HRP920924A2 - Apparatus for impregnating wood - Google Patents

Description

Područje tehnike u koje spada izum

Izum spada u područje uređaja za nanošenje tekućine na površine, a posebno se odnosi na uređaje u kojima se predmet stavlja u dodir s velikom količinom tekućine. Oznaka prema međunarodnoj klasifikaciji patenata: B05C 3/109 i B27K 3/10.

Tehnički problem

Izumom se rješava problem kako konstrukcijski izvesti uređaj za impregniranje drveta kojim će se povećati dubina impregnacije drveta naizmjeničnom primjenom vakuuma, uz evakuaciju zraka i drugih plinova iz strukture drveta, i tlakom tekućine za impregniranje.

Stanje tehnike

Obrada drveta impregnacijom pod tlakom, ili duboka impregnacija, poznata je već dulje vremena. Svrha obrade je drvo učiniti otpornijim prema truljenju, gljivama, insektima i crvotočnim promjenama. Sredstvo za impregnaciju je normalno tekućina koja sadrži različite otopljene soli, koje obično imaju određeno toksično djelovanje.

Uređaji koji se danas najviše koriste, rade na principu što se suho drvo stavi u posudu pod tlakom, dok je rezervoar pod tlakom. Cilj je ovoga da se istisne koliko je god više moguće zraka iz stanice drveta. Nakon toga se tekućina za impregnaciju uvodi pod atmosferskim tlakom u rezervoar za impregnaciju iz specijalnog rezervoara za snabdijevanje. Usisavanjem će drvo apsorbirati tekućinu za impregnaciju. Nedostatak ovog uređaja je to, što je sposobnost drveta da apsorbira tekućinu za impregnaciju znatno umanjena, pošto je potrebno određeno vrijeme da bi drvo bilo potpuno obuhvaćeno tekućinom za impregniranje. U međuvremenu, prije no što je materijal potpuno obuhvaćen tekućinom, drvo će apsorbirati zrak i stanice drveta će se napuniti zrakom umjesto tekućinom. Zbog toga će i vanjski i unutarnji tlak biti u velikoj mjeri izjednačeni, pa će impregnacijska tekućina u nedovoljnoj mjeri prodirati u drvo.

Nakon detaljnih istraživanja ovih poznatih uređaja, bilo je zapaženo da, usprkos činjenici da drvo gubi veći dio volumena plina koji sadrže stanice, neće sav volumen koji je zauzet plinom biti ispunjen supstancijom za impregniranje, iako je sav materijal potpuno potopljen u tekućinu. Pošto nije došlo do deformacije materijala, treba pretpostaviti da preostali volumen mora biti ispunjen nekom drugom supstancijom od one koja služi za impregnaciju.

Logično je da ta supstancija mora biti neki plin. Ovaj plin se jednim dijelom sastoji od zraka koji je drvo apsorbiralo kada je dodavana tekućina, kao što je naprijed rečeno, ali je također vjerojatno da je plin izvučen iz tekućine, suglasno zakonu o topivosti plinova u odnosu prema tlaku plina iznad tekućine. Membrane stanica u drvetu su takve prirode, da mogu zadržati, na primjer, molekularne glikoze, dok su istodobno propusne za molekule vode. Drugim riječima, male molekule mogu mnogo lakše proći kroz membranu nego velike molekule. Veliki dio molekule što prolaze kroz membrane u stanice kod poznatih uređaja za impregnaciju bit će molekule plina iz tekućine za impregniranje, što umanjuje mogućnost molekulama tekućine za impregniranje da prodru u stanice. Ovo dovodi, naravno, do slabijeg prodiranja tekućine za impregniranje kod određenih vrsta drveta, naročito kod borovine, koja se danas smatra kao pogodna za impregnaciju ovim uređajem. To znači da druge važne vrste, kao što je jela, neće biti pogodne za impregnaciju pod tlakom, jer postoji razlika u strukturi stanica kod ova dva četinara. Kao rezultat, samo se borovina u Norveškoj obrađuje naprijed opisanim uređajem, pa ta ograničenja predstavljaju, prirodno, ozbiljan nedostatak uređaja.

Prema poznatom stanju tehnike, opisanom, na primjer, u DE-A-1 492 551 i DE-A-2 313 826, zrak se izvlači iz tekućine za impregniranje u koju je potopljeno drvo. Utvrđeno je daje nemoguće da se potpuno izvuče zrak iz drveta kada je isto prekriveno tekućinom, što znači nedovoljno prodiranje tekućine u stanice.

Prema GB 1 399 833 drvo i tekućina za impregniranje se obrađuju vakuumom u odvojenim posudama. Kada se tekućina prenese u posudu u kojoj je drvo, vakuum se otkloni i atmosferski tlak utiskuje tekućinu u pore drveta. Kao i kod naprijed opisanih primjera, to neće osigurati zadovoljavajuće impregniranje.

Opis rješenja tehničkog problema

Cilj je ovog izuma ostvariti uređaj za impregniranje drvenih materijala, koji će povećati dubinu impregniranja i pružit će mogućnost za impregniranje i onih vrsta drveta (na primjer jela i dr.) koja se smatraju nepogodnim za obradu impregniranjem pod tlakom, ili za duboko impregniranje.

Ovo je postignuto pomoću uređaja za impregniranje drveta tekućinom za impregniranje, kod koga se drvo stavlja u hermetičku posudu pod tlakom ili u rezervoar za impregniranje, iz kojeg je zrak potpuno, ili skoro potpuno evakuiran, a tekućina za impregniranje je nakon unošenja u rezervoar izložena tlaku, pri čemu je tekućina za impregniranje potpuno, ili skoro potpuno oslobođena svog plina i/ili zraka prije sabijanja u rezervoaru za impregniranje. Pri tome se impregniranje vrši pod uvjetima potpune hermetičnosti, tako da je tekućina potpuno, ili skoro sasvim oslobođena plina i zraka kad nastupa impregnacija, tj. kod povećanog prodiranja tekućine prema drvetu, i plin i/ili zrak nemaju priliku prodrijeti u drvo između pražnjenja rezervoara i impregniranja drveta.

Izumom se uspostavlja vakuum u drvetu, ili konkretnije, stanice drveta se stave pod vakuumom sustav koji se održava prije i u tijeku vremena napajanja tekućine, tako da impregnacijska tekućina bude "usisana na gore", kroz zidove stanica, puneći na taj način stanice. U ovom slučaju nema potrebe za izjednačavanjem tlaka između stanica i okruženja, da bi prethodno došlo do prodiranja tekućine za impregniranje kroz zidove stanica.

U praksi se odstranjivanje zraka sadržanog u tekućini za impregniranje obavlja u posebnom rezervoaru.

U tijeku rada, sabijanje impregnacijske tekućine i nakon što je ista uvedena u rezervoar za impregniranje ostvaruje se smanjivanjem volumena u rezervoaru za impregniranje, ili uvođenjem tekućine pod tlakom iz koje je uklonjen zrak ili plin.

Uređaj za impregniranje obuhvaća impregnacijski rezervoar koji prima drvo koje treba impregnirati, kao i potpunu opremu za proizvodnju vakuuma u rezervoaru, zatim cijevi koje spajaju rezerveoar za impregniranje s rezervoarom tekućine za impregniranje radi snabdjevanja tekućinom rezervoara za impregniranje, dok je u vezi s rezervoarom za impregniranje predviđena oprema za povećanje tlaka u rezervoaru, u uvjetima potpune zabrtvljenosti prema zraku.

Kod jednog praktičnog izvođenja uređaja prema izumu, povećanje tlaka izvedeno je pomoću sredstva za smanjenje volumena u rezervoaru, kao što je, na primjer, jedan ili više napuhanih mekanih rezervoara za impregnaciju, ili u cijevi koja provodi tekućine, a u vezi je s rezervoarom za impregniranje, ili pak postavljanjem jednog ili više pomičnih klipova, ili crpke za tlak u cijevi između rezervoara tekućine i rezervoara za impregniranje.

Izum je opisan detaljnije s pozivom na priloženi crtež koji prikazuje, shematski, primjer izvođenja uređaja prema izumu.

Drvo 1 koje se impregnira, smješteno je u rezervoaru 2 za impregniranje, koji je zabrtvljen za zrak i otporan na tlak. Jedan ili više elastičnih, mekanih rezervoara 3 raspoređeno je unutar rezervoara 2 za impregniranje (ovisno o broju, iznad drveta 1, ili iznad i s obje strane, i sl.). Prije početka impregniranja drveta 1, zrak u mekanom rezervoaru 3 je evakuiran pomoću vakuum crpke 4, a preko cijevi 5, 6, 7 i 8, dok su ventili 9, 10 u cijevima otvoreni. Nakon što je zrak evakuiran, zatvara se ventil 10. Iza toga je rezervoar 11 tekućine, spojen s vakuum crpkom pomoću cijevi 12 i 13, evakuiran otvaranjem ventila 14, koji se kasnije zatvara pošto evakuacija bude obavljena, a što se određuje dostizanjem tlaka ključanja tekućine za impregniranje. Pomoću vakuum crpke 4, zrak u rezervoaru 2 za impregniranje evakuira se preko cijevi 5, 12 i 25, a ventili 9 i 16 su otvoreni sve dok se potrebna evakuacija ne završi, a onda se zatvaraju. Sav, ili gotovo sav, zrak ili neki plin, je evakuiran iz oba rezervoara, rezervoara 2 za impregniranje i rezervoara 11 s tekućinom, koji sada radi kao ekspanzijski rezervoar, a dio zraka ili plina bit će također potpuno uklonjen iz tekućine 17 za impregniranje, koja se nalazi u rezervoaru 11.

Impregniranje počinje otvaranjem ventila 18 i 19, koji omogućavaju punjenje rezervoara 2 za impregniranje tekućinom za impregniranje iz rezervoara 11, pri čemu se rezervoar 11 tekućine postavlja na nešto veću visinu od rezervoara 2 za impregniranje, kako bi se omogućilo da tekućina za impregniranje prelazi u rezervoar 2 pod djelovanjem sile teže.

Za vrijeme prijelaza tekućine, rezervoar 11 se evakuira pomoću vakuum crpke 4, dok su ventili 9 i 14 otvoreni sve do onog vremena kada tlak plina u tekućini bude jednak tlaku plina iznad tekućine. Ventili 18 i 19 se zatim zatvaraju.

Od izvora P zraka pod tlakom, isti se uvodi kroz ventil 20 u mekani rezervoar 3, koji se širi pod tim tlakom unutar rezervoara 2, pri čemu taj tlak dostiže do 16 bara i više. Po završetku impregnacije, mekani rezervoar 3 se poveže s vakuum crpkom i prazni.

Ako je materijal apsorbirao količinu tekućine veću od optimalne, što se utvrđuje nekom od poznatih tehnologija koje nisu predmet ovog izuma, ponovo se u rezervoaru 2 uspostavlja vakuum za izvlačenje tekućine za impregniranje iz drveta.

Dimenzije pojedinih elemenata uređaja ovise isključivo o predviđenom kapacitetu uređaja. Zajedničko za te različito dimenzionirane uređaje je da je temperatura tekućine za impregniranje oko 20°C, dok je pritisak oko 12 bar.

Opisan i prikaz uređaj dan je samo kao primjer i može se koristiti na više načina. Tako, na primjer, može se ugraditi jedan pomični klip umjesto elastične posude radi smanjivanja volumena i time povišenja tlaka u rezervoaru za impregniranje.

Povišenje tlaka u rezervoaru 2 za impregniranje može se također ostvariti.

Claims (2)

1. Uređaj za impregnaciju drveta, koji obuhvaća rezervoar za impregniranje u koji se stavlja drvo 1, i potrebnu opremu za stvaranje vakuuma u rezervoaru kao i cijevi s ventilima za dovođenje tekućine za impregniranje u rezervoar 2 iz rezervoara 11 nakon evakuiranja, naznačen time, što je rezervoar (2) za impregniranje preko cijevi s ventilima (18, 19) povezan s rezervoarom (11) za tekućinu, i što je rezervoar (11) preko cijevi (5, 12, 13) i ventila (9, 14) spojen s vakuum crpkom (4), da je rezervoar (2) s vakuum crpkom (4) spojen preko cijevi (5, 12, 15) i ventila (9, 16).

2. Uređaj prema zahtjevu 1, naznačen time, što je u rezervoar (2) za impregniranje postavljen mekani rezervoar (3), preko ventila (20) i cijevi (8) spojen s crpkom (P) za zrak pod tlakom, i što je preko cijevi (8, 7, 6, 5) i ventila (10, 9) spojen sa vakuum crpkom (4).