 0,01 rrr ' auf. Bei einer anderen Tränkflüssigkeit als Wasser oder einer verdünnten wäßrigen Lösung

mit der Viskosität ;// beträgt dieses Verhältnis
Q₁ I₁ = 0.(H)I bis 0.015 m ' · '" .

0.004 bis 0.01 m '·'''.

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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen Irriprägnicrgefäß IG und Auffanggefäß AG und/oder zwischen Vorratsgefäß VG und Imprägniergefäß IG ein oder mehrere zusätzliche Verbindungsrohre c>, C₁... mit Ventilen 9b. 9c... bzw. </.. </,... mit Ventilen 2b. 2c... vo'geschen.

Die für die Entleerung des Auffanggefäßes dienende Rohrleitung b. die mit Ventil 10 und Regler Il ausgcrii-Regler I bis Vl 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 F.ndvakuums 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 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 Form

kt upht yorlpijhnfr vrirp Boden de*· A'jff^n^^C^*- ailfwpkt S*.?!!t dt· ςησρηρηηΐρς nffpnPS GpfäR fliir

ßes AG aus und mündet in die oberhalb des Ventils 9 vom Verbindungsrohr c abgehende und mit Ventil 5 versehene Rohrleitung c.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführimgsform mündet in die mit Ventil 11 versehene Rohrleitung feine weitere, mit Ventil 6 versehene und mit dem Meßgefäß MG in Verbindung stehende Rohrleitung i. wobei die von der Preß-Förder-Pumpe PFPabgehende Rohrleitung g noch eine mit Ventil 4 versehene und in den Rohrabschnitt c einmündende Zweigleitung k aufweist. Durch diese Anordnung kann während der Tränkp¹ ase 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 besonders 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 F.inschaltung des Reglers Vl zuführen zu können.

Um durch Zupumpen von Tränkflüssigkeit in das Imprägniergefäß IG während der Tränkphasc in bestimmten Fällen einen Überdruck erzeugen zu können, ist nach einer weiteren Ausführungsform die mit Ventil 12 ausgerüstete, von der Preß-Förder-Pumpe PFPzum Verbindungsrohr d führende Rohrleitung ^ über eine mit Ventil 7 und Überdruckregelventil 8 versehene Zweigleitung π mit der Überlaufleitung h verbunden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die beanspruchte Vorrichtung eine zusätzliche Förderpumpe FP mit Zuleitung fa (Ventil Wa) und Ableitung^ (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 Preßpumpe PZ³Zu ersetzen.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der beanspruchten Vorrichtung ist schematisch in der Fig. I wiedergegeben. Der zugehörige Steuerstand ist nicht eingezeichnet. Sämtliche in der Fig. 1 gezeichneten 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 Hm' 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 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 Φ = 1,90 m und L = 8,00 m (22,3 m ¹J 18,5 m' 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 /mit der Vakuumpumpe VP in Verbindung. Diese Vakuumpumpe ist mit einem Sichtrheits-(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 VR, 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 ßWund besitzt in seinem Oberteil eine mit Prellkappe 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 gegebenenfalls 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 Φ 1,50 m und L = 8,0OmV = 14,5 m¹.

Das Meßgefäß MC 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 Kangeordnet. 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 VC, über eine mit Ventil 6 versehene Rohrleitung/ 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 VC, Imprägniergefäß IC und Auffanggefäß AG sind durch jeweils eine Rohrleitung großen Durchmessers miteinander verbunden.

Wenn das Imprägniergefäß der vorhin angegebenen Abmessungen mit etwa 50% Holz beschichtet wird, d. h. mit etwa 9 m³ Holz, beträgt das restliche Volumen des Imprägniergefäßes ungefähr 10 m^J. 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 Q] zum Volumen des Imprägniergefäßes Vi φ/Vi = 0,0068 m-' und für das Verhältnis der Rohrquerschnittsfläche Qi zum Volumen des Imprägniergefäßes V₁ Q₂IV, = 0,009 m - ',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 c/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, /mit Ventilen 5, Il verbunden ist Von dem Rohrieitungsabschnitt e zweigt die mit Ventil 10 und Regler II versehene F.ntleerungsleitung 6 für das Auffanggefäß AGund vom Rohrieitungsabschnitt f die mit Ventil 13 versehene Zuleitung razum Lagertank LC ab.

Die F i g. 2 zeigt als weitere Ausführungsform die ϊ zusätzliche MitverSendung einer Förderpumpe FP in der Ausführungsform gemäß Fig. I. Diese Förderpumpe weist eine mit Ventil 11a versehene Zuleitung fa und eine mit Ventil 4a versehene Ableitung 9a auf. Die Zuleitung fa ist mit der Rohrleitung e, die Ableitung 9a

κι mit der Rohrleitung g verbunden. Auf diese Weise ist es möglich, bei besonders gioßen rückzuführenden Tränkflüssigkeitsmengen eine Entlastung der Preß-Förder-Pumpe zu erreichen, die in diesem Fall durch eine Preßpumpe PPersetzt werden kann.

i) Im folgenden sei der Prozeßablauf mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß F i g. I erläutert.

Das Vorratsgefäß VG ist mit der Tränkflüssigkeit bis zur Füllstandshöhe Fi. das Maßgefäß MG bis /ur

Ι. Fiillstandshöhe Fx gefüllt.

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

,. Phase I

(Anfangsvakuum)

Die Vakuumpumpe VP erzeugt im Imprägniergefäß IG ein vorgegebenes Vakuum, dessen Höhe in Abhängigkeit von der Tränkbarkeit des eingebrachten

ίο Behandlungsgutes eingestellt werden kann. Nach Erreichen der vorgesehenen Vakuumhöhe wird eine bestimmte Zeit auf dieser Höhe gehalten. Das Ventil 1 ist geöffnet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfin-

S) dungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, die mit Absperrventilen versehenen Belüftungsleitungen des Vorratsgefäßes VG und des Imprägniergefäßes IG über Rohrleitungen miteinander zu verbinden und an die Vakjumleitung 1 anzuschließen. Die Vakuumpumpe VP

tu bringt dann beide Gefäße auf das gleiche Vakuum (Anfangsvakuum), so daß das anschließende Fluten des Imprägnierzylinders bei außer Betrieb gesetzter Vakuumpumpe und konstantem Vakuum erfolgen kann.

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

-,η kurzer Zeit (etwa 2 Minuten). In dieser Zeit wird das Eingangsvakuum im Imprägniergefäß auf konstanter Höhe gehalten. Der Tränkflüssigkeitsstand im Vorratsgefäß sinkt von Fi nach Fi. Nach Beendigung des Fiutens schließt der Regler I das Ventil 2 und schaltet die Vakuumpumpe VPaus.

Phase 3
(Belüften des Imprägniergefäßes)

Nach einer bestimmten Zeit wird das Imprägniergefaß 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 Normaldrucktränfcnng (Phase 4a)und Überdrucktränkung (Phase 4b).
Bei der Normaldru;ktränkung schaltet der Regler I

die Preü-Förder-Pumpe PFP ein, so daß zusätzlich Tränkflüssigkeit vom Meßgefäß MG über die Rohrleitung /, k, e und die Ventile 4, 5, 6 in das Imprägniergefäß /Cfließt. Dabei sinkt der Tränkflüssig-'.eitsstand im Meßgefäß von Fi nach Fi. Der Regler I wirkt als Steuerung der Preß-Förder-Pumpe über die vorgegebene Tränkzeit PR; in der Form, daß bei gefülltem Imprägniergefäß diese Pumpe ausgeschaltet und bei sinkendem Flüssigkeitsstand im Imprägniergefäß infolge weiterer Aufnahme von Tränkflüssigkeit durch das Bchandlungsgut wieder eingeschaltet wird.

Die Überdrucktränkung wird über einen Wählschalter und ein Überdruckregelventil 8 über eine bestimmte Zeit je nach Anlage bis zu 8 bar (P^ = 9 bar) gesteuert. Hierbei wird die Tränkflüssigkeit mit Hilfe der Preß-Förder-Pumpe PFP aus dem Meßgefäß MG über die Leitungen n, g, k, e und Ventile 7, 4, 5 in das Imprägniergefäß übergeführt. Der Flüssigkeitsstand sinkt dabei im Meßgefäß MG von Fi nach Fi. Als Überdruck wurde in dieser Ausführungsform etwa 2 — 3 bar. (P,,^ - 3 —4 bar) angewandt. Nach Beendigung der Trä .'<phase PR2 schaltet der Regler I die Preß-Förder-Pumpe 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 strömt. Die Ventile 9 und 3 sind geöffnet. Der Flüssigkeitsstand im Auffanggefäß steigt von F-, nach Ff,.

Phase 6
(Endvakuum)

Nach Beendigung der Phase 5 werden durch den Regler III die Ventile 3 und 7 geschlossen, Ventill geöffnet und die Vakuumpumpe VP durch Impuls in Betrieb gesetzt. Dieses Endvakuum wird möglichst hoch gewählt (VRi)- 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.

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

Phase 7

In dieser Phase wird die Tränkflüssigkeit aus dem Auffanggefäß /IG in das Vorratsgefäß VGzurückgefördert. Die Preß-Förder-Pumpe PFP ist dabei in Betrieb und die Ventile 10,11,12 sind geöffnet. Dabei sinkt der Flüssigkeitsstand im Auffanggefäß von F_b nach F₅. Sobald das Auffanggefäß leer ist, wird durch den Regler II das Ventil 10 geschlossen. Dieser Prozeß ist in etwa 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 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 Behandlungsguts sichergestellt Durch den Regier IV wird die Preß-Förder-Pumpe PFPeingeschaltet, während sie durch den Regler HI 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 (F) '/■ F₈). schaltet die Preß-Förder-Pumpe aus und scnließt 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 Γι 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 F, und Fj). Durch den Regler VI wird die Nachfüllung beendet, der gleichzeitig den Hauptschalter für die Einleitung der Phase 1 freigibt. Diese Phase 10 wird nicht automatisch eingeleitet, damit die effektive Endaufnahme vorher festgestellt werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden verschiedene Schwächen der bisherigen Durchführung des Doppelvakuum- und des Kesseldruckverfahrens, insbesondere die starke Aufnahmestreuung 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 zum Fluten und Entleeren des Imprägnierzylinders erforderlichen Zeiten beeinflußt wird. Durch die gemäß der beanspruchten Vorrichtung gewählte Anordnung von Vorratsgefäß, Imprägniergefäß 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. 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 Variations-

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möglichkeiten sind somit mit der beanspruchten Vorrichtung möglich:

a) Verbessertes Tauchverfahren (Wegfall des Eingangsvakuums)

b) Vakuum-NiederJruck-Verfahren (Doppelvakuum-Verfahren)

c) Vakuum-Druck-Verfahren

d) Lowry-Verfahren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunsien

Claims

Patentansprüche:

1. 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 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, einer über Rohrleitungen mit dem Imprägnier- und dem Vorratsgefäß in Verbindung stehenden Meßgefäß zur Kontrolle und Endermittiung des Verbrauches an Tränkflüssigkeit, einer Vakuumpumpe zur Erzeugung von Unterdruck im ImprägniergefäB sowie einer Förderpumpe mit Rohrleitungen zum Transport der Tränkflüssigkeit zum Vorratsgefäß, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des mit Entlüftungsieitung a und Ventil 3 versehenen Imprägniergefä^!'es 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 über ein Rchr c mit großem Querschnitt, ausgerüstet mit Ventil 9 und Reglern III und IV, verbunden ist, der Oberteil des Imprägniergefäßes mit dem Boden teil des Vorratsgefäßes VG über ein Rohr drnit großem Querschnitt, ausgerüstet mit Ventil 2 und Regler I, in Verbindung steht, das Verbindungsrohr c über eine obe-halb des Ventils 9 angebrachte und mit einem oder mehreren Ventilen versehenen Rohrleitung e, f, mit eir^r kombinierten Preß-Förder-Pumpe PFP verbunden ist, von der Preß-Förder-Pumpe PFPeine 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 Rohrleitung / und Ventil 1 mit der Entlüftungsleitung a verbundene Vakuumpumpe VP ein oder mehrere Vakuumregler VR aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Verbindungsrohres c so bemessen ist, daß bei vollständiger oder nahezu vollständiger Füllung des Imprägniergefäßes 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 unter Normaldruck stehende Wasserfüllung, in das Auffanggefäß AG abläuft.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Rohrquerschnittsfläche Q\ [m²] des Verbindungsrohres c zum effektiven Vi Volumen [m³] des Imprägniergefäßes IG Qi/Vi = Q.Q03 bis Q₁QI5 irr¹, vorzugsweise 0,004 bis0,01 m-'beträgt.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Rohrquerschnittsfläche Q\ des Verbindungsrohres c zum effektiven Volumen Vi des Imprägniergefäßes IG Q\IV\ bei einer anderen Tränkflüssigkeit mit der Viskosität -ηF als Wasser oder einer verdünnten wäßrigen Lösung

0,003 his 0,015 m

"¹ ■

vorzugsweise

0,004 his

'/II

beträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 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.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Rohrquerschnittsfläche <?2[m²] des Verbindungsrohres dz\im effektiven Volumen V\ [m³] des Imprägniergefäßes IGQ₂ZVi = 0,003 bis 0,015 m-', vorzugsweise 0,004-0,01 m-' oder bei einer anderen Tränkflüssigkeit mit der Viskosität t)f als Wasser oder einer verdünnten wäßrigen Lösung

0.003 bis 0.015 m"

'm

vorzugsweise

0,004 bis 0,01 m"' -^-

'/Il

beträgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Imprägn'ergefäß IG und Auffanggefäß A G ein oder mehiere zusätzliche Verbindungsrohre Ci, cj... mit dazugehörigen Ventilen 9b 9_C... vorhanden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vorratsgefäß VG und Imprägniergefäß IG ein oder mehrere zusätzliche Verbindungsrohre cfe, c/j... mit dazugehörigen Ventilen 2b, 2_C... vorhanden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die oberhalb des Ventils 9 vom Verbindungsrohr c abgehende und mit Ventil 5 versehene Rohrleitung e die Rohrleitung b mit Ventil 10 und Regler II vom Boden des Auffanggefäßes >4 G einmündet.

10. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die mit einem Ventil 11 versehene Rohrleitung /eine mit Ventil 6 versehene weitere Rohrleitung / mündet, die mit dem Meßgefäß Λ/Gverbundenistunddie Rohrleitung ge\ne mit Ventil 4 versehene und in den Rohrabschnitt e einmündende Zweigleitung k aufweist.

H. Vorrichtung nach Ansprüchen 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrleitungsabschnitt / über eine mit Ventil 13 versehene Rohrleitung m mit einem Lagertank LG in Verbindung steht.

12. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgefäß aus

einem Vorratsbehälter und einer darauf abgesetzten, mit den Reglern V und VI versehenen Meßsäule besteht.

13. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Ventil 12 versehene, von der Preß-Förderpumpe PFP zum Verbindungsrohr dführende Rohrleitung ifüber eine mit Ventil 7 und Überdruckregelventil 8 versehene Zweigleitung η mit der vom Vorratsgefäß VG zum Meßgefäß MG führenden Überlaufleitung /!verbunden ist.

14. Vorrichung nach Ansprüchen 1 — 13, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Verbindungsrohr c oberhalb des Ventils 9 ausgehende Rohrleitungsabschnitt e mit der Rohrleitung g zusätzlich über eine mit Zuleitung f_a (Ventil Wa) und Ableitung g_a (Ventil 4a) ausgerüstete Förderpumpe FP verbunden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpe VP mit einem Kondensator K und mit einem Sicherheits- (Flotteur-) Ventil ausgerüstet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das !mprägniergefäß IG ein Sicherheitsventil 14 aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auffanggefäß AC in einer Sicherheitsboden wanne B Wangeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Auffanggefäß in seinem Oberteil eine mit Prallkappe versehene Belüftungsöffnung aufweist.

19. 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 gegebenenfalls hinterfüllt werden.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniergefäß IG rechtekkige bzw. quadratische Querschnittsform aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorratsgefäß VG eine mit einem Absperrventil versehene Belüftungsleitung aufweist und über eine Rohrleitung an die Vakuumpumpe VPangeschlossen ist.

22. Vorrichtung nach Ansprüchen 1—21, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftun^sleitungen des Auffanggefäßes AG und des Imprägniergefäßes IG in eine gemeinsame Entlüftungsleitung »einmünden.

23. Vorrichtung nach Ansprüchen 1—21, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitungen des Auffanggefäßes AG, des Imprägniergefäßes IG und des Vorratsgefäßes VG in eine gemeinsame Entlüftungsleitung ο einmünden.

24. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 — 16, dadurch gekennzeichnet, dnü Zeitschalter zur Steuerung des Eingangsvakuums, der Tränkzeit sowie des Endvakuums vorgesehen sind.

25. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 — 16 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile elektromagnetisch oder pneumatisch steuerbar ausgebildet sind.