Спосіб просочування деревини

1. Спосіб просочування деревини, що включає попереднє прогрівання деревини водяною парою атмосферного тиску з подальшою обробкою деревини в холодній просочувальній рідині, який відрізняється тим, що прогрівання деревини ведуть перегрітою ненасиченою парою з температурою 110-150 °С при багатократній циркуляції пари з відбором з циркуляційного контуру конденсату і відпрацьованої пари, що містить легкокиплячі компоненти деревини. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що деревину обробляють ненасиченою перегрітою водяною парою протягом часу, необхідного для забезпечення необхідної глибини просочування, що визначається при вирішенні відомого диференціального рівняння нестаціонарної теплопровідності Корисна модель відноситься до деревообробки, а саме до способів введення в деревину (в об'єм деревини) рідин і (або) газів, поліпшуючих і (або) зберігаючих властивості деревини залежно від умов експлуатації виробів з неї. Пропонований спосіб просочування також дозволяє регулювати глибину просочування під атмосферним тиском, а також проводити крізне просочування деревини водорозчинними цільовими засобами. Корисна модель може бути використана в деревообробній промисловості для просочування деревини з метою її захисту від руйнуючих деревину комах і грибків; зниження волого- і водопоглинання, підвищення вогнестійкості, створення кольорового художнього, килимового паркету, кольорових механічно міцних виробів з деревини, для створення імітації під колір цінних порід шпони для облицьовування меблів, для отримання антифрикційного матеріалу для підшипників зменшеної шумності шляхом просочування деревини маслами і іншими рідкими складами і ін. Відомий спосіб «вакуум-тиск-вакуум» [ГОСТ 20022.6-93. Защита древесины. Способы пропитки. Межгосударственный стандарт. – Взамен ГОСТ 20022.6-86. Введ. 01.01.95. – М.: Издательство стандартов, 1994. – С. 4], при якому просочування деревини водорозчинними захисними засобами здійснюється в автоклавах під тиском вище за атмосферний (1,0-1,2МПа) із застосуванням початкового і кінцевого вакууму (0,08МПа). Недоліком відомого способу є застосування автоклавів - коштовного ємкісного устаткування , небезпечного в експлуатації під зниженим та підвищеним тиском, а також застосування коштовного вакуумного і компресійного устаткування. Найближчим за технічною суттю і результатом, що досягається, до корисної моделі, що заявляється, є спосіб просочування деревини під атмосферним тиском «прогрів парою - холодна (19) UA (11) 41238 (13) де τ - час нагрівання, с; t - температура °С; хпл - координата у напрямі основного розміру пластини, обчислювана від поверхні пластини, м; Bm λ - коефіцієнт теплопровідності деревини ; м⋅К ρ - густина деревини, кг/м3; кДж с - питома теплоємність кг ⋅ К . 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що час витримки в просочувальній рідині визначається при вирішенні відомого диференціального рівняння нестаціонарної теплопровідності (1), де τ - час охолоджування деревини в просочувальній рідині. U ∂ 2t λ ∂t ⋅ = , (1) ∂τ c ⋅ ρ ∂xпл2 3 41238 4 ванна» [ГОСТ 20022.6-93. Защита древесины. вирішенні відомого рівняння нестаціонарної тепСпособы пропитки. Межгосударственный станлопровідності дарт. – Взамен ГОСТ 20022.6-86. Введ. 01.01.95. – ∂t λ ∂ 2t = ⋅ М.: Издательство стандартов, 1994. – С.3] най∂τ c ⋅ ρ ∂xпл2 ближчий аналог, при якому після прогрівання деревини водяною парою здійснюють просочування де τ – час охолодження, с; холодним розчином захисного засобу. Просочуt – температура °С. вання виробів хромвміщуючими захисними засохпл – координата у напрямі основного розміру бами проводять тільки із заповненням ванни хопластини, обчислювана від поверхні пластини, м. при лодним розчином захисного засобу λ – коефіцієнт теплопровідності деревини температурі 20-40°С після прогрівання деревини Bm ; парою (температура пари 95-110°С). Тривалість м⋅К витримки деревних виробів у ванні з холодним ρ – густина деревини, кг/м3; розчином - не менш 45 хвилин для водорозчинних кДж захисних засобів. с – питома теплоємність . кг ⋅ К Оскільки стан насичення (при температурі паВерхня межа температури обумовлена тим, ри 100°С) є нестабільним і приводить до зайвого що при температурах вище 150°С без доступу насичення деревини додатковою вологою, сприяповітря наступає енергійне термічне розкладання ючою до зменшення концентрації просочувального деревини. розчину (тобто зменшується поглинений об'єм Наводимо приклад реалізації пропонованого основного просочувального розчину), тому необспособу. хідно температуру пари збільшувати понад 100С. Приклад. Внаслідок вказаної особливості стану пари, близьОбробці піддають зразки, отримані при розпикого до насиченого, також не вдається досягти люванні соснового будівельного бруса перетином значень глибини просочування водорозчинними 45×45мм на рівні частини завдовжки 50мм. Кожний захисними засобам вище 5-8 мм [Защита древезразок є прямокутним паралелепіпедом сины. Параметры защищенности: ГОСТ 20022.093. Межгосударственный стандарт. – Взамен 45×45×50мм з сосни (вологість 25-30%). У якості ГОСТ 20022.0-82. Введ. 01.01.96. – К.: Участок просочувальної рідини використовують водний оперативной печати УкрНИИССИ, 1995. – 55 с]. розчин фарбника. Експерименти по просоченню Задачею пропонованого способу просочувандеревини проводяться на установці, що складаня деревини є удосконалення способу просочується з парогенератору, пароперегрівача, сушарно вання шляхом збільшення і регулювання глибини (пропарювально) - просочувальної камери з осьопроникнення просочувальної рідини в деревину вим вентилятором. Задачею є отримання крізного при зменшенні часу просочування. фарбування зразка деревини водним розчином Поставлена задача вирішується тим, що у віфарбника. Глибина просочування ототожнюється домому способі просочування деревини, який з глибиною прогрівання (координатою у напрямі включає попереднє прогрівання деревини водяосновного розміру зразка, що просочується, обчиною парою атмосферного тиску з подальшою обслюється від поверхні зразка. Попередні розрахунробкою деревини в холодній просочувальній рідики по рівнянню нестаціонарної теплопровідності ні, згідно корисної моделі попереднє прогрівання ∂t λ ∂ 2t ведуть перегрітою ненасиченою парою з темпера= ⋅ ∂τ c ⋅ ρ ∂xпл2 турою 110-150°С при багатократній циркуляції пари з відбором з циркуляційного контуру конденсату де τ – час нагрівання (охолоджування), с; і відпрацьованої пари, що містить легкокиплячі t – температура °С. компоненти деревини. хпл – координата у напрямі основного розміру Деревину обробляють ненасиченою перегріпластини, обчислювана від поверхні пластини, м. тою водяною парою протягом часу, який знаходять λ – коефіцієнт теплопровідності деревини при вирішенні відомого рівняння нестаціонарної Bm ; теплопровідності м⋅К 2 ∂t λ ∂ t ρ – густина деревини, кг/м3; = ⋅ 2 ∂τ c ⋅ ρ ∂xпл кДж с – питома теплоємність кг ⋅ К де τ – час нагрівання, с; показують, що зразок прогрівається по всьому t – температура °С. перетину за 1,5 години при температурі ненасичехпл – координата у напрямі основного розміру ної перегрітої водяної пари 130°С, охолоджується пластини, обчислювана від поверхні пластини, м. в просочувальному водному розчині фарбника при λ – коефіцієнт теплопровідності деревини 20°С за 15 мін. Bm ; Після досягнення в сушарно (пропарювально) м⋅К - просочувальній камері температури перегрітої 3 ρ – густина деревини, кг/м ; пари 130°С, зразки обробляють перегрітою парою кДж протягом 1,5 годин, одночасно відводять з камери с – питома теплоємність кг ⋅ К конденсат і відпрацьовану пару, що містить легкоДеревину витримують в холодній просочувакиплячі компоненти деревини. Потім заливають в льній рідині протягом часу, який знаходять при 5 41238 6 гти значень глибини просочування водорозчиннисушарно (пропарювально) - просочувальну камеру ми цільовими засобами вище 5-8мм під водний розчин фарбника з температурою 20°С і атмосферним тиском з одночасним зменшенням витримують в ньому зразки деревини протягом часу просочування. В порівнянні з найближчим 15мін. Після вилучення з просочувального розчину аналогом глибина просочування деревини збільзразки розпилюють дисковою пилою на рівні часшилася в 2,8-4,5 раз при скороченні часу просочутини і визначають глибину просочування. В ревання в 3 рази. зультаті, після прогрівання водяною перегрітою Корисна модель може бути використана в депарою при 130°С протягом 1,5 години (90мін) і поревообробній промисловості для просочування дальшій витримці у водному розчині фарбника деревини з метою її захисту від руйнуючих дерепротягом 0,25 годин (15мін) глибина просочування вину комах і грибків; зниження волого- і водопогвздовж і поперек волокон крізна. линання, підвищення вогнестійкості, створення Пропонованій спосіб просочування деревини кольорового художнього, килимового паркету, ковиключає застосування автоклавів - коштовного льорових механічно міцних виробів з деревини, ємкісного устаткування, небезпечного в експлуадля імітації під колір цінних порід шпону для облитації під зниженим та підвищеним тиском, а також цьовування меблів, для отримання антифрикційзастосування коштовного вакуумного і компресійного матеріалу для підшипників зменшеної шумного устаткування. Також пропонований спосіб ності шляхом просочування деревини маслами і просочування деревини виключає зайве насиченіншими рідкими складами і ін. ня деревини додатковою вологою, дозволяє дося Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601