СПОСОБ ПРОПИТКИ ДРЕВЕСИНЫ
METHOD OF IMPREGNATION OF TIMBER

Изобретение относится к области объемной пропитки древесины водорастворимыми составами.
Известен способ автоклавной пропитки древесины с использованием переменного давления [патент РФ №2124434, опубл. 10.01.1999], когда древесину помещают в автоклав, пропитку производят путем чередования статического и переменного давления с амплитудой 0,05÷0,5 МПа и частотой 2÷40 Гц.
Недостатком известного способа является низкое качество пропитки древесины из-за сложности определения окончания процесса пропитка.
max
max
max
Наиболее близким к предложенному способу является выбранный за прототип способ пропитки пористых материалов [патент РФ №2243886, опубл. 10.01.2005), включающий загрузку материала в камеру, герметизацию камеры, создание в ней разрежения, подачу пропиточного раствора и создание в камере избыточного давления до заданной величины P импульсами. Причем каждый последующий импульс давления создают после понижения скорости спада давления предыдущего импульса давления до величины ≤1400 Па/с, а процесс прекращают, когда скорость падения импульса давления ≤1400 Па/с находится в интервале от P до 0.9P.
Недостатками способа-прототипа являются:
-ограниченное применение, связанное с неточным определением времени пропитки при изменении физико-химических свойств пропиточного раствора (изменение его вязкости, температуры и т.д.), породы и свойств древесины (плотность, влажность) и геометрических размеров пиломатериалов;
- сложное оборудование, необходимое для определения скорости изменения давления внутри камеры.
Задачей изобретения является создание простого и экономичного способа пропитки древесины, универсального для различных пород древесины, составов и свойств пропиточных растворов.
Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении качества пропитки за счет точного определения момента окончания пропитки независимо от линейных размеров, влажности, породы древесины и свойств пропиточного раствора, что исключает необоснованную выдержку материала в камере и снижает себестоимость процесса.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе пропитки древесины, включающем, как и прототип, загрузку материала в камеру, герметизацию камеры, создание в ней разрежения, подачу пропиточного раствора и создание в камере избыточного давления, в отличие от прототипа, измеряют объем газа, откаченного при разрежении камеры, и процесс пропитки прекращают, когда объем закаченного пропиточного раствора равен объему откаченного газа.
Объем откаченного при разрежении камеры и объем пропиточного раствора, закаченного в камеру целесообразно измерять при атмосферном давлении.
На фиг.1 приведена схема установки для реализации предложенного способа. Установка состоит из рабочей камеры 1; вакуумного насоса 2; счетчика газа 3; перекачивающего насоса 4; счетчика воды 5; бака для пропиточного раствора 6; жидкостного насоса высокого давления 7; вентилей 8, 9, 10, 11,12,
на фиг.2 - график подачи импульсного давления и изменение количества закаченного раствора.
Осуществление заявляемого способа рассмотрим на примере конкретного выполнения.
3
В соответствии с предложенным способом березовый пиломатериал размером 35×(70÷100)×3000 мм помещали в камеру 1 (объем пиломатериала, загруженного в камеру, составлял 0,25 м). Камеру закрывают крышкой и герметизируют. После чего из камеры, при помощи вакуумного насоса 2 (НВВ-50), откачивают газ и измеряют его объем счетчиком газа 3 («ВЕКТОР-М/Т»). В примере по показаниям счетчика газа 3 объем откаченного газа был равен 650 л. После достижения в камере давления 1,5 КПа вентиль 10 закрывают, насос 2 отключают. Камера 1, за счет созданного в ней разрежения, заполняется пропиточным раствором (водорастворимый, светло-коричневый для дерева) из бака 6 через вентиль 8,11. После заполнения камеры пропиточным раствором за счет созданного в ней разрежения, вентиль 11 закрывают, а вентиль 12 открывают и насосом 7 закачивают пропиточный раствор через вентили 8, 12, (фиг.2), что вызывает повышение давления в камере. При достижении заданного значения давления P, равного 0,8 МПа,  прекращают подачу раствора в камеру 1. За счет внедрения в древесину пропиточного раствора давление в камере снижается и при достижении давления в камере величины ниже 0,4 МПа (фиг.2) возобновляют подачу через вентили 8, 12 пропиточного раствора насосом 7 (ЭЦВ4-2,5-200). Давление в камере вновь поднимается до Р (0,8 МПа). Процесс повторяют до тех пор, пока объем пропиточного раствора, закаченного в камеру, не достигнет величины примерно равной объему откаченного газа ≈650 л. Объем пропиточного раствора, закаченного в камеру, измеряли счетчиком воды 5 (ETW1). После чего процесс пропитки прекращают. Открывают вентили 11, 9 и оставшийся в пропиточной камере раствор перекачивают насосом 4 (К8-18) в бак 6.
На фиг.2 представлен (с разрывом по оси времени) график изменения давления по предложенному способу, полученный при выполнении конкретного примера. Кривые A - соответствуют объему откаченного газа, B - объему пропиточного раствора. C - изменению давления внутри камеры 1. Предельное заданное значение давления определяется допустимым давлением, которое может выдержать установка для пропитки и/или техническими характеристиками жидкостного насоса высокого давления.
В приведенном конкретном примере затраты времени на пропитку по предлагаемому способу составили 3 ч 15 мин, а при пропитке по способу прототипа такого же объема древесины - 4 ч 20 минут, что на 23% больше.
Таким образом, предложенный способ позволяет точно определить окончание процесса пропитки древесины по достижению объема поданного пропиточного раствора заранее определенному значению.