Строительство и архитектура/4.Современные строительные материалы

Янчук І.О.

Вінницький національний технічний університет, Україна

Установка для гідроімпульсного баротермічного

просочування органічних матеріалів

Вступ

Одним з напрямків у вирішенні задачі раціонального використання деревини малоцінних порід є підвищення якості її вогне- та біостійкості, поліпшення декоративних властивостей просоченням відповідними розчинами. Якість об'ємного просочення деревини визначається рівномірністю розподілу просочувальної рідини по об'єму заготовки [1].

Існуючі технології просочення не задовольняють вимогу однорідності розподілу барвних або вогнезахисних розчинів по об'єму вироби. Розробка високоефективних засобів і способів захисту деревини від руйнування в процесі експлуатації та створення ефективного обладнання для більш якісного просочування матеріалів із деревини спеціальними рідинами є одним з найважливіших науково-виробничих завдань.

Мета та задачі дослідження

Метою є розробка та дослідження процесу просочування деревини та створення високоефективного обладнання для його реалізації при використанні гідроімпульсної технології насичення, шляхом обґрунтування конструктивно-технологічних параметрів просочувального агрегату.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:

– розробити нову технологію для гідроімпульсного баротермічного просочування органічних матеріалів.

– запропонувати науково-обґрунтовану методику вибору параметрів процесу ефективного насичення деревини.

Виклад основного матеріалу дослідження і обґрунтування отриманих наукових результатів

Аналіз відомих конструктивних рішень просочувального обладнання показав, що найбільш перспективним є обладнання, яке містить герметичну просочувальну камеру з системами подачі просочувальної рідини і вакуумування, в якій насичення деревини виконується антисептиками чи полімеризаторами в імпульсному режимі [2].

На рисунку представлено запропоновану конструкцію установки для імпульсного баротермічного просочування органічних матеріалів.

До складу установки входить: герметична просочувальна камера 1, що розділена гумовою прокладкою 14 на праву і ліву частини. З атмосферою камера 1 з’єднана за допомогою запірного вентиля 13.

Ліва частина робочої камери 1 з’єднана гідравлічною лінією через зворотній клапан 9 та запобіжний клапан 7 (що з’єднаний з гідропривідним насосом 4) з герметичною ванною для просувальної рідини 2, в якій встановлений теплогенеруючий пристрій 6, окрім того, герметична ванна для просувальної рідини 2 гідравлічно зв’язана через зливний вентиль 10 із внутрішньою порожниною герметичної просочувальної камери 1, тиск якої контролюється через манометричний кран 12 манометром 11.

Права частина робочої камери 1 з’єднана гідравлічною лінією через гідропривідний насос 5, що з’єднаний з гідравлічним генератором імпульсів тиску 8 з резервуаром для зберігання рідини 3, який в свою чергу створює імпульси тиску в робочій рідині, що знаходиться у лівій частині технологічної робочої камери 1.

Установка працює наступним чином: перед технологічним процесом насичення органічних матеріалів відбувається просушування оброблювального матеріалу в сушарці. У матеріалі відбуваються процеси видалення із внутрішньої структури деревини вологи та відкриття внутрішніх каналів для їх подальшого заповнення просочуваною рідиною – антисептиками чи полімеризаторами [3].

Рисунок – Установка для імпульсного баротермічного просочування органічних матеріалів:

1 – технологічна робоча камера імпульсної баротермічної обробки;

2– резервуар для зберігання та нагріву технологічної рідини (антисептика чи полімеризатора);

3 – резервуар для зберігання рідини;

4, 5 – гідроприводний насос;

6 – теплогенеруючий пристрій;

7 – запобіжний клапан;

8 – гідравлічний генератор імпульсів тиску;

9 – зворотний клапан;

10 – зливний вентиль;

11 – манометр;

12 – манометричний кран;

13 – запірний вентиль;

14 – гумова прокладка

По завершенню просушування матеріал поміщають у технологічну робочу камеру 1, що розділена гумовою прокладкою 14 на праву і ліву частини. Запірний вентиль 13 відкривається і зв’язує ліву внутрішню порожнину герметичної просочувальної камери 1 із атмосферою, після чого відбувається заповнення лівої частини герметичної просочувальної камери 1 просочуваною рідиною. При ввімкненні електроприводу гідронасоса 4 підігріта просочувальна рідина із герметичної ванни 2 під тиском через зворотній клапан 9 надходить до внутрішньої порожнини герметичної просочувальної камери 1. Поступово герметична просочувальна камера 1 заповнюється рідиною. По завершенню заповнення запірний вентиль 13 закривається і відкривається манометричний кран 12, та відбувається контроль тиску за показами манометра 11. При досягненні в герметичній просочувальній камері 1 необхідної величини тиску просочувальної рідини манометричний кран 12 закривається. При ввімкнені електроприводу гідронасоса 5 робоча рідина під тиском надходить з резервуара для зберігання рідини 3 до правої частини робочої камери 1. Гідронасос 5 працює в режимі імпульсного навантаження, рідина в свою чергу спричинює періодичні зворотні рухи гумувої прокладки 14, результатом чого є імпульси тиску у просочувальній рідині. Завдяки імпульсному навантаженню рідинного середовища в середині герметичної просочувальної камери 1 відбувається ефективне просочування і заповнення пор у товщі органічного матеріалу, тобто його насичення антисептиками чи полімеризаторами.

Імпульсне навантаження оброблювального органічного матеріалу здійснюється на протязі визначеного терміну. По завершенню технологічної обробки просочуванням гідропривідний насос 5 і генератор імпульсів тиску 8 відключаються. Після процесу насичення відкривається зливний вентиль 10 і просочувальна рідина зливається у герметичну ванну для просочувальної рідини для її подальшого зберігання та нагріву.

Наукова новизна одержаних результатів

1. Запропоновано гідроімпульсний спосіб просочування деревних матеріалів, який відрізняється тим, що насичення порожнин деревини спеціальними речовинами (антисептиками чи полімеризаторами) є більш ефективним, що гарантує протидію насиченню їх вологою в умовах експлуатації, підвищенню якості вогне- та біостійкості та поліпшенню декоративних властивостей.

2. Розроблена технологія гідроімпульсного просочування деревних матеріалів, яка гарантує підвищену якість насичення їх спеціальними рідинами.

Висновки

Отже, за рахунок введення нових конструктивних елементів та зв’язків між ними досягається інтенсифікація технологічного процесу просочування, що сприяє збільшенню глибини проникнення просочувальної рідини в товщу органічного матеріалу і поліпшенню якості і рівномірності його насичення.

Запропонована технологія гідроімпульсного баротермічного просочування органічних матеріалів дозволяє:

– збільшити швидкість (зменшити час) проведення процесу просочення;

– спростити процес просочення, оскільки не потрібні автоклави високого тиску або апарати, що працюють під вакуумом;

– обробляти відразу великі партії виробів або вироби великих розмірів (наприклад, меблі без розбирання, будівельні конструкції, архітектурні споруди тощо), бо істотно знижуються вимоги до міцності і герметичності апаратів, де відбувається просочування;

– забезпечити регульовану глибину (ступінь) просочення.

Література:

1. Медведев И.М. Разработка технологии повышения формоустойчивости шпал из пресованной древесины: автореферат /И.М Медведев./ – Воронеж, 2009 – 18 с.

2. Заявка на корисну модель, MПK₈ В27 К 3/08, В27 К 3/50. Установка для імпульсного просочування органічних матеріалів /Кирилова І.О., Коц І. В. (Україна).– заявл.29.09.2010.

3. Пейч Николай Николаевич. Справочник по сушке древесины [Текст] / Н.Н. Пейч, Б.С. Царев. – М.: Лесн. пром-сть, 1990. – 253с.