Способ обработки древесины путем комбинированного воздействия энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты и ультрафиолетовым излучением Российский патент 2021 года по МПК B27K5/04 

Описание патента на изобретение RU2755439C1

Изобретение относится к области обработки древесины и может быть использовано для сушки и подготовки поверхностей пиломатериала к покрытию защитными составами, а также для восстановления древесины пораженной кониофоровыми грибами вида Serpula lacrymans.

Основу подготовки пиломатериала составляет его сушка, обработка от биопоражений и подготовка поверхности под дальнейшее покрытие защитными составами. Сегодня основными способами подготовки являются атмосферная, камерная сушка и фумигация, результат которых достигается благодаря воздействию нагретого воздуха, пара, фумигантов.

Однако большинство из способов на данный момент предполагают большие затраты на электроэнергию, долгий срок обработки или применение ядовитых веществ, вредных для человека.

Известен способ сушки древесины с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты (СВЧ) (см. патент Российской Федерации №2580172, дата публикации 10.04.2016 г., дата подачи заявки 06.05.2014 г., МПК F26B 3/347, F26B 3/04). В соответствии с данным изобретением, древесина обрабатывается давлением воздуха в 10-40 атмосфер с нагреванием до требуемой температуры энергией СВЧ-излучения с последующим, после выдержки, сбросом давления.

Недостатком применения данного способа является необходимость создания герметичной камеры для обработки материала и дополнительные энергозатраты на создание повышенного давления.

Также известна обработка древесины ультрафиолетом (см. статью Пузаков В.Е.; Сафин P.P.; Губернаторов В.В. Исследования воздействия ультрафиолетового излучения на свойства древесины // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2017. №48. С.68-71. УДК: 535-31).

Данный метод позволяет обрабатывать малые объемы материала и не раскрывает предварительную подготовку древесины, однако дает представление о положительных эффектах кратковременного воздействия ультрафиолета на поверхность древесины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ обработки древесины, применяемой для музыкальных инструментов (см. патент Российской Федерации №2034697, дата публикации 10.05.1995 г., дата подачи заявки 04.11.1992 г., МПК В27K 5/04, F26B 3/34).

Технический результат изобретения - улучшение прочностных свойств материала, защита древесины от поражения древоокрашивающими грибками в течение месяца после прохождения обработки, улучшение смачиваемости поверхности подготовленных пиломатериалов в 1,4 раза, восстановление древесины, пораженной кониофоровыми грибами вида Serpula lacrymans (гибель тела гриба и отсутствие повторных поражений).

Технический результат достигается путем циклической обработки древесины различных пород с различной исходной влажностью (22-75%) в камере, путем комбинированного воздействия на материал энергией электромагнитного поля СВЧ в диапазоне частот 2-3 ГГц в течение заданного интервала времени (от 5 до 8 мин.), выбранного в зависимости от объема обрабатываемой древесины, с перерывами между интервалами от 5 до 15 мин., в течение которых происходит обработка материала ультрафиолетовым излучением с длиной волны 100-320 нм. Количество циклов зависит от исходных характеристик материала (объем, влажность) и определяется путем измерения влажности древесины при обработке. Обработка проводится до достижения материалом нормативной влажности по ГОСТ 8242-88, равной 12±3%.

В качестве древесины были выбраны сосна, ель и береза, как наиболее распространенные породы древесины для строительства. К сравнению были приняты стандартные образцы в виде прямоугольной призмы сечением 20×20 мм и высотой вдоль волокон 30 мм (для испытаний на сжатие) и образцы для испытания на изгиб в форме бруска сечением 20×20 мм и длиной вдоль волокон 300 мм, испытания на смачиваемость поверхности также проводились на образцах в форме бруска.

СВЧ обработка образцов проводилась в несколько циклов, до достижения нормативной влажности по ГОСТ 8242-88, равной 12±3%, в течение 6 минут для сосны, 8 минут для березы и 5 минут для древесины ели, с перерывами для охлаждения материала после СВЧ обработки продолжительностью 5 минут, в течение которых производилась УФ обработка поверхности материала, путем облучения поверхности древесины ртутной газоразрядной лампой с колбой из кварцевого стекла, с длиной волны 100-320 нм, при расстоянии до поверхности древесины 20 см.

Для оценки эффективности технологии к сравнению принимались образцы естественной (атмосферной) сушки. Высушивание образцов естественной сушки производилось также до достижения ими нормативной влажности.

Помимо этого, изобретение позволяет эффективно бороться с поражениями древесины кониофоровыми грибами вида Serpula lacrymans, путем применения переносного СВЧ магнетрона с экраном и УФ ламп.

После подготовки образцов нами были проведены испытания на смачиваемость поверхности (краевой угол смачивания методом «сидячей капли»), осмотр образцов на наличие органических поражений, испытания на прочность и оценка эффективности борьбы с поражением древесины кониофоровыми грибами вида Serpula lacrymans. Результаты исследований образцов приведены в Табл. 1-4 (в графической части).

Похожие патенты RU2755439C1

название год авторы номер документа
Способ получения удобрения из осиновой коры 1982
  • Гришкова Людмила Анатольевна
  • Некрасова Валерия Борисовна
SU1079648A1
СПОСОБ ВАКУУМНОЙ СУШКИ ДРЕВЕСНЫХ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ 2016
  • Машковцев Лев Владимирович
RU2617214C1
СПОСОБ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2006
  • Крымский Валерий Вадимович
  • Субботин Федор Александрович
  • Ваулин Сергей Дмитриевич
  • Федоров Виктор Борисович
  • Волошин Владимир Александрович
RU2319088C1
СПОСОБ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ СВЧ-ЭНЕРГИЕЙ 2002
  • Гареев Ф.Х.
RU2228497C2
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2015
  • Солодовникова Елена Сергеевна
  • Миненок Родион Сергеевич
RU2595012C1
УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ В ПОЛЕ СВЧ 2014
  • Мелехов Владимир Иванович
  • Галкин Владимир Павлович
  • Шульгин Владимир Алексеевич
RU2596082C2
СПОСОБ СУШКИ СЫПУЧИХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2007
  • Коновалов Петр Николаевич
  • Хайдурова Александра Андреевна
  • Коновалов Николай Петрович
RU2330225C1
СПОСОБ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2006
  • Борисов Юрий Владимирович
  • Зубков Вячеслав Дмитриевич
  • Мершин Сергей Алексеевич
  • Шутов Владимир Александрович
  • Юсупов Вадим Фаритович
RU2319089C1
СПОСОБ СВЧ-ОБРАБОТКИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 2005
  • Маслов Анатолий Фомич
  • Куликова Светлана Николаевна
RU2302592C1
СПОСОБ СВЧ-СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ (ВАРИАНТЫ) 1996
  • Валеев Георгий Галиуллович
RU2114361C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 755 439 C1

Реферат патента 2021 года Способ обработки древесины путем комбинированного воздействия энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты и ультрафиолетовым излучением

Изобретение относится к области обработки древесины, в частности к сушке и подготовке поверхностей пиломатериала к покрытию защитными составами. На древесину циклически воздействуют СВЧ-излучением и ультрафиолетом. При этом в каждом цикле проводят обработку СВЧ в течение 5-8 мин в диапазоне частот 2-3 ГГц с интервалом между каждым воздействием СВЧ от 5 до 15 мин, в течение которого производится обработка поверхности древесины с разных сторон воздействием ультрафиолетового излучения с длиной волны 100-320 нм. Улучшаются прочностные свойства материала, улучшается смачиваемость поверхности подготовленных пиломатериалов, обеспечивается защита древесины от поражения древоокрашивающими грибками и восстановление древесины, пораженной кониофоровыми грибами. 4 табл.

Формула изобретения RU 2 755 439 C1

Способ обработки древесины путем комбинированного воздействия энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты (СВЧ) с заданным диапазоном частот и ультрафиолетовым излучением с заданной длиной волны в течение интервала времени, выбранного в зависимости объема обрабатываемой древесины, отличающийся тем, что обработке подвергают древесину с различной влажностью, на которую циклически воздействуют СВЧ-излучением и ультрафиолетом, при этом в каждом цикле проводят обработку СВЧ в течение 5-8 мин в диапазоне частот 2-3 ГГц, с интервалом между каждым воздействием СВЧ от 5 до 15 мин, в течение которого производится обработка поверхности древесины с разных сторон воздействием ультрафиолетового излучения с длиной волны 100-320 нм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2021 года RU2755439C1

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ 1992
  • Кейс В.Н.
  • Козырев А.Б.
  • Куз В.Г.
  • Макарьева Т.А.
  • Федюков В.И.
RU2034697C1
СПОСОБ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ 2014
  • Сухов Виктор Кузьмич
RU2580172C2
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ И ДРЕВЕСНЫХ ИЗДЕЛИЙ 1993
  • Ткаченко Владимир Иванович
  • Кручинин Николай Александрович
  • Ткаченко Виктор Иванович
RU2067928C1
KR 1020050085824 A, 29.08.2005
WO 1992010341 A1, 25.06.1992.

RU 2 755 439 C1

Авторы

Поварова Ольга Александровна

Поляков Тимофей Александрович

Полуэктова Надежда Андреевна

Даты

2021-09-16Публикация

2021-02-26Подача