Область техники, к которой относится изобретение

Предполагаемое изобретение относится к технологии глубокой пропитки и сушки древесных материалов и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности, домостроении и других отраслях.

Предшествующий уровень техники

В настоящее время для придания огнестойкости древесным материалам используют у»злячные защитные пропиточные растворы, в том числе и солевые, например бишофит.

Так как в клетках такой древесины вместо влаги - соль, древесина становится негорючей. Доска, брус и бревно, пропитанные би офитом на глубину до 15 мм приобретают биоогнезащитные свойства ( 1-я группа огнезащитной эффективности). Происходит уплотнение структуры дерева. Экспериментальные и клинические исследования показали, что проживание в таком доме даёт терапевтический эффект, т.к. аэроны солей бишофита лечебные. Отмечается противовоспалительное и спазмолитическое действие, стимулируется активность фагоцитов, угнетается рост условно-патогенной флоры, ряда грибов иг бактерий кишечной группы. Соли бишофита, растворённые в вытяжке лиственницы, берёзы или другого дерева почти мгновенно проникают через кожу, попадают в кровь, оздоравливающе влияют на функцию органов. Глубокая пропитка и сушка древесных материалов - трудоемкий процесс, требующий специализированного оборудования, поэтому создание эффективного, не требующего значительных затрат способа обработки древесных материалов является актуальной задачей.

Известен способ глубокой пропитки древесины, защищенный патентом РФ JV°2339504, МПК В27КЗ/08, В27КЗ/12, В27КЗ/15, F26B5/04, F26B7/00, опубл.27.11.2008 г., в котором осуществляют предварительное вакуумирование при давлении 0,05-0,08 МПа и нагрев пропиточного раствора и древесины в одном вакуумном аппарате, погружая древесину в предиточный раствор, или в отдельных вакуумных аппаратах, переводя затем пропиточный раствор в вакуумный аппарат с древесиной с сохранением вакуума. Выдерживают древесину, погруженную в пропиточный раствор, в вакууме, после чего увеличивают давление в вакуумном аппарате до атмосферного или создают избыточное давление, удаляют пропиточный раствор. После выдерживания древесины осуществляют сушку древесины. Осуществляют фиксацию компонентов пропиточного раствора в древесине фиксирующим составом, образующим при взаимодействии с пропиточным раствором термически стабильные и нерастворимые в воде вещества. При этом обработку фиксирующим составом производят методом «горячехолодных ванн», а сушку древесины осуществляют до остаточной влажности 20-25%.

Недостатком известного способа является сложность технологии.

Известен способ сушки древесины в СВЧ лесосушильной камере резонансным методом, защищенный патентом РФ Л°2530983, МПК F26B3/347, Н05В6/78, опубл.20.10.2014 г.

В предлагаемом способе контроль влажности древесины осуществляется постоянно в течение процесса сушки. Высушиваемые пиломатериалы, уложенные в сушильный штабель, помещаются в замкнутую металлическую полость - резонатор, которым является лесосушильная камера. Генератором возбуждается СВЧ электромагнитное поле, размеры замкнутой металлической полости выбирают много больше длины волны питающего генератора СВЧ, так что обеспечивается возможность возбуждения в ненагруженном состоянии в полости множества колебаний разной пространственной структуры при постоянной мощности питающего генератора и фиксированном времени взаимодействия исследуемого влажного материала с полем многих мод (мода - наибольшее значение функции распределения случайной величины). Измеряют температуру подвергающегося воздействию электромагнитной энергии материала до помещения в замкнутую металлическую полость и температуру после воздействия электромагнитного поля многих мод. По разности температур определяют калориметрическим способом поглощаемую ощность.

Недостатком известного способа является сложность технологии.

Известен способ обработки древесных материалов, защищенный патентом РФ -Ч°2088400, МПК В27ВЗ/16, опубл.27.08.1997 г.

Древесные материалы подвергают глубокому вакуумированию и пропитывают под давлением сначала водным раствором солей металлов с концентрацией не менее 10 - 12%, а затем раствором смеси едкого натра с силикатом, при концентрации силиката натрия в растворе не менее 13 - 15% и модуле силиката 1,0 - 1,1. После пропиток древесные материалы сушат.

Недостатком известного способа является сложность технологии.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является способ модификации древесноволокнистых плит, описанный в А.С.СССР Г°1097494, МПК В27К5/04, 5/06, опубл. 15.06.1984 г.

Способ включает введение пропиточной жидкости и сушку. Введение пропиточной жидкости осуществляют под давлением 1,2-2 атм при воздействии на плиту постоянного электрического поля напряжением 12-60 В в течение 0,5-5 мин, полярность которого изменяют через 3-5 с. Пропитку и сушку производят циклично с продолжительностью каждого цикла 0,5-2,5 мин.

Недостатком известного способа является сложность технологии. Сущность изобретения

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, создание эффективного способа обработки древесных материалов, не требующего сложного аппаратурного оформления при сохранении равномерности пропитки.

Технический результат от использования изобретения заключается в упрощении технологии.

Указанный результат достигается тем, что в способе обработки древесных материалов, включающем пропитку солевыми растворами и сушку, сушку осуществляют во время пропитки воздействием резонансными электромагнитными колебаниями.

Воздействие резонансными электромагнитными колебания осуществляют путем сочетания волн в диапазоне от 2x10 ^" ' до 15 10 ^"7 Гц.

Подробное описание изобретения

Вышеуказанные и иные аспекты и преимущества настоящего изобретения раскрыты в подробном его описании.

Отличие предлагаемой сушки-пропитки от традиционной заключается в следующем. При традиционной сушке сначала выходит межклеточная влага, что приводит к усушке древесины, а потом в незначительном количестве - внутриклеточная влага. Внутри клетки давление 400 атм. При воздействии резонансными электромагаитными колебаниями натяжение мембраны клетки ослабляется и внутриклеточная влага, выходя в межклеточное пространство выдавливает межклеточную влагу наружу, а место внутриклеточной влаги и межклеточной посредством вибрации заполняется раствором соли или другой пропиточной жидкости. Усушки древесины при этом не происходит, древесина не подвержена старению, не впитывает влагу, не даёт усадку и усушку, т.е. такая древесина не меняет своих геометрических параметров в течение всего периода эксплуатации и становится негорючей.

Способ обработки древесного материала осуществляют следующим образом.

Древесный материал (штабель досок, бруса или другого изделия из дерева) помещают в металлическую ванну и заливают солевым раствором, например, водным раствором бишофита. Древесный материал может быть сухим или влажным. Размещают над ванной магнитострикционный генератор - низкочастотный генератор переменной частоты и соединенные последовательно излучатели резонансных электромагнитных колебаний.

Генератор подает программы, состоящие из последовательных циклов: «синусоида» от

00,23564 до 24, 23457 Гц , цикл «пауза» от 6 до 9 часов; далее цикл «пила» от 05,21425 до 25,32769 Гц и цикл «пауза» от 15 минут до 14 часов. Такие циклы повторяют до полной или требуемой глубины пропитки древесины.

Пример 1

Штабель досок (Толщина доски 20 мм и более, начальная влажность 20-25%) при температуре 10 - 25°С поместили в металлическую ванну, залили водным раствором бишофита (из расчёта 1 кг бишофита на 20 литров воды). Осуществляли воздействие резонансными электромагнитными колебаниями, сочетая волны в диапазоне от 2x10 ^" ' Гц до 15x10 ^"7 Гц с интенсивностью на расстоянии от 1 до 10 м от излучателя от 1 до 400 вт/м ² . При этом чередовали режимы излучения и паузы, на разных частотах (длинах волн) под углом сверху-вниз, по всей площади каждого штабеля. Благодаря последовательной смене циклов: цикл «синусоида» от 00,23564 до 24, 23457 Гц, цикл «пауза» от 6 до 9 часов; далее цикл «пила» от 05,21425 до 25,32769 Гц и цикл «пауза» от 15 минут до 14 часов происходило максимальное естественное движение свободной влаги, что обеспечило сушку древесных материалов до 15-17%. Так, для доски это может быть 3 цикла, а для бруса до 50 циклов. Количество циклов зависит от требуемой глубины пропитки. Например, требуется глубина пропитки 10 мм, в этом варианте может быть от 1 до 3 циклов «синусоида», режим «пауза»- от 6 до 7 часов; далее от 1 до 3 циклов «пила» с последующей «паузой» до 4-6 часов.

Пример 2.

Проведен аналогично примеру 1. Так как глубина пропитки требовалась 2-4 см, то способ включал от 1 до 50 циклов «синусоида», с последующей «паузой» до 9 часов; далее цикл «пила» - до 50 циклов, с последующей паузой до 14 часов, обеспечивая сушку древесных материалов до 15- 17%.

Режимы подобраны опытным путем. При меньшем диапазоне волны не происходит проникновение пропиточного раствора, при большем технологически нецелесообразно.

Генератор может быть использован марки ПНГ-1, излучатели могут быть изготовлены из дерева или пластика с ферромагнитным сердечником.

Таким образом, по сравнению с прототипом в предлагаемом изобретении осуществляется обработка древесных материалов более простым способом за счет исключения теплоизолированной камеры, трубопроводной системы, ферромагнитых поддонов и нагрева материала. Такая пропитка позволяет получить древесный материал, сохраняющий свои качества (негорючесть, оздоровительные свойства) на протяжении многих лет за счет того, что внутриклеточная и межклеточная влага посредством вибрации заполняются раствором соли или другой пропиточной жидкости. В то время как обычные пропитки дают гарантию на 1-2 года.

Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.