RU177495U1 - DEVICE FOR VOLUME-THERMAL PLASMA TREATMENT OF WOODEN PRODUCTS - Google Patents
DEVICE FOR VOLUME-THERMAL PLASMA TREATMENT OF WOODEN PRODUCTS Download PDFInfo
- Publication number
- RU177495U1 RU177495U1 RU2017122686U RU2017122686U RU177495U1 RU 177495 U1 RU177495 U1 RU 177495U1 RU 2017122686 U RU2017122686 U RU 2017122686U RU 2017122686 U RU2017122686 U RU 2017122686U RU 177495 U1 RU177495 U1 RU 177495U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- chamber
- plasma generator
- cooled
- products
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
- B27K5/00—Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области плазменной обработки изделий, а более конкретно - к устройствам для термической обработки поверхности деревянных изделий с целью улучшения их эксплуатационных и декоративных свойств. Устройство содержит плазменный генератор косвенного действия и цилиндрическую водоохлаждаемую камеру с торцевыми крышками, в которых выполнены отверстия для прохождения обрабатываемых деревянных изделий. Геометрическая форма отверстий может быть разная в соответствии с геометрической формой поперечного сечения обрабатываемого деревянного изделия. Для размещения плазменного потока, выходящего из плазменного генератора, служит водоохлаждаемый канал, который жестко закреплен на корпусе плазменного генератора и тангенциально соединен с цилиндрической водоохлаждаемой камерой. Такое соединение плазменного генератора с камерой обеспечивает циркуляцию тепловых потоков в камере и равномерную обработку всей поверхности деревянного изделия при сниженных энергозатратах. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.The utility model relates to the field of plasma processing of products, and more specifically to devices for heat treatment of the surface of wooden products in order to improve their operational and decorative properties. The device contains a plasma generator of indirect action and a cylindrical water-cooled chamber with end caps, in which openings are made for the passage of processed wooden products. The geometric shape of the holes may be different in accordance with the geometric shape of the cross section of the processed wooden product. To accommodate the plasma stream exiting the plasma generator, a water-cooled channel is used, which is rigidly fixed to the housing of the plasma generator and is tangentially connected to a cylindrical water-cooled chamber. Such a connection of the plasma generator with the chamber ensures the circulation of heat fluxes in the chamber and uniform processing of the entire surface of the wood product with reduced energy consumption. 2 s.p. f-ly, 5 ill.
Description
Полезная модель относится к области термической обработки поверхности деревянных изделий с использованием энергии плазмы для улучшения эксплуатационных и декоративных свойств деревянных изделий.The utility model relates to the field of heat treatment of the surface of wooden products using plasma energy to improve the operational and decorative properties of wooden products.
Известен способ обработки древесных пиломатериалов, используемый в деревообрабатывающей, мебельной и других отраслях промышленности при изготовлении изделий из древесины (патент РФ на изобретение №2453425, МПК B27K 3/02, опубл. 20.06.2012 г.). Способ термической обработки древесины включает загрузку древесины в автоклав, ее нагрев и охлаждение. После загрузки осуществляют вакуумирование до 0.2 атм с последующей подачей водяного пара до давления в автоклаве 0.7-0.8 атм. Нагрев древесины ведут водяным паром при температуре 180-220°C с последующей выдержкой в течение 2-5 часов. Охлаждение осуществляют не менее трех раз путем вакуумирования в течение 15-20 мин с последующей подачей насыщенного водяного пара до значения давления в автоклаве, близкого к атмосферному, и выдержкой при этом давлении в течение 5-10 мин. Для выполнения способа используется установка, которая включает автоклав с нагревателями, вакуумный насос, парогенератор. Реализация данного изобретения позволяет получить пиломатериалы, не имеющие запаха жженой древесины.A known method of processing wood lumber used in woodworking, furniture and other industries in the manufacture of wood products (RF patent for the invention No. 2453425, IPC
Использование в качестве термической камеры автоклава, усложняет процесс и делает его энергозатратным и многостадийным. При этом затраченное время для получения готового изделия составляет 2-5 часа, что говорит о невысокой производительности данного способа.The use of an autoclave as a thermal chamber complicates the process and makes it energy-consuming and multi-stage. At the same time, the time taken to obtain the finished product is 2-5 hours, which indicates the low productivity of this method.
Также известны способы и устройства для обработки деревянных изделий с использованием энергии плазмы, например, способ обработки древесины, идущей на изготовление дек струнных и щипковых музыкальных инструментов (верхние и нижние деки корпуса скрипки, альта, гитары и т.п.), для улучшения акустических свойств деревянных заготовок (патент РФ на изобретение №2185283, МПК B27K 3/15, B27K 3/34, B27M 3/16, опубл. 20.07.2002 г.) в плазме тлеющего разряда. В предлагаемом способе деревянная заготовка детали музыкального инструмента проходит стадии вакуумирования, последующей обработки мономером, выбранным из ряда: ацетилен, пропан, бензол, и его полимеризации, причем обработку проводят в плазме тлеющего разряда углеводорода, при давлении от 4 до 20 Па и плотности тока разряда от 0,4-3 мА/см2 в течение 5-40 минут. Способ улучшает резонансные и гидрофобные свойства древесины.Also known are methods and devices for processing wooden products using plasma energy, for example, a method of processing wood used to make decks of string and plucked musical instruments (upper and lower decks of the violin, viola, guitar, etc.) for improving acoustic properties of wooden blanks (RF patent for the invention No. 2185283, IPC B27K 3/15, B27K 3/34, B27M 3/16, publ. 07.20.2002) in a glow discharge plasma. In the proposed method, the wooden blank of a musical instrument part goes through the evacuation stage, subsequent processing with a monomer selected from the series: acetylene, propane, benzene, and its polymerization, the processing being carried out in a glow discharge plasma of a hydrocarbon at a pressure of 4 to 20 Pa and a discharge current density from 0.4-3 mA / cm 2 for 5-40 minutes. The method improves the resonant and hydrophobic properties of wood.
Однако способ №2185283 актуален для повышения акустических характеристик изделий, таким образом, круг использования данного способа достаточно ограничен. Также плазмохимическая обработка в плазме тлеющего разряда углеводородов является достаточно трудоемким процессом.However, the method No. 2185283 is relevant for improving the acoustic characteristics of products, thus, the range of use of this method is quite limited. Also, the plasma-chemical treatment in the plasma of a glow discharge of hydrocarbons is a rather time-consuming process.
Известен способ получения защитно-декоративного покрытия на древесине, для реализации которого используется конструкция электроплазменной установки [патент РФ на изобретение №2484951, МПК B27K 5/00, опубл. 20.06.2013 г.], которая состоит из плазменного генератора, графитового анода и источника питания постоянного тока. В качестве выносного анода используется графитовый стержень диаметром 70 мм, установленный под углом 20° относительно горизонтали. За счет привязки дуги в одном месте, повышается эрозия графитового анода, тем самым снижается надежность конструкции в целом.There is a method of obtaining a protective and decorative coating on wood, for the implementation of which the design of the electroplasma installation is used [RF patent for the invention No. 2484951, IPC
Известны устройства для термической обработки металлов, диэлектриков, для нанесения покрытий с использованием плазмотронов (плазменных генераторов) косвенного действия. В таких устройствах плазма, создаваемая в разряде между электродом и корпусом плазменного генератора, истекает из разрядной камеры в виде струи. Известно устройство для резки металла плазменной струей (Плазменно-дуговая резка металлов. ООО Л-Система. www.lswr.ru>st_plazm_dug_rezka.html), основным элементом которого является режущий плазмотрон косвенного действия. Процесс резки схематично показан на рис. №1, б. Питание плазмотрона осуществляется от источника постоянного тока. Минус подводится к вольфрамовому электроду, а плюс - к медному соплу, которое охлаждается водой. Между электродом и соплом горит дуга, которая выдувается газовой смесью из выходного канала сопла с образованием струи плазмы (плазменного потока) и дотрагивается до заготовки. По технической сущности и принципу работы это устройство наиболее близко заявляемому и принято за прототип.Known devices for the heat treatment of metals, dielectrics, for coating using plasmatrons (plasma generators) of indirect action. In such devices, the plasma generated in the discharge between the electrode and the body of the plasma generator flows out of the discharge chamber in the form of a jet. A device for cutting metal by a plasma jet is known (Plasma-arc cutting of metals. L-System LLC. Www.lswr.ru> st_plazm_dug_rezka.html), the main element of which is an indirect cutting plasma torch. The cutting process is schematically shown in Fig. No. 1, b. The plasma torch is powered by a direct current source. The minus is supplied to the tungsten electrode, and the plus to the copper nozzle, which is cooled by water. An arc burns between the electrode and the nozzle, which is blown out by the gas mixture from the nozzle exit channel with the formation of a plasma jet (plasma stream) and touches the workpiece. According to the technical nature and principle of operation, this device is the closest to the claimed one and is taken as a prototype.
Для обработки древесины необходимо располагать ее на большее расстояние, чем металл, что предполагает увеличение длины сопла, поскольку известно, что размеры сопла влияют на характеристики плазмотрона и технологию обработки изделий. Увеличение длины сопла будет подвержено большему разрушению и приведет к снижению ресурса работы плазмотрона. Помимо этого, чтобы обработать вокруг всю поверхность древесного изделия (в объеме), необходимы дополнительные операции, а значит потребуется дополнительная энергия.To process wood, it is necessary to place it at a greater distance than metal, which implies an increase in the length of the nozzle, since it is known that the size of the nozzle affects the characteristics of the plasma torch and the processing technology of the products. Increasing the length of the nozzle will be subject to greater destruction and will lead to a decrease in the life of the plasma torch. In addition, in order to process around the entire surface of the wood product (in volume), additional operations are necessary, which means that additional energy is required.
Техническая проблема, решаемая полезной моделью, заключается в создании энергосберегающего, высокопроизводительного, надежного устройства для объемно-термической обработки деревянных изделий с использованием энергии плазмы.The technical problem solved by the utility model is to create an energy-saving, high-performance, reliable device for volume-thermal treatment of wooden products using plasma energy.
Технический результат заключается в равномерной обработке всей поверхности деревянного изделия.The technical result consists in uniform processing of the entire surface of a wooden product.
Техническая проблема решается следующим образом.The technical problem is solved as follows.
Устройство для объемно-термической плазменной обработки деревянных изделий, как и прототип, содержит плазменный генератор косвенного действия.A device for volume-thermal plasma processing of wooden products, as well as a prototype, contains a plasma generator of indirect action.
В отличие от прототипа плазменный генератор снабжен водоохлаждаемым каналом для размещения плазменного потока. Кроме этого, устройство дополнительно содержит цилиндрическую водоохлаждаемую камеру с торцевыми крышками, расположенную горизонтально. Торцевые крышки выполнены с отверстиями для прохождения обрабатываемых деревянных изделий. Водоохлаждаемый канал для плазменного потока с одного конца тангенциально соединен с цилиндрической водоохлаждаемой камерой, а с другого жестко закреплен на корпусе плазменного генератора. Отверстия в торцевых крышках в частных случаях могут иметь разную геометрическую форму, соответствующую геометрической форме поперечного сечения обрабатываемого деревянного изделия. Помимо этого, для сохранения оптимального давления внутри камеры целесообразно выполнение выходного отверстия в торцевой крышке больше входного отверстия во второй торцевой крышке.Unlike the prototype, the plasma generator is equipped with a water-cooled channel to accommodate the plasma stream. In addition, the device further comprises a cylindrical water-cooled chamber with end caps, located horizontally. End caps are made with holes for passing processed wood products. A water-cooled channel for a plasma flow is tangentially connected from one end to a cylindrical water-cooled chamber, and is rigidly fixed to the plasma generator housing from the other. The holes in the end caps in particular cases can have a different geometric shape corresponding to the geometric shape of the cross section of the processed wooden product. In addition, to maintain optimal pressure inside the chamber, it is advisable to make the outlet in the end cap larger than the inlet in the second end cap.
Водоохлаждаемый тангенциальный канал для плазменного потока направляет поток плазмы по образующей поверхности цилиндрической камеры. Тангенциальный ввод создает вращательное движение и циркуляцию тепловых потоков внутри камеры.A water-cooled tangential channel for the plasma flow directs the plasma flow along the generatrix of the surface of the cylindrical chamber. The tangential input creates a rotational movement and circulation of heat fluxes inside the chamber.
Такая схема устройства конструктивно проста и обеспечивает равномерную по всей поверхности обработку деревянных изделий за счет высокой циркуляции тепловых потоков плазмы (циркуляция газа) внутри камеры, температура которых достигает 1350-1500°C, что в свою очередь снижает энергозатраты. Использование в конструкции плазменного генератор косвенного действия исключает необходимость использования графитового электрода, тем самым повышает надежность устройства и, как следствие, его производительность и продлевает срок службы. Изменение выходных отверстий торцевых крышек позволит использовать широкий диапазон изделий различной геометрической формы.This arrangement of the device is structurally simple and provides a uniform processing of wood products across the entire surface due to the high circulation of plasma heat flows (gas circulation) inside the chamber, the temperature of which reaches 1350-1500 ° C, which in turn reduces energy consumption. The use of an indirect plasma generator in the design eliminates the need for a graphite electrode, thereby increasing the reliability of the device and, as a result, its performance and prolongs its service life. Changing the outlet openings of the end caps will allow the use of a wide range of products of various geometric shapes.
Таким образом, техническая проблема решена благодаря разработке конструкции узла распределения тепловых потоков, выполненного в форме цилиндрической камеры с тангенциальным входным каналом, внутри которого размещен плазменный поток и использования плазменного генератора косвенного действия.Thus, the technical problem is solved due to the development of the design of the heat flux distribution unit, made in the form of a cylindrical chamber with a tangential inlet channel, inside which the plasma flow is placed and the use of an indirect plasma generator.
На фиг. 1 представлен общий вид заявленного устройства, на фиг. 2 показана циркуляция тепловых потоков внутри камеры. На фиг. 3, 4, 5 - торцевые крышки с отверстиями разной формы.In FIG. 1 shows a General view of the claimed device, in FIG. 2 shows the circulation of heat fluxes inside the chamber. In FIG. 3, 4, 5 - end caps with holes of various shapes.
Устройство для объемно-термической плазменной обработки деревянных изделий включает в себя плазменный генератор косвенного действия 1 и цилиндрическую водоохлаждаемую камеру (камеру распределения тепловых потоков) 3. Установка крышек 4 осуществляется с торцевых сторон камеры распределения тепловых потоков. Позицией 2 обозначен плазменный поток, 5 - входное отверстие для изделий, 6 - изделие из древесины. Для размещения плазменного потока 2 выполнен водоохлаждаемый канал 7, который жестко соединен с корпусом плазменного генератора 1 и тангенциально соединен с камерой 3.A device for volume-thermal plasma processing of wooden products includes an
Устройство для объемно-термической плазменной обработки деревянных изделий работает следующим образом.A device for volume-thermal plasma treatment of wooden products works as follows.
При запуске плазменного генератора 1 происходит генерация плазменного потока в цилиндрической камере 3 (камере распределения тепловых потоков). Сформировавшийся плазменный поток 2 поступает по тангенциальному каналу 7 в камеру 3 и циркулирует в камере 3, поддерживая температуру 1350-1500°C. С торцевой стороны устройства через отверстие 5 крышки 4 подаются изделия определенной геометрической формы с заданной скоростью в зависимости от режима плазменного генератора 1. В процессе движения изделия 6 в камере распределения тепловых потоков 3 осуществляется равномерное термическое воздействие на всю поверхность изделия 6 за счет циркуляции нагретого газа. Для выхода нагретого газа в процессе работы плазменного генератора на выходе камеры 3 в торцевой крышке выполнено отверстие больше входного (отверстие в противоположной торцевой крышке), что позволит сохранить оптимальное давление внутри камеры.When starting the
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017122686U RU177495U1 (en) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | DEVICE FOR VOLUME-THERMAL PLASMA TREATMENT OF WOODEN PRODUCTS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017122686U RU177495U1 (en) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | DEVICE FOR VOLUME-THERMAL PLASMA TREATMENT OF WOODEN PRODUCTS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU177495U1 true RU177495U1 (en) | 2018-02-28 |
Family
ID=61567988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017122686U RU177495U1 (en) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | DEVICE FOR VOLUME-THERMAL PLASMA TREATMENT OF WOODEN PRODUCTS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU177495U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU212821U1 (en) * | 2021-12-29 | 2022-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) | Device for surface treatment of wood products by low-temperature plasma flows |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU974613A1 (en) * | 1978-06-28 | 1982-11-15 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Института Физики Ан Бсср | Plasma oscillator |
RU2473318C2 (en) * | 2010-03-23 | 2013-01-27 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Device of plasma tissue coagulation |
RU2525442C2 (en) * | 2008-05-05 | 2014-08-10 | Астриум Гмбх | Plasma generator and method of its control |
-
2017
- 2017-06-27 RU RU2017122686U patent/RU177495U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU974613A1 (en) * | 1978-06-28 | 1982-11-15 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Института Физики Ан Бсср | Plasma oscillator |
RU2525442C2 (en) * | 2008-05-05 | 2014-08-10 | Астриум Гмбх | Plasma generator and method of its control |
RU2473318C2 (en) * | 2010-03-23 | 2013-01-27 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Device of plasma tissue coagulation |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
WWW.LSWP.RU. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU212821U1 (en) * | 2021-12-29 | 2022-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) | Device for surface treatment of wood products by low-temperature plasma flows |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5837958A (en) | Methods and apparatus for treating the surface of a workpiece by plasma discharge | |
JP5600394B2 (en) | Microwave plasma reactor | |
US7442271B2 (en) | Miniature microwave plasma torch application and method of use thereof | |
KR101798707B1 (en) | Method and Device for Production of Acetylene Using Plasma Technology | |
US2768279A (en) | Electric arc torch apparatus | |
Cao et al. | Design and characteristics of a laminar plasma torch for materials processing | |
JP4963360B2 (en) | Portable atmospheric pressure plasma generator | |
RU177495U1 (en) | DEVICE FOR VOLUME-THERMAL PLASMA TREATMENT OF WOODEN PRODUCTS | |
EP2514280B1 (en) | An apparatus for treating a surface with at least one gliding arc source | |
JP2022508750A (en) | Methods and equipment for plasma chemical gas / gas mixture conversion | |
US20100252537A1 (en) | Steam plasma torch | |
Korolev et al. | Methane oxidation in a low-current nonsteady-state plasmatron | |
Ni et al. | Characterization of a steam plasma jet at atmospheric pressure | |
CN102438387A (en) | Cyclone type low-temperature plasma generator | |
Korolev et al. | Plasma-assisted combustion system for incineration of oil slimes | |
RU2009111176A (en) | METHOD OF MICROPLASMA METAL WELDING | |
Pan et al. | Fluctuation characteristics of arc voltage and jet flow in a non-transferred dc plasma generated at reduced pressure | |
US3480829A (en) | Electric arc light source and method | |
RU2754817C1 (en) | Plasmatron | |
JP4946456B2 (en) | Atmospheric pressure plasma generation method and apparatus | |
Liu et al. | Effect of Flow Rate on the Characteristics of Atmospheric-Pressure AC Constant-Current Powered Gliding Arc Discharge | |
KR20040107334A (en) | Microwave plasma torch for cutting, welding, and local -heating | |
KR101267864B1 (en) | Shock holder to produce equilibrium region in reacting flows for spectroscopy and producing apparatus of equilibrium region using the same | |
RU178970U1 (en) | WATER COOLED PLASMOTRON | |
EP4086224A1 (en) | Plasma reactor for plasma-based gas conversion comprising an effusion nozzle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180310 |