WO2008116957A9 - Autoclave prismático de carga superior para procesos de impregnación de la madera por el procedimiento de vacio en inmersión previa - Google Patents

Autoclave prismático de carga superior para procesos de impregnación de la madera por el procedimiento de vacio en inmersión previa Download PDF

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WO2008116957A9
WO2008116957A9 PCT/ES2008/000184 ES2008000184W WO2008116957A9 WO 2008116957 A9 WO2008116957 A9 WO 2008116957A9 ES 2008000184 W ES2008000184 W ES 2008000184W WO 2008116957 A9 WO2008116957 A9 WO 2008116957A9
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vacuum
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prismatic
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WO2008116957A2 (es
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Gonzalez De Sarralde Fermin Posada
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Casado Chaco Maria Del Rosario
Posada Casado Maria
Posada Casado Maria Teresa Mai
Posada Gonzalez De Sarralde Fe
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/04—Pressure vessels, e.g. autoclaves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02—Processes; Apparatus
    • B27K3/08—Impregnating by pressure, e.g. vacuum impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
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    • B27K3/02—Processes; Apparatus
    • B27K3/08—Impregnating by pressure, e.g. vacuum impregnation
    • B27K3/10—Apparatus

Definitions

  • the UNE 56-416 standard that describes the methods of treatment sets out the diagram of the different cycles and among them the so-called "double vacuum".
  • the application process ends with a "drained" in order to save product consumption by extracting a part of the product loaded by means of an application of a second vacuum at medium pressure, equal to or somewhat higher than that applied in the initial vacuum phase.
  • the autoclaves used so far for this work are characterized by their cylindrical shape with Kloper-type bottoms as semi-spherical caps that can be separated from the cylinder by hinged joints or by guides, to allow the input and output of the processed material.
  • the reason for this cylindrical design used so far is justified by the greater construction and calculation facility provided by the cylindrical shapes on the binoculars at the time
  • the third limitation is that in order to avoid the problem of the transfer of these enormous volumes and reduce the process times, the impregnation is also intended, without sufficient guarantees of uniformity, by means of projectors or sprays that finely pulverize the product, and that are attached to the walls of the autoclave or that move through the interior and that are usually equipped with an oscillating movement by means of an articulated turning device that entails enormous difficulties of realization and later in use, the same thing happening when, following a different arrangement, They are mounted on mobile ramps that move inside the autoclave with identical problems.
  • the fourth limitation is that this form of application is not sufficient in a single pass, not even on the surfaces free of shadows due to shielding between pieces, since a vertical surface of 1 m2 retains approximately 0.48 liters of product when a surface of 1 m2 of solid wood would in many cases give a weight of 32 kg which would require 6 to 8 passes in the best conditions, to guarantee a product load of only 10% of its weight.
  • the fifth limitation is that in areas in shadow the application by sprays is largely ineffective, and should, to avoid, maintain distances between parts and appropriate placements to the detriment of the productivity of the installation.
  • the sixth limitation is due to the fact that due to the little use of space in these cylindrical autoclaves, very large diameters are necessary to cover bulky pieces, which requires spending an enormous amount of time when draining liquid in order to empty it
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) to proceed to its opening to allow the introduction into the interior of the material to be treated, happening or even when filling it and when proceeding to perform the internal vacuum since to achieve the vacuum of such a considerable volume of air, the process time is very long to reach effective values, adding to the filling and emptying process the corresponding to the realization of the vacuum to remove the excess of product from the last pit and of doubtful efficacy since it is only technically justifiable in the case of "empty cell” procedures or in cases of an initial vacuum only partially and insufficiently performed in “full cell” procedures.
  • the eighth drawback is that as a result of all the above, the work cycles are very long and that mechanical transport operations are carried out in difficult conditions because problems of binding of the mechanical systems arise due to displaced or fallen parts if they have not been "tied” "conscientiously since the material once submerged floats or is dragged by the force of the showers so that a rigorous control is imposed in the operations of placement of the material and the closing of the loading mouths that have to be equipped with powerful joints elastic and closures by means of powerful manners or rollers to guarantee the sealing of the autoclave, whose mechanisms have to support loads of the order of 500 Tons
  • the ninth limitation of these autoclaves is that there is no possibility of knowing the load of product received in the immersion treatment under vacuum without opening them or requiring
  • top-loading prismatic autoclaves of our invention whose design allows the process to be immersed with the tank permanently filled since the amount of product that is taking (loading) the submerged wood is known at all times
  • the prismatic autoclave object of this invention is open at the top and provided with a "lid" that integrates the components necessary to carry out the process at different pressures.
  • the basic difference between both techniques derives from the autoclave design itself, since with the autoclave of our invention it is not necessary to empty it to proceed to remove the treated load.
  • the prismatic autoclave that we have invented and of which we schematically show a view of the side section of the tank proper in drawing No. 3 in versions (40) constructed in steel and (41) constructed in reinforced concrete and which is intended for the protection of wood for any use, has required the analysis and study to overcome all this series of inconveniences outlined in terms of safety and productivity, which occur in the current impregnation processes included in the UNE 56-416 standard, to determine the aspects to innovate in it, both in the process itself and in the equipment to be used to carry it out.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) quantity of product applied avoiding loading more than necessary to have to eliminate it in a complicated additional final operation.
  • this prismatic top-loading autoclave allows the automation of the process at the level you want to reach by eliminating the possibility of making mistakes in the operation since it controls the quantity of product applied independently of the intervening factors (pressure, vacuum and time) that cause the possible deviations.
  • the immersion operation the dispersion in the homogeneity of the application is minimal and to adjust even more precisely, it has been established that the lifting speed of the processed load is very low in order to allow the pieces located at the bottom and that due to the weight of the liquid column have been reduced vacuum depression, remain longer in the loading cycle, to compensate for this disadvantage.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Dades recovering the product and avoiding drips around work areas, by tilting in four directions, as shown in drawing No. 13.
  • Drawing N ° 1 represents a side view of the complete autoclave at four different moments of the wood impregnation process presenting the prepared load, the submerged load, the load once hoisted and the drained one.
  • Drawing No. 2 represents a side view of the complete autoclave with markings referring to other drawings in greater detail.
  • Drawing No. 3 represents the side view of the prismatic autoclave tank constructed of reinforced steel sheet and reinforced concrete and with markings referring to other drawings in greater detail.
  • Drawing No. 4 represents a detail of the folding closures acting on the two types of joints selected.
  • Drawing No. 5 represents a type of double-acting hydraulic shock absorbers (37) and a passive fastener (38) with external anchorage to the surrounding terrain.
  • Drawing N 0 6 represents a side view of the autoclave lid with the markings of the numbers in the drawings that detail them.
  • Drawing No. 7 represents a load cell schematically.
  • Drawing No. 8 represents a rocker.
  • Drawing N ° 9 represents the folding wall basket.
  • Drawing N ° 10 represents the two types of preferred joints, a fixed one with a solid section (35) and an expansive one (36)
  • Drawing No. 11 represents a side section of the retention tray.
  • Drawing No. 12 represents the side view of one of the frames with the hoists schematically.
  • Drawing No. 13 represents the four inclinations of the drain in the front and side views.
  • Drawing No. 14 represents a schematic side view of the support heels of the lid.
  • Drawing No. 15 represents an impregnation cycle with the three stages DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT
  • each cycle of the impregnation process starts from an initial situation, as shown in drawing No. 1, with the autoclave open and the hoist lid suspended.
  • the autoclave is filled with liquid up to the level determined by the volumes submerged in the preceding loads, which will probably be adequate for the load it will receive.
  • the pieces to be impregnated without the need for ties or ties of any kind have been placed on the basket, hung on the lid, properly distributed or on pallets or loose.
  • By means of the double downpipe it is immersed in the autoclave.
  • the lid is placed simultaneously with the basket suspended from it on the autoclave fitting in the reference points or centering points.
  • closures are actuated, used only for vacuum-pressure processes, and from that moment the liquid recharge starts up to the maximum level and the evacuation of the air that would have remained, starting the extraction of the internal air from the wood.
  • the atmospheric air inlet is opened and once the quantity of liquid to be injected is reached, following the indications of the monitor processed by the PLC, the opening of the lid that is deposited on its frame or left suspended from the hoist as it was in the initial phase together with the basket.
  • the amount of liquid to be injected is a function of the type of product, the intended treatment, and the species and amount of wood to be treated.
  • a system of load cells that act on the system of suspended loads makes it possible to know the weight that is being provided by the product to interrupt or prolong it to the appropriate extent.
  • the basket is removed by tilting it by means of the set that allows the axial hoists to proceed to the draining and is then moved to the discharge position located on a drip collection tray, or is maintained on the tank itself, thus ending the impregnation cycle.
  • this autoclave In order to process the wood loads in the impregnation processes by means of the system described, this autoclave has been invented, equipped with the appropriate equipment and easily realizable as a set of boiler parts with some mechanization, capable of working with "lid” and “weighing” the load in process of application throughout the process.
  • the prismatic autoclave tank can be constructed in steel of one type or another, or reinforced concrete since the materials of which it is constructed do not determine the suitability or validity of the system.
  • Drawing N2 shows a set of the UPPER LOAD PRISMATIC AUTOCLAVE with the identification marks of the most important components.
  • the upper edge of the autoclave may incorporate the FOLDING CLOSURES as indicated in drawing N ° 4 and will be fitted with tubing for product inlet (30) and outlet (31), air intakes (32), sensor outlet (33 ) and filter (34).
  • double-acting HYDRAULIC SHOCK ABSORBERS may be placed in the manner indicated in drawing No. 5 between the autoclave itself and the retaining pit wall with passive fixings to the ground surrounding if necessary.
  • the SEMICBLINDRICAL COVER (drawing N ° 6) is the element that integrates all the components that are essential for this invention.
  • the LOAD CELLS whose mission is the evaluation of the variation of the efforts produced by the application of the load of product in the wood (drawing N ° 7),
  • the ROCKER that, may be more than one depending on the size of the autoclave, Its mission is the permanent distribution of the efforts due to imbalance of the loads (drawing N ° 8), the CESTON as a tray or container with folding walls where the material to be treated is placed (drawing N ° 9)
  • the set of DOUBLE COUPLE DOUBLE-DOUBLE COUPLE PORTS (Drawing No. 12) for handling the cover can be of a very different type and its operation can be manual or automatic with displacements of the load in one direction or another or static on the own autoclave. It is a consubstantial element of the installation but that can be replaced by other systems that perform the same task, depending on the size of the autoclave as elements of this equipment or common for other services, such as crane bridges, forklifts, davits, etc.

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Abstract

El objeto de esta invención es un autoclave prismático de carga superior para impregnación de la madera por los procedimientos de vacio según la Norma UNE-56-416. Este autoclave, tal como se ha diseñado, facilita la realización de esos procedimientos pero en inmersión permanente, con la ventaja añadida de permitir conocer el momento en que puede detenerse él proceso cuándo sé alcanza la cantidad adecuada de producto aplicado, sin necesidad de efectuar un escurrido mediante el segundo vacio final.

Description

TITULO DE LA INVENCIÓN
Autoclave prismático de carga superior, para procesos de impregnación de la madera por el procedimiento de vacio, en inmersión previa
DESCRIPCIÓN
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Las piezas de madera que deben ser impregnadas con productos químicos tanto para dotarlas de protecciones biológicas como para permitirles una mayor resistencia al fuego o para colorearlas, llegan a tener dimensiones de IS mts o mas de longitud, con secciones muy variables, pero en todo caso considerables.
Esta impregnación, para conseguir penetraciones profundas que permitan alcanzar al producto químico, que genera la protección, las zonas internas de las piezas de madera, debe hacerse sometiendo las piezas a la acción de presiones o a vacíos de distinta magnitud. La operación ha de efectuarse en cámaras cerradas estancas capaces de soportar presiones y depresiones elevadas, denominarlas de forma genérica autoclaves.
La norma UNE 56-416 que describe los métodos de tratamiento expone el diagrama de los diferentes ciclos y entre ellos el denominado de "doble vacio".
En los procedimientos actuales, en todos los casos ya sea con el procedimiento BetheL el Rup- ping, el Lowry, o con los sistemas denominados oscilantes o en los denominados alternativos, que recoge la Norma, el proceso de aplicación finaliza con un "escurrido" con objeto de economizar consumo de producto extrayendo una parte del producto cargado mediante una aplicación de un segundo vacio a media presión, igual o algo superior a la aplicada en la fase de vacio inicial.
En los procesos de impregnación de las distintas especies de maderas, existe una relación entre las cargas aplicadas los valores de vacio y los tiempos de contacto entre la madera y los líquidos de protección.
En estas fases es obviamente obligado que el autoclave donde se hace el "escurrido" se encuentre vacio para lo que habrá sido preciso vaciarlo previamente.
Los autoclaves utilizados hasta ahora para esta labor se caracterizan por su forma cilindrica con fondos tipo Kloper a modo de casquetes semiesféricos que pueden separarse del cilindro mediante uniones abisagradas o mediante guías, para permitir la entrada y salida del material procesado. El motivo de ese diseño cilindrico usado hasta ahora se justifica por la mayor facilidad constructiva y de cálculo que proporcionan las formas cilindricas sobre las prismáticas a la hora
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) de soportar presiones pero que en razón de su forma no comporta ninguna ventaja para el usuario.
La impregnación, a pequeña escala, también se viene efectuando ahora en depósitos prismáticos, que al carecer de los elemento adecuados, solo puede efectuarse a presión atmosférica por simple inmersión fría o caliente y por tanto quedan fuera de este grupo de equipos denominados "autoclaves" en los que según la Norma UNE 56-416 se deben efectuar los procedimientos de impregnación de célula llena y de célula vacía que exigen distintas presiones y bajo vacío. La cilindrica no es la sección ni la forma mas adecuada, para estos trabajos y de ahí surge la primera limitación de una serie de ellas ya que se sacrifica un 60% del volumen disponible por el desajuste entre las secciones rectangulares normalmente necesarias y las circulares de estos autoclaves.
La segunda limitación de esos autoclaves cilindricos es que necesariamente dado su tamaño se colocan horizontalmente y solo pueden abrirse estando vacíos, como es obvio por lo que para procesar el material hay que volver, cada vez, a llenarlos.
La tercera limitación es que para evitar el problema del trasiego de esos enormes volúmenes y reducir los tiempos de proceso, la impregnación pretende hacerse también, sin suficientes garantías de uniformidad, por medio de proyectores o sprays que pulverizan finamente el producto, y que están adosados a las paredes del autoclave o que se desplazan por el interior y que suelen estar dotados de un movimiento de oscilación mediante un dispositivo de giro articulado que conlleva enormes dificultades de realización y posteriormente en el uso, sucediendo lo mismo cuando, siguiendo una disposición distinta, se montan sobre rampas móviles que se desplazan por el interior del autoclave con idénticos problemas.
La cuarta limitación es que esta forma de aplicación no es suficiente en una sola pasada, ni siquiera en las superficies libres de sombras por apantallamientos entre piezas, ya que una superficie vertical de 1 m2 retiene aproximadamente 0,48 lts de producto cuando una superficie de 1 m2 de madera maciza daría en muchos casos un peso de 32 kg lo que exigiría de 6 a 8 pasadas en las mejores condiciones, para garantizar una carga de producto de tan sólo el 10% de su peso. La quinta limitación es que en las zonas en sombra la aplicación por sprays es en gran medida ineficaz, debiendo, para evitarías, mantenerse distancias entre piezas y colocaciones apropiadas en detrimento de la productividad de la instalación.
La sexta limitación es debida a que debido al poco aprovechamiento del espacio en esos autoclaves cilindricos son necesarios diámetros muy grandes para cubrir piezas voluminosas lo que obliga a dedicar enorme cantidad de tiempo a la hora de trasegar liquido con objeto de vaciarlo
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) para proceder a su apertura para permitir la introducción en el interior del material a tratar, sucediendo o mismo a la hora llenarlo y a la hora de proceder a realizar el vacio interior ya que para lograr hacer el vacio de un volumen de aire tan considerable, el tiempo de proceso es muy largo para alcanzar valores eficaces, añadiéndose al proceso de llenado y vaciado el correspondiente a la realización del vacio para retirar el exceso de producto de la ultima fose y de dudosa la eficacia ya que solo es técnicamente justificable en el caso de los procedimientos de "célula vacía" o en los casos de un vacio inicial sólo parcial e insuficientemente efectuado en los procedimientos de "célula llena".
Todo esto supone además un gran consumo de energía en bombas de vacio, bombas de aspersión y bombas de trasiego y además al realizar el trasiego o la aspersión del producto, necesario en los actuales autoclaves, se carga necesariamente de aire en suspensión, una y otra vez, lo que prolonga el tiempo de obtención del vacio al tener que volver a eliminar el aire disuelto en el líquido en cada ciclo.
Además por utilizar en la formulación de la mayor parte de estos productos disolventes orgánicos más o menos volátiles las operaciones de trasiego favorecen su evaporación con el consiguiente empobrecimiento de las soluciones y con emisión de vapores al medio ambiente. La séptima limitación que presentan esos autoclaves es que en su interior es necesario que se haya previsto un sistema de traslado del material desde la boca hasta el fondo lo que supone la existencia de elementos mecánicos de rodadura sumergidos en los productos y la perdida adicional del espacio al que ha de destinarse la ubicación de los mecanismos, guías, y carrillos de transporte además del destinado a los sistemas de duchas.
El octavo inconveniente es que como consecuencia de todo lo anterior los ciclos de trabajo son muy largos y que se exigen operaciones mecánicas de transporte efectuadas en difíciles condiciones porque surgen problemas de atascamientos de los sistemas mecánicos por piezas desplazadas o caídas si no han quedado "amarradas" concienzudamente ya que el material una vez sumergido flota o es arrastrado por la fuerza de las duchas por lo que se impone un riguroso control en las operaciones de colocación del material y del cierre de las bocas de carga que han de estar dotadas de potentes juntas elásticas y cierres mediante manerales o roldanas potentes para poder garantizar la estanqueidad del autoclave, cuyos mecanismos han de soportar cargas del orden de las 500 Toneladas
La novena limitación de esos autoclaves es que no existe la posibilidad de conocer la carga de producto recibida en el tratamiento por inmersión bajo vacio sin abrirlos o exigen efectuar
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) cálculos basados en operaciones realizadas en base al volumen de producto aplicado una vez extraída la carga
Desde el punto de vista de la calidad y de un seguimiento trazable que la garantice tal como se viene haciendo hasta ahora, son pocas las posibilidades de llevarlo correctamente de manera permanente ya que todo él se efectúa "a ciegas" de forma personal dejando las decisiones sometidas a la voluntad del operador y por tanto sin garantía de una aplicación que esté dentro de los parámetros adecuados lo que conlleva necesariamente una repetición de tratamientos o una serie de rechazos cuando no un incremente innecesario de los costos de producción por exceso de producto consumido.
El décimo inconveniente de esos autoclaves cilindricos es que desde el punto de vista de la seguridad del personal y del entorno, es que esos autoclaves comportan un grave riesgo ya que puede tener enorme transcendencia el que unos depósitos con tales volúmenes de liquido (pueden tener necesidad de albergar, si trabajan por inmersión, mas de 70 m3 de líquidos, en muchos casos altamente contaminantes) pudieran accidentalmente abrirse vertiendo todo ese contenido en unas fracciones de segundo, máxime teniendo en cuenta que han de trabajar a presiones que según indica la Norma UNE 56-416 pueden tener necesidad de alcanzar los 9kg/cm2 para algunos procesos, lo que resulta ser a todas luces peligroso.
El undécimo inconveniente que presentan es que desde el punto de vista de la normativa aplicable ITC MEE APQ-006, el almacenamiento del líquido para esos autoclaves, obliga a realizar obras de retención para enormes volúmenes y tanques de almacenamiento externo de considerables dimensiones muy superior al volumen de consumo de las 72 horas que permite la reglamentación por lo que es preciso incorporar una serie de inversiones y adquirir obligaciones y dedicarles atenciones adicionales.
En cuanto al equipamiento necesario y por el hecho de tener que vaciar el autoclave es preciso que haya disponible otro depósito de igual capacidad para poder efectuar el trasiego con las correspondientes instalaciones de seguridad obligatorias.
Desde el punto de vista de la explotación, y como duodécimo inconveniente se puede deducir que los procedimientos usados ahora generan unos costos de producción mayores que los necesarios por la perdida de productividad y porque exigen inmovilizar enorme cantidad de producto en stock no productivo además de impedir un efectivo control de los mismos por el desconocimiento de la cantidad real de producto aplicado.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Todos estos inconvenientes quedan resueltos con los autoclaves prismáticos de carga superior de nuestra invención cuyo diseño permite efectuar el proceso en inmersión con el tanque permanentemente lleno ya que se conoce en todo momento la cantidad de producto que va tomando (cargando) la madera sumergida
Ha sido la constatación de toda esta serie de inconvenientes y limitaciones a lo largo de todo el proceso de impregnación de la madera lo que nos ha llevado a innovar la forma de los autoclaves tal como se describe en esta exposición para permitir la realización del procedimiento de aplicación aportando al mismo la eliminación de costosas tareas innecesarias cuando no contraproducentes en relación con el objetivo que se pretende, entendiendo como tal la impregnación uniforme en la cantidad necesaria de un producto incorporado a la estructura interna de la madera con distintos fines protectores.
El autoclave prismático objeto de esta invención esta abierto por su parte superior y provisto de una "tapa" que integra los componentes necesarios para poder efectuar el proceso a distintas presiones. La diferencia básica entre ambas técnicas se deriva del propio diseño del autoclave, ya que con el autoclave de nuestra invención no es necesario vaciarlo para proceder a sacar la carga tratada.
El autoclave prismático que hemos inventado y del que esquemáticamente mostramos una vista de la sección lateral del tanque propiamente dicho en el dibujo N° 3 en las versiones (40) construido en acero y (41) construido en hormigón armado y que está destinado a la protección de la madera para cualquier uso, ha exigido el análisis y estudio para la superación de toda esa serie de inconvenientes reseñados en materia de seguridad y de productividad, que se dan en los procesos de impregnación actuales comprendidos en la norma UNE 56-416, para determinar los aspectos a innovar en el mismo, tanto en el propio proceso como en los equipos a utilizar para realizarlo.
Se trata de la invención de un equipo para la realización de los procedimientos de impregnación de la madera dentro del grupo de los denominados en dicha Norma de "célula llena" mediante doble vacio, simplificando los actualmente en uso al efectuar la operación en una sola etapa en base a la citada invención, que condiciona el equipo, al estar ahora diseñado de forma diferente de todos los conocidos, efectuando la aplicación bajo control de la cantidad de carga aplicada en inmersión, y sin necesidad por tanto de aplicar un segundo proceso de vacio para eliminar los excesos de producto depositado, como se menciona en los actuales procesos utilizados, ya que al tener la posibilidad de efectuar el pesado en inmersión puede controlarse en todo momento la
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) cantidad de producto aplicado evitando cargar mayor cantidad que la necesaria para tener que eliminarla en una complicada operación final adicional.
La diferencia fundamental que presenta esta invención con relación a todos los sistemas existentes estriba en el hecho de que el autoclave prismático se carga por arriba y al mantenerse lleno de liquido permite que el proceso de carga de producto en el interior de la madera se efectúe en todo momento en inmersión, cerrado herméticamente mediante una tapa especialmente diseñada, como veremos, evitando el tener que vaciarlo para volver a llenarlo nuevamente tal como actualmente se hace cada vez que se inicia cada fase en cada ciclo de aplicación por estarse utilizando actualmente depósitos cilindricos horizontales de apertura frontal.
Con el autoclave que hemos inventado, que permite el control de carga mediante una serie de elementos integrados en la tapa y al no ser ahora preciso vaciar el tanque de aplicación, el material permanece sumergido permanentemente, con lo que se garantiza un contacto total y uniforme con el producto incluso en las cavidades invertidas al hacerse la extracción del aire que las ocupaba.
En nuestro caso y puesto que el vacio se efectúa con la carga sumergida con el tanque lleno de producto la cantidad de aire a extraer para lograr el vacio es veinte veces menor que en los autoclaves cilindricos, acortándose muy significativamente el tiempo de ciclo. Para alcanzar una calidad uniforme y estable dentro de las exigencias de las normativas actuales de seguimiento de la producción, s/ ISO 9000, este autoclave prismático de carga superior permite la automatización del proceso al nivel que se quiera llegar eliminando la posibilidad de cometer errores en la operativa puesto que controla la cantidad de producto aplicado con independencia de los factores intervinientes (presión, vacio y tiempo) causantes de los posibles desvíos. Al poder efectuarse, con nuestra invención, la operación en inmersión, la dispersión en la homogeneidad de la aplicación es mínima y para ajustaría incluso mas precisamente, se ha establecido que la velocidad de elevación de la carga procesada sea muy baja al objeto de permitir que las piezas situadas en el fondo y que en razón del peso de la columna de liquido han visto reducida la depresión por vacio, permanezcan mas tiempo en el ciclo de carga, para compensar esta desventaja.
Con nuestro sistema se eliminan sobre el propio autoclave mediante goteo el producto retenido en cavidades, oquedades, cajeras, pestañas y resaltes que tiene la madera en bruto y las piezas mecanizadas ya que el conjunto de polipastos que emparejados se utilizan para introducir y sacar las cargas sirve a su vez para inclinarlas en una u otra dirección al objeto de vaciar dichas cavi-
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) dades recuperando el producto y evitando goteos en el entorno de las zonas de trabajo, mediante su inclinación en cuatro direcciones, según se ve en el dibujo N° 13.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
El Dibujo N° 1 representa una vista lateral del autoclave completo en cuatro momentos distintos del proceso de impregnación de la madera presentando la carga preparada, la carga sumergida, la carga una vez izada y el escurrido.
El Dibujo N° 2 representa una vista lateral del autoclave completo con marcas referidas a otros dibujos de mayor detalle.
El Dibujo N° 3 representa la vista lateral del depósito del autoclave prismático construido en chapa de acero reforzada y en hormigón armado y con marcas referidas a otros dibujos de mayor detalle.
El Dibujo N° 4 representa un detalle de los cierres abatibles actuando sobre los dos tipos de juntas seleccionadas.
El dibujo N° 5 Representa un tipo de amortiguadores hidráulicos de doble efecto (37) y una fijación pasiva (38) con anclaje exterior al terreno circundante.
El dibujo N06 representa una vista lateral de la tapa del autoclave con las marcas de los números de los dibujos que los detallan.
El dibujo N° 7 representa una célula de carga de forma esquemática. El dibujo N° 8 representa un balancín. El dibujo N° 9 representa el cestón de paredes abatibles.
El Dibujo N° 10 representa los dos tipos de juntas preferidos uno fijo de sección maciza (35) y otra expansiva (36)
El Dibujo N° 11 representa una sección lateral de la bandeja de retención. El Dibujo N° 12 representa la vista lateral de uno de los pórticos con los polipastos de forma esquemática.
El Dibujo N° 13 representa las cuatro inclinaciones del escurrido en la vista de frente y en la lateral. El Dibujo N° 14 representa una vista lateral esquemática de los talones de apoyo de la tapa.
El dibujo N° 15 representa un ciclo de impregnación con las tres etapas DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA
Al objeto de facilitar el conocimiento del funcionamiento de esta invención explicaremos que en cada ciclo del proceso de impregnación se parte de una situación inicial, como se representa en el dibujo N° 1, con el autoclave abierto y la tapa suspendida de los polipastos. El autoclave esta lleno de líquido hasta el nivel determinado por los volúmenes sumergidos en las cargas precedentes, que será probablemente el adecuado para la carga que va a recibir. En el cestón, colgado de la tapa se han colocado distribuidas adecuadamente o en paletes o sueltas, las piezas a impregnar sin necesidad de ataduras ni amarres de ningún tipo. Mediante el polipasto de doble bajante se sumerge en el autoclave. La tapa se coloca simultáneamente con el cestón suspendido de ella sobre el autoclave encajando en los puntos de referencia o centradores.
Se actúan los cierres, utilizados únicamente para procesos vacio-presión, y a partir de ese momento se inicia la recarga de liquido hasta el nivel máximo y la evacuación del aire que hubiera quedado, comenzando la extracción del aire interno de la madera.
Al cabo de unos minutos y una vez estabilizado el valor del vacio aplicado, se abre la entrada de aire atmosférico y una vez alcanzada la cantidad de líquido a inyectar, siguiendo las indicaciones del monitor procesadas por el PLC, se procede a la apertura de la tapa que se deposita en su bastidor o se deja suspendida del polipasto como estuvo en la fase inicial juntamente con la cesta.
La cantidad de líquido a inyectar es función del tipo de producto, del tratamiento que se pretende, y de la especie y cantidad de madera a tratar.
Un sistema de células de carga que actúan sobre el sistema de cargas suspendidas permite conocer el peso que se esta aportando de producto para interrumpirlo o prolongarlo en la medida adecuada.
Al final del proceso de aplicación se extrae el cestón inclinándolo mediante el juego que permiten los polipastos axiales para proceder al escurrido y se traslada a continuación a la posición de descarga situada sobre una bandeja de recogida de goteos, o se mantiene sobre el propio tanque, terminando así el ciclo de impregnación.
Para poder procesar las cargas de madera en los procesos de impregnación mediante el sistema descrito se ha inventado este autoclave provisto del equipo adecuado y fácilmente realizable como conjunto de piezas de calderería con alguna mecanización, capaz de trabajar con "tapa" y de "pesar" la carga en curso de aplicación a lo largo del proceso.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) El tanque del autoclave prismático puede construirse en acero de uno u otro tipo, o de hormigón armado ya que los materiales de que este construido no determinan la idoneidad ni la validez del sistema.
En el dibujo N2 se representa un conjunto del AUTOCLAVE PRISMÁTICO DE CARGA SUPERIOR con las marcas de identificación de los componentes más importantes. Obviamente para su detalle habrá que tener en cuenta los efectos de las presiones que ha de soportar en razón de sus dimensiones y las paredes del autoclave en contacto con el liquido deberán ser protegidas contra el ataque químico en razón de la posible incompatibilidad de los productos en contacto mutuo.
Para el de acero no será necesario ningún revestimiento y para el de hormigón servirán revestimientos de Resinas Epoxi, Poliester u otros.
El borde superior del autoclave podrá incorporar los CIERRES ABATIBLES tal como se indica en el dibujo N° 4 y estará dotado de tubuladuras para entrada (30) y salida de producto (31), tomas de aire (32), salida de sensores (33) y filtro (34).
Para contrarrestar las presiones o depresiones internas y en razón del tamaño para reducir costos podrán colocarse AMORTIGUADORES HIDRÁULICOS de doble efecto de la forma que se indica en el dibujo N° 5 entre el propio autoclave y la pared del foso de contención con fijaciones pasivas al terreno circundante si fuera necesario.
La TAPA SEMICBLINDRICA (dibujo N° 6) es el elemento que integra el conjunto de los componentes que son esenciales para esta invención
Su diseño semicilíndrico, se ha estudiado para aprovechar el esfuerzo que realizan las paredes laterales hacia el interior transmitiéndolo en sentido opuesto a las resultantes de la presión atmosférica sobre la tapa por medio de una serie de TALONES (dibujo N°14) consiguiendo al mismo tiempo reforzar las paredes mediante este apoyo en las cabezas.
Este diseño ha permitido reducir el peso del autoclave y simultáneamente el de la propia tapa, en la que se integran:
Las CÉLULAS DE CARGA que tienen como misión la evaluación de la variación de los esfuerzos producidos por la aplicación de la carga de producto en la madera (dibujo N° 7), El BALANCÍN que, podrán ser más de uno dependiendo del tamaño del autoclave, tiene como misión la repartición permanente de los esfuerzos por desequilibrio de las cargas (dibujo N° 8), El CESTÓN a modo de bandeja o contenedor de paredes abatibles donde se coloca el material a tratar (dibujo N° 9)
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Las JUNTAS DE CIERRE FIJAS O EXPANSIVAS que se ocupan de mantener la estanqueidad y que son dilatadas mediante presión de aire interior para permitir trabajar con presiones más altas (dibujo N° 10)
LA BANDEJA DE RETENCIÓN cuya misión es soportar el material cuando flota para transmitir el empuje a las células de carga (dibujo N" 11)
El conjunto de PÓRTICOS DE DOBLE PAREJA DE POLIPASTOS-DOBLES (Dibujo N° 12) para manejo de la tapa podrá ser de muy diverso tipo y su funcionamiento podrá ser manual o automático con desplazamientos de la carga en una u otra dirección o estático sobre el propio autoclave. Es un elemento consustancial de la instalación pero que podrá ser reemplazado por otros sistemas que efectúen el mismo cometido, dependiendo del tamaño del autoclave como elementos propios de este equipo o comunes para otros servicios, tales como puentes grúas, carretillas elevadoras, pescantes , etc.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)

Claims

REIVINDICACIONES
1. AUTOCLAVE PRISMÁTICO DE CARGA SUPERIOR PARA PROCESOS INDUSTRIALES DE APLICACIONES EN CICLOS MÚLTIPLES DE VACIO-PRESION (DIBUJO N*3) que se caracteriza por ser sus secciones principales poligonales y por estar abierto por su parte superior y por estar provisto de tapa.
2. AUTOCLAVE PRISMÁTICO DE CARGA SUPERIOR PARA IMPREGNACIÓN DE LA MADERA
POR LOS PROCEDIMIENTOS DE VACIO-PRESION (DIBUJO N° 2) que se caracteriza porque permite la realización de estos procesos según la norma UNE 56-416 en inmersión permanente, con posibilidad de detener el proceso al alcanzar la cantidad adecuada de producto aplicado.
3. AUTOCLAVE PRISMÁTICO DE CARGA SUPERIOR ( DIBUJO N°3) que se caracteriza por su forma prismática o tronco piramidal de paredes mas o menos paralelas apoyadas mediante amortiguadores hidráulicos de doble efecto (DIBUJO N0S marca 37) o con fijaciones pasivas al terreno (DIBUJO N° S marca 38), provisto de tapa semicilíndrica (DIBUJO N°6) que proporciona el apoyo complementario para rigjdizar la estructura mediante una serie de talones (DIBUJO N°14), con cierre estanco asegurado mediante juntas de cierre (DIBUJO N°10) fijas( marca 35) o expansivas (marca 36) y cierres abatibles ( DIBUJO N°4) y abierto por su cara superior por donde se efectúa la carga y descarga para procesos de impregnación de la madera en ciclos de simple vacio o para ciclos mixtos vacio-presión (según la Norma UNE 56-416) con indicación constante de la carga de producto aplicada mediante balancines ( DIBUJO N°8) y células de carga ( DIBUJO N°7), lo que permite efectuarlos en inmersión permanente manteniendo el material entre el cestón ( DIBUJO N°9) y la bandeja de retendón (DIBUJO N°l 1) y detenerlos en el momento adecuado de acuerdo con la cantidad de producto a aplicar en razón de la cantidad, dureza y especie de la madera a tratar, sin necesidad de trasegar el liquido fuera de él para eliminar el exceso de producto aplicado y equipado con un sistema de elevación mediante pórticos de doble pareja de polipastos dobles ( DIBUJO N°12) que permite el escurrido final en cuatro inclinaciones ( DIBUJO N°13) mediante desplazamientos coordinados y que se compone sustancialmente de:
4. Un DEPOSITO PRISMÁTICO que se caracteriza por estar ABIERTO POR LA PARTE SUPERIOR (dibujo N° 3) lo que permite la utilización de una TAPA SEMICILÍNDRICA (dibujo N° 6), independiente del mismo, adecuada para la realización del proceso de impregnación por el sistema de vacio con control de carga de producto mediante un pesaje con indicación constante
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) de Ia caiga de producto aplicada según las REIVINDICACIONES 1, 2 y 3 que puede estar construido con perfiles y chapa de distintos aceros (40) o de hormigón armado (41) y provisto de tubuladuras de entrada de liquido (30), de salida de liquido (31), de toma de aire(32), de salida de sensores (33), y filtro de retención de partículas (34)
5. Un sistema de obtención de estanqueidad mediante JUNTAS DE CIERRE (dibujo N° 10) fijas (35) o expansivas (36) actuadas por un fluido a baja presión situadas en la propia tapa que se caracterizan porque permiten la realización del vacio o de la sobrepresión necesaria para la ejecución de los procesos de impregnación de la madera según la Norma 56-416 y según las REIVINDICACIONES 1, 2y 3 sin necesidad de aplicar ningún esfuerzo manual.
6. Un sistema de TAPA SEMICILÍNDRICA (dibujo N° 6) con refuerzos, sin cierres de fuerza, asegurada mediante CIERRES ABATIBLES (dibujo N° 4) a modo de pestillos de accionamiento automático o simplemente actuada por vacio que se caracteriza porque contiene los elementos necesarios para el control de la carga aplicada según las REIVINDICACIONES 1, 2 Y 3 denominados BALANCÍN (dibujo N° 8), BANDEJA DE RETENCIÓN (dibujo N° 11) y CÉLULAS DE CARGA (dibujo N° 7
7. Una BANDEJA DE RETENCIÓN (dibujo N° 11) solidaria con la tapa que se caracteriza porque recoge el material cuando flota para transmitir a las células de carga el esfuerzo que realiza por el empuje que recibe lo que permite establecer el peso de producto aplicado según las REIVINDICACIONES 1, 2 Y 3.
8. Un BALANCÍN (dibujo N° 8) o varios balancines, que se caracterizan porque distribuyen los esfuerzos entre las CÉLULAS DE CARGA (dibujo N° 7) para subsanar las variaciones en la distribución del peso del material a tratar en los diferentes casos, según las REIVINDICACIONES 1, 2 Y 3
9. Un sistema de manipulación a base de PÓRTICOS DE DOBLE PAREJA DE POLIPASTOS- DOBLES (dibujo N° 12) colocados longitudinal o transversalmente a lo largo o ancho del autoclave que se caracterizan porque permiten el escurrido final en cuatro inclinaciones (dibujo N° 13) coordinadas según las REIVINDICACIONES 1, 2 y 3.
10. Un CESTON DE PAREDES ABATIBLES (dibujo N° 9) para colocación del material a procesar a modo de jaula transportable que se caracteriza por estar suspendido de la tapa durante el proceso de impregnación desde varios puntos lo que permite el tarado y pesaje directamente en un conjunto integrado en la propia instalación, sin necesidad de ayudas exteriores, para establecer la cantidad de producto a aplicar según las REIVINDICACIONES 1, 2 Y 3.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
11. Un sistema de AMORTIGUADORES HIDRÁULICOS DE DOBLE EFECTO O MEDIANTE FIJACTONES PASIVAS ( dibujo N° S) al terreno o mixto, libre o con tirantes-apoyos encastrados en la estructura de obra civil del cubeto de contención, para procesos de vacio-presión, según las REIVINDICACIONES 1, 2 Y 3 que se caracterizan por tener como misión especifica reducir el esfuerzo que soportan las paredes del autoclave, actuando sobre los refuerzos de su estructura y para absorber las sobretensiones originadas por los impactos bruscos de la presión atmosférica a la finalización del ciclo de vacío.
12. Un conjunto de TALONES (dibujo N° 14) que se caracterizan por ser los elementos transmisores de la presión de las paredes hacia Ia tapa semicϊlíndrica pata compensar las fuerzas opuestas actuantes en los procesos de vacio según las REIVINDICACIONES l, 2 y 3
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
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