FI98792B

FI98792B - Method and device for removing air from a coating material used for coating paper or similar web material

Info

Publication number: FI98792B
Application number: FI934585A
Authority: FI
Inventors: Ilkka Roitto; Tommi Nordstroem; Petri Katajamaeki
Original assignee: Jylhaeraisio Oy
Priority date: 1993-10-18
Filing date: 1993-10-18
Publication date: 1997-05-15
Also published as: FI98792C; FI934585A0; FI934585A

Description

9879298792

Menetelmä ja laitteisto ilman poistamiseksi paperin tai vastaavan rainamateriaalin päällystykseen käytetystä päällystysaineesta Förfarande och anläggning för avlägsnande av luft frän ett beläggningsmaterial 5 som används för beläggning av papper eller motsvarande banmaterialMethod and apparatus for removing air from a coating material used to coat paper or a similar web material For use in the manufacture of paper or similar web material from the coating material used to coat paper or similar web material.

Keksinnön kohteena on menetelmä ilman poistamiseksi paperin tai vastaavan 10 rainamateriaalin päällystykseen käytetystä päällystysaineesta, jossa menetelmässä päällystysaine saatetaan pyörintäliikkeeseen olennaisesti pystysuuntaisen ja liikkumattoman sylinteriputken sisällä, johon päällystysaine syötetään tangentiaalisesti sylinte-riputken yläosasta siten, että päällystysaine ohjautuu pyörintäliikkeeseen vasten sylinteriputken seinämää kulkien samalla paine-eron vaikutuksesta sylinteriputken IS pituusakselin suunnassa alaspäin, jolloin ilma erotetaan päällystysaineesta keskipakovoiman avulla päällystysaineen mainitulla pyörintäliikkeellä siten, että ilma päällys-tysainetta kevyempänä erottuu aikaansaadun pyörteen keskipistettä kohti, josta runsasilmapitoinen päällystysaine poistetaan.The invention relates to a method for removing air from a coating material used for coating paper or similar web material, in which method the coating material is rotatably within a substantially vertical and stationary cylinder tube to which a downstream of the longitudinal axis of the cylinder tube IS, the air being separated from the coating material by centrifugal force with said rotational movement of the coating material so that the air lighter than the coating material separates towards the center of the vortex provided from which the air-rich coating material is removed.

20 Keksinnön kohteena on myös laitteisto ilman poistamiseksi tai vastaavan rainamateri- aalin päällystykseen käytetystä päällystysaineesta, joka laitteisto käsittää yhdestä tai :’· useasta toisiinsa kytketystä ilmanpoistoiaitteesta koostuvan ilmanpoistoyksikön, joka on sovitettu erottamaan ilman päällystysaineesta keskipakovoiman avulla siten, että » .....The invention also relates to an apparatus for removing air or a coating material used for coating a similar web material, which apparatus comprises a deaeration unit consisting of one or more interconnected deaeration devices adapted to separate air from the coating material by centrifugal force ...

V kussakin ilmanpoistolaitteessa päällystysaine on saatettu pyörintäliikkeeseen, jolloin *· r : 25 ilma päällystysainetta kevyempänä erotmu aikaansaadun pyörteen keskipistettä kohti, josta runsasilmapitoinen päällystysaine on jäljestetty poistettavaksi, kunkin ilmanpois- ” tolaitteen käsittäessä olennaisesti pystysuuntaisen ja liikkumattoman sylinteriputken, » * ' * jonka yläosaan on tangentiaalisesti muodostettu syöttöaukko, jonka kautta päällystys- '·: aine on järjestetty syötettäväksi sylinteriputken sisään siten, että päällystysaine ·♦ 30 ohjautuu pyörintäliikkeeseen vasten sylinteriputken seinämää kulkien samalla paine-• .......V in each deaerator the coating agent is rotated, whereby * · r: 25 air lighter than the coating agent separates towards the center of the vortex produced, from which the high air content coating agent is traced to be removed, each deaerator having a substantially non-vertical a feed opening is formed through which the coating material is arranged to be fed inside the cylinder tube so that the coating material · ♦ 30 is guided in a rotational motion against the wall of the cylinder tube while passing under pressure.

eron vaikutuksesta sylinteriputken pituusakselin suunnassa alaspäin, ja jonka sylinte-riputken alaosaan on muodostettu poistoaukko, jonka kautta vähän ilmaa sisältävä päällystysaine on järjestetty poistettavaksi.under the effect of the difference in the direction of the longitudinal axis of the cylinder tube downwards, and in which an outlet opening is formed in the lower part of the cylinder tube, through which the low-air coating material is arranged to be removed.

98792 298792 2

Prosessiteollisuudessa aiheuttaa ilman sekoittuminen prosesseissa käytettyihin nesteisiin varsin usein huomattavaa haittaa ja ongelmia. Erityisesti paperin päällystyksessä päällystysaineessa oleva ilma ja ilmakuplat aiheuttavat päällystettäessä paperin pintaan epätasaisuutta ja jopa kohtia, joissa ei ole päällystettä lainkaan.In the process industry, the mixing of air with the liquids used in the processes quite often causes considerable inconvenience and problems. Especially in paper coating, the air and air bubbles in the coating material cause unevenness and even points where there is no coating at all when coating the paper surface.

5 Erittäin ongelmallisia ovat sellaiset päällystysprosessit, joissa käytetään suuria leikkausnopeuksia. Ongelma korostuu tietyntyyppisillä pastoilla, jotka keräävät enemmän ilmaa kuin muut päällystysaineet. Tällaisia ovat mm. talkkia sisältävät pastat.5 Coating processes using high shear rates are very problematic. The problem is exacerbated by certain types of pastes that collect more air than other coatings. Such are e.g. pastes containing talc.

10 Paperin päällystysprosessia lähemmin tarkasteltaessa havaitaan, että prosessin aikana pastaan sekoittuu ilmaa useilla eri tavoilla. Ilmaa tulee pastan joukkoon mm. päällystyspastan paluukierrosta, erilaisista ylijuoksuista jne. Yleensä ei etenkään paperin päällystyksessä ole konekiertoon jäljestetty erikseen ilmanpoistoyksikköä, vaan ilma on päällystysaineesta pyritty poistamaan erillisillä putkistojäijestelyillä 15 ja/tai painesihdeillä sekä käyttämällä pastassa erityisiä kemikaaleja vaahdon poistami seen. Painesihdit kyllä poistavat pastasta osan suurista ilmakuplista, mutta pienemmät ilmakuplat, jotka ovat myös päällystysprosessille haitallisia, jäävät pastan joukkoon.10 A closer look at the paper coating process reveals that air is mixed into the paste during the process in a number of different ways. Air enters the paste e.g. from the return cycle of the coating paste, from various overflows, etc. In general, especially in the coating of paper, a deaeration unit is not tracked separately in the machine cycle, but air is removed from the coating material by separate piping arrangements 15 and / or pressure screens. Yes, the pressure screens remove some of the large air bubbles from the paste, but the smaller air bubbles, which are also detrimental to the coating process, remain among the paste.

Erityisesti paperin päällystyksessä on yllä kuvattu ongelma koettu varsin huomatta-V: 20 vaksi haitaksi ja tämän johdosta on tämän ongelman ratkaisuun pyritty löytämään V: erilaisia vaihtoehtoja. Näistä tekniikan tasoon liittyvistä ratkaisuista voidaan tässä yhteydessä tuoda esiin mm. US-patentissa n:o 4,170,457 esitetty menetelmä ja laite » * V ilman poistamiseksi päällystysainevirtauksesta. Tämän julkaisun mukainen laite on ··· ........In paper coating in particular, the problem described above has been perceived as a considerable disadvantage and, as a result, various alternatives have been sought to solve this problem. Of these solutions related to the state of the art, e.g. U.S. Pat. No. 4,170,457 discloses a method and apparatus for removing air from a coating agent stream. The device according to this publication is ··· ........

: eräänlainen separaattori, joka käsittää pystysuuntaisen akselin ympäri pyöritettävän 25 säiliön, johon päällystysaine johdetaan yläkautta ja josta se poistetaan alakautta.: a kind of separator comprising a container 25 rotatable about a vertical axis, into which the coating material is introduced from above and from which it is removed from below.

» Säiliön pyöriessä päällystysaine kerääntyy säiliön seinämille, jolloin ilmaa sisältävä ···'· • · * osa päällystysaineesta jää säiliön keskustaan, josta se johdetaan yläkautta pois.»As the tank rotates, the coating material accumulates on the walls of the tank, leaving the air-containing ··· '· • · * part of the coating material in the center of the tank, from where it is discharged from above.

• · · .’·· Kyseinen laite on järjestetty konekiertoon edullisesti päällystysainesäiliön ja päällys- • ·· tysaseman väliin. Laitteen haittapuolena ovat konstruktion monimutkaisuus ja se, että • *:*: 30 laite vaatii erillisen käyttömoottorin tai vastaavan. Koska laite edelleen sisältää :·*: liikkuvia osia, vaatii laite aika ajoin huoltoa sekä kuluneiden osien vaihtamista.• · ·. '·· The device in question is arranged in a machine circuit, preferably between the coating material tank and the coating station. The disadvantages of the device are the complexity of the design and the fact that • *: *: 30 the device requires a separate drive motor or the like. As the device still contains: · *: moving parts, the device requires periodic maintenance and replacement of worn parts.

3 .. ..........3 .. ..........

9879298792

Toinen vastaavanlainen tekniikan tason mukainen laite ilmakuplien erottamiseksi nesteestä on kuvattu US-patentissa n:o 4,390,351. Myös tämän julkaisun mukainen '....... .......:.....................:··.·· · laite perustuu keskipakovoiman hyväksikäyttämiseen siten, että laite käsittää spiraalin -- muotoisen putken tai vastaavan kanavan, jonka kautta neste on pakotettu kulkemaan.Another similar prior art device for separating air bubbles from a liquid is described in U.S. Patent No. 4,390,351. Also according to this publication '....... .......: .....................: ··. ·· · device based to utilize the centrifugal force such that the device comprises a helical tube or similar channel through which the liquid is forced to pass.

. . , - . . ...... --· 5 Kanavaan on muodostettu erityisiä osastoja tai tiloja, joista spiraalissa kiertävästä nesteestä voidaan ilmakuplat poistaa. Laite on rakenteeltaan varsin yksinkertainen, mutta ilman poistaminen kyseisellä laitteella ei ole erityisen tehokasta.. . , -. . ...... - · 5 Special compartments or spaces have been formed in the duct from which air bubbles can be removed from the liquid circulating in the spiral. The device is quite simple in structure, but the removal of air by that device is not particularly efficient.

Kolmas ennestään tunnettu ratkaisu ilman poistamiseen erityisesti paperin päällystä-A third previously known solution for removing air, in particular from paper

10 miseen käytetystä päällystysaineesta on kuvattu seminaarijulkaisussa-."1992/TAPPI10 of the coating material used for the application is described in the seminar publication - "1992 / TAPPI

Seminar Notes". Myös tämän julkaisun mukainen laite perustuu keskipakovoiman käyttämiselle siten, että itse laitteeseen ei kuulu mitään liikkuvia osia. Laite on rakenteeltaan näin ollen varsin yksinkertainen käsittäen litteän ja kehämäisen kammion, johon päällystysaine johdetaan alakautta keskeisesti. Kammiossa päällys- 15 tysaine pakotetaan kulkemaan kohti reunoja, joita päällystysaine johdetaan ulos itse päällystysprosessiin. Kammion reunoilta pyritään myös keräämään ilmaa sisältävä päällystysaine, joka kammiosta johdetaan ulos keskeisesti yläkautta. Kuten jo edellä todettiin, on laite rakenteeltaan varsin yksinkertainen, mutta laitteen tehokkuudesta *: ilman poistamiseen ei olla täysin vakuuttuneita, koska keskipakovoimaperiaatteen 20 lisäksi laitteen toiminta perustuu siihen olettamukseen, että ilmaa sisältävä ja näin *· ollen kevyempi päällystysaine pyrkii kammiossa nousemaan ylöspäin.Seminar Notes ". The device according to this publication is also based on the application of centrifugal force so that the device itself does not include any moving parts. The device is thus quite simple in construction, comprising a flat and circumferential chamber into which the coating material is directed centrally from below. The edges of the chamber are also designed to collect air-containing coating material which is discharged from the chamber centrally from above.The device is quite simple in structure, but as stated above, the efficiency of the device *: is not entirely convinced of the effectiveness of the device. In addition, the operation of the device is based on the assumption that the air-containing and thus * · lighter coating material tends to rise upwards in the chamber.

» »»»

Nyt esillä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan uudenlainen menetelmä ja : laitteisto, jolla ilma saadaan poistettua tehokkaasti ja yksinkertaisesti paperin tai 25 vastaavan rainamateriaalin päällystykseen käytetystä päällystysaineesta.It is an object of the present invention to provide a novel method and apparatus for efficiently and simply deaerating a coating material used for coating paper or similar web material.

·* * Tähän päämäärään pääsemiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle pääasiassa m *: tunnusomaista, että vähän ilmaa sisältävä päällystysaine poistetaan tangentiaalisesti * sylinteriputken alaosasta sylinteriputken reunoilta pyörintäliikkeen ja sen päällystysai-30 neeseen aiheuttaman painegradientin tehostamiseksi ja että runsasilmapitoinen " päällystysaine poistetaan sylinteriputken keskustaan muodostuneesta ilmasydämestä päällystysaineen syöttökohdan ja vähäilmaisen päällystysaineen poistokohdan väliseltä 98792 4 alueelta samakeskisesti sylinteriputken pituusakselin suunnassa mainitun sylinteriput-ken alaosan kautta.· * * To achieve this goal, the method according to the invention is mainly m *: characterized in that the low air coating is removed tangentially * from the lower part of the cylinder tube to the and in the area 98792 4 between the low-air coating material discharge point concentrically in the direction of the longitudinal axis of the cylinder tube through the lower part of said cylinder tube.

Keksinnön mukaiselle laitteistolle on puolestaan pääasiassa tunnusomaista, että 5 poistoaukko on asennettu sylinteriputkeen tangentiaalisesti päällystysaineen pyörintäliikkeen tehostamiseksi ja päällystysaineen poistamiseksi sylinteriputken reunoilta ja että sylinteriputken alapäähän on asennettu sylinteriputken sisään sen keskiosaan päällystysaineen muodostaman pyörteen keskelle muodostuvaan ilmasydämeen työntyvä ilmanpoistoputki, jonka kautta runsasilmapitoinen päällystysaine on jäijes-10 tetty poistettavaksi sylinteriputken alapäästä samakeskisesti sylinteriputken pituusakselin suunnassa sylinteriputken ollessa vastakkaisesta päästään suljettu.The apparatus according to the invention is mainly characterized in that 5 the outlet is mounted in the cylinder tube tangentially coating material rotational movement to improve and to remove the coating material of the cylinder liner at the edges and that of the cylinder liner to the lower end is mounted in the cylinder tube in the central portion of the coating material in the first free vortex formed in a air core projecting into the air exhaust pipe, through which the rich air-containing coating material is jäijes-10 for removal from the lower end of the cylinder tube concentrically in the direction of the longitudinal axis of the cylinder tube with the cylinder tube closed at its opposite end.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston merkittävänä etuna on se, että itse menetelmä kuten myös laitteisto ovat erittäin yksinkertaisia ja toimintavarmoja.A significant advantage of the method and apparatus according to the invention is that the method itself as well as the apparatus are very simple and reliable.

15 Laitteiston huollon tarve on erittäin vähäinen, minkä johdosta laitteistosta aiheutuu pääasiassa pelkästään investointikustannukset eikä juuri lainkaan käyttökuluja. Mainitut investointikustannuksetkin ovat laitteiston yksinkertaisen konstruktion ansiosta pienet. Laitteen soveltaminen erilaisiin prosesseihin, etenkin paperin pääl- • * lystysprosessiin on helppoa ja yksinkertaista. Keksinnön muut edut ja ominaispiirteet 20 käyvät ilmi jäljempänä seuraavasta keksinnön yksityiskohtaisesta selostuksesta.15 The need for equipment maintenance is very low, which means that the equipment incurs mainly only investment costs and almost no operating costs. The mentioned investment costs are also low due to the simple construction of the equipment. Applying the device to various processes, especially the • paper coating process, is easy and simple. Other advantages and features of the invention will become apparent from the following detailed description of the invention.

• ...• ...

• · ·· · . .• · ·· ·. .

• · •i Seuraavaksi keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin • · · ·· • « . .......• · • i The invention will now be explained in detail with reference to the figures of the accompanying drawing • · · ·· • «. .......

·* viittaamalla.· * With reference.

• * 25 Kuvio 1 esittää täysin kaaviomaisena kuvantona paperin päällystysaineen konekiertoa ... havainnollistaen erityisesti keksinnön mukaisen laitteiston sijoitusta mainittuun • · • · konekiertoon.• * 25 Figure 1 shows in a completely schematic view the machine circulation of a paper coating material ... illustrating in particular the placement of the apparatus according to the invention in said machine circulation.

• · • · ·· • · ··· ·;·* Kuviot 2A ja 2B esittävät kaaviomaisesti yksityiskohtaisempina kuvina keksinnön • · 30 mukaiseen laitteistoon kuuluvaa yhtä ilmanpoistolaitetta siten, että kuvio 2A on pystytasossa otettu kaaviomainen leikkauskuva ilmanpoistolaitteesta kuvion 2B esittäessä ilmanpoistolaitetta päältäpäin katsottuna.Figures 2A and 2B schematically show in more detail one deaeration device belonging to the apparatus according to the invention, so that Fig. 2A is a schematic vertical sectional view of the deaeration device with Fig. 2B showing the deaeration device from above.

5 987925,98792

Kuviot 3A ja 3B esittävät kaaviomaisesti erästä toteuttamismuotoa keksinnön mukaisesta ilmanpoistoyksiköstä havainnollistaen erityisesti ilmanpoistoyksikköön kuuluvien ilmanpoistolaitteiden sijoitusta ja kytkentää.Figures 3A and 3B schematically show an embodiment of a deaeration unit according to the invention, illustrating in particular the arrangement and connection of the deaeration devices belonging to the deaeration unit.

5 Kuvio 1 esittää siis kaavamaisena kuvantona esimerkkiä paperin päällystyksen konekierrosta. Kuviossa 1 on viitenumerolla 2 merkitty päällystysaineen konesäiliötä, johon päällystysaine johdetaan varastosäiliöstä. Varastosäiliöstä konesäiliöön 2 tulevaa yhdettä on kuviossa 1 merkitty viitenumerolla 1. Konesäiliöstä 2 päällystysaine johdetaan päällystysasemaan 5 siten, että päällystysaine joutuu ensin kulkemaan 10 painesihdin 3 läpi. Painesihdillä 3 poistetaan päällystysaineesta mekaaniset epäpuhtaudet. Myös isot ilmakuplat poistuvat. Konekierrossa on painesihdin 3 ja päällys-tysaseman S väliin jäljestetty keksinnön mukainen ilmanpoistoyksikkö 4, joka poistaa olennaisen osan päällystysaineeseen jääneestä ilmasta. Olosuhteista riippuen voidaan kuvion 1 esityksestä poiketen ilmanpoistoyksikkö 4 jäljestää konekiertoon myös IS ennen painesihtiä 3. Ilman täydelliseen poistamiseen ei keksinnön mukaisella ilmanpoistoyksiköllä päästä, eikä siihen pyritäkään, mutta parhaimmillaan on suoritetuissa kokeissa saatu tuloksia, joiden mukaisesti ilmanpoistoyksikköön syötetystä päällystysaineesta on saatu ilma poistettua jopa yli 90%:sesti. Kuten kuviosta 1 on nähtävissä, on painesihdistä 3, ilmanpoistoyksiköstä 4 sekä päällys- ♦ 20 tysasemasta 5 jäljestetty paluukierrot konesäiliöön 2. Painesihdin 3 ja ilmanpoistoyk- ;* sikön 4 paluukiertojen kautta johdetaan konesäiliöön 2 runsaasti ilmaa sisältävää ; päällystysainetta. Päällystysaseman S konesäiliöön 2 johtava paluukierto on täysin • · t tavanomainen ja yleisesti käytetty.Thus, Fig. 1 shows a schematic view of an example of a paper coating machine cycle. In Fig. 1, reference numeral 2 denotes a machine container for the coating agent, to which the coating agent is led from the storage container. The connection from the storage tank to the machine tank 2 is indicated in Fig. 1 by the reference number 1. From the machine tank 2, the coating material is led to the coating station 5 so that the coating material first has to pass through a pressure screen 3. The pressure screen 3 removes mechanical impurities from the coating material. Large air bubbles also disappear. In the machine circuit there is a deaeration unit 4 according to the invention tracked between the pressure screen 3 and the coating station S, which removes a substantial part of the air trapped in the coating material. Depending on the circumstances, deviating from Fig. 1, the deaeration unit 4 can also follow the IS circuit before the pressure screen 3. Complete deaeration of the air is not possible and is not achieved with the deaeration unit according to the invention % a. As can be seen from Fig. 1, the return cycles to the machine tank 2 are tracked from the pressure screen 3, the deaeration unit 4 and the coating station 5. the coating material. The return circuit to the machine tank 2 of the coating station S is completely • · t conventional and commonly used.

......

• . . . .•. . . .

25 Kuvioissa 2A ja 2B on lähemmin esitetty ilmanpoistoyksikön yhden ilmanpoistolait-teen rakennetta. Näissä kuvioissa 2A ja 2B on keksinnön mukaista ilmanpoistolaitetta ·· merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Ilmanpoistolaitteen 10 toiminta perustuu . keskipakovoiman käyttöön ilman erotuksessa nestemäisestä aineesta, etenkin paperin tai vastaavan rainamateriaalin päällystysaineesta. Ilmanpoistolaite 10 käsittää ·* 30 pystysuuntaisen sylinteriputken 11, jonka yläpäässä olevasta syöttöaukosta 12 • · *, nestemäinen aine, josta seuraavassa selityksessä käytetään nimitystä päällystysaine, ·· * syötetään sylinteriputken 11 sisään, josta se johdetaan pois sylinteriputken 11 98792 6 alapäähän jäljestetyn poistoaukon 13 kautta. Kuten erityisesti kuviosta 2B voidaan ^ ' nähdä, on syöttöaukko 12 jäljestetty ilmanpoistolaitteen 10 sylinteriputkeen 11 nähden tangentiaalisesti siten, että päällystysaine joutuu sylinteriputken 11 sisällä pyörintäliikkeeseen ohjautuen vasten sylinteriputken 11 seinämää. Vastaavasti on S myös poistoaukko 13 jäljestetty sylinteriputkeen 11 nähden tangentiaalisesti, jolloin päällystysaine pääsee helposti poistumaan sylinteriputkesta 11.Figures 2A and 2B show in more detail the structure of one deaeration device of the deaeration unit. In these Figures 2A and 2B, the deaeration device according to the invention is generally indicated by the reference numeral 10. The operation of the deaeration device 10 is based on. the use of centrifugal force in the separation of air from a liquid material, in particular a coating material of paper or similar web material. The deaerator 10 comprises · * 30 a vertical cylinder tube 11, from the feed end 12 at the upper end of which a liquid substance, hereinafter referred to as a coating agent, is introduced into the cylinder tube 11, from where it is discharged through the bottom end 13 of the cylinder tube 11. . As can be seen in particular from Fig. 2B, the supply opening 12 is arranged tangentially to the cylinder tube 11 of the deaeration device 10 so that the coating material is subjected to rotational movement inside the cylinder tube 11, directed against the wall of the cylinder tube 11. Correspondingly, the outlet opening 13 is also arranged tangentially to the cylinder tube 11, whereby the coating material can easily leave the cylinder tube 11.

Kuviossa 2A on lisäksi esitetty, että ilmanpoistolaitteen 10 syöttöpäähän on syöttöau-kon 12 yhteyteen jäljestetty spiraalimainen ohjain 22, joka ohjaa päällystysainetta 10 alaspäin sylinteriputken 11 pitkittäisakselin suuntaan. Vastaavanlainen spiraalimainen ohjain 23 on kuvion 2A suoritusmuodossa jäljestetty myös poistopään yhteyteen päällystysaineen poistamisen tehostamiseksi. Spiraalimaiset ohjaimet 22,23 eivät ilmanpoistolaitteen toiminnan kannalta ole välttämättömiä, sillä jo pelkästään paine-ero ohjaa päällystysaineen kulkemaan alaspäin sylinteriputken 11 pitkittäisakselin 15 suunnassa. Päällystysaineelle sylinteriputken 11 sisällä aikaansaatu pyörintäliike aiheuttaa päällystysaineessa painegradientin, jonka vaikutuksesta ilma päällystysainetta kevyempänä erottuu pyörteen keskipistettä kohti. Sylinteriputken 11 keskiosaan muodostuu näin ollen ilmasydän, jota on kuviossa 2A merkitty viitemerkinnällä A.Fig. 2A further shows that a helical guide 22 is arranged at the supply end of the deaeration device 10 in connection with the supply opening 12, which guides the coating material 10 downwards in the direction of the longitudinal axis of the cylinder tube 11. A similar helical guide 23 is also tracked in connection with the discharge end in the embodiment of Figure 2A to enhance the removal of the coating material. The helical guides 22,23 are not necessary for the operation of the deaeration device, since the pressure difference alone guides the coating material to run downwards in the direction of the longitudinal axis 15 of the cylinder tube 11. The rotational movement provided to the coating material inside the cylinder tube 11 causes a pressure gradient in the coating material, as a result of which the air lighter than the coating material is separated towards the center of the vortex. An air core is thus formed in the central part of the cylinder tube 11 and is denoted by A in Fig. 2A.

• · -• · .....• · - • · .....

V: 20 Sylinteriputken 11 alapäähän poistoaukon 13 yhteyteen on asennettu ilmanpoistoputki ,· * 19, joka kuvion 2A mukaisesti työntyy ilmasydämeen A. Ilmanpoistoputkeen 19 on .1:* muodostettu samakeskisesti sylinteriputken 11 kanssa poistoreikä 21, joka on • · V yhteydessä ilmanpoistoaukkoon 17. Mainitun poistoreiän 21 kautta poistetaan ··· ·’ * sylinteriputken 11 keskellä oleva ilma tai paremminkin ilmapitoinen päällystysaine 25 ilmanpoistoaukkoon 17. Kuten jo edellä tuotiin esiin, poistetaan vähän ilmaa sisältävä • . .A: 20 At the lower end of the cylinder tube 11, in connection with the outlet opening 13, a deaeration tube, · * 19, which projects into the air core A, is mounted in the air core A. 1: * * is formed concentrically with the cylinder tube 11. through the outlet hole 21, the air in the middle of the cylinder tube 11, or rather the air-containing coating material 25, is discharged into the air outlet opening 17. As already indicated above, the low-air • is removed. .

päällystysaine ilmanpoistolaitteesta 10 tangentiaalisesti poistoaukon 13 kautta.coating material from the deaeration device 10 tangentially through the outlet opening 13.

• · • · *. Ilmanpoistolaitteesta 10 saataisiin ilma poistumaan myös siten, että laitteen pohjaan • · ***: olisi yksinkertaisesti muodostettu keskeisesti reikä. Tällöin kuitenkin tämän reiän • · · . r · '···' kautta poistuisi myös päällystysainetta huomattavasti enemmän kuin keksinnön V.: 30 mukaisessa ratkaisussa. Keksinnön mukaisen ratkaisun edullisuus on saatu aikaan ·*** nimenomaan sillä, että ilmanpoistoputki 19 työntyy sopivasti ilmasydämen A sisään.• · • · *. The deaeration device 10 would also be vented so that a hole was simply formed in the bottom of the device • · ***: simply. In this case, however, this hole • · ·. r · '···' would also remove considerably more coating material than in the solution according to the invention V .: 30. The advantage of the solution according to the invention is achieved · *** precisely by the fact that the deaeration pipe 19 suitably protrudes inside the air core A.

Ilmanpoistoputken 19 pituus voidaan sovittaa esimerkiksi päällystysaineen ominai- 7 98792 suuksien mukaisesti siten, että ilman poistaminen on mahdollisimman tehokasta.The length of the deaeration pipe 19 can be adjusted, for example, according to the properties of the coating material, so that the deaeration is as efficient as possible.

Kuvion 2A suoritusmuodossa on ilmanpoistoputki 19 muodostettu yhtenäisenä osana ilmanpoistolaitteen 10 alapäätyä 15, joka on sopivien kiinnityselinten, kuten kiinni-tysruuvien 25 avulla kiinnitetty ilmanpoistolaitteeseen 10.In the embodiment of Figure 2A, the deaeration tube 19 is formed as an integral part of the lower end 15 of the deaeration device 10, which is fastened to the deaeration device 10 by means of suitable fastening means, such as fastening screws 25.

55

Edelleen kuvion 2A suoritusmuodossa on ilmanpoistolaitteen yläpään rakenne samanlaiix>i kuin laitteen alapään rakenne. Näin ollen on ilmanpoistolaitteen 10 ylä päätyy n 14 muodostettu ilmanpoistoputki 18, joka on varustettu läpimenevällä poL.oreiällä 20. Mainittu poistoreikä 20 on yhteydessä ilmanpoistoaukkoon 16.Furthermore, in the embodiment of Fig. 2A, the structure of the upper end of the deaeration device is similar to the structure of the lower end of the device. Thus, at the upper end of the deaeration device 10, there is formed a deaeration tube 18 provided with a through hole 20. Said outlet 20 communicates with the deaeration opening 16.

10 ilmanpoistoaukko 16 on kuitenkin suljettu kannella 26 sekä tulpalla 27, koska kuvion 2A suoritusmuodossa ilma poistetaan laitteesta alakautta. Yläpääty 14 on vastaavaan tapaan kiinnitetty ilmanpoistolaitteeseen 10 kiinnitysruuvien 24 avulla. Koska ilmaa ei tässä suoritusmuodossa poisteta yläkautta, voi yläpääty 14 kuitenkin olla rakenteeltaan huomattavasti yksinkertaisempi siten, että yläpääty muodostuu pelkästä kannesta 15 ilman mitään ilmanpoistoaukkoja tai vastaavia. Esitetty ilmanpoistolaitteen 10 rakenne, jossa päädyt ovat keskenään identtiset, on kuitenkin edullisempi sen vuoksi, että laite voidaan yksinkertaisesti kääntää ylösalaisin ja jäljestää syöttö- ja poistovir-taukset tapahtumaan vastakkaiseen suuntaan kuviossa 2A esitettyyn nähden, kun poistoreikä 21 on kulunut. Mainittu poistoreikä 21 on periaatteessa laitteen ainoa 20 kuluva kohta.However, the air vent 16 is closed by a lid 26 and a plug 27, because in the embodiment of Fig. 2A the air is removed from the device from below. The upper end 14 is similarly fastened to the deaeration device 10 by means of fastening screws 24. However, since the air is not removed from above in this embodiment, the upper end 14 may be considerably simpler in construction so that the upper end consists of a mere cover 15 without any air vents or the like. However, the shown structure of the deaeration device 10, in which the ends are identical to each other, is more advantageous because the device can simply be turned upside down and trace the supply and exhaust flows in the opposite direction to that shown in Fig. 2A when the outlet hole 21 is worn. Said outlet hole 21 is in principle the only wearing part of the device 20.

« · » 0 m » · · ......... ......«·» 0 m »· · ......... ......

···· · ·

Kuten edellä olevasta selostuksesta käy ilmi, voidaan ilmapitoinen päällystysaine | · · » ·* johtaa ilmanpoistolaitteesta 10 ulos joko ylä- tai alakautta. Suoritetuissa kokeissa on ** * kuitenkin selvästi havaittu, että ilman poistaminen on edullisempaa suorittaa ilman- 25 poistolaitteen 10 alapäästä, jolloin ilman mukana menee vähemmän päällystysainetta.As will be apparent from the foregoing description, an airy coating material may be · · »· * Leads out of the deaerator 10 either from above or below. However, in the experiments carried out, it has clearly been found that it is more advantageous to remove the air from the lower end of the deaeration device 10, whereby less coating material enters with the air.

» ·»·

Yleensä ilmanpoiston mukana menee päällystysainetta n. 5-10% syötetystä päällys- * ♦ · *. tysainemäärästä. Tämä johdetaan paluukiertoon ja edelleen konesäiliöön 2, kuten ψ · ...Usually about 5-10% of the supplied coating material is included with the deaeration. agent on. This is led to the return circuit and further to the machine tank 2, such as ψ · ...

» · · kuviossa 1 havainnollistettiin. Alakautta tapahtuvan ilmanpoistamisen edullisuutta • · *···’ kuvaa se, että ilman mukana menevän päällystysaineen määrä voi olla jopa vain 3- ψ · :.V 30 5% syötetystä päällystysainemäärästä, kun taas yläkautta tapahtuvassa poistamisessa voi määrä olla jopa 10%.»· · Figure 1 illustrated. The advantage of bottom deaeration • · * ··· 'is illustrated by the fact that the amount of coating material entrained in the air can be as high as 3-3%.

8 - " ---5 98792::8 - "--- 5 98792 ::

Syöttö- ja poistoaukkojen 12,13 suutinkoot on kuviossa 2A esitetty keskenään yhtä suurina, mutta on täysin selvää, että niiden koot voivat olla toisistaan poikkeavat. Suutinkoot, kuten myös sylinteriputken 11 aksiaalinen pituus valitaan käytetyn ^ syöttöpaineen, syöttökapasiteetin, päällystysaineen viskositeetin, sylinteriputken 11 5 halkaisijan jne. mukaisesti. Kuviossa 2A on edelleen esitetty, että syöttöaukon 12 ja poistoaukon 13 käsittävät putket on muodostettu ilmanpoistolaitteeseen 10 kuvion 2A mukaisessa leikkauksessa kohtisuorassa suunnassa sylinteriputken 11 pitkittäisakselin suhteen. Syöttöaukko 12 ja poistoaukko 13 voivat myös olla sopivalla tavalla vinoon jäljestetyt päällystysainevirtauksen ohjauksen tehostamiseksi ilmanpoistolaitteen 10 10 sisällä.The nozzle sizes of the inlet and outlet openings 12,13 are shown in Figure 2A as equal to each other, but it is quite clear that their sizes may be different from each other. The nozzle sizes as well as the axial length of the cylinder tube 11 are selected according to the feed pressure used, the feed capacity, the viscosity of the coating material, the diameter of the cylinder tube 11, etc. Fig. 2A further shows that the tubes comprising the inlet 12 and the outlet 13 are formed in the deaeration device 10 in a section according to Fig. 2A in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the cylinder tube 11. The inlet 12 and the outlet 13 may also be suitably arranged obliquely to enhance the control of the coating material flow inside the deaerator 10 10.

Kuvioissa 3 A ja 3B on esitetty eräs ratkaisu siitä, miten kuvioiden 2 A ja 2B mukaisia ilmanpoistolaitteita 10 yhteen kytkemällä saadaan muodostettua ilmanpoistoyksik-kö 4, jota käytetään konekierrossa kuviossa 1 esitetyllä tavalla. Kuvioiden 3A ja 3B 15 suoritusmuodossa on useita ilmanpoistolaitteita 10 kytketty kehämäisesti toisiinsa siten, että näin muodostetulla ilmanpoistoyksiköllä 4 on yhteinen syöttöputki 41, yhteinen poistoputki 42 ja yhteinen ilmanpoistoputki 43. Ilmanpoistoyksikön 4 syöttöputken 41 kautta päällystysaine syötetään syöttökammioon 44, johon kunkin ilmanpoistolaitteen 10 syöttöaukot 12 on liitetty venttiilien 32 välityksellä. Vastaavasti 20 ti on poistoputki 42 yhdistetty poistokammioon 45, johon kunkin ilmanpoistolaitteen • .....Figures 3A and 3B show a solution for connecting the deaeration devices 10 according to Figures 2A and 2B to form a deaeration unit 4 which is used in a machine cycle as shown in Figure 1. In the embodiment of Figures 3A and 3B 15, a plurality of deaeration devices 10 are circumferentially connected to each other so that the deaeration unit 4 thus formed has a common supply pipe 41, a common exhaust pipe 42 and a common deaeration pipe 43. connected via valves 32. Correspondingly, 20 ti is an exhaust pipe 42 connected to an exhaust chamber 45 into which each vent device • .....

• · 10 poistoaukot 13 on venttiilien 33 välityksellä liitetty. Edelleen on tässä suoritus- ,*·* muodossa ilmanpoistoyksikön 4 ilmanpoistoputki 43 liitetty ilmanpoistokammioon » » ............. .....• · 10 outlets 13 are connected via valves 33. Furthermore, in this embodiment, the deaeration pipe 43 of the deaeration unit 4 is connected to the deaeration chamber »» ............. .....

V 46, johon kunkin ilmanpoistolaitteen 10 ilmanpoistoaukko 17 on yhdistetty. Venttiili- : en 32,33 avulla on kukin ilmanpoistolaitteista 10 tarvittaessa yksitellen kytkettävissä 25 toimintaan ja vastaavasti pois toiminnasta ilmanpoistoyksikössä 4. Kuvioiden 3 A ja # ......V 46, to which the deaeration opening 17 of each deaeration device 10 is connected. By means of the valves 32,33, each of the deaeration devices 10 can, if necessary, be switched on 25 individually and deactivated in the deaeration unit 4, respectively.

" 3B mukainen suoritusmuoto on erityisen edullinen sen vuoksi, että paineen jakautu- ·* ’ minen on tässä ratkaisussa paras mahdollinen. Ilmanpoistolaitteet 10 voitaisiin toki ψ · .*·: kytkeä yksiköksi myös siten, että ne liitettäisiin yhteen suoraan syöttöputkeen, ·*· .·’ vastaavasti poistoputkeen ja ilmanpoistoputkeen, jolloin kuitenkin ilmanpoistolaittei- 30 siin 10 syötettävän päällystysaineen paine voisi kussakin ilmanpoistolaitteessa 10 s*': vaihdella."The embodiment according to 3B is particularly advantageous because the pressure distribution is the best possible in this solution. Of course, the deaeration devices 10 could also be connected as a unit so that they are connected together directly to the supply pipe, · * ·. · 'In the exhaust pipe and in the deaeration pipe, respectively, in which case, however, the pressure of the coating material fed to the deaeration devices 10 in each deaeration device could vary by 10 s *'.

rt. ·. ,y. . ..·.·. .’.s·-»-',·· ·£·. .j—..^.. .w,...._................... . . . , ,Ä._. Λ ., 98792 9rt. ·. Y. . .. ·. ·. . ’. S · -» - ', ·· · £ ·. .j - .. ^ .. .w, ...._.................... . . ,, Ä._. Λ., 98792 9

Edellä on keksintöä selitetty esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin viittaamalla. Keksintöä ei kuitenkaan ole rajoitettu koskemaan pelkästään kuvioissa esitettyjä esimerkkejä, vaan keksinnön eri suoritusmuodot voivat vaihdella oheisissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.The invention has been described above by way of example with reference to the figures of the accompanying drawing. However, the invention is not limited to the examples shown in the figures, but the various embodiments of the invention may vary within the scope of the inventive idea defined in the appended claims.

» * 9 19 • ..... ... ....»* 9 19 • ..... ... ....

9 • m 9 9· 9 . .9 • m 9 9 · 9. .

9 • 6» 9 • »· » ♦ » 9 ♦ *··9 • 6 »9 •» · »♦» 9 ♦ * ··

Claims

98792 10

A method for removing air from a coating material used for coating paper or a similar web material, the method comprising rotating the coating material within a substantially vertical and stationary cylinder tube (11) to which a coating material while passing downwards due to the pressure difference in the longitudinal direction of the cylinder tube (11), separating the air from the coating material by said centrifugal movement of the coating material so that the air the coating material is removed tangentially from the lower part of the cylinder tube (11) at the edges of the cylinder tube and that the high air content coating material is removed from the air core (A) formed in the center of the cylinder tube (11) at the same time as the coating material supply point.

2. Apparatus for removing air or a coating material used for coating a similar web material, the apparatus comprising one or more interconnected materials. · A deaeration unit (4) consisting of a connected deaeration device (10), which is, * · * adapted to separate the air in the coating material: <by centrifugal force so that in each deaeration extension (10) the coating material is rotated, the air being released the vortex provided toward the center from which the high air content coating material is sequenced to be removed, each deaeration device (10) comprising a substantially vertical and stationary. · · ..... ...... · '* a cylinder tube (11) with a feed opening 9 9 · / ·: (12) tangentially formed at the top, through which the coating material is arranged to be fed to the cylinder tube (11) ··· 30 so that the coating material is directed against the rotational movement of the cylinder tube: V: (11) while passing downwards under the effect of the pressure difference in the longitudinal axis direction of the cylinder tube (11). through which the low-air coating material is arranged to be removed, characterized in that the outlet opening (13) is mounted tangentially to the cylinder tube (11) to enhance the rotation of the coating material and remove the coating material from the edges of the cylinder tube (11). 11) a glue removal tube (19) projecting into the air core (A) formed in the middle of the vortex formed by the coating material, through which the high air content coating material is traced to be removed from the lower end of the cylinder tube (11) at the end of the cylinder 10

Apparatus according to claim 2, characterized in that the air outlet pipe (19) projecting centrally into the air core (A) is a large diameter pipe in which the diameter of the air outlet hole (21) formed is small with respect to the diameter of said pipe (19) so that the air outlet pipe (19) comprises the head through which the high air content coating material is traced to exit.

Apparatus according to Claim 2 or 3, characterized in that a helical guide (22) is arranged in connection with the supply opening (12) in the cylindrical tube (11), which enhances the downward rotation of the coating material in the longitudinal axis 20 of the cylindrical tube (11).

Apparatus according to one of Claims 2 to 4, characterized in that a helical guide (23) is arranged in the cylinder tube in connection with the low-air coating material discharge opening (13) in order to facilitate the removal of the coating material. m ♦ · * a ·· 98792 12