PL185350B1

PL185350B1 - Sposób impregnowania podkładów torowych

Info

Publication number: PL185350B1
Application number: PL98336272A
Authority: PL
Inventors: Hans-Ulrich Dietze; Joachim Heilscher; Sebastian Benenowski
Original assignee: Butzbacher Weichenbau Gmbh; Bwg Gmbh & Cokg
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1998-04-11
Publication date: 2003-04-30
Also published as: PL336272A1; AT408084B; ATA904398A; LU90459B1; DE19880454D2; AU7524198A; WO1998046403A1; DE19715664A1

Abstract

1. Sposób impregnowania podkladów torowych z drewna lub zawierajacych drewno srodkiem impregnujacym, znamienny tym, ze przeprowadza sie nastepujace operacje: - umieszcza sie podklad torowy w pojemniku, - w pojemniku wytwarza sie podcisnienie (próznie wstepna), - po wytworzeniu wstepnej prózni pojemnik wypelnia sie gazem obojetnym, - utrzymuje sie nadcisnienie w pojemniku wypelnionym gazem obojetnym, -podklad torowy przy utrzymywanym w pojemniku nadcisnieniu i w obecnosci ga- zu obojetnego, nasyca sie srodkiem impregnujacym skladajacym sie z nieutwardzalnego w obecnosc gazu obojetnego, nierozcienczonego, niezemulgowanego i nieroztworzonego, niesyntetycznego oleju stanowiacego ciecz nosna, oraz z dodanych do niego biocydów i/lub sykatyw, i/lub organicznych zwiazków miedzi, - po zakonczeniu impregnowania likwiduje sie nadcisnienie, -usuwa sie z pojemnika srodek impregnujacy lub usuwa sie srodek impregnujacy z jednoczesnym wypelnianiem uwalnianej objetosci gazem obojetnym tak, ze w pojem- niku nadal panuje nadcisnienie, i nastepnie likwiduje sie nadcisnienie i - wyjmuje sie podklad torowy z pojemnika. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób impregnowania ciał stałych takich jak drewno, zwłaszcza podkłady torowe z drewna tub zawierających drewno, środkiem impregnującym.

Przy tak zwanym impregnowaniu próżniowym puste przestrzenie w porowatym ciele stałym wypełnia się przynajmniej jednym ciekłym środkiem. Przenikanie poprzez pory, o ile są one otwarte od strony powierzchni, powodowane jest przez siły kapilarne i różnice ciśnienia. Dlatego też konieczne jest, aby przed impregnowaniem z ciała stałego i ze środka impregnującego zostały usunięte wszystkie gazy. W tym celu przeznaczone do impregnowania ciało stałe poddaje się działaniu wstępnej próżni. Działanie środka impregnującego jest dodatkowo silniejsze, gdy ciało stałe zostanie zalane środkiem impregnującym w pojemniku takim jak kocioł i utrzymywane jest w nadciśnieniu.

Podkłady drewniane, słupy linii przewodowych, drewno kopalniane lub budowlane można impregnować roztworami soli, olejami smołowymi i innymi materiałami zawierającymi rozpuszczalniki, uzyskując przez to ochronę przeciwgnilną i ochronę przed szkodnikami pochodzenia zwierzęcego. .

Do zapobiegania atakowi grzybicy w drewnianych podkładach nadają się zwłaszcza oleje kreozotowe w wysokowrzących frakcjach. Jako oszczędnościowe sposoby stosuje się tu pojedyncze lub podwójne tak zwane sposoby riipingu (Rupingverfahren). Mimo, że impregnowanie olejem kreozotowym w znacznym stopniu eliminuje szkodliwe działanie grzybów, to jednak powstają problemy związane z ochroną środowiska między innymi wskutek tego, że część oleju kreozotowego uwalnia się w czasie użytkowania powodując niepożądane oddziaływanie na środowisko. Również zanieczyszczenie w miejscach prowadzenia nasycania stanowi problem pod względem ochrony środowiska.

Z opisu DE-A 2 105 806 znany jest sposób impregnowania drewna, tak zwany sposób pustych komórek, w których drewno poddaje się najpierw ciśnieniu atmosferycznemu, a następnie działaniu środka impregnującego, który składa się z nośnika rozpuszczalnika oraz ze środka hydrofobowego takiego jak parafina, sylikon, olej lniany lub barwnik. Podczas impregnowania konieczna jest atmosfera gazu obojętnego, gdyż ze względu na istniejący rozpuszczalnik istniałoby niebezpieczeństwo wybuchu względnie pożaru.

Według opisu EP 0 607 625 Al olej lniany emulguje się olejom mineralnym, aby następnie przez dodanie środków powierzchniowo czynnych uzyskać rozpuszczalność w wodzie. Następnie emulsję można zmieszać ze środkiem owadobójczym.

Aby zwiększyć wytrzymałość porowatych ciał, zgodnie z opisem DE 22 54 146 Al wykorzystuje się olej roślinny.

Według opisu EP 0 209 293 drewno poddaje się konserwacji, w której, przy jednoczesnym działaniu ciepła, drewno nasyca się roztworem jednej lub wielu soli metali kwasu karboksylowego w organicznym lub wodnym rozpuszczalniku. Impregnowane drewno nagrzewa się następnie, aby utrwalić sole metali.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu impregnowania podkładów torowych z drewna lub zawierających drewno, dla ochrony ich przed szkodliwym działaniem grzybów i szkodnikami zwierzęcymi, przy jednoczesnym wyeliminowaniu szkodliwego działania na środowisko.

Sposób impregnowania podkładów torowych z drewna lub zawierających drewno środkiem impregnującym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że umieszcza się podkład torowy w pojemniku, następnie w pojemniku wytwarza się podciśnienie (próżnię wstępną), po wytworzeniu wstępnej próżni pojemnik wypełnia się gazem obojętnym, utrzymuje się nadciśnienie w pojemniku wypełnionym gazem obojętnym, podkład torowy przy utrzymywanym w pojemniku nadciśnieniu i w obecności gazu obojętnego, nasyca się środkiem impregnującym składającym się z nieutwardzalnego w obecności gazu obojętnego, nierozcieńczonego, niezemulgowanego i nieroztworzonego, niesyntetycznego oleju stanowiącego ciecz nośną oraz dodanych do niego biocydów i/lub sykatyw, i/lub organicznych związków miedzi, a po zakończeniu impregnowania likwiduje się nadciśnienie.

Następnie usuwa się z pojemnika środek impregnujący lub usuwa się środek impregnujący z jednoczesnym wypełnianiem uwalnianej objętości gazem obojętnym tak, że w pojemniku

185 350 nadal panuje nadciśnienie, po czym likwiduje się nadciśnienie i wyjmuje się podkład torowy z pojemnika.

W sposobie według wynalazku jako środek impregnujący stosuje się olej lniany i/lub olej rzepakowy, i/lub tran, i/lub olej sojowy, i/lub olej słonecznikowy.

Ciało stałe poddaje się działaniu próżni wstępnej przez czas t,, a działaniu nadciśnienia gazu obojętnego przez czas t_?, przy czym t, ~ t₂ lub t, < t₂ korzystnie 0,5 t₂ do 0,8 t₂ = t,.

Do cieczy nośnej dodaje się jeden lub wiele biocydów o działaniu grzybobójczym.

Do cieczy nośnej dodaje się oktanian miedzi i/lub naftenian miedzi.

Do cieczy nośnej dodaje się mydła metaliczne zwłaszcza wyższe kwasy tłuszczowe.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku jako gaz obojętny stosuje się azot lub dwutlenek węgla.

W ciało stałe w postaci drewna wprowadza się środek impregnujący w ilości 130 do 600 kg na m³ drewna miękkiego.

W sposobie według wynalazku wymianę gazu przeprowadza się wielokrotnie.

Podczas impregnowania ciała stałego dokonuje się impulsowej zmiany ciśnienia.

Po odprowadzeniu środka impregnującego i przed wyjęciem podkładu torowego w pojemniku wytwarza się podciśnienie.

Zastosowanie cieczy nośnej zawierającej biocydy i/lub sykatywy, i/lub organiczne związki miedzi, którą to ciecz w postaci nierozcieńczonego, niezemulgowanego, nieroztworzonego i przez samoutlenianie utwardzalnego niesyntetycznego oleju stosuje się jako środek impregnujący do podkładów torowych wykonanych z drewna.

Stosuje się ciecz nośną zawierającą olej lniany, olej rzepakowy, tran, olej sojowy, olej słonecznikowy lub ich mieszaniny.

Według wynalazku unika się do impregnacji drewna stosowania rozpuszczalnika, co powodowałoby niepożądane obciążenie środowiska. Przez zastosowanie utwardzalnych w drewnie niesyntetycznych olei zapewnione jest to, że biocydy, sykatywy lub związki miedzi wprowadzą się w drewno stosując zwykłe działanie ciśnieniem, bez potrzeby dodatkowych operacji takich jak obróbka cieplna.

Utwardzony materiał nośny powoduje unieruchomienie materiałów powodujących działanie impregnujące wskutek czego nawet po dłuższym czasie użytkowania nie występuje ich wypłukanie.

Stosowane jako ciecz nośna zwłaszcza olej lniany i/lub olej rzepakowy, i/lub tran, i/lub olej sojowy, i/lub parafina stanowią produkty naturalne utwardzane fizycznie, i/lub chemicznie. Stosuje się również glicerydy, i/lub sztuczne tworzywa, które polimeryzuje się w celu utwardzenia.

Niezależnie od tego może być ewentualnie konieczne, aby biocydy i/lub sykatywy, i/lub organiczne związki miedzi wprowadzić do cieczy nośnej za pomocą pośrednika roztworowego.

Stosowany w sposobie według wynalazku przy nasycaniu ciekły rozpuszczalnik nie zawierający środka impregnującego po procesie nasycania ulega utwardzeniu w ciele stałym na przykład w drewnie, przy czym wprowadzone biocydy są unieruchomione. Wskutek tego występuje żądane działanie impregnujące. Przez utwardzenie zapewnia się ponadto, że nawet po dłuższym użytkowaniu nie może nastąpić wypłukanie środka impregnującego. Wskutek tego, że środek impregnujący jest utwardzony w ciele stałym powstaje również zaleta w postaci bardzo niskiej przewodności elektrycznej.

Ciało stałe poddane jest przy tym działaniu próżni przez czas t, a działaniu gazu obojętnego przed napełnieniem pojemnika cieczą nośną i dodanymi do niej biocydami i/lub sykatywami, i/lub organicznymi związkami miedzi jak np. olej lniany, poddane jest to ciało przez czas t2, przy czym t, « t2 lub t, < t2, korzystnie 0,5 t2 do 0,8 tj = t,.

Gdy ciało stałe nasycone jest już środkiem impregnującym w wystarczającym stopniu, przy czym ciało to otoczone jest całkowicie przez środek nasycający, środek ten odpompowuje się a uwolnioną przestrzeń pojemnika wypełnia się gazem obojętnym. Korzystne jest przy tym, gdy po wypuszczeniu środka impregnującego w pojemniku nadal panuje nadciśnienie. Następnie gaz obojętny odpompowuje się, aby przez pewien czas t3 ponownie w pojemniku wytworzyć

185 350 podciśnienie wskutek czego nadmiar środka impregnacyjnego zostaje uwolniony z ciała stałego i ulega odpompowywaniu. Czas t₃ wynosi korzystnie 2^ do 5t₂.

Nasycanie ciała stałego powinno przebiegać w temperaturze T„ przy czym 50°C <T, < 140°C. Natomiast temperatura T₂, przy której uwalnia się z ciała stałego nadmiar środka nasycającego i następnie odpompowuje się go, wynosi korzystnie T₂ « 2ΙΎΓχ.

Do samego środka impregnującego dodaje się sykatywy, aby przyspieszyć samoutlenianie i/lub polimeryzację. Sykatywy składają się przy tym z aktywnego kationu metalu takiego jak kobalt, ołów lub mangan i z anionu kwasu organicznego (wyższe kwasy tłuszczowe, kwasy żywiczne, kwasy naftenowe). Zwłaszcza przewiduje się jednak, że jako sykatywy stosuje się substancje z organicznymi związkami miedzi. Takie związki miedzi działają jako sykatywy i jako biocydy. Oprócz związków miedzi stosuje się również jeden lub wiele innych środków grzybobójczych. Jako korzystne są to oktanian miedzi. Jako gaz obojętny korzystnie stosuje się azot lub dwutlenek

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat przebiegu ciśnienia (wyrażonego logarytmicznie) w funkcji czasu impregnowania przy nasycaniu oszczędnościowym, fig. 2 - schemat przebiegu ciśnienia (wyrażonego logarytmicznie) w funkcji czasu impregnowania przy nasycaniu pełnym, fig. 3 przedstawia przebieg ciśnienia w funkcji czasu przy impulsowym sposobie impregnowania.

Poniżej przedstawione są przykłady wykonania sposobu według wynalazku, w odniesieniu do figur 1-3 rysunku.

Przykład 1

Prostopadłościenne ciało stałe o wymiarach 10x 10x 150 cm³ z drewna z drzew liściastych, bez pęknięć, z małą ilością sęków i o wilgotności drewna < 34% zostało umieszczone w autoklawie, aby przeprowadzić jego impregnację przy zastosowaniu nasycania oszczędnościowego.

Autoklaw został przy tym odessany aż do ciśnienia < 14iPa. Następnie autoklaw napełniono gazem obojętnym w postaci azotu. Wytworzono ciśnienie gazu wynoszące około 4 · 10⁵ Pa. Czas trwania wstępnej próżni jest równy czasowi podczas którego gaz obojętny działa nadciśnieniem na autoklaw. Wstępna próżnia istnieje przy tym przez 10 do 24 min, a nadciśnienie 15 do 25 min. W razie potrzeby taką wymianę gazów powtarza się.

Następnie, autoklaw napełnia się nieroztworzonym, niezemulgowanym, nierozcieńczonym olejem lnianym zmieszanym z biocydami i sykatywami. Ciało stałe zostaje pokryte całkowicie środkiem impregnującym. Jednocześnie w autoklawie wytwarza się ciśnienie wynoszące 7 · 10⁵do 10 · 10⁵ Pa. Równocześnie temperaturę środka impregnującego ustala się na 110 do 1000C.

Po tym, gdy ciało stale nasycane jest środkiem impregnującym w czasie 150 do 210 min tak, aby wprowadzić środek impregnujący w ilości około 140 do 160 kg/m3 drewna miękkiego (dla buku dla całości drewna), środek impregnujący odpompowuje się, przy czym uwolnioną objętość autoklawu wypełnia się gazem obojętnym. Należy przy tym uważać, aby podczas odpompowywania środka impregnującego w pojemniku ciśnieniowym panowało zawsze nadciśnienie, korzystnie w zakresie 2 · 105do 5 · 105Pa.

Po wypuszczeniu środka impregnującego odpompowuje się gaz obojętny i w autoklawie ustala się podciśnienie (próżnia końcowa) przez czas 20 do 30 min, aby uwolnić nadmiar środka impregnującego zawartego w drewnie i ten nadmiar odpompować. Podczas procesu suszenia temperatura w autoklawie powinna wynosić około 60 do 90°C. Gdy ciało stałe zostanie uwolnione od nadmiaru środka nasycającego w wystarczającym stopniu, autoklaw napełnia się świeżym powietrzem i opróżnia.

Przebieg czasowy ciśnienia przy nasycaniu oszczędnościowym jest przedstawiony schematycznie na fig. 1.

Co do wstępnej fazy ciśnieniowej następującej po wstępnej fazie próżniowej zanim jeszcze środek impregnujący zostanie wprowadzony pod wysokim ciśnieniem do autoklawu, to należy zauważyć, że istnieje tu zaleta, gdyż w drewnie tworzy się poduszka gazowa wskutek której w fazie próżni końcowej środek impregnacyjny znajdujący się w nadmiarze w drewnie może być w łatwy sposób usunięty. Przy tym osadzone poduszki

185 350 powietrzne nie oddziaływują na impregnowanie, gdyż zgromadzony gaz obojętny wykorzystywany jest do usuwania nadmiaru środka impregnującego w końcowej fazie próżni, a ponadto nie powoduje samoutleniania względnie polimeryzacji środka impregnującego.

Przykład 2

Zarówno cylindryczny jak i prostopadłościenny odcinek drewna iglastego impregnowano sposobem nasycania pełnego, którego schemat jest przedstawiony na fig. 2, na której ciśnienie uwidocznione jest logarytmicznie w stosunku do czasu impregnowania.

Po umieszczeniu drewna iglastego w autoklawie wytworzono w nim ciśnienie < 10⁴ · Pa. Następnie autoklaw został napełniony gazem obojętnym w postaci dwutlenku węgla, a następnie środkiem impregnującym w postaci nierozcieńczonego, niezemulgowanego i nierozpuszczonego oleju sojowego w celu wprowadzenia środka impregnującego przy ciśnieniu około 10 · 10⁵ Pa.

Po nasycaniu drewna iglastego środkiem impregnującym w czasie około 180 min odprowadza się go, a w autoklawie wytwarza się próżnię w celu usunięcia i oddessania z drewna nadmiaru środka impregnującego.

Czas trwania, względnie ciśnienie środka impregnującego są tak dobrane, że drewno iglaste zostaje nasycone środkiem impregnującym w ilości 400 do 600 kg środka na m³ drewna miękkiego. Pod pojęciem drewna miękkiego rozumie się tu obszar drewna prowadzący soki i będący nasycalnym. W przeciwieństwie do tego drewno twardzielowe jakie znajduje się np. sośnie i dębie, w zasadzie nie nadaje się do nasycania.

Przykład 3

Drewno iglaste o prostopadłościennej geometrii zewnętrznej impregnuje się olejem słonecznikowym przy zastosowaniu oszczędnościowego sposobu nasycania (fig. 1). Jako gaz obojętny zastosowano azot. Próżnia wstępna, ciśnienie wstępne, ciśnienie i próżnia końcowa odpowiadają tym, które występują w przykładzie 1. Stwierdzono, że każdy m³ drewna miękkiego wchłonął około 180 do 240 kg środka impregnującego.

Przykład 4

W oparciu o fig. 3 rysunku zostanie wyjaśniony sposób impulsowy impregnowania drewna liściastego o prostopadłościennej geometrii zewnętrznej. Przeznaczone do impregnacji drewno umieszcza się w pojemniku, w którym najpierw poprzez czas X_o tworzy się podciśnienie. Następnie wytwarza się nadciśnienie, które utrzymuje się przez czas X,. Po czasie X! wynoszącym 10 do 20 min pojemnik napełnia się środkiem impregnującym, to znaczy cieczą nośną składającą się z nie rozpuszczonego, niezemulgowanego i nierozcieńczonego oleju lnianego z dodatkiem biocydów i sykatywów aby zwiększyć ciśnienie do wartości P, na przykład 7 · 10⁵ do 10 · 10⁵ Pa wartości bezwzględnej. Ciśnienie to utrzymuje się przez Χ3 a następnie obniża się je do wartości P, jaka panowała przy napełnieniu pojemnika środkiem impregnującym. Ciśnienie to utrzymuje się w pojemniku przez czas X₂ odpowiadającym czasowi Χ3 na początku impregnowania. Podczas przebiegu impregnowania czas trwania procesu impregnowania podczas którego drewno poddane jest wysokiemu ciśnieniu P₂, ulega zwiększeniu, natomiast czas trwania ciśnienia P, wynoszącego 4 · 105do 6 · 105 P_a wartości absolutnej utrzymywany jest jako stały.

Po zakończeniu przebiegu impregnowania ciśnienie zostaje zredukowane, ciecz impregnująca odprowadzona a następnie wytwarza się podciśnienie aby uzyskać uprzednio opisane skutki.

Przedział czasowy X₂, względnie Χ4 może wynosić 0,5 do 3 min, a przedział czasowy Χ3 może wynosić 0,5 do 3 min, natomiast przedział czasowy X5 może wynosić 8 do 15 min przy całkowitym czasie trwania impregnowania wynoszącym 180 do 240 min.

185 350

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób impregnowania podkładów torowych z drewna lub zawierających drewno środkiem impregnującym, znamienny tym, że przeprowadza się następujące operacje:

- umieszcza się podkład torowy w pojemniku,

- w pojemniku wytwarza się podciśnienie (próżnię wstępną),

- po wytworzeniu wstępnej próżni pojemnik wypełnia się gazem obojętnym,

- utrzymuje się nadciśnienie w pojemniku wypełnionym gazem obojętnym,

- podkład torowy przy utrzymywanym w pojemniku nadciśnieniu i w obecności gazu obojętnego, nasyca się środkiem impregnującym składającym się z nieutwardzalnego w obecność gazu obojętnego, nierozcieńczonego, niezemułgowanego i nieroztworzonego, niesyntetycznego oleju stanowiącego ciecz nośną, oraz z dodanych do niego biocydów i/lub sykatyw, i/lub organicznych związków miedzi,

- po zakończeniu impregnowania likwiduje się nadciśnienie,

- usuwa się z pojemnika środek impregnujący lub usuwa się środek impregnujący z jednoczesnym wypełnianiem uwalnianej objętości gazem obojętnym tak, że w pojemniku nadal panuje nadciśnienie, i następnie likwiduje się nadciśnienie i

- wyjmuje się podkład torowy z pojemnika.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako środek impregnujący stosuje się olej lniany i/lub olej rzepakowy, i/lub tran, i/lub olej sojowy, i/lub olej słonecznikowy.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciało stałe poddaje się działaniu próżni wstępnej przez czas t,, a działaniu nadciśnienia gazu obojętnego przez czas t,, przy czym t, « t, lub t₂ < t, korzystnie 0,5 t, do 0,8 t₂ = t,.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do cieczy nośnej dodaje się jeden lub więcej biocydów o działaniu grzybobójczym.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do cieczy nośnej dodaje się oktanian miedzi i/lub naftenian miedzi.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do cieczy nośnej dodaje się mydła metaliczne zwłaszcza wyższe kwasy tłuszczowe.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako gaz obojętny stosuje się azot lub dwutlenek węgla.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w ciało stałe w postaci drewna wprowadza się środek impregnujący w ilości 130 do 600 kg na m³ drewna miękkiego.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wymianę gazu przeprowadza się wielokrotnie.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas impregnowania ciała stałego dokonuje się impulsowej zmiany ciśnienia.
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po odprowadzeniu środka impregnującego i przed wyjęciem podkładu torowego w pojemniku wytwarza się podciśnienie.
12. Zastosowanie cieczy nośnej zawierającej biocydy i/lub sykatywy, i/lub organiczne związki miedzi, którą to ciecz w postaci nierozcieńczonego, niezemułgowanego, nieroztworzonego i przez samoutlenianie utwardzalnego niesyntetycznego oleju stosuje się jako środek impregnujący do podkładów torowych wykonanych z drewna.
13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się ciecz nośną zawierającą olej lniany, olej rzepakowy, tran, olej sojowy, olej słonecznikowy lub ich mieszaniny.

185 350