Brevet FR2042565A1 — publié le 19710212

La présente invention concerne les procédés de compactage et de séchage du "bois entier, et plus particulièrement les procédés pendant lesquels le compactage et le séchage s'opèrent par traitement à l'ammoniac et par compression. 5 L'on sait que pour le séchage et le compactage du "bois uti lisé pour la fabrication de différents articles, ce dernier est traité à l'ammoniac .dans des-conditions, ordinaires, ou à des températures élevées (jusqu'à 100°C) et sous une pression, dans un milieu d'ammoniac, allant jusqu'à 79 bais, ensuite il est compacte té par compression. Jusqu'à présent un tel traitement du bois entier s'opérait en deux étapes: d'abord le bois était traité à l'ammoniac aux conditions indiquées plus haut, ensuite, une fois le:. traitement à l'ammoniac terminé et l'ammoniac à l'état libre s'étant vola-15 tilisé, le bois était comprimé. Pour l'application de ce procédé on utilisait essentielle-.ment des équipement prévus.pour le.traitement chimique du bois, des chambres de'séchage de différents types et des presses hydrauliques ou des laminoirs; chacun des.groupes: de cet équipement 20 était prévu pour une étape corresp'ondantë de traitement du bois. Dans le procédé connu de traitement du bois entier, on n'arrive pas toujours à obtenir tin compactage uniforme de ce dernier. Dans le cas où il est nécessaire d'obtenir une densité du bois inférieure à 1200 kg/m^, ou lors du traitement d'éle'-25 ments d'une épaisseur supérieure à 40 mm, la densité des couches superficielles du bois est plus élèvée que celle des couches • internes. Dans certaines; cas, pour une forte épaisseur, la densité des couches internés après' la compression augmente notablement • en comparaison de la densité naturelle. Une telle différence de 30 densité influence défavorablement la résistance du bois. Dans cette invention 1'on se propose d'assurer un compactage uniforme dans tous les cas mentionnés plus haut, et de mettre au point une technologie simplifiée de préparation du bois compacté avec automatisation complète de toute l'opération, de même 35 qu'une installation qui assurerait la possibilité de traitement combiné du bois à l'ammoniac avec compactage forcé dans un seul groupe. 70 17060 2 2042565 Cet objectif est atteint du .fait que pendant le compactage 'et le séchage du bois entier par traitement à 1'ammoniac sous pression et compactage" forcé, conformément à l'invention le compactage est réalisé pendant l'opération de traitement du bois 5 entier 'par l'ammoniac, et pour intensifier le processus de déshydratation pendant la période de compactage le milieu gazeux où se trouve lé bois à traiter est maintenu" en état de circulation forcée. " ' Un tel procédé dë traitement du bois entier1 permet non seu-10 lement d'obtenir un compactage uniforme dans tous les cas, mais, comme l'Ont démontré les expériences, il présenté également l'avantage de ne pas nécessiter un séchage préliminaire du bois en tant qu'opération indépendante"et il-permet l'utilisation, avec des résultats aussi satisfaisants, du bois fraîchement coupé. 15 En outre, le procédé proposé simplifie notablement la tech nologie du traitement. Conformément à l'invention, l'installation pour la mise en oeuvre du procédé de compactage et de séchage-du bois entier, avec combinaison du traitement à l'ammoniac à des températures 20 élevées et sous pression, est constituée par une chambre de chauffage hermétique à l'intérieur de laquelle -se trouve une table de compression recevant le bois à traiter, tandis que dans les parois de ladite chambre est - incorporé au moins un vérin disposé verticalement et dont-l'extrémité libre se trouvant à l'intérieur 25 de la chambre porte une plaque de compression.il est en outre prévu une tuyauterie raccordée à l'installation pour' l'amenée de l'ammoniac sous pression, ainsi qu'un ventilateur assurant la circulation forcée du fluide gazeux à l'intérieur de la chambre. Une telle installation permet de procéder à un traitement 30 combiné dans le temps, tout en améliorant les conditions de travail,- car alors l'échappement' de l'ammoniac vers l'atmosphère ambiante -est exclu . • Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description détaillée de plusieurs exemples concrets de réalisation 35 de l'invention, données à titre-non limitatif et illustrés' par le dessin "unique annexé représentant une vue en coupé de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. 70 17060 3 2042565 L'installation pour le traitement combiné-du "bois par l'ammoniac et le- compactage forcé dans un. groupe unique comprend une chambre hermétique 1 à l'intérieur de laquelle est placée une table de compression 2 destinée à faciliter le chargement 5 et le déchargement du bois à traiter sur un chariot 3 » Le chariot 3 est monté à l'intérieur de la chambre 1 sur des guidages • . 4 et est introduit dans la chambre 1 à travers une ouverture d'extrémité de cette dernière, fermée par un couvercle en "bout amovible. A l'intérieur de la chambre 1 sont aussi montés des .10 • calorifères 6 pour le chauffage de son enceinte intérieure. Dans les parois supérieures de la chambre 1 sont montés verticalement des vérins hydrauliques 7 comportant des tiges 8 dont les extrémités libres se trouvent à l'intérieur de la chambre 1 et portent des .plaques de compression 9. Les vérins hydrauliques 7 sont 15 actionnés à partir d'un poste de commande hydraulique 10. L'amenée de l'ammoniac à la chambre 1 s'effectue à partir d'un récipient 11 le long d'une tuyauterie 12. La tuyauterie 13 sert à amener la vapeur viye en cas de nécessité. La tuyauterie 14 sert à éliminer la pression régnant dans la chambre 1. La tuyauterie 20 15 sert à l'évacuation du liquide condensé de la chambre 1. Le pompage du fluide de la chambre s'effectue au moyen d'une pompe à vide 16. Le ventilateur Ï7 assure la circulation forcée du fluide gazeux dans la chambre 1. Pour assurer la sécurité de la chambre, en fonctionnement on a prévu, une soupape 18. 25 Avant la mise en service on ouvre le couvercle latéral 5 pour engager le chariot 3 à l'intérieur de la chambre 1 . Sur la table 2 du' chariot sont empilés les éléments en bois 19 séparés les uns des autres par les plaques 20 en matériau difficilement déformable. Le bois à traiter peut être d'une essence quelconque, 30 y compris les conifères, dont l'humidité peut être quelconque. Ensuite, à l'aide du couvercle 5 on ferme hermétiquement la chambre 1, on ouvre le robinet 21 et on met en marche la pompe à vide 16 pour engendrera l'intérieur de la chambre la dépression nécessaire, et, lorsque celle-ci est obtenue, on referme le ro-35 binet 21 et on ouvre le robinet 22 placé sur la tuyauterie 12 pour débiter l'ammoniac gazeux à l'intérieur de la chambre 1 jusqu'à l'obtention, à l'intérieur de celle-ci, d'une pression 70 17060 4 2042565 constante de 2,03 bars environ ia pression est réglée à l'aide du clapet détendeur 23. On ouvre simultanément' le robinet 24 pour amener la vapeur aux calorifères 6, qui élèvent la température à l'intérieur de la chambre jusqu'à sensiblement 130°C en 5 fonction des conditions imposées par le régime de séchage. le liquide condensé issu des calorifères est évacué par la tuyauterie 25. . Après le remplissage de la chambre 1 avec de 1'ammoniac, on ferme le robinet 22, on branche le ventilateur 17 et on commence 10 le séchage du bois. Simultanément avec la mise en marche du •ventilateur 17 le poste de commande hydraulique 10 est mis en fonctionnement et actionne les vérins hydrauliques 7 qui opèrent le compactage du bois conjointement avec le traitement de ce dernier à l'ammoniac. La pression spécifique du compactage forcé 15 peut être alors comprise sensiblement entre 0,1 et 11,7 bais en fonction du compactage nécessaire du bois à traiter. Le liquide condensé et l'humidité qui se dégagent pendant le séchage sont évacués au fur et à mesure des besoins par là tuyauterie 15. A cet effet, on ouvre de temps en temps le robinet 26. En cas de 20 nécessité, pour maintenir constant le régime de séchage dans la chambre 1, on introduit de la vapeur vive à travers la tuyauterie 13 en ouvrant le robinet 27. L'opération de traitement combiné à l'ammoniac et de compactage forcé dure jusqu'à 200 heures en fonction des dimensions 25 des éléments de bois et de l'humidité initiale. Après l'écoulement du temps nécessaire, on interrompt le chauffage de. la chambre 1, on ouvre le robinet 21 et on met en marche la pompe à vide 16 pour évacuer le fluide gazeux de la chambre 1. Après l'évacuation, du milieu gazeux on arrête la pompe à vide 16, on 30 . ferme le robinet 21 et on ouvre le robinet 23 de la tuyauterie 14. Après le refroidissement de l'installation, ainsi que du bois qu'elle contient, jusqu'à la température ambiante, on arrête le ventilateur 17. Sous l'action du poste de commande hydraulique 10, les 35 vérins hydrauliques 7 effectuent leur course de retour, lés plaques de compression 9 viennent occuper leur position supérieure extrême, et le bois est libéré de la pression, après quoi on procède au déchargement du bois traité. A cet effet, on 70 17060 5 2042565 ouvre le couvercle latéral 5, et on sort le chariot 3 portant le bois traité. Ensuite le cycle de fonctionnement peut être répété de la façon décrite plus haut. 5 Grâce à un tel traitement il est possible d'obtenir du bois avec une densité de 1350 kg/m^. Même à une densité de 900-1200 kg/m le bois présente une densité pratiquement•identique dans ses couches superficielles et dans ses couches internes. Ci-dessous sont donnés des exemples d'exécution concrets du 10 procédé dans une installation pour la mise en. oeuvre dudit procédé conforme à l'invention. Exemple 1. On empile des poutres de bois de 370x90x45 mm de bouleau fraîchement coupé, dans la chambre 1 cLe l'installation décrite 15 ci-dessus, de la façon indiquée plus haut. Ensuite, on crée à l'intérieur de la chambre 1 une dépression de l'ordre de 0,78 bar suivant un indicateur de vide, après quoi on introduit dans la chambre 1 de l'ammoniac gazeux jusqu'à une pression de 1,01 bar. On branche le chauffage, on met en marche le ventilateur 17 et 20 on soumet les pièces à une pression spécifique de 0,2 bar, cette pression étant maintenue jusqu'à la fin de l'opération. On élève t la température de la chambre graduellement jusqu'à 118+ 2°C et on la maintient ainsi pendant 50 heures. Après refroidissement de la chambre et des pièces traitées qu'elle contient, on obtient ■2 25 un matériau à densité uniforme de 700-800 kg/m avec une humidité de 3 à 5f<>.. Dans, ce cas, et dans tous les exemples qui suivront, pendant l'opération du traitement l'ammoniac et les vapeurs d'eau qui l'accompagnent, sont maintenus en circulation forcée au moyen du 30 ventilateur 17 qui se met en marche simultanément avec l'introduction de l'ammoniac au début du chauffage, la pression indiquée ci-dessus, appliquée aux pièces de bois,-est maintenue jusqu'à la fin de l'opération de traitement. Dans tous, les cas, qui seront décrits ci-dessous, il se produit, de la même manière un 35 refroidissement de la chambre et du bois traité, .jusqu'à la température du milieu ambiant. . ,- 70 17060 6 2042565 Exemple 2. On empile des poutres de bouleau fraîchement coupé de 460x70x50 mm dans la chambre 1 dans laquelle on fait le vide comme indiqué plus haut. Ensuite, on introduit dans la cham-5 bre 1 1 'ammoniac gazeux: sous une pression, de" 1,5 bar, après quoi on soumet les ébauches à une pression spécifique qui s'accroît graduellement jusqu'à 1 ,.2 bar, La température est progressivement élevée jusqu'à 118+2°C et est maintenue ainsi pendant 60 heures. • ■ 10 Les poutres traitées•ainsi présentent une densité unifor me de 900-105-0 kg/m^ avec une humidité de 3 à 5 Exemple 3. On empile dans la chambre 1'des poutres, de bouleau de 300x100x80 mm dont l'humidité moyenne est de et on crée le .15 vide dans la chambre comme indiqué plus haut. Ensuite oh introduit dans la chambre de l'ammoniac gazeux jusqu'à l'obtention à l'intérieur de la chambre d'une pression de 1,2 bar. Ensuite, en augmentant graduellement -la pression, on comprime les pièces jusqu'à une pression spécifique de 4,9 bais. La température est 20 progressivement augmentée jusqu'à 118+2°C, et le bois est maintenu à cette température pendant 70 heures. On obtient des poutres traitées à densité uniforme de 1000-1200 kg/m^ et une humidité de 3 à 5$. Exemple 4. 25 On empile des poutres de bocfleau. i^îdbsnaib coupé 'de 120x80x80 mm dans la chambre 1 où on fait le vide de la façon décrite précédemment. Après quoi, à l'intérieur de la chambre 1 on introduit l'ammoniac gazeux jusqu'à une pression de 2,02 bars.Les poutres sont ensuite graduellement comprimées jusqu'à une pression spé-30 cifique de 6,9 barg .La température est progressivement élevée jusqu'à 118+2°C et est maintenue ainsi pendant 120 heures. On obtient des poutres traitées présentant une densité de 1.150-1130 kg/m^. Exemple 5. 35 On empile des poutres de.bouleau fraîchement coupé de 300x100x100 mm dans la chambre 1 où on crée le-vide de la façon mentionnée plus haut. Ensuite, on introduit dans la chambre de 70 17060 7 2042565 1'ammoniac gazeux jusqu'à ce que la pression à l'intérieur de la chambre atteigne 0,5 bar, après quoi on comprime l'ébauche progressivement jusqu'à une pression spécifique de 9,8 bars.la température de la chambre .est alors progressivement élevée jus-• 5 qu'à 118+2°C et est maintenue pendant 70 heures'. L'on obtient ainsi des poutres traitées présentant une densité de 1250-1350 •Z kg/m - à humidité de 3 à 5$. Exemple 6.. On empile des poutres de 225x75x70 mm de tremble fraîchement 10 coupé, dans la chambre 1 de l'installation comme déjà indiqué. On met le ventilateur 17 en marche et on porte progressivement - la température dans la chambre 1 jusqu'à 118+2°C; on maintient les poutres en cet état pendant 14-15 heures. Après l'écoulement de ce délai,, l'humidité des poutres diminue en moyenne jusqu'à 15 30$. En cas d'utilisation de bois préalablement séché, les opérations indiquées ne sont plus nécessaires. Ensuite, on abaisse la température; à l'intérieur de la chambre 1 jusqu'à 60+5°C,puis on y . introduit de l'ammoniac gazeux de façon à y engendrer une pression de 0,3 bar. 2-3 heures après l'injection de l'am-^ 20 moniac les poutres sont soumises à une pression spécifique de 6,8 bars.On augmente alors progressivement la température jusqu'à 118+2°C, et on maintient les poutres en cet état pendant 25 heures. On obtient ainsi des poutres compactées d '.une densité de 25 1000-1100 kg/m^ avec une humidité de 3 à 5$. Dans le procédé proposé conforme à l'invention on peut introduire différents modifications, perfectionnements et compléments qui dépendent de l'essence, des dimensions et de l'humidité du bois à traiter, ainsi que de l'agent de déshydratation, 30 sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Bien entendu, l'invention n'est nullement .limitée aux modes de réalisations décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits 35 ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention 70 17060 8 2042565 REVENDICATIOIS 1. Procédé de compactage et de séchage du "bois entier par traitement à des températures élevées avec de l'ammoniac sous pression et par compactage forcé, caractérisé en ce que le compactage du bois est réalisé pendant l'opération de traitement 5 de ee dernier à l'ammoniac, le fluide gazeux dans lequel se trouve le bois à traiter étant, pendant la période de compactage, maintenu en état de circulation forcée. 2. Installation pour la mise en oeuvre du procédé de compactage et de séchage du bois suivant la revendication 1, carac- 10 tériséeen ce qu'elle est constituée d'une chambre hermétique chauffée dans laquelle est placée une table de compression recevant le bois traiter, et dans les parois de laquelle chambre est incorporé au moins un vérin disposé verticalement et dont la tige se trouvant à l'intérieur de la chambre porte à son 15 extrémité libre une plaque de compression, d'une tuyauterie raccordée à l'installation pour l'amenée de l'ammoniac sous pression, et d'un ventilateur -assurant la circulation forcée du fluide gazeux à l'intérieur de la chambre.