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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Imprägnieren von
Hölzern nach dem Saftverdrängungsverfahren in einem mit einem porösen Ende versehenen
Kessel, wobei mittels einer Aufschlämmung aus feinkörnigen Stoffen durch deren Ablagerung
zwischen den Hölzern und der Kesselinnenwand eine Abdichtung erfolgt.
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Es ist ein Verfahren zum Imprägnieren von Hölzern bekannt (deutsche
Patentschrift 208 504), bei dem zunächst die Aufschlämmung eingesprizt wird, wobei
nach dem Abziehen der Flüssigkeit das Absetzen der feinkörnigen Stoffe erfolgt.
In dieser Weise wird allmählich der gesamte Behandlungszylinder ausgefüllt, der
für diesen Zweck senkrecht oder zumindest schräg geneigt werden muß. Anschließend
wird der Kessel verschlossen und waagerecht gekippt, worauf dann erst die Imprägnierflüssigkeit
unter starkem Druck in den Zylinder eingebracht und die Imprägnierung der Hölzer
der Länge nach vorgenommen wird.
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Bei dem bekannten Verfahren war die Handhabung, insbesondere das Schwenken
des Behandlungszylinders, verhältnismäßig umständlich. Auch das absatzweise Einspritzen
des flüssigen Breies bzw. Schlammes sowie die damit verbundenen Unbequemlichkeiten,
wie das An- und Aufschrauben des Deckels gegenüber dem Siebboden, waren zeitraubend.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
zum Imprägnieren von Hölzern nach dem Saftverdrängungsverfahren zu schaffen, bei
dem die verschiedenen Verfahrensschritte unter Vermeidung der obigen Nachteile einfacher
und wirkungsvoller durchgeführt werden können.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach
dem Einfüllen der Imprägnierflüssigkeit in den Kessel die Aufschlämmung an dem Ende
des Kessels eingebracht wird, an dem sich die Abdichtung ausbilden soll, und durch
Unterdrucksetzen der Imprägnierflüssigkeit eine Strömung gegen das poröse Ende des
Kessels zur Ablagerung der feinkörnigen Stoffe am porösen Ende bewirkt wird.
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Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht
somit darin, daß der Kessel fest angeordnet ist, also nicht geschwenkt werden muß.
Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn lange Hölzer behandelt werden, wobei dann
ein Schwenken des Imprägnierungszylinders sehr umständlich, wenn nicht sogar unmöglich
ist.
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Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in
der Aufschlämmung feinkörnige Stoffe verwendet, deren Korngröße zu 5 % unter der
Siebgröße von 0,074 mm Maschenweite liegt.
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Da das unbequeme Einspritzen der Aufschlämmung beim erfindungsgemäßen
Verfahren entfällt, ist es möglich, die Partikelgröße sehr stark herabzusetzen und
trotzdem einen Dichtungskuchen zu erhalten, der einmal eine wesentlich bessere Dichtwirkung
ergibt als mit größeren Korngrößen und andererseits auch nicht den Kessel längs
der gesamten Länge der Hölzer ausfüllen muß.
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Weiterhin wirkt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft
aus, daß eine Vorrichtung für das Imprägnieren von Holz benutzt werden kann, die
bei relativ einfachem Aufbau dennoch die Anwendung von Imprägnierungsdrücken von
bis zu 70 kg/cm2 gestattet. Auch bei diesen hohen Drücken wird die Abdichtungswirkung
um die Enden der Holzstücke nicht beeinträchtigt. Daher kann die Imprägnierflüssigkeit
in außergewöhnlich kurzer Zeit durch das Holz gedrückt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nun an Hand der Zeichnungen
beschrieben. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung der
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, F i g. 2 eine perspektivische,
auseinandergezogene Darstellung des porösen Verschlusses des Behandlungszylinders
und F i g. 3 das Schema eines weiteren Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die inerte suspendierte Phase der im Zusammenhang mit der Erfindung
verwendeten Aufschlämmung ist vorzugsweise Sand oder sehr fein gepulvertes Material,
wie beispielsweise Kaolin, Feldspat,. Ton, Fullererde oder andere nichtmetallische
Materialien. Es kann jedoch ein beliebiges fein zerteiltes Material, sei es anorganischer,
nichtmetallischer, mineralischer oder metallischer Natur, oder sogar ein organisches
Material, wie Sägespäne oder Holzmehl, verwendet werden. Ebenso können chemische
Präzipitate wie Eisen- oder Aluminiumhydroxyd, Kalziumsulfat oder Fällungsprodukte
aus Holz-Konservierungsmitteln auf der Basis von Chrom-Kupfer-Salzen als Suspensionen
verwendet werden.
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Eine Ausführung der Vorrichtung, die zur Verwendung im Zusammenhang
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet ist, ist in F i g. 1 dargestellt. In
dieser Vorrichtung ist der Druckkessel 49 mit einer durchlochten Platte 50 und einem
porösen Element 51 versehen, die an einem Ende des Druckkessels mit (nicht gezeigten)
Befestigungsmitteln befestigt sind, wobei das poröse Element gemäß F i g. 2 zwischen
den Rändern der durchlochten Platte 50 liegt. Nachdem eine Holzlänge 17 in den Kessel
eingebracht ist, wird der Verschlußteil52 aufgebracht und der Kessel 49 druckdicht
gemacht. Ein aus dem Tank 53 in den Tank 54 eintretendes, unter Druck stehendes
Gas drückt die im Tank 54 enthaltene Behandlungsflüssigkeit 55 durch ein Ventil
56 in den Kessel 49. Die dort vorhandene Luft entweicht durch den Tank 57, über
Ventil 58 und aus der Fülltülle 59. Nachdem der Kessel 49 mit der Flüssigkeit angefüllt
ist, steigt die Flüssigkeit aufwärts in den Tank 57 und erscheint in der Fülltülle
59. In diesem Zeitpunkt wird Ventil 56 geschlossen. Es ist zu erwarten, daß
eine Teilmenge der Flüssigkeit das poröse Element 51 durchdringt und in den Tank
60 abfließt. Wenn der Flüssigkeitsspiegel im Tank 57 auf eine vorbestimmte Höhe
fällt, wird der Tank 57 nachgefüllt, indem durch die Fülltülle 59 eine dicke Aufschlämmung
von Festpartikeln der oben beschriebenen Art eingefüllt wird.
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Alsdann wird das Ventil 58 geschlossen und Ventil 61 sofort geöffnet,
so daß im Kessel 49 ein derartiger Druck vorherrscht, daß eine Strömung der Flüssigkeit
gegen das poröse Element entsteht. Die Festpartikel in der Aufschlämmung werden
in den dem Verschlußtei152 entgegengesetzten Teil des Kessels 49 gedrückt und lagern
sich auf dem Gewebe 51 an
und bilden einen zusammendrückenden, abdichtenden
Schlammkuchen 28, der den weiteren Durchgang nennenswerter Flüssigkeitsmengen durch
das poröse Gewebe hindurch wirkungsvoll blockiert. Das Venti161 wird dann geschlossen
und Ventil56 geöffnet, während der Druck im Tank 54 auf ein gewünschtes Maß erhöht
worden ist, der ausreicht, um die Behandlungsflüssigkeit zu veranlassen, an dem
dem Verschlußteil 52 benachbarten Ende in das Holzstück einzutreten und dieses zu
durchdringen, dabei wiederum den natürlichen Saft vor sich her und aus den Stamm
heraus und über das Element in den Tank 60 zu drücken, aus dem zuvor die
überschüssige Behandlungsflüssigkeit abgezogen worden ist, damit sie nicht durch
die austretenden natürlichen Saftmengen verdünnt wird.
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Ist die Imprägnierung des Holzstückes durchgeführt, wird Ventil
56 geschlossen und das Ventil 62
kurz geöffnet, um den Dichtungs-Schlammkuchen
von der Oberfläche des Gewebes 51 weg und in den Tank 60 hineinzuspülen.
Ist der Schlamm auf diese Weise entfernt, wird die restliche Behandlungsflüssigkeit
durch Ventil 63 in den Tank 54 abgelassen, nachdem dort der Druck
durch Öffnen des Ventils 64 abgelassen ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde
ein grüner Southern Pine-Stamm mit einer 5%-igen Lösung Pentachlorphenol, das in
Dieselöl (Nr.2 Heizöl) gelöst war, imprägniert. Eine Aufschlämmung mit einem Festpartikelgehalt
von 50 % aus fein zerkleinertem Feldspat, dessen Korngröße zu 5% unter einer Siebgröße
von 0,074 mm Maschenweite liegt und der in Dieselöl suspendiert war, wurde dem Tank
57 zugeführt, während der Druck auf die Oberfläche der Pentachlorphenollösung 55
im Tank 54 auf 1,40 kg/cm2 erhöht wurde. Die während zwei Minuten durch Ventil
61 und Tank 57 bei diesem Druck strömende Lösung 55 war ausreichend,
um die Anlagerung aller Schlammpartikel in dem Bereich um die Peripherie des Stammes
an dem porösen Gewebe 57 benachbarten Ende herbeizuführen und dem Durchgang nennenswerter
Teilmengen der Flüssigkeit eine wirkungsvolle Abdichtung entgegenzusetzen. Anschließend
wurde das Ventil 61 geschlossen und Ventil 56
geöffnet und der Druck
im Tank 54 auf 10,5 kg/cm2 erhöht und 3 Stunden lang aufrechterhalten. Nach
Entfernung des Stammes aus dem Kessel wurde festgestellt, daß dieser vollständig
mit der Pentachlorphenol-Öl-Lösung imprägniert war.
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Obwohl in der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung nur ein Holzstück
behandelt wurde, liegt es auf der Hand, daß auch diese Vorrichtung zum gleichzeitigen
Behandeln mehrerer Stämme benutzt werden kann. Daher ist in F i g. 3 eine andere
Art der Ausführung der Vorrichtung gezeigt, die in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren verwendet werden kann.
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Ein Behandlungskessel 65, der mit Schnellverschlußtüren 66
und 66' versehen ist, ist teilweise versenkt in einem die Behandlungsflüssigkeit
68 enthaltenden Tank 67. Eine Ladung 69 aus Stämmen, Pfählen oder Balken, die im
Abstand voneinander durch lose aufsetzbare Ketten 70 zusammengehalten werden (es
können auch Ringe hierzu verwendet werden), wird in den Tank eingebracht und in
den Behandlungskessel 65 eingeschwommen, nachdem die aus einer wie oben beschriebenen
durchlochten Platte mit einem porösen Gewebe bestehende Tür 66' geschlossen und
festgemacht ist. Die Stämme oder Pfähle werden mittels nicht gezeigter Befestigungs-oder
Halteelemente in Lage gebracht, in der sie mit einem Ende gegen das poröse Gewebe
anliegen, worauf Tür 66 ebenfalls geschlossen und druckdicht gemacht wird.
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Nach Öffnen der Ventile 71, 72 und 73 wird die Pumpe 74 in
Gang gesetzt. Behandlungsflüssigkeit 68 aus Tank 67 tritt durch das Ventil 73 ein,
strömt durch Ventil 72 und am Boden des Behandlungskessels 65 in diesen hinein.
Wenn der Kessel 65 gefüllt ist, werden die Ventile 71 und 72 geschlossen, und eine
Aufschlämmung 75 aus dem Tank 76 wird durch das Ventil 78 dem Tank 77 zugeführt.
Während dieses Vorgangs ist das Ventil 79 offen. Die im Tank 77 vorhandene Menge
Schlamm ist so bemessen, daß sie sich auf dem von der durchlochten Tür 66' gehaltenen
Gewebe ausbreitet und eine gute Abdichtung ergibt. Dann werden die Ventile
79 und 78 geschlossen und das Ventil 80 für eine Zeitdauer
geöffnet, die ausreicht, um die Aufschlämmung mittels der Pumpe 74 aus dem
Tank 77 durch das Ventil 81
in das mit der Tür 66' versehene Ende des
Kessels 65 zu fördern, wo diese sich um die Stämme und Pfähle herum absetzt und
einen wirksamen Dichtungs-Schlammkuchen gegen das poröse Gewebe der Tür 66' bildet.
Nach Bildung der Dichtung wird das Ventil 80 geschlossen, das Ventil 72 geöffnet
und die Flüssigkeit im Kessel 65 mittels der Pumpe 74 unter einen
Druck gesetzt, der ausreicht, um die Flüssigkeit durch die Stämme, Pfähle usw. zu
drücken, welche den Weg des geringsten Widerstands darstellen.
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Nach Beendigung der Imprägnierung wird das Ventil 82 geöffnet, während
die Pumpe 74 noch in Tätigkeit ist, um den größten Teil des Schlammes von dem Gewebe
abzuschwemmen, ihn durch das Ventil 82 herauszuleiten und dem Tank 76 wieder zuzuführen.
Dieser Vorgang ist schnell beendet, worauf das Ventil 82 geschlossen und
die Pumpe 74 abgeschaltet wird. Alsdann wird durch Öffnen des Ventils 83
der Druck im Kessel 65 über das Ventil 73 in den Tank 67 abgelassen, die Tür 66
geöffnet und die Charge aus dem Behandlungskessel entfernt.
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Etwa an dem Gewebe der Tür 66' anhaftender Schlamm wird von dort abgespült
und setzt sich am Boden des Tanks 67 ab, von wo er mit dem Schlammrechen
84 in den Sumpf 85 geschoben wird. Die Membranpumpe 86 fördert den
Schlamm aus dem Sumpf 85 über das Ventil 87 in den Schlammtank
76.
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Aus der vorstehenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der für dessen praktische Anwendung verwendbaren verschiedenen Ausführungsarten
der Vorrichtung ergibt sich, daß ein verbessertes Verfahren für die chemische Behandlung
von Holz in den verschiedensten Formen wie Stämmen, Pfählen, Baken u. dgl. offenbart
ist, das unabhängig von den Abweichungen im Durchmesser, Querschnittgestalt und
Unebenheiten in den Außenflächen des Holzes anwendbar ist. Es ist zur Durchführung
des Verfahrens lediglich wesentlich, daß die Schnittfläche an dem vom Dichtungs-Schlammkuchen
umgebenen Ende in offener Berührungsverbindung mit dem porösen Gewebe oder Filter
steht. Infolge der Herstellung einer wirksamen Abdichtung mittels der Schlammpartikel
kann das unter Druck stehende Behandlungsmittel durch die Holzlängen gedrückt werden.
Unter
den für die Zwecke der Erfindung verwendbaren chemischen Behandlungsmitteln befinden
sich solche, die normalerweise als Holzkonservierungsmittel, als Mittel zum Flammsichermachen
verwendet werden, ferner solche, die der dimensionalen Stabilisierung dienen, beispielsweise
ein Schrumpfen oder Schwellen unter veränderten Feuchtigkeitsbedingungen verhüten,
Mittel, um es gegenüber chemischem Eingriff, beispielsweise durch Laugen und Säuren,
widerstandsfähig zu machen, u. dgl. mehr. Die als Holzkonservierungsmittel verwendbaren
Medien schließen wäßrige Lösungen von konservierenden Salzen, wie saures Kupferchromat,
ammoniakalisches Kupferarsenit, chromhaltiges Kupferarsenat, Zink-Kupfer-Arsenat-Chromat,
chromhaltiges Zinkchlorid, Fluor-Chrom und arsenathaltige Konservierungsmittel auf
Phenolbasis u. dgl., ein. Es können auch ölartige Konservierungsmittel, wie Creosot,
Creosot-Steinkohlenteer-Lösungen und Petroleumlösungen von öllöslichen Konservierungsmitteln,
wie Pentachlorphenol und Kupfernaphthenat, verwendet werden.
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Unter den beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren, chemischen
Flammenschutzmitteln in wäßrigen Lösungen befinden sich die im Handbuch der American
Wood Preservers Association als Typen A, C und D aufgeführten Flammschutzmittel.
Wäßrige Lösungen von Harnstoff, Polyäthylenglykol und ähnliche sind für die Dimensionsstabilisierung
des Holzes geeignet, während bituminöse Massen verschiedener Art verwendbar sind,
um das Holz gegenüber chemischemAngriff widerstandsfähig zu machen. Wo immer sich
dies als erforderlich erweisen sollte, kann die Behandlungsflüssigkeit in erhitzter
Form dem Holz zugeführt werden. In solchen Fällen ist es wichtig, bei der Auswahl
der zerkleinerten Materialien als Festpartikel der Aufschlämmung darauf zu achten,
daß keine Stoffe hier gewählt werden, die in der erhitzten Behandlungsflüssigkeit
löslich sind.
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Das offenbarte Verfahren kann auch angewendet werden, um Holz zu trocknen.
Dabei wird es zunächst im Druckkessel abgedichtet, alsdann die Behandlungszone mit
einer Flüssigkeit wie Kerosin, Dieselöl oder Creosot gefüllt und diese erhitzt,
während sie gleichzeitig unter einem genügend großen Druck gehalten wird, um die
Schlammansammlung an Ort und Stelle zu halten und um den Dampfdruck zu kompensieren,
der durch die Erhitzung des im Holz vorhandenen Wassers entstanden ist. Der durch
Erhitzung gebildete Dampf kann aus dem Holz entweichen, indem er durch die Länge
des Stammes hindurchgeht und durch das poröse Element 51 und die durchlochte Platte
50 austritt.
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Darüber hinaus können unter Verwendung der dargestellten Vorrichtung
und Nutzbarmachung der beschriebenen wirksamen Abdichtung Holzlängen in der Weise
behandelt werden, daß die Wände der Holzzellen mit der Behandlungsflüssigkeit gesättigt
bleiben, jedoch die Zellenhohlräume im wesentlichen frei von überschüssiger Flüssigkeit
sind. Dazu werden die Stämme mit der Imprägnierungsflüssigkeit getränkt, wobei das
Ventil 56 (A b b. 1) geschlossen ist. Ein unter Druck stehendes inertes Gas, wie
beispielsweise Druckluft, wird dann durch ein nicht gezeigtes Mittel in die Behandlungsebene
aus Tank 53 durch Ventil 63 gedrückt. Die Behandlungsflüssigkeit kann durch
das Ventil 62 in den Tank 60 gelangen. Die in dem oberen Teil des Behandlungskessels
49 enthaltene Druckluft strömt dann durch die Holzlänge und schiebt die in
den Holzzellen-Hohlräumen vorhandene überschußflüssigkeit vor sich her, aus den
Stämmen heraus und durch das poröse Gewebe 51 und Lochplatte 50 hindurch. Auf diese
Weise kann eine »Leerzellen«-Behandlung erreicht werden, bei welcher die Zellenwände
mit der Behandlungsflüssigkeit gesättigt bleiben, die Zelleninnenräume jedoch im
wesentlichen flüssigkeitsfrei sind. Die Druckluft kann dann aus der Zone 49 abgelassen
und die Charge in der üblichen Weise entnommen werden.
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Es muß ferner darauf hingewiesen werden, daß die vorstehend beschriebene
Schlammabdichtung die Durchströmung der Flüssigkeit durch den Schlammkuchen hindurch
nicht vollständig unterbindet, sie jedoch den Durchfluß auf ein Ausmaß herabsetzt,
das die Bildung eines genügend großen Druckgefälles erlaubt, um die Behandlungsflüssigkeit
durch die Holzlängen hindurchzuzwingen.