СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ Российский патент 2003 года по МПК G01N33/46 A01G23/00 A01G23/02 

Изобретение относится к лесной отрасли и может быть использовано при сертификации древесины непосредственно на корню в ходе лесоустройства, при отводе лесосек для сплошной и несплошной рубки леса или рубок ухода за лесом, в ходе выполнения лесосечных и лесоскладских работ, а также при сертификации древесного сырья и полуфабрикатов на деревообрабатывающих производствах и хранении круглых, колотых и пиленых лесоматериалов. Изобретение может быть использовано также в инженерной экологии при экологической оценке территорий.

Известен способ испытания древесины растущих деревьев с использованием кернов (см. книгу: Столяров Д.П. и др. Использование кернов древесины в лесоводственных исследованиях. Методические рекомендации. - Л.: ЛенНИИЛХ, 1988. -43с. ), включающий взятие кернов, изучение свойств древесины в камеральных условиях.

Недостатком известного способа является трудность изучения свойств древесины на отрезках керна из-за наклонов волокон к оси керна, а также высокой изменчивости свойств древесины вдоль радиуса ствола.

Известен также способ испытания древесины растущих деревьев с использованием кернов по патенту 2144185, МКИ G 01 N 33/46, А 01 G 23/00, включающий взятие керна кернов, измерение его параметров и уточнение значений свойств древесины с учетом поправок.

Главным недостатком является сложность прототипа при сквозной сертификации древесного сырья и полуфабрикатов различного функционального назначения.

Технический результат - упрощение процесса испытания древесины и расширение применения от растущего состояния до лесоматериалов.

Этот технический результат достигается тем, что до взятия керна на стволе или ветви дерева, а также на круглых, пиленых или колотых лесоматериалах, выполняется угловая насечка, а высверливание выполняют по тангенциальному направлению волокон относительно угловой насечки, причем на колотых и пиленых материалах эта угловая насечка наносится относительно различного радиуса сечения.

Насечка выполняется в виде угловой выемки, например носком или пяткой лезвия топора. Причем насечка наносится также на те виды материалов, которые имеют часть поверхности ствола дерева (чурак, полено, бревно, горбыль, доска). Такая же насечка наносится на другие элементы растущего дерева - ветви и корни.

Операция взятия керна остается почти по прототипу, то есть взятие керна предполагает визуальный осмотр торца угловой насечки на дереве или на древесных материалах, ориентация бурава относительно торца угловой насечки по тангенциальному направлению, извлечение керна, разделка его на части (в некоторых случаях каждую часть - на отрезки). Таким образом, после визуального осмотра дополняется действие ориентации режущей кромки бурава относительно годичных слоев.

Насечка одновременно на дереве выполняет сигнальную функцию, так как в любое время можно найти место на учетном дереве по угловой форме насечки. При необходимости ее можно покрасить, например красной краской.

Сущность технического решения заключается в том, что с помощью тангенциальных кернов возможно сопоставление свойств древесины любого состояния, - от растущего дерева до отдельных заготовок (полуфабрикатов) различных изделий из цельной древесины. Причем качество древесины оценивается вдоль всего технологического маршрута движения древесного сырья (после рубки дерева).

Если радиальный керн позволяет изучить динамику свойств древесины за все годы жизнедеятельности дерева, то тангенциальный керн обеспечивает сквозную сертификацию древесного сырья по всем процессам обработки древесины и даже на входном контроле мебельных и столярно-строительных изделий. При этом попутно возможна оценка экологического состояния за последние 10-30 лет роста срубленного дерева, так как тангенциальный керн выгоднее брать в заболонной части ствола.

Пусть известна предыстория центральной доски, полученной после продольной распиловки пиловочника. Тогда возможно проводить оценку экологического режима по тангенциальным кернам, взятым из доски по различным радиусам сечения ствола. При этом знание предыстории предполагает наличие информации о месте заготовки этого пиловочника, его лесоводственной и экологической характеристики. Тогда по центральным доскам появляется возможность исследования экологических характеристик (в прошлом) тех участков леса, на которых были заготовлены пиловочные бревна.

В связи с этим техническое решение обладает существенными отличительными от прототипа признаками, новизной (так как никто до сих пор не пытался экологическую оценку территорий вести по центральным доскам пиловочника), положительным эффектом и перспективой быстрого расширенного применения (лесопильных цехов в России очень много).

Из анализа научно-технической и обзора патентной литературы материалов, порочащих новизну предлагаемого способа, не обнаружено.

На фиг. 1 показана часть ствола дерева, вид сбоку на угловую насечку и с отверстием от керна; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 с несквозным керном; на фиг. 3 - то же, со сквозным керном; на фиг. 4 - схема взятия керна из полена после расколки чурака; на фиг. 5 - схема распиловки пиловочного бревна и взятия керна из горбыля; на фиг. 6 - схема взятия тангенциальных кернов из центральной доски на различных радиусах сечения ствола; на фиг. 7 - схема расположения угловой выемки и отверстия от керна на ветви растущего дерева.

Способ испытания древесины включает в себя следующие действия.

Все формы древесных заготовок (полуфабрикатов) возможно разделить на две группы: а) содержащие достаточную долю своей поверхности в виде части поверхности ствола дерева (ствол дерева, хлыст, сортимент различного назначения, колотые материалы, горбыли, а также ветви, сучья, корни); б) не содержащие или содержащие малую долю своей поверхности в виде части поверхности ствола (брусья с обзолом, шпалы, рейки, обрезные и необрезные доски и др.). На древесных заготовках второй группы угловая насечка может не выполняться.

На дереве 1 или на его частях до взятия керна с помощью топора или другого режущего инструмента в выбранном месте формируется угловая насечка 2 с торцем 3, параллельным радиальному сечению годичных слоев. С этого торца высверливается керн, после которого оставляется отверстие 4 (глухое или сквозное).

На полене 5 тангенциальный керн извлекается с изготовлением угловой насечки или без нее.

На горбыле 6 конструкция угловой выемки и расположенного относительно нее отверстия керна выполняется также, как это реализуется на растущем дереве.

На центральной доске 7 по различным радиусам от сердцевины (оси сечения ствола дерева) извлекаются керны с оставлением параллельных отверстий от извлеченных кернов.

На ветви 8 ствола дерева выполняют угловую насечку и отверстие под керн по аналогии со стволом дерева. Такой же порядок действий и при извлечении кернов из корней дерева.

Угловая насечка прежде всего необходима из-за того, что без нее практически трудно ориентировать кольцевую режущую кромку бурава относительно годичных слоев. А на ровных местах центральной доски, например, эта ориентация выполняется и без угловой насечки.

Способ испытания древесины реализуется, например, на растущем дереве, следующим образом.

Вначале в лесу выбирают дерево 1 и осматривают его для возможного взятия керна. Затем топором двумя ударами носка или пятки лезвия под некоторым углом (менее 90 градусов) друг к другу выполняют угловую насечку 2. После этого зачищают и формируют лезвием топора торец 3 (желательно перпендикулярно к будущей оси отверстия 4). Затем берут бурав и его режущую кромку ориентируют относительно годичных слоев, заметных на поверхности торца угловой насечки. В дальнейшем испытания керна выполняют по известному способу (прототипу).

Аналогично поступают с заготовками древесины. Поэтому способ легко реализуется на заготовках древесины любой формы.

Предлагаемый способ является универсальным для всех хозяйственных сегментов лесной отрасли и позволяет просто реализовать физико-технологический подход к сквозной сертификации древесины от растущих деревьев и до полуфабрикатов из древесины.

Изобретение относится к лесной отрасли и может быть использовано при сквозной сертификации древесины от растущих деревьев до полуфабрикатов в условиях лесного хозяйства, лесозаготовок, деревообработки, а также в инженерной экологии при экологической оценке территорий. На дереве или его частях до взятия керна выполняют угловую насечку с торцом, на котором относительно годичных слоев ориентируют бурав, а высверливание выполняют по тангенциальному направлению волокон относительно угловой насечки. Это позволит упростить процесс испытания древесины и расширить его применение от растущего состояния до лесоматериалов. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Способ испытания древесины, включающий взятие кернов путем высверливания буравом, измерение геометрических и размерных параметров каждого керна, определение поправок по углам наклона керна, изучение строения и свойств древесины, пересчет значений этих свойств с учетом поправок, отличающийся тем, что на дереве или его частях до взятия керна выполняют угловую насечку с торцом, на котором относительно годичных слоев ориентируют бурав, а высверливание выполняют по тангенциальному направлению волокон относительно угловой насечки. 2. Способ испытания древесины по п. 1, отличающийся тем, что угловая насечка выполняется в виде угловой выемки, например носком или пяткой лезвия топора.