Устройство для модификации поверхности древесных строительных материалов путем создания защитной плёнки из минеральных наночастиц
Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для производства строительных материалов из древесины, а также прочих пористых стройматериалов, в частности к получению строительных материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками.
Устройство для модификации поверхности строительного материала путем создания защитной пленки из минеральных наночастиц содержит автоклав с крышкой автоклава с запорной арматурой, задвижки установленные на подводящих технологических патрубках, вакуум-насос, бак для стоков, воздушный компрессор, манометр, сосуд с раствором щелочи, камеру эжектора, контейнеры для хранения сыпучих компонентов в сухом виде, дренчер и персональный компьютер снабженный специальным программным обеспечением.
Новизна технического решения состоит в том, что устройство снабжено на участке подачи пропитывающего состава в автоклав эжектором с двумя контейнерами для хранения сыпучих компонентов в сухом виде, соединенными с соплом патрубками подачи, в которых на участках выхода установлены сетчатые фильтры с заданными размерами ячеи, позволяющие контролировать процентное соотношение компонентов в суспензии и персональным компьютером снабженный специальным программным обеспечением позволяющим в режиме реального времени выводить на монитор динамические графические изображения отражающие изменения внутреннего пространства автоклава за счет датчиков уровня суспензии и давления, подающих сигнал на ПК, после обработки которого блок управления формирует сигналы на изменение или поддержание режимов работы вакуум-насоса или воздушного компрессора.
1 с.п. ф-лы, 1 илл.
Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для производства строительных материалов из древесины, а также прочих пористых стройматериалов, в частности; к получению строительных материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками.
Известен способ пропитки древесины антисептиком, описанный в патенте РФ 
2026777 МПК В27К 3/08.
Известный способ заключается в том, что перед пропиткой древесину вакуумируют в течение 5-10 минут при давлении 560-650 мм рт.ст., затем в рабочий объем подают пары антисептика с температурой 50-65°С, повышая давление до 2,5-8 атм, которое выдерживают в течение 25-40 мин или в два этапа по 10-20 мин с промежуточным сливом антисептика и созданием вакуума в автоклаве глубиной 560-650 мм рт.ст.
Недостатками данного технического решения является сложность технологического процесса, заключающаяся в многостадийности подготовки антисептика, невозможности контроля за качеством процесса пропитки и длительностью.
Известен способ пропитки древесины маслянистым антисептиком, описанный в патенте РФ 2072916 МПК В27К 3/50.
Известный способ заключается в том, что пропитку проводят при жидкостном давлении 0.8 МПа, температуре 70-80°С в течение 0,5-3 часов. После окончания пропитки проводят вакуумирование древесины при остаточном давлении 0,085 МПа в течение 20 мин.
Недостатками известного способа является то, что в нем используется токсичный масляный антисептик, многостадийность подготовки антисептика, невозможность контроля за качеством процесса пропитки и длительность.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ пропитки древесины водорастворимым антисептиком, описанный в «Технологической инструкции по глубокой пропитке древесины столбов ЛЭП и линий связи в автоклавах под давлением водорастворимым антисептиком ХМ на ООО «Электростройкомплект», разработанной на ФГУП «Сенежская научно-производственная лаборатория защиты древесины» в 2005 г., и выбранный в качестве прототипа.
Известный способ заключается в том, что пропитку проводят в автоклаве под давлением выше атмосферного с применением начального и конечного вакуума, при этом значение начального и конечного вакуума должно быть не менее 0,08 МПа, а рабочее давление - 0,8 МПа, при этом время выдержки древесины непосредственно в растворе антисептика под давлением составляет от 60 до 90 минут, а полный цикл пропитки от создания начального вакуума при загруженной древесине в автоклаве и до снятия конечного вакуума и выгрузки древесины составляет от 165 до 260 минут в зависимости от вида и влажности древесины.
Недостаток известного способа заключается в том, что он является весьма длительным, и потому достаточно энергоемким, а также невозможность контроля над процессом пропитки изделия.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является снижение энергоемкости процесса обработки за счет сокращения его длительности, проведение контроля за качеством технологического процесса обработки материала и повышение экологичности обработанных конструкций за счет применения минеральных наполнителей и компонентов, природного происхождения, а также отсутствие в технологии этапа предварительной подготовки антисептика.
Это достигается тем, что устройство на участке подачи состава в автоклав снабжено эжектором с двумя контейнерами для хранения сыпучих компонентов в сухом виде, соединенными с соплом эжектора патрубками подачи, в которых на участках выхода установлены сетчатые фильтры с заданными размерами ячеи, а также дренчером, датчиком контроля параметров внутренней среды автоклава, персональным компьютером со специальным программным обеспечением, блоком управления.
На фиг.1 изображено устройство для модификации поверхности строительного материала путем создания защитной пленки из минеральных наночастиц.
Устройство для модификации поверхности строительного материала путем создания защитной пленки из минеральных наночастиц содержит автоклав 1 с крышкой автоклава с запорной арматурой 2, задвижки 3, 4, 5, 6, 7 установленные на подводящих технологических патрубках, вакуум-насос 8, бак для стоков 9, воздушный компрессор 10, манометр 11, сосуд с раствором щелочи 12, эжектор 13, контейнеры для хранения сыпучих компонентов в сухом виде 14, 15, фильтры 16, дренчер 17 и персональный компьютер 18 снабженный специальным программным обеспечением позволяющим в режиме реального времени выводить на монитор динамические графические изображения отражающие изменения внутреннего пространства автоклава за счет датчиков уровня суспензии и давления 19, подающих сигнал на персональный компьютер, после обработки которого блок управления 20 формирует сигналы на изменение или поддержание режимов работы вакуум-насоса 8 или воздушного компрессора 10.
Устройство работает следующим образом.
До пропитки деревянные конструкции сортируются по породам и геометрическим параметрам с тем, чтобы в одной партии пропитывались элементы одной породы и габаритов, что обеспечивает качественный режим и оптимальную загрузку автоклава. Перед загрузкой в автоклав определяется средняя влажность пропитываемого изделия.
После загрузки обрабатываемого изделия в автоклав 1 последний закрывают крышкой 2, которые блокируются и уплотняются сжатым воздухом или жидкостью.
После чего открывается вентиль 3 и в автоклаве создастся разрежение с помощью вакуум-насоса 8. Выделившаяся влага направляется в бак для стоков через водоотделитель 9, после чего задвижка 3 закрывается и строительный материал выдерживается в предварительно созданном вакууме не менее 0,085 МПа в течении 15 минут.
После выдержки материала под предварительным вакуумом задвижка 7 открывается, и пропиточная жидкость за счет вакуума нагнетается в автоклав из сосуда с раствором щелочи 12 проходя по участку подачи через эжектор 13, в котором создается разрежение под действием которого осуществляется забор минеральных компонентов в необходимом процентном соотношении из контейнеров 14, 15 через фильтры 16 и их последующее перемешивание в турбулентном потоке в камере эжектора 13 и далее по трубопроводу готовая суспензия подается в автоклав, на вводе в который установлен распылитель (дренчер) 17, на выходе из которого образуется низкодисперсная струя, позволяющая равномерно распределить по поверхности обрабатываемых элементов минеральные наноразмерные включения суспензии за счет вихревых воздушных потоков с дальнейшим постепенным 100% заполнением всего свободного объема автоклава.
После заполнения автоклава закрывается задвижка 7, а задвижка 4 открывается и от компрессора 10 подается сжатый воздух, создающий в автоклаве жидкостное давление не выше 1,2 МПа. В течении всего цикла вакуум-давление-вакуум на монитор компьютера 18 выводится график изменений внутреннего пространства автоклава.
Спуск раствора после окончании выдержки осуществляется открыванием задвижки 5. Для ускорения слива открывается также задвижка 6.
После выпуска раствора из автоклава, задвижки 5 и 6 закрывается, а задвижка 3 приводится в открытое положение и далее вакуум-насосом 8 создается небольшое разрежение для удаления излишков раствора из верхних слоев обрабатываемой конструкции.
При этом в течении всего цикла происходит непрерывное измерение параметров внутренней среды автоклава за счет датчиков уровня суспензии и давления 19, подающих сигнал на персональный компьютер 18, после обработки которого блок управления 20 формирует сигналы на изменение или поддержание режимов работы вакуум-насоса 8 или воздушного компрессора 10. Также для инструментального измерения давления в автоклаве на его корпусе установлен манометр 11.
Заявляемое устройство позволяет моделировать процесс модификации поверхности строительного материала путем создания защитной пленки из минеральных наночастиц, контролировать процентное соотношение сыпучих компонентов в суспензии и снизить энергозатраты на этап доподготовки суспензии перед процессом пропитки.
Устройство для модификации поверхности древесных строительных материалов путем создания защитной пленки из минеральных наночастиц, содержащее автоклав, вакуум-насос, воздушный компрессор, расходный бак, запорную арматуру и манометр, отличающееся тем, что дополнительно снабжено эжектором с двумя контейнерами для хранения сыпучих компонентов в сухом виде, дренчером, датчиком контроля параметров внутренней среды автоклава, персональным компьютером и блоком управления.
