Пристрій для модифікації деревини

1. Пристрій для модифікації деревини, що включає теплоізольований від навколишнього середовища корпус із кришкою для завантаження деревини, яка закривається герметично, розташовану усередині корпусу камеру, з'єднану через повітроводи із засобом для видалення повітряної суміші, при цьому усередині камери встановлена система обігріву й датчики температури й вологос 3 (2006.01), опубл. 27.05.2006, сайт: www.fips.ru), який має теплоізольований від навколишнього середовища корпус із отвором, що закривається герметично, для завантаження деревини, розташовану усередині корпуса камеру, з'єднану через воздуховоди з тепловим високотемпературним вентилятором для нагнітання повітря, зі скрубером для очищення повітряної суміші, що викидається, із блоком керування нагріванням повітря, що включає повітряні ТЕНи й керуючої термопари датчики виміру й контролю температури, сигнали з яких надходять у шафу керування, пов'язаний із пристроєм, що впорскує, для дозованої подачі води, пов'язаним з камерою, а також блоком нагрівання й вентилятором. Недоліком прототипу є складність конструкції, обумовлена необхідністю постійного дозованого упорскування води в камеру, створення підвищеного тиску пересиченої водяної пари шляхом регульованого упорскування води, що спричиняє необхідність установки й обслуговування додаткового встаткування - насосів, фільтрів, форсунок. Задачею справжньої корисної моделі є розробка нової конструкції пристрою для модифікації деревини з досягненням технічного результату спрощення пристрою для модифікації деревини. Поставлена задача успішно вирішується в заявляємому «Пристрої для модифікації деревини», який включає теплоізольований від навколишнього середовища корпус із кришкою для завантаження деревини, що закривається герметично, розташовану усередині корпуса камеру, з'єднану через воздуховоди із засобом для видалення повітряної суміші, при цьому усередині камери встановлена система обігріву й датчики температури й вологості повітря, а пристрій обладнаний блоком керування, засіб для видалення повітряної суміші виконано у вигляді вакуумного насоса, постаченого холодильником і вологовідділітелем, а система обігріву являє собою встановлені зовні камери електричний котел із циркуляційним насосом і встановлені усередині камери регістри нагрівання, при цьому усередині камери встановлений вакууметр, а блок керування виконаний у вигляді автоматичного програмувального електронного блоку, крім того, додатково встановлені збірник конденсату й компенсатор тиску. Новим у заявляємому пристрої є значне спрощення конструкції в порівнянні із прототипом, тому що крім системи нагрівання деревини додатково змонтована вакуумна установка, що забезпечує одержання якісної модифікованої деревини досить простими технологічними й технічними засобами. Суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, співпадаючими із прототипом, є наступні ознаки: теплоізольований від навколишнього середовища корпус із кришкою для завантаження деревини, що закривається герметично; усередині корпуса розташована камера; камера з'єднана через воздуховоди із засобом для видалення повітряної суміші; усередині камери встановлена система обігрі 42898 4 ву й датчики температури й вологості повітря; пристрій обладнаний блоком керування. Відмітними від прототипу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки: засіб для видалення повітряної суміші виконано у вигляді вакуумного насоса; вакуумний насос постачений холодильником і вологовідділітелем; система обігріву являє собою встановлені зовні камери електричний котел із циркуляційним насосом і встановлені усередині камери регістри нагрівання; усередині камери встановлений вакууметр; блок керування виконаний у вигляді автоматичного програмувального електронного блоку. Приватною відмітною від прототипу суттєвою ознакою пристрою, що заявляється, є наступна ознака: додатково встановлені збірник конденсату й компенсатор тиску. Між суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, який досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Дійсно, досягнення указаного технічного результату - спрощення пристрою для модифікації деревини - можливо тільки при здійсненні всіх ознак, зазначених у формулі корисної моделі. Наприклад, здійснення нагрівання деревини потрібно практично у всіх сучасних установках для модифікації деревини, тому додатково встановлена тільки вакуумний насос, постачений холодильником і вологовідділітелем, що не вимагає більших фінансових і матеріальних витрат. Вимога герметичності установки також не спричиняє придбання й монтажу складного встаткування, тому що для збереження тепла усередині камери в любому разі необхідно ретельно ізолювати її й виключити непродуктивні втрати тепла через нещільності й щілині. Відсутність необхідності постійного дозованого упорскування води в камеру, створення підвищеного тиску пересиченої водяної пари шляхом регульованого упорскування води, як це виконано в прототипі, значно спрощує заявляємий пристрій для модифікування деревини, тому що при цьому виключається необхідність установки й обслуговування додаткового встаткування - насосів, фільтрів, форсунок. Можливість здійснення корисної моделі, що заявляється, підтверджується нижчеподаним описом її практичної реалізації й ілюструється кресленням. На Фіг.1 показана структурна схема взаємозв'язків і розташування основних елементів заявляємого пристрою для модифікації деревини. Заявляємий пристрій для модифікації деревини включає теплоізольований від навколишнього середовища корпус 1 із кришкою 2, що закривається герметично, для завантаження деревини, розташовану усередині корпуса камеру 3, з'єднану через воздуховоди (умовно не показані) із засобом для видалення повітряної суміші 4, при цьому усередині камери 3 установлена система обігріву 5 і датчики температури 6 і вологості 7 повітря, а 5 пристрій обладнаний блоком керування 8, причому засіб для видалення повітряної суміші 4 виконано у вигляді вакуумного насоса 9, постаченого холодильником 10 і вологовідділітелем 11, а система обігріву 5 являє собою встановлені зовні камери 3 електричний котел 12 із циркуляційним насосом 13 і встановлені усередині камери 3 регістри нагрівання 14, при цьому усередині камери 3 установлений вакууметр 15, а блок керування 8 виконаний у вигляді автоматичного програмувального електронного блоку. Крім того, бажано встановити додатково збірник конденсату 16 і компенсатор тиску 17. Пристрій, що заявляється, реалізує спосіб модифікації деревини, що включає наступні основні, необхідні й достатні, технологічні операції - завантаження сировини в герметичну ємність 1, нагрівання деревини, остигання й вивантаження готового продукту, причому після завантаження сировини в герметичній ємності підтримують вакуум 20-90кПа протягом 2-24 годин, при цьому деревину нагрівають до температури 45-260°С, а потім виключають нагрівання й виконують природне остигання готового продукту протягом 4-12 годин. Т.к. оброблювана деревина може мати різну вологість, те перед проведенням основного процесу - модифікації деревини за допомогою тепла й вакууму - деревину необхідно висушити до значень, обумовлених породою, геометричними розмірами й призначенням модифікованої деревини, тому що, як було зазначено вище, у всіх процесах термообробки деревини модифікування деревина (тобто зміна її фізико-хімічних параметрів), як правило, супроводжується зменшенням її міцністних властивостей. Тому даний пристрій дозволяє не тільки виконати модифікацію сухої деревини, але й здійснити сушіння деревної сировини. Операція сушіння деревини може бути виконана в єдиному процесі термообробки й модифікування деревини, а може бути окремою технологічною операцією, - у зв'язку із цим граничні межі зазначених параметрів технологічних процесів температура, час і параметри вакууму - ставляться до повного циклу термообробки деревини - сушінню й модифікуванню. За допомогою пристрою, що заявляється, основну операцію модифікації сухої деревини виконують при наступних параметрах: температура модифікації - 140-260°С; час модифікації-4-16 годин; час природного остигання -10-12 годин. Крім того, заявляєма установка дозволяє операцію сушіння сирої деревини виконувати без наступної її модифікації, при цьому параметри процесу можуть бути наступними: температура сушіння - 45-65°С; 42898 6 час сушіння - від 2-8 годин до 7-10 днів; час природного остигання протягом 4-6 годин. При цьому у всіх трьох можливих режимах роботи пристрою, що заявляється: сушіння + модифікація деревини; модифікація деревини; сушіння деревини, конкретні значення вакууму (у межах 2090кПа) підтримують залежно від призначення процесу, вологості, породи й геометричних параметрів сировини, необхідних конкретних фізикохімічних властивостей кінцевого продукту. У приладі, що заявляється, режими обробки сировини контролюють за допомогою датчиків температури 6 і вологості 7 і вакууметра 15, причому задані режими обробки сировини підтримують за допомогою автоматичного програмувального пристрою 8. Одержуваний кінцевий продукт - модифікована деревина - має вологість 1-2% після закінчення процесу термообробки, а в процесі зберігання вологість її може збільшитися до 4%, однак, це не впливає на якісні показники готового продукту й виробів з нього: гідрофільність знижена в 4-5 разів; стабільність розмірів (при перепадах вологості й температури навколишнього середовища) збільшена в 10-15 разів стосовно неопрацьованої сировини; абсолютна стійкість до біологічних поразок, тому що знищене живильне для середовище розмноження грибка й мікроорганізмів, і довговічність модифікованої деревини зростає в 15-25 разів. Екологічність технологічного процесу й відповідність вимогам санітарної безпеки, виняткові, унікальні фізико-хімічні й декоративні властивості термообробленої деревини найбільше повно можуть бути використані при виготовленні різних нових виробів, товарів народного споживання, у будівництві, в автомобільній промисловості й у суднобудуванні, а також у багатьох інших областях народного господарства, тому що при цьому буде поліпшена якість поверхні; у ряді випадків не потрібна фарбування; збільшене довговічність; суттєво зменшена зсихаємість; досягнута однорідність кольору на всю глибину й стійкість до високих температур; підвищені протипожежні й теплоізолюючі властивості; присутній виражений запах натурального дерева; досягається абсолютна екологічна чистота. На підставі всього вищевикладеного можна зробити вивід, що задача, поставлена в справжній корисній моделі - розробка нової конструкції пристрою для модифікації деревини - виконана з досягненням технічного результату - спрощення пристрою для модифікації деревини. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 42898 8 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