BR112013014693A2

BR112013014693A2 - aparelho, sistema e método para reduzir a consistência ou o grau de densidade das fibras contidas suspensão líquida sobre mesa de formação de máquina de produção de papel

Info

Publication number: BR112013014693A2
Application number: BR112013014693A
Authority: BR
Inventors: Fernando Cabrera Y Lopez Caram Luis
Original assignee: Fcpapel Llc
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2019-09-03
Also published as: CL2013001711A1; TW201237232A; CA2822065A1; KR20140014111A; JP5933585B2; CN104343035A; CN104343035B; TWI530604B; WO2012083129A1; EP2652197A1; US20110186254A1; JP2013545906A; MX2013006938A; HK1206081A1; AR084320A1; US8163136B2; CN103384740A

Abstract

"aparelho, sistema e método para reduzir a consistência ou o grau de densidade das fibras contidas em suspensão líquida sobre mesa de formação de máquina de produção de papel" a presente invenção é dirigida a um aparelho utilizado na formação do papel. mais especificamente, a presente invenção é dirigida a um aparelho, sistema e método para a redução da consistência ou do grau da densidade da suspensão de fibras sobre a mesa de formação, e melhoria da qualidade e das propriedades físicas do papel formado na mesma.

Description

“Aparelho, Sistema e Método Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Líquida

Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel”

Relatório Descritivo

REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS CORRELATOS

Este Pedido reivindica prioridade ao Pedido de Patente Provisório U.S No. de série 61/423.977 depositado em 16 de dezembro de 2010, cuja totalidade é aqui incorporada por referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção é dirigida a um aparelho utilizado na formação do papel. Mais especificamente, a presente invenção é dirigida a um aparelho, sistema e método para a redução da consistência ou do grau de densidade da suspensão de fibras sobre a mesa de formação, e melhoria da qualidade e das propriedades físicas do papel formado na mesma.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

De um modo geral, é bem conhecido na indústria de produção de papel que a drenagem adequada do líquido a partir do estoque de papel sobre um tecido de formação é uma etapa importante para assegurar um produto de qualidade. Isto é feito através da utilização de lâminas ou folhas de drenagem geralmente localizadas na extremidade úmida da máquina, por exemplo, uma máquina de papel de Fourdrinier. (Note-se que o termo lâmina de drenagem, tal como aqui utilizado, destina-se a incluir lâminas ou filhas que causam a drenagem ou a atividade de estoque ou ambos). Uma grande variedade de modelos diferentes para estas lâminas está disponível hoje em dia. Tipicamente, estas lâminas

2/34 proporcionam uma superfície de suporte ou apoio para o fio ou tecido de formação com uma porção de fuga para a desidratação, cujos ângulos se afastam do fio. Isto cria um espaço entre a superfície da lâmina e do tecido, o que causa um vácuo entre a lâmina e o tecido. Isto não só drena a água para fora do tecido, mas também pode resultar em puxar o tecido para baixo devido à sucção. No entanto, quando o vácuo colapsa, o tecido volta à sua posição original, o que pode resultar em um pulso através do estoque, que pode ser desejável para a distribuição do estoque. A atividade (causada pela deformação do fio) e a quantidade de água drenada a partir da folha estão diretamente relacionadas com o vácuo gerado pela lâmina. A drenagem e a atividade de tais lâminas podem ser aumentadas pela colocação da lâmina ou lâminas em uma câmara de vácuo. A relação directa entre a drenagem e a atividade não é desejável, porque enquanto a atividade é sempre desejável, a muita drenagem cedo no processo de formação da folha pode ter efeitos adversos sobre a retenção de fibras e material de enchimento. A rápida drenagem pode também causar o lacre da folha, tornando a subsequente remoção de água mais difícil. A tecnologia existente obriga o fabricante de papel a comprometer a atividade desejada, a fim de diminuir a drenagem precoce.

A drenagem pode ser realizada por meio de um líquido para a transferência de líquido tal como o ensinado na Patente U.S. No. 3.823.062 de Ward, que é aqui incorporada por referência. Esta referência ensina a remoção de líquido através de choques de pressão repentinos ao estoque. A referência estabelece que o líquido controlado para drenagem de líquido de água a partir da suspensão é menos violento do que na drenagem convencional.

Um tipo semelhante de drenagem é ensinado na Patente U.S. No. 5.242.547 de Corbellini. Esta patente ensina a prevenção da formação de um menisco (interface ar/água) sobre a superfície do tecido de

3/34 formação oposta à folha a ser drenada. Esta referência consegue isso inundando a estrutura de caixa de vácuo contendo a(s) lâmina(s), e ajustando a retirada do líquido através de um mecanismo de controle. Esta é referida como Drenagem Submersa. A desidratação melhorada é dita ocorrer através da utilização de pressão subatmosférica na caixa de sucção.

Além da drenagem, as lâminas são construídas de modo a criar propositadamente atividade na suspensão a fim de proporcionar a distribuição desejável do estoque. Uma dessas lâminas é ensinada, por exemplo, na Patente U.S. No. 4.789.433 de Fuchs. Esta referência ensina o uso de uma lâmina em forma de onda (de preferência tendo uma superfície de drenagem bruta) para criar microturbulência na suspensão de fibras.

Outros tipos de lâminas desejam evitar a turbulência, mas ainda afetam a drenagem, tal como a descrita, por exemplo, na Patente U.S. No. 4.687.549 de Kallmes. Esta referência ensina como encher o espaço entre a lâmina e a teia e afirma que a ausência de ar impede a expansão ‘cavitação’ da água no espaço e elimina substancialmente quaisquer pulsos de pressão. Uma série de tais lâminas e outros arranjos pode ser encontrada no seguinte Estado da Técnica: Patentes U.S. N°s. 5.951.823; 5.393.382, 5.089.090, 4.838.996, 5.011.577, 4.123.322, 3.874.998, 4.909.906, 3.598.694, 4.459.176, 4.544.449, 4.425.189, 5.437.769, 3.922.190, 5.389.207; 3.870.597, 5.387.320, 3.738.911, 5.169.500 e 5.830.322, que são aqui incorporadas por referência.

Tradicionalmente, as máquinas de papel de alta e baixa velocidade produzem diferentes tipos de papel com uma ampla faixa de pesos básicos. A formação de folha é um processo hidromecânico e o movimento das fibras segue o movimento do fluido, porque a força de inércia de uma fibra individual é pequena em comparação com o arraste viscoso no líquido. Elementos de formação e de drenagem afetam três

4/34 processos hidrodinãmicos principais, que são a drenagem, a atividade de estoque e cisalhamento orientado. O líquido é uma substância que responde de acordo com as forças de cisalhamento que atuam nele ou sobre ele. A drenagem é o fluxo através de um fio ou tecido, e é caracterizada por uma velocidade de fluxo que é geralmente dependente do tempo. A atividade de estoque em um sentido idealizado é a flutuação aleatória da velocidade do fluxo na suspensão de fibras não drenadas, e, geralmente, aparece devido a uma mudança no momento do fluxo devido à deflexão da formação de tecido em resposta às forças de drenagem ou como sendo causada pela configuração de lâmina. O efeito predominante da atividade de estoque é quebrar redes e mobilizar as fibras em suspensão. O cisalhamento e a atividade estoque orientadados são processos produtores de cisalhamento que diferem apenas no seu grau de orientação em uma escala relativamente grande, ou seja, uma escala que é grande em comparação com o tamanho das fibras individuais.

O cisalhamento orientado é o fluxo de cisalhamento tendo um padrão distinto e reconhecível na suspensão de fibras não drenadas. O cisalhamento orientado na Direção Cruzada (CD) melhora a formação e teste da folha. O mecanismo primário para o cisalhamento CD (em máquinas de papel que não são agitadas) é a criação, colapso e posterior recriação de cumes de Direção da Máquina (MD) bem definidos no estoque do tecido. A fonte destes cumes pode ser o rolo retificador da caixa de chegada, a aba da fatia da caixa de chegada (headbox) (ver, por exemplo, Pedido Internacional PCT W095/30048 publicado em 09 de novembro de 1995) ou um mostrador de formação. Os cumes se colapsam e se reformam em intervalos constantes, dependendo da velocidade da máquina e da massa acima da formação de tecido. Isto é referido como a inversão de cisalhamento de CD. O número de inversões e, portanto, o efeito de cisalhamento de CD é maximizado se a suspensão de fibra/água mantém o máximo da sua

5/34 energia cinética original e é sujeita a pulsos de drenagem localizados (na MD) diretamente abaixo dos pontos de inversão naturais.

Em qualquer sistema de formação, todos estes processos hidrodinâmicos podem ocorrer simultaneamente. São geralmente não uniformemente distribuídos quer no tempo ou espaço, e eles não são totalmente independentes entre si, eles interagem. De fato, cada um destes processos contribui em mais de uma maneira para o sistema global. Assim, embora a técnica anterior acima mencionada possa contribuir com algum aspecto dos processos hidrodinâmicos referidos acima, elas não coordenam todos os processos de uma forma relativamente simples e eficaz.

A atividade de estoque na parte inicial de uma mesa de Fourdrinier, como mencionado anteriormente, é crítica para a produção de uma folha de papel. Geralmente, a atividade de estoque pode ser definida como a turbulência na suspensão de fibra-água no tecido de formação. Esta turbulência ocorre em todas as três dimensões. A atividade de estoque desempenha um papel importante no desenvolvimento de uma boa formação, impedindo a estratificação da folha na medida em que ela é formada, quebrando os flocos de fibra e fazendo com que a orientação das fibras seja aleatória.

Tipicamente, a qualidade da atividade de estoque é inversamente proporcional à remoção de ãgua a partir da folha, isto é, a atividade é geralmente melhorada, se a taxa de remoção de água é retardada ou controlada. Na medida em que a água é removida, a atividade se torna mais difícil porque a folha se torna definida, a falta de água, que é o meio principal em que a atividade ocorre, toma-se mais escassa. O bom funcionamento da máquina de papel é, assim, um equilíbrio entre a atividade, a drenagem e o efeito de cisalhamento.

A capacidade de cada máquina de formação é determinada pelos

6/34 elementos formadores que compõem a mesa. Depois de uma placa de formação, os elementos que seguem têm que drenar a água restante sem destruir a esteira já formada. O objetivo desses elementos é melhorar o trabalho feito pelos elementos de formação anteriores.

Na medida em que o peso base é aumentado, a espessura da manta é aumentada. Com os elementos de formação/drenagem real não é possível manter um pulso hidráulico controlado suficientemente forte para produzir os processos hidrodinâmicos necessários para fazer uma folha de papel bem formada.

Um exemplo de meios convencionais para reintroduzir as águas de drenagem no estoque de fibras a fim de promover a atividade e drenagem pode ser visto nas Figs. 1-4.

Um rolo de mesa 100 na FIG. 1 faz com que um grande pulso de pressão positiva seja aplicado ao etoque de folha ou de fibra 96, que resulta a partir de água 94 mediante o tecido de formação 98 sendo forçado para dentro da ranhura de entrada formado pelo condutor no rolo 92 e formando o tecido 98. A quantidade de água reintroduzida é limitada à água aderida à superfície do rolo 92. O pulso positivo tem um efeito positivo sobre a atividade de estoque, que torna o fluxo perpendicular à superfície da folha. Do mesmo modo, no lado que sai do rolo 90, as grandes pressões negativas são geradas, as que motivam grandemente a drenagem e a remoção dos materiais finos. Mas a redução de consistência na esteira não é perceptível, por isso há pouca melhora através de aumento na atividade. Os rolos de mesa são geralmente limitados para máquinas relativamente mais lentas, porque o pulso positivo desejável transmitido às folhas de gramatura pesada em velocidades específicas toma-se um pulso positivo indesejável que perturba as folhas de gramatura mais leve em velocidades mais rápidas.

A Figs. 2-4 mostram caixas de baixo vácuo 84 com diferentes

7/34 arranjos de lâminas. Uma folha de gravidade também é utilizada em caixas de baixo vácuo. Estas unidades aumentadas de baixo vácuo 84 fornecem ao produtor de papel uma ferramenta que afeta significativamente o processo, controlando o vácuo aplicado e as características de pulso. Exemplos de configurações de caixa de lâmina incluem:

Lâminas de passo 82 como mostra as Fig. 2-3; e

Lâmina de passo de pulso positivo 78 como mostrado na FIG. 4, por exemplo.

Tradicionalmente, a caixa de lâmina de folha, a caixa de lâmina de plano de desvio e a caixa de lâmina do passo são usadas principalmente no processo de formação.

Em uso, uma caixa de lâmina de folha aumentada em vácuo vai gerar vácuo como a folha de gravidade gera, a água é removida continuamente sem controle, e o processo de drenagem predominante é a filtração. Normalmente, não há nenhums refluidização da esteira já formada.

Em uma caixa de lâmina plana aumentada a vácuo, um ligeiro pulso positivo é gerado ao longo da superfície de contato da lâmina/fio e a pressão exercida sobre a matriz de fibra é devido apenas ao nível de vácuo mantido na caixa.

Em uma caixa de lâmina de passo aumentada em vácuo, como mostrado na FIG. 2, por exemplo, uma variedade de perfis de pressão é gerada dependendo de fatores, tais como, o comprimento do passo, abrangência entre as lâminas, a velocidade da máquina, a profundidade do passo, e do vácuo aplicado. A lâmina de passo gera um vácuo de pico relativo ao quadrado da velocidade da máquina na primeira parte da lâmina, este pico de pressão negativa faz com que a água escorra e, ao

8/34 mesmo tempo, o fio é deslocado para a direção do passo, uma parte da água já drenada é forçada a voltar para a matriz de reufluidização das fibras e quebra os flocos devido às forças de cisalhamento resultantes. Se o vácuo aplicado é maior do que o necessário, o fio é obrigado a contatar o passo da lâmina, tal como mostrado na FIG. 2. Depois de algum tempo de operação nessa condição, a folha acumula sujidade 76 no passo, perdendo o pulso hidráulico, o qual é reduzido ao mínimo, como mostrado na FIG. 3, e impede a reintrodução de água dentro da esteira.

A caixa de baixo vácuo de lâmina de passo de pulso positivo aumentada de vácuo, tal como mostrado na FIG. 4, fluidifica a folha, tendo cada lâmina reintroduzida na parte da água removida pela lâmina anterior que volta para a matriz. Não existe, no entanto, nenhum controle sobre a quantidade de água reintroduzida na folha.

Uma ranhura de convergência de lâmina de pulso positivo, na medida em que a água drena através do tecido, produzida pelo ângulo condutor da lâmina e do tecido força a água de volta para a folha. Isto produz uma força de cisalhamento capaz de quebrar a matriz de fibra e penetrar através da suspensão de estoque, a refluidização da suspensão é mínima, tal como é mostrado na FIG. 5, por exemplo.

Um tipo especial de lâmina de dupla posição incorpora uma ranhura de entrada positiva para gerar um pulso de pressão positiva e negativa. Esta lâmina reintroduz água para a matriz de fibra, com o condutor na borda, a água reintroduzida é limitada à quantidade que adere ao fundo do tecido de formação. Este tipo de lâmina cria pulsos de pressão, em vez de reduzir a consistência. Este tipo de lâmina simula um rolo de mesa, como é mostrado na FIG. 6, por exemplo.

A Patente U.S. No. 5.830.322 de Cabrera et al., depositada em Fevereiro de 1996, intitulada “Velocity induced drainage method and

9/34 unit”, descreve um meio alternativo de criação de atividade e de drenagem. O aparelho descrito na mesma desacopla atividade e drenagem e, consequentemente, apresenta um meio de controle e otimização do mesmo. Usa-se uma lâmina longa, provavelmente com uma superfície não plana ou parcialmente não plana controlada, para induzir a atividade inicial na folha, e limita o fluxo após a lâmina através da colocação de uma lâmina de fuga para controlar a drenagem. A patente '322 divulga que a drenagem é melhorada se a área entre a lâmina longa e tecido de formação é inundada e a tensão superficial é mantida entre a água acima e abaixo do tecido. A invenção divulgada na mesma é mostrada esquematicamente na FIG. 7, por exemplo.

No entanto, com a patente '322 há apenas uma maneira de reintroduzir uma quantidade mínima de água para a suspensão de fibras. Isso ocorre na zona de contracorrente, e existe porque o fluido incompressível flui da parte superior não plana da lâmina longa e, portanto, é bombeado através do tecido de formação. A consistência que alcança o condutor na borda da Unidade Indutora de Velocidade não muda ao longo da mesma lâmina. A consistência do estoque será aumentada quando o estoque alcançar a lâmina de teste, por causa da água drenada na fenda, se a Unidade Indutora de Velocidade for projetada com múltiplas lâminas longas e a consistência for aumentada constantemente ao longo da Unidade Indutora de Velocidade.

Embora algumas das referências anteriores tenham certas vantagens assistentes, outras melhorias e/ou formas alternativas, são sempre desejáveis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A diluição de estoque na seção de formação da máquina de papel é crítica para a produção de uma folha de papel. Geralmente, a diluição de estoque é conseguida no sistema de ciclo curto da seção de formação

10/34 da máquina, aumentando a recirculação da água branca.

A diluição de estoque na mesa de formação desempenha um papel importante no desenvolvimento de uma boa formação, facilita a realização de três processos hidrodinãmicos necessários para fazer uma folha de papel bem formada, permitindo que a orientação da fibra seja aleatória.

A maioria das máquinas de papel tem sido acelerada, a fim de aumentar a produção e tem consistências inferiores para melhorar a qualidade do papel e ainda tem a mesma tela da máquina, mesmo tubagem e mesma caixa de chegada para o fornecimento de água e estoque para a mesa de formação. As mesas de formação foram retrabalhadas a fim de cuidar do fluxo excessivo.

Suponhamos, por exemplo, uma máquina de papel originalmente projetada com uma caixa de chegada 200 polegadas de largura, a uma velocidade de 800 pés por minuto com uma caixa de chegada de consistência de 0,65%, produção de papel de 54 gramas por metro quadrado e uma retenção de 70%, o fluxo calculado fora da caixa de chegada será cerca de 3.927 galões por minuto. No entanto, ao longo dos anos, a máquina aumentou a velocidade 1,75 vezes e a consistência da caixa de entrada foi diminuída para uma melhor qualidade para 0,38%, a retenção caiu para 65%, o fluxo da caixa de chegada é, agora, de cerca de 12.660 galões por minuto. O fluxo aumentou 3,22 vezes e como resultado todas as velocidades internas em todo o sistema mais do que triplicaram, o que pode ter resultados prejudiciais.

Portanto, quando se trabalha a baixas consistências ou quando a máquina de papel é acelerada, é necessário aumentar o número de elementos de drenagem, devido ao aumento do fluxo de caixa de chegada. Em alguns casos também é necessário aumentar a longitude da mesa, a fim de abrir espaço para a instalação do equipamento de

11/34 drenagem adicional ou instalar um novo equipamento de drenagem assistido a vácuo.

No entanto, devido à presente invenção, não é necessário aumentar a longitude da mesa ou instalar um novo equipamento de drenagem assistida por vácuo. Além disso, há uma redução considerável do consumo de energia na mesa de formação.

Por conseguinte, um objeto da presente invenção é proporcionar uma máquina para a manutenção dos processos hidrodinâmicos sobre a mesa de formação, independentemente de qual a velocidade da máquina.

Ê ainda um objetivo da presente invenção proporcionar uma máquina utilizável com uma placa de formação e/ou uma máquina de drenagem induzido por velocidade.

É ainda um objetivo da presente invenção, que a eficiência da máquina não seja afetada pela velocidade da máquina, a gramatura da folha de papel e/ou a espessura da esteira.

A presente invenção descreve uma máquina que recicla a água por si só, de modo a diluir a suspensão de fibras sobre a mesa para os níveis desejados após a caixa de chegada, a taxa de diluição da presente invenção pode ser qualquer coisa que entre 0% a 100%; o trabalho feito pela máquina na presente invenção não é afetado pelo grau de refinação, a velocidade da máquina, o gramatura da folha de papel ou a espessura da esteira. Depois de a folha ter sido formada pela presente invenção, a drenagem e a consolidação da folha é feita pelo equipamento contunuamente.

Uma modalidade exemplificativa da presente invenção é um aparelho para reduzir a consistência ou o grau de densidade das fibras contida em uma suspensão líquida sobre uma mesa de formação de

12/34 uma máquina de produção de papel, o aparelho compreendendo um tecido de formação sobre o qual uma suspensão de fibras é transportada, o tecido de formação tendo uma superfície exterior e uma superfície interior, e uma lâmina primária tendo uma superfície de suporte de borda principal que está em contato deslizante com a superfície interior do tecido de formação, uma placa central que compreende pelo menos uma porção da seção de autodiluição, cisalhamento, microatividade ou drenagem da mesa de formação, em que a placa central é separada de uma placa de fundo por uma distância predeterminada para formar um canal para a recirculação de pelo menos uma porção do líquido.

Outra modalidade exemplificativa da presente invenção é um sistema para reduzir a consistência ou grau de densidade das fibras contidas em uma suspensão líquida sobre uma mesa de formação de uma máquina de produção de papel, o sistema compreendendo um aparelho que compreende um tecido de formação sobre o qual uma suspensão de fibras é transportada, o tecido de formação tendo uma superfície exterior e uma superfície interior, uma lâmina primária tendo uma superfície de suporte de borda principal que está em contato deslizante com a superfície interior do tecido de formação, uma placa central que compreende pelo menos uma porção da seção de autodiluição, cisalhamento, microatividade ou drenagem da mesa de formação, em que a placa central está separada de uma placa de fundo por uma distância predeterminada para formar um canal para a recirculação de pelo menos uma porção do líquido.

Outra modalidade exemplificativa da presente invenção é um método para reduzir a consistência ou grau de densidade da suspensão de fibras em uma mesa de formação de uma máquina de produção de papel, o método compreendendo as etapas de proporcionar um tecido de formação sobre o qual uma suspensão de fibras é transportada, o

13/34 interior, proporcionando uma lâmina primária com uma superfície de suporte de borda principal que está em contato deslizante com a superfície interior do tecido de formação, e proporcionando uma placa central que compreende pelo menos uma porção da seção de autodiluição, cisalhamento, microatividade ou drenagem da mesa de formação, em que a placa central está separada de uma placa de fundo da mesa de formação por uma distância predeterminada para formar um canal para a recirculação de pelo menos uma porção do líquido.

As várias características de novidade que caracterizam a invenção são apontadas em particular na seguinte descrição de modalidades preferenciais. Para uma melhor compreensão da invenção, das suas vantagens operacionais e objetos específicos alcançados pelos seus usos, é feita referência aos desenhos anexos e matéria descritiva nos quais modalidades preferidas da invenção são ilustradas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A seguinte descrição detalhada dada por meio de exemplo e não destinada a limitar a presente invenção apenas à mesma, será mais bem apreciada em conjunto com os desenhos anexos, em que números de referência semelhantes denotam elementos e partes semelhantes, em que:

a FIG. 1 Representa um rolo de mesa conhecido;

a FIG. 2 Representa uma caixa de baixo vácuo conhecida com a lâmina do passo;

a FIG. 3 Representa uma caixa de baixo vácuo conhecida, a lâmina de passo com acúmulo de sujidade;

a FIG. 4 Representa uma caixa de baixo vácuo de lâmina de pulso positivo conhecida;

14/34 positivo conhecida;

a FIG. 5 Representa uma lâmina de pulso positivo conhecida;

a FIG. 6 Representa uma lâmina dupla de pulso positivo conhecida;

a FIG. 7 Representa a unidade de drenagem induzida por velocidade conhecida;

a FIG. 8 Representa um sistema de recirculação de água em uma máquina de papel;

a FIG. 9 Representa o fluxo de caixa de chegada descarregado no topo de um fio de formação;

a FIG. 10 Representa o balanço de massa a 0,8% de consistência da caixa de chegada;

a FIG. 11 Representa o balanço de massa a 0,5% de consistência da caixa de chegada;

a FIG. 12 Representa o balanço de massa, de acordo com uma modalidade da presente invençic;

a FIG. 13 Representa a nova invenção de ’armação;

a FIG. 14 Representa outro aspecto da nova invenção de formação com diferente condutor na lâmina 42;

a FIG. 15 Representa outro aspecto da nova invenção de formação com diferente condutos na lâmina 44;

a FIG. 16 Representa outro aspecto í'a nova invenção de formação sem lâmina de suporte;

15/34 a FIG. 17 Representa outro aspecto da nova invenção de formação, a seção de autodiluição, de cisalhamento, microatividade e drenagem com o ponto de articulação;

a FIG. 18 Representa outro aspecto da nova invenção de formação, a seção de autodiluição, cisalhamento, microatividade e seção de drenagem com um ponto de articulação, alterando o ângulo de drenagem;

a FIG. 19 Representa outro aspecto da nova invenção de formação, os detalhes do desempenho hidráulico na seção de autodiluição, cisalhamento, microatividade e drenagem com múltiplas seções convergentes e divergentes;

a FIG. 20 Representa outro aspecto da nova invenção de formação, que detalha a geometria de um comprimento de seção de autodiluição, cisalhamento, microatividade e drenagem com múltiplas seções convergentes e divergentes;

a FIG. 21 Diagrama de fluxo que representa a localização da nova invenção 75 na extremidade úmida de uma máquina de papel com a nova invenção como é descrito na FIG. 13;

a FIG. 22 Diagrama de fluxo que representa a localização em detalhe da nova invenção 75 na extremidade úmida de uma máquina de papel, como é descrito na FIG. 13;

a FIG. 23 Diagrama de fluxo que mostra a localização da nova invenção 76 na extremidade úmida de uma máquina de papel com a nova invenção como é descrito na FIG. 20;

16/34 a FIG. 24 Diagrama de fluxo que representa a localização em detalhe da nova invenção 76 na extremidade úmida de uma máquina de papel, como é descrito na FIG. 20;

a FIG. 25 Representa outro aspecto da nova invenção de formação, os detalhes da geometria da lâmina do comprimento das seções de autodiluição, cisalhamento, microatividade e drenagem com a mesma distância entre o tecido de formação e a superfície da placa central 48 com múltiplos suportes de tecido de formação;

a FIG. 26 Representa outro aspecto da nova invenção de formação, os detalhes da geometria da placa central com múltiplas seções de autodiluição, cisalhamento, microatividade e drenagem aumentando a distância entre o tecido de formação e a superfície da placa central 49, com múltiplos suportes de tecido de formação;

a FIG. 27 Representa outro aspecto da nova invenção de formação, os detalhes da placa central com múltiplas seções de autodiluição, cisalhamento, microatividade e drenagem com superfícies planas de deslocamento entre o tecido de formação e a superfície da placa central com múltiplos suportes de tecido de formação;

a FIG. 28 Representa outro aspecto da nova invenção de formação, que detalha a geometria da seção plana de deslocamemto nas seções de autodiluição, cisalhamento, microatividade e drenagem;

a FIG. 29 Representa outro aspecto da nova invenção de

17/34 formação, com os detalhes da vista da geometria do comprimento da seção de autodiluição, cisalhamento, microatividade e de drenagem com um ponto de articulação na seção de drenagem;

a FIG. 30 Representa outro aspecto da nova invenção de formação, com o detalhe da explicação das hidráulicas na seção de autodiluição, cisalhamento, microatividade e de drenagem incluindo a explicação das linhas de corrente;

a FIG. 31 Representa outro aspecto da nova invenção de formação, com o detalhe da explicação das hidráulicas na seção de autodiluição, cisalhamento, microatividade e de drenagem incluindo explicação das linhas de corrente com dois suportes de lâminas, a fim de reduzir a deflexão do fio;

a FIG. 32 representa outro aspecto da nova invenção de formação, com a explicação detalhada das hidráulicas na seção de autodiluição e cisalhamento;

a FIG. 33 Representa outro aspecto da nova invenção de formação, mostra a geometria detalhada de um sistema para manter a placa central;

a FIG. 34 Representa outro aspecto da nova invenção de formação, mostra detalhes da geometria de outro sistema para manter a placa central;

a FIG. 35 Representa detalhes da geometria da barra T usada para manter a placa central 35 e/ou qualquer lâmina;

a FIG. 36 Representa o desempenho hidráulico da zona de

18/34 a FIG. 37 Representa o desempenho hidráulico na zona de microatividade de baixa consistência 55 da nova invenção;

a FIG. 38 Representa o desempenho hidráulico na zona de drenagem 56 da nova invenção;

a FIG. 39 Representa um outro projeto do desempenho hidráulico na zona de drenagem 56 da nova invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO

Todos os dispositivos anteriormente descritos como parte da técnica anterior, ou são parte de, ou formam a zona de drenagem de gravidade e dinâmica ou zona de formação da folha 4 mostrada na FIG. 8.

Apresentadado na Fig. 8 está um sistema que é capaz de reduzir a coerência de qualquer nível na mesa de formação. Este estoque 20, muitas vezes, tendo uma consistência de cerca de 1 a 5% é diluído com água branca 17 na entrada 33 da bomba de ventoinha 24; a quantidade necessária de estoque espesso é controlada pela válvula 21. A bomba de ventoinha 24 impulsiona a suspensão de produção de papel produzida para fornecer o sistema de limpeza 27, que remove todos os resíduos e os objetos não desejados 28, e o estoque limpo é enviado para uma caixa de chegada 1 da máquina de papel. A consistência do estoque fino produzido que sai do sistema de limpeza 27 e 32 é tipicamente entre 0,1% e 1% de sólidos.

A bomba de ventoinha 24 e um sistema de limpeza 27 e 32 estão normalmente localizados no fundamento debaixo da seção de formação da máquina de papel. O estoque é distribuído a partir da caixa de chegada 1 para o fio de Fourdrinier 11 através de uma fatia 2. O fluxo total descarregado ao longo do fio de formação 11 pela aba da fatia 2 da

19/34 caixa de chegada, é controlado por alteração das revoluções da bomba de ventoinha 24, e ajustando as válvulas 23 e 22, quando mais fluxo é necessário, a bomba de ventoinha 24 aumenta as revoluções e a válvula 23 aumenta a abertura, a válvula 22 é ajustada para afinar o fluxo necessário. Em algumas instalações, a bomba de ventoinha 24 tem um motor de velocidade constante, de forma a aumentar ou diminuir o fluxo para fora da bomba; neste caso, é necessário ajustar as válvulas 23 e 22.

A folha úmida 10 é realmente formada na mesa de Fourdrinier que consiste essencialmente na correia de malha de formação sem fim 11 que é suportada nas zonas 4, 5 e 6 através da formação, e os dispositivos de drenagem que formam a extremidade úmida da máquina de papel.

Perto de uma caixa de chegada, a malha de formação é suportada pelo rolo de cabeceira 3, que é seguido por formação, e dispositivos de drenagem nas zonas 4, 5. As malhas de formação sem fim se movem ao longo de várias caixas de sucção na zona 6 antes de retornar sobre um rolo couch de sucção 7 e rolo de acionamento 9.

A água é quantitativamente a matéria prima mais importante da produção de papel. Antes que o material seja descarregado sobre a malha de formação 11 da mesa de formação, ele é muito diluído, o seu teor de fibra é provavelmente tão baixo como 0,1%. Deste ponto em diante, a remoção da água toma-se uma das funções mais decisivas da máquina. O estoque fora da caixa de chegada 1 contém outros sólidos, além de fibras, devido a que ele tem cerca de 0,5 por cento de consistência, e a matriz de fibra 10 fora do couch 7 tem entre 23 e 25 por cento consistência.

No entanto, de modo a reduzir a viscosidade da água e drenar a água de forma adequada, é necessário aquecer a suspensão de fibras no

20/34 intervalo de 135 a 140 graus Fahrenheit. Durante este processo, é normal que haja perdas de calor no intervalo de 5 a 10 graus Fahrenheit.

Referindo-nos, agora, à Fig. 9, o fluxo de fibra IA tendo a consistência de fibra entre 0,1% e 1% é descarregado para fora da caixa de chegada 1 através da aba da fatia da caixa de chegada 2 sobre uma malha de formação em movimento 11. A razão da velocidade descarregada (fluxo de velocidade dividido pela velocidade da malha) entre o fluxo de fibra IA e a malha de formação 11 é, normalmente, no intervalo de 0,6 e 1,3. No entanto, estas máquinas podem funcionar a velocidades superiores a 3.000 pés por minuto.

A mesa de formação da máquina de fabricação de papel, que está representada na Fig. 10 em detalhe, é constituída por três seções principais, como segue:

A. A zona de drenagem dinâmica e de gravidade 4, em que ocorre a formação de folhas. No inicio da zona de formação 4, a consistência da fibra está no intervalo de 0,1 e 1,0% e, neste ponto que as fibras têm um elevado grau de liberdade e é aqui que a formação pode ser melhorada através da potencialização de três processos hidrodinâmicos necessários para formar um folha de papel. Na saída da zona de drenagem dinâmica e de gravidade 4, a consistência está no intervalo de 1,5 a 2,0% e, depois desta zona, a formação pode ser melhorada apenas minimamente.

B. A zona de baixo e médio vácuo 5 - Nesta zona, com o uso de caixas de baixo vácuo, pequena quantidade de vácuo é aplicada, o vácuo está no intervalo de 2 a 60 polegadas de água, e consistência na saída da zona 5 está no intervalo de 6 a 8%.

A água drenada pelas zonas 4 e 5 é recolhida em recipientes 25

21/34 sob os dispositivos de formação e de drenagem, e a água é dirigida a um tanque de armazenamento 18 pelos canais 26 para reutilização na diluição do estoque no sistema de ciclo perto da extremidade úmida, como mostrado na Fig. . 8, por exemplo.

C. A zona de drenagem de alto vácuo 6, aqui é onde ocorre a consolidação da folha, a água é removida por utilização de caixas de alto vácuo; o vácuo é aplicada está no intervalo de 2 a 16 polegadas de mercúrio. No final da seção dos fios o couch 7 remove a água com vácuo maior (20 a 22 polegadas de mercúrio), assistido por um rolo de prensa 8. A água 12 drenada na zona 6 é recolhida em um tanque de vedação 13, a bomba 14 envia uma parte da água para o controle de nível 15 no tanque 18, o excesso de água 16 é enviado para o sistema de preparação de estoque em conjunto com o excesso de água 19 a partir de água tanque de armazenamento 18.

Após a esteira de fibra ser consolidada na zona de drenagem de alto vácuo 6 e prensionada pelo couch de sucção 7 e o desgrumador (lump breaker) 8, a folha 10 deixa a mesa de formação em consistências entre 23 e 27%.

Como foi mencionado antes, o sistema de ciclo curto na extremidade úmida da máquina de papel é o único sistema que pode diminuir ou aumentar a consistência na descarga da caixa de chegada

1.

Como exemplo os balanços de massas são apresentados, um na Fig. 10 que mostra o balanço de massa a 0,8% de consistência fora da caixa de chegada e outro na Fig. 11, que mostra o balanço de massa a 0,5% de consistência fora da caixa de chegada.

É importante notar que em ambos os balanços de massas os seguintes parâmetros de operação são exatamente os mesmos:

22/34

Recirculação da caixa de

chegada	5,0%
1° Sistema de limpeza rejeita por peso 1° Fator de Espessura de Rejeição 2^o Sistema de limpeza rejeita por peso 2 ^o Fator de Espessura de Rejeição Velocidade da Máquina	2000	2,0% 1,4 10,0% 4 Pés por minuto
Largura da Caixa de chegada	200	Polegadas
Gramatura do Papel	26	Lbs / 1000 pés quadrados
Produção de papel 10 fora da mesa de formação	624,0	Algumas Toneladas por dia

Como resultado, a produção 10 fora da mesa de formação é exatamente a mesmo em ambos os balanços do seguinte modo:

Toneladas por dia de curtos sólidos da folha624 % de Consistência da folha23

Galões por Minuto453

A formação da folha é melhor quando a consistência fora da caixa de chegada é de 0,5% a 0,8%, e o desempenho do equipamento é completamente diferente em ambos os casos. A principal diferença entre estes dois equilíbrios está no interior do sistema de ciclo curto como

23/34 segue:

	Balanço de Massa a 0,B% de consistência fora da caixa de chegada	Balanço de Massa a 0,5% de consistência fora da caba do chegada	Aumento no fluxo de nusea de cnanípulaçio devido i reduçlo na conslstincla de 0,8 a 0.5 % na caixa de chegada
STPD	%	GPM	STPD	i	GPM :	STPD	GPM
Descarga da caixa da chegada 1	764,2	0,80	15.953	942,9	I 0,50 ]	31.492	178,6	15.539
Agua drenada na zona 4	89,3	0,18	9,323	268,0	0,18	24.862	178,6	15,639
Agua di (Suiçêo para a bocnpe de ventoin ha 24	117,9	0,16	12,578	294,7	} 0,18	28.111	176,8	15.533
Fluxo de entrada para a tola 27	820,0	0,80 í	17.038	1012,8	l 0,50	33.633	191.9	16-595
Fluxo de entrada para a caba de chegada 1	804,4	0,80	16,793	992,5	0,50	33.149	188,1	16.357

STPD toneladas curtas por dia

GPM Galões por minuto % Consistência

Ao diminuir a consistência de 0,8% a 0,5%, o fluxo hidráulico foi aumentado em 15.913 GPM, em média, e os sólidos são aumentados de 183 STPD como uma média. A fim de mover o fluxo adicional é necessário aumentar a potência do motor da bomba de ventoinha 24, e as telas 27 e 32, e em muitos casos é necessário alterar o equipamento.

Devido ao fluxo excessivo quando se trabalha em baixa consistência de 0,5% são necessários mais produtos químicos; a drenagem nas zonas 4 e 5 se torna mais difícil. O desempenho da caixa de chegada é deteriorado, se houver muita turbulência devido a um fluxo excessivo; correntes cruzadas são criadas que levam à distribuição de estoque não uniforme para a zona de formação da folha. Uma caixa de chegada que não está a funcionar adequadamente pode provocar muitos defeitos na folha acabada. O pior deles é má formação que ocorre quando as fibras não são uniformemente ou regularmente dispersas.

Ao trabalhar-se a 0,8% de consistência em vez de 0,5%, existe uma redução considerável do fluxo para a caixa de chegada; aproximadamente 15.913 GPM. Como resultado há menos de vapor

24/34 necessário para manter a suspensão em sua temperatura de operação, o que significa uma redução de 807.946 Btu/min para uma queda de 5 graus na temperatura. Será observado que, com relação a empresas que utilizam óleo combustível para propósitos de aquecimento, isso pode significar uma redução da emissão de 4.640 toneladas de dióxido de carbono por ano na atmosfera, e com relação a empresas que utilizam o gás para propósitos de aquecimento, a redução de dióxido de carbono para a atmosfera é de cerca de 416 toneladas por ano.

Além do acima, o excesso de água 19 enviado de volta para o tratamento de água tem menos sólidos (1,8 toneladas por dia a menos), como pode ser apreciado a partir das Figs. 10 e 11.

Um aspecto, a presente invenção pode ser vista nas Figs. 12-19, por exemplo. Na Fig. 13, a lâmina 36 tem uma lâmina de suporte 37A que tem duas funções importantes, uma é para manter o tecido de formação separadao da lâmina 36 em combinação com a lâmina de suporte 37, a outra função mais importante é a de permitir que a água previamente drenado 1D passe por baixo do lâmina de suporte 37A. O lado de saída da lâmina 36 tem uma superfície inclinada 36A que se desvia a partir do tecido de formação 11, em um ângulo entre 0,1 e 10,0 graus, a água drenada da suspensão de fibra IA, vai passar sob a lâmina de suporte 37, a água drenada 57 vai fundir-se com a água de recirculação 62 de modo a formar um fluxo contínuo aumentado 58, grande parte deste fluxo irá ser restabelecida na suspensão de fibra IA que vai tomar-se fluxo de suspensão de fibra 1B que irá ter menor consistência do que o fluxo IA. A redução da consistência é controlada pela abertura ou fechamento da porta 38, que é mantida no lugar pela placa de fundo 63 e suporte 64. A porta 38 permite aumentar ou diminuir o fluxo de descarga 42. Ao fechar ou abrir a porta 38, o fluxo 62 muda para o nível desejado, como consequência, a consistência de 1B pode ser controlada para produzir uma esteira de fibras uniforme na

25/34 direção transversal da máquina e na direção da máquina também. A lâmina de suporte 37 e a lâmina de fuga 39 mantêm o tecido de formação 11 separado da placa central 35. O espaço entre o tecido de formação 11 e a placa central está sempre cheio com água drenada da suspensão de fibra IA e, devido ao fluxo de água contínuo, o atrito entre a placa central 35 e o tecido de formação 11 é mínimo. Na extremidade da placa central 35 situa-se a zona de drenagem 56, neste ponto, a superfície da placa central 35 se inclina para longr a partir do tecido de formação 11, e a superfície 71 com a inclinação pode ter qualquer coisa desde 0,1 até 10 graus de separação, embora seja preferível que não exceda 7 graus. Este tipo de geometria recircula a água 34 a partir da suspensão 1B como é mostrado na FIG. 13 pelas linhas de corrente 59, 60 e 61, a fim de ser reintroduzida pela corrente 58. A placa central 35 e a placa de fundo 63 formam um canal 73, em que ambas as peças são separadas por espaçadores 66 que permitem que a água drenada 34 raspada por uma lâmina fuga 39 se mova para a frente para o canal 74, neste ponto o fluxo de recirculação 62 funde-se com o fluxo de drenagem 57, para formar o fluxo de corrente 58, que será reintroduzido suspensão de fibra IA, a fim de diminuir a consistência em 1B em qualquer nível desejado. É devido à formação de canal 73 que a fusão de dois fluxos em diferentes velocidades ocorre e o efeito alto de cisalhamento é produzido na seção 54. É importante notar, contudo, que a porta 38 controla a quantidade de fluxo de purga 42. Devido ao fluxo inerente e ao alto efeito de cisalhamento criado utilizando o projeto do sistema, de acordo com a presente invenção, não é necessário aumentar a potência dos motores da bomba de ventoinha 24 ou as telas 27 e 32. O presente projeto, por exemplo, a separação da placa central 35 e da placa de fundo 63 para formar o canal 73 que permite a recirculação da presente água drenada, resulta em menor consumo de energia quando comparado com um sistema tradicional.

Após a zona de drenagem 56, a consistência da suspensão de

26/34 fibra 1C é o mesmo que a de IA ou superior, dependendo da quantidade de água 42 drenada pela porta 38. A placa central 35 mantém a lâmina de suporte 37, a placa central 35 está em uma posição fixa, a fim de manter as distâncias determinadas a partir da placa central para o tecido de formação 11, para a lâmina de entrada 36, para a lâmina de fuga 39 e o placa de fundo 63, as distâncias são projetadas de acordo com o que o processo necessita para a máquina de papel específica, a placa central 35 é fixa por uma, duas ou muitas barras de T 68, conforme necessário de acordo com o comprimento da seção de autodiluição, cisalhamento, microatividade e drenagem. As barras em T estão fixadas na posição por parafusos 65 e espaçadores 66. A superfície 71 da placa central 35 na seção de drenagem é divergente a partir do tecido de formação 11, e a inclinação pode ter qualquer coisa desde 0,1 até 10 graus de separação, e é preferível que não exceda 7 graus.

O comprimento da placa central 35 nas Figs. 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 e placa central 53 na FIG. 20 é projetado de acordo com as necessidades do processo para a máquina de papel específica. O comprimento da placa central também vai depender da velocidade da máquina, gramatura e a quantidade da redução da consistência necessária.

A FIG. 21 mostra a localização da nova invenção 75 na drenagem dinâmica e por gravidade na zona de formação da folha 4; a Fig. 22 mostra a localização detalhada da nova invenção 75 na drenagem dinâmica e por gravidade na zona de formação da folha 4.

A FIG. 23 mostra a localização da nova invenção 76 na drenagem dinâmica e por gravidade na formação folha zona 4; a Fig. 24 mostra o detalhe da localização da nova invenção 76 na drenagem dinâmica e por gravidade na zona de formação da folha 4.

27/34

A novo invenção instalada na drenagem dinâmica e por gravidade na zona de formação da folha 4 elimina a necessidade de reduzir a consistência da suspensão de fibra na caixa de chegada, e como resultado, irá dar mesmos benefícios ne medida em que funciona com o sistema tradicional (inferior na consistência no sistema inteiro).

Como um exemplo de benefícios obtidos com a nova invenção nas propriedades físicas da formação de folha e produtividade quando a máquina de papel está funcionando com baixa consistência estão em equilíbrio de massa na FIG. 12. Ditos benefícios podem ser obtidos por trabalhando com a nova invenção instalado como nas as Figs. 21, 22, 23 e 24, em vez do sistema tradicional.

Um balanço de massa com a nova invenção é apresentado na Fig. 12; vantagens de funcionamento com a nova invenção são como seguem:

I. Menor consumo de energia quando se trabalha com a nova invenção do que quando se trabalhar com o sistema tradicional.

II. Não há necessidade de alterar o equipamento real para um grande tal como um maquinário e ou tubagem.

III. Menores emissões para a atmosfera devido a menos vapor ou combustível necessário para aquecer a suspensão de fibras.

IV. Mais favorável ao ambiente porque menos sólidos são enviados para a unidade de tratamento de água.

V. Poucos sólidos no sistema de água.

VI. Menor uso de produtos químicos.

VII. Melhor qualidade do papel quando se trabalha com a nova invenção do que quando se trabalha com o sistema tradicional, porque

28/34 a nova invenção, além de reduzir a consistência também produz, ao mesmo tempo, os três processos hidrodinâmicos necessários para fazer papel.

VIII. As velocidades de operação de projeto dentro do maquinário, tais como uma caixa de chegada 1, as telas 27 e 32, estão sempre dentro dos limites de projeto quando a operação é feita com a nova invenção, porque os fluxos de projeto não são excedidos.

IX. A perda de fibra é menor com a nova invenção.

X. Recircula a mesma água de drenagem logo após deixar o tecido de formação não deixando a mesa de formação.

XI. Não há contaminação da fibra a partir de outras fontes, este benefício torna o processo mais estável.

XII. Não há variação de temperatura na seção de formação 4.

XIII. Não há ar retido no sistema.

XIV. Não há nenhuma alteração na retenção.

XV. Uma alteração no grau do papel é fácil porque o volume no interior da nova invenção é uma pequena quantidade.

XVI. Trata-se de um fluxo de plugue de recirculação contínua.

XVII. O projeto radial da superfície 69 equilibra o fluxo 58 que reduz da variabilidade da esteira de fibras na direção transversal da máquina, como é mostrado na FIG. 30.

XVIII. Não há nenhum processo de filtragem na parte inicial da lâmina.

XIX. A energia para acionar o fio é reduzida porque o atrito entre

29/34 o fio e a lâmina é mínimo, e o fluxo total na parte superior da mesa de formação é reduzido.

XX. Não há acumulação de sujidade sobre a lâmina, porque há um fluxo contínuo de água.

XXI. As fibras no fio são redistribuídas e ativadas com a mesma água.

XXII. A retenção da fibra é aumentada.

XXIII. A Formação é melhorada.

XXIV. A perpendicularidade da folha é controlada conforme é necessário.

XXV. A drenagem também é controlada.

XXVI. As fibras são distribuídas uniformemente em toda a espessura da folha.

XXVII. Propriedades físicas do papel são melhoradas ou controladas conforme são necessárias.

A FIG. 25 apresenta a nova invenção com a seção de autodiluição, múltiplo cisalhamento, microatividade e drenagem, tendo um espço constante Dl entre o tecido de formação 11 e a placa central 48.

A FIG. 26 apresenta a nova invenção, com a seção de autodiluição, múltiplo cisalhamento, microatividade e drenagem, tendo um espaço crescente D2, D3 e D4 entre o tecido de formação 11 e a placa central 49.

A FIG. 27 apresenta a nova invenção, com a seção de autodiluição, múltiplo cisalhamento, microatividade e drenagem, tendo

30/34 uma superfície plana de deslocamento 72 entre o tecido de formação 11 e a placa central 50.

A FIG. 28 apresenta a nova invenção, com a seção de autodiluição, múltiplo cisalhamento, microatividade e drenagem, com a descrição detalhada das superfícies planas de deslocamento entre o tecido de formação 11 e a placa central 50, a superfície 72A é deslocada da superfície 72B pelo passo 72, e a ação hidrodinâmica observada aqui foi descrita em FIBER MAT FORMING APPARATUS AND METHOD OF PRESERVING THE HYDRODYNAMIC PROCESSES NEEDED TO FORM A PAPER SHEET por Cabrera, Publicação de Pedido de Patente No.: US 2009/0301677 Al.

A FIG. 29 apresenta a nova invenção, com a seção de autodiluição, múltiplo cisalhamento, microatividade e drenagem, tendo um ponto de articulação na área de drenagem da placa central 52, a fim de controlar a atividade e a quantidade de água a ser drenada. O ponto de articulação permite que a seção 52A seja ajustada conforme o processo necessita.

A FIG. 30 apresenta a nova invenção com a seção de autodiluição, múltiplo cisalhamento, microatividade e drenagem com explicação detalhada das diferentes seções, como segue:

A. Seção de Autodiluição e Cisalhamento 54:

Esta seção começa na borda principal do suporte 37 e termina no final da seção radial 69. O comprimento desta seção depende da velocidade da máquina, e da quantidade de água 58 a ser introduzida para a suspensão de fibra IA. O fluxo de corrente 58 é composto por fluxos de corrente 57 e 62, e o fluxo de corrente 62 segue o caminho do canal 74, que permite ter um fluxo contínuo e uniforme, que mais tarde irá se fundir com fluxo 57 e será distribuído no tecido de formação 11

31/34 para se tornar o fluxo IB. A quantidade de fluxo de corrente 62 é controlada pela quantidade de água 42 purgada através da porta 38.

O efeito de alto cisalhamento é desenvolvido nesta seção controlando as velocidades diferenciais entre os fluxos IA e fluxo 58, após esses fluxos se fundirem, a alta diluição do fluxo IA ocorre e a microatividade é iniciada. O projeto radial da superfície 69 equilibra o fluxo 58, reduzindo a variabilidade da esteira de fibra na direção transversal da máquina.

O comprimento da seção de autodiluição e de cisalhamento depende da velocidade da máquina, gramatura e diminuição de consistência.

B. Microatividade em baixa consistência 55:

A superfície 70 da placa central 35 pode ter configuração diferente, como foi descrito no início deste documento e também em FIBER MAT FORMING APPARATUS AND METHOD OF PRESERVING THE HYDRODYNAMIC PROCESSES NEEDED TO FORM A PAPER SHEET por Cabrera, Publicação de Pedido de Patente No.: US 2009/0301677 Al. Existe um espaço entre a superfície 70 da placa central 35 e o fio 11, esta característica permite ter água entre eles provocando o efeito de microatividade e cisalhamento, na qual esta seção é onde a menor consistência é obtida.

O comprimento de microatividade na seção de baixa consistência vai depender da velocidade da máquina, gramatura e tipo de fibra.

C. Drenagem 56:

O fluxo de corrente 59 nas Figs. 30 e 31 ocorre na última seção da placa central 35. A superfície 71 da placa central 35 na seção de drenagem é divergente a partir do tecido de formação 11. A inclinação

32/34 pode ter qualquer coisa desde 0,1 até 10 graus de separação, de preferência, não superior a 7 graus. O comprimento da seção de drenagem vai depender da quantidade de fluxo a ser drenado. O fluxo 59 continua a fluir 60 através do canal 77 que está localizado entre a última parte da placa central e a lâmina de fuga 39. O canal 77 é projetado para evitar grampeamento da fibra e ter o mínimo de perdas por atrito, o fluxo de corrente continua através do canal 73.

No caso do fio 11 que se flexiona e contata a placa central, a segunda lâmina de suporte 37B é adicionada, como é mostrado na FIG. 31. No final da superfície 70 da placa central 35 uma superfície radial 71A segue em continuação, a fim de manter o fluxo de corrente 59 em contato permanente com a placa central 35 (para evitar a separação do fluxo).

A FIG. 32 apresenta explicação detalhada do sistema hidráulico da seção de autodiluição e cisalhamento da nova invenção. A lâmina de suporte 37 impede que o fio se flexione e entre em contato com a placa central 53, o fluxo de corrente drenada da suspensão de fibra 1B passa por baixo da lâmina de suporte e depois é reintroduzido à suspensão de fibra onde o efeito de cisalhamento ocorre.

A FIG. 33 apresenta a explicação detalhada da geometria que mantém a placa central 35. Parafusos 65 e espaçadores 66, por exemplo, podem ser usados entre a placa de fundo 63 e a placa central 35 para ajudar a formar o canal 73.

Em uma modalidade alternativa, como mostrado na FIG. 34, por exemplo, barras em T 68 e os espaçadores 66 podem ser utilizados entre a placa de fundo 63 e a placa central 35 para prender a placa central 35 e formar o canal 73.

A FIG. 35 apresenta explicação detalhada da geometria da barrra

33/34 em T 68. A distância 68B entre os buracos cônicos 68A varia entre 4 e 10 polegadas, e é projetado especificamente para cada máquina de papel. A distância LI e L2 são iguais, esta seção ,é a porção que se conecta diretamente com os espaçadores 66 ou a estrutura principal da caixa. As distâncias L3 e L4 são diferentes umas das outras, neste caso L3 é maior do que L4, mas podem ser de outro modo sem perder o princípio. A cabeça da barra em T 68C é a parte que se conecta diretamente com a placa central 35 neste caso, ou pode ser com qualquer lâmina, devido â diferença da distância L3 e L4 da placa central 35 ou em qualquer lâmina e vai deslizar apenas em uma direção.

A Figs. 36, 37, 38 e 39 apresentam explicação detalhada do desempenho hidráulico da nova invenção. A Fig. 36, o efeito criado pela lâmina 36 e lâmina de suporte 37A foi explicado em FIBER MAT FORMING APPARATUS AND METHOD OF PRESERVING THE HYDRODYNAMIC PROCESSES NEEDED TO FORM A PAPER SHEET por Cabrera, Publicação de Pedido de Patente No.: US 2009/0301677 Al, todos os conteúdos do qual sendo aqui incorporados por referência. O fluxo de corrente 57 se funde com o fluxo de corrente 62 que flui por baixo da lâmina de suporte 37, a fim de ser reintroduzido 58 na suspensão de fibra I^a; na seção 54 efeito de alto cisalhamento é produzido, causado pela fusão dos dois fluxos em diferentes velocidades, é importante notar que a porta 38 controla a quantidade de fluxo de purga 42.

As Figs. 38 e 39 apresentam explicação detalhada do processo de drenagem, em que a superfície 71 inclina paralonge do tecido de formação 11; a inclinação pode ter qualquer coisa desde 0,1 até 10 graus de separação, mas, de preferência, não superior a 7 graus. Este tipo de geometria produz vácuo, devido à perda de energia potencial, e a água drenada segue o caminho das linhas de corrente 60 e 61. No caso da distância a partir da lâmina de suporte 37 e lâmina de fuga 39 ser

34/34 grande e o tecido de formação 11 toca a placa central 35, a lâmina de suporte adicional 37B pode estar instalada, a superfície radial 71A é instalada a fim de evitar a separação do fluxo 59 da placa central 35, o fluxo continua através dos canais 77 e, posteriormente, no canal 73.

Embora a invenção tenha sido descrita em conexão com aquilo que é considerado como sendo a modalidade mais prática e preferida, deverá ser entendido que esta invenção não está limitada às modalidades descritas, mas, pelo contrário, pretende abranger várias modificações e arranjos equivalentes incluídos no espírito e escopo das

Reivindicações anexas.

Claims

1 »Aparelho Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Liquida Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, sendo o aparelho caracterizado pelo fato de que compreende:

um tecido de formação sobre o qual uma suspensão de libras é transportada: o tecido de formação tendo uma superfície exterior e uma superfície interior;

uma lâmina primeira tendo uma superfície de suporte de borda principal que està em contato deslizante com a superfície interior de tecido de formação; e uma placa centrad que compreende pelo menos uma porção da seção de autodiluição, cisalhamento, microatividade ou drenagem da mesa de formação, em que a placa central é separada de uma placa de fundo por uma distância predeterminada para formar um canai para, a reòreulação de pelo menos uma porção do liquido.

2 - Aparelho Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Líquida Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acordo com a Reivindicação l, caracterizado pelo fato de que uma superfície de topo da placa central compreende uma ou mais etapas configuradas para enar uma zona de turbulência ou de microatividade controlada.

3 ~ Aparelho Para Reduzir a Consistência ou o Grau dc Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Líquida Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acordo com a Reivincucaçâo 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma ou mais lâminas de suporte, em que uma das lâmrnas de suporte separa o tecido da lâmina, principal ou placa central e forma um canal que dirige o líquido drenado a partir do estoque de papei para, uma zona, ccmtrmaaa.

â/5

4 » Aparelho Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Liquida Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acorda com a Reivindicação L caracterizado pelo fato de que a borda de fuga da placa central inclina para longe do tecido em um ângulo na faixa de cerca de OJ a 10 graus.

5 - Aparelho Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Líquida Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acordo com a Reivindicação l, caracterizado pelo fato de que a placa central compreende uma ou mais seções convergentes ou divergentes sobre uma superfície de topo da mesma.

6 - Aparelho Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Líquida Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acordo corn a Reivindicação 1 < caracterizado pelo fato de que a placa central compreende um ou mais pontos de ar ticulação em torno do qual uma porção da placa central pode ser girada.

7 - Aparelho Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Líquida Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acordo com a Reivindicação 6, caracterizado pelo lato de que o pelo menos um ponto de articulação está posicionado de tal modo que o ângulo da seção de escoamento pode ser alterado no ponto de articulação.

8 - Aparelho Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Liquida Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acordo com a Reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a lâmina de suporte è fixa na local por espaçadores e parafusos.

9 ~ Aparelho Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Liquida Sobre Mesa de Formação de

3 ·’ 5

Máquina de Produção de Papel de acordo com a Reivindicação I, caracterizado pelo- falo de que uma distância entre a superfície interior do tecido de formação e uma superfície de topo da placa central é uniforme ou não uniforme.

10 » Aparelho Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Líquida Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a placa central estã separada da placa, de fundo por uma distância predeterminada usando espaçadores e parafusos ou espaçadores e barras em T.

11» Aparelho Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Líquida Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo faro de que o aparelho é configurado para permitir a drenagem do liquido para ser reutilizado em pelo menos uma parte do processo de formação, a fim de produzir um efeito hidrodínámico desejado.

12 - Aparelho Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Liquida Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acorda com a Reivindicação i, caracterizado pelo fato de que compreende ainda pelo menos uma lâmina ou folha configurada para criar uma pressão hidrodmamma que eleimina o liquido da suspensão de fibra, sendo a pressão hidrodmamica criada por um vácuo.

13 - Aparelho Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Liquida Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acordo com a Reivindicação 2_}caracterizado pelo fato de que a.s etapas são dimensionadas de acordo com a espessura, da suspensão de fibra e uma velocidade do sistema.

14 - Sistema Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade das Fibras Contidas em Suspensão Líquida Sobre Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel· o sistema caracterizado pelo fato de que compreende um aparelho que compreende:

um tecido de formação sobre o qual uma suspensão de fibras ê transportada; o tecido de formação tendo uma superfície exterior e uma superfície interior;

uma primeira lâmina cem uma superfície de suporte de borda principal que está em contato deslizante com a superfície interior do tecido de formação, e urna placa central que compreende pelo menos urna, porção da seção de autodiluição, cisalhamento, microatividade ou drenagem da mesa de formação, cm que a placa central esta separada a partir de uma placa de fundo por uma distância predeterminada para, formar um canal para a recirculação de pelo menos urna porção do líquido,

15 - Método Fara Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade da Suspensão de Fibras em Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, sendo o método caracterizado pelo fato de que:

fornece um tecido de formação sobre o qual uma suspensão de fibras é transportada, o tecido de formação tendo uma superfície exterior e uma superfície interior;

fornece uma lâmina principiai tendo uma superfície de suporte de borda principal que està. em contato deslizante com a superfície interior do tecido de formação, e fornece uma plana central que compreende pelo menos uma porção da seção de auiodiluição, cisalhamento, microatividade ou drenagem da mesa de formação, em que a placa central está separada de uma placa de fundo da mesa de formação por uma distância predeterminada para formar um

5/5 canal para a recirculaçâo de pelo menos urna porção de um líquido.

16 - Método Para Reduzir a Consistência on o Grau de Densidade da Suspensão de Fibras cm Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acordo com a Reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda girar pelo menos uma porção da placa central em torno de pelo menos um ponto de articulação.

17 - Método Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade da Suspensão de Fibras em Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acordo com a Reivindicação 16, sendo o método caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

alterar um ângulo da seção de drenagem em um ou mais dos pontos de articulação.

IS - Método Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade da Suspensão de Fibras em Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acorda com a Reivindicação 15, sendo o método caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

reutilizar o líquido drenado em pelo menos uma parte do processo de formação, de modo a produzir um efeito hídrodinâmícu desejado.

19 - Método Para Reduzir a Consistência ou o Grau de Densidade da Suspensão de Fibras em Mesa de Formação de Máquina de Produção de Papel, de acordo eom a Reivindicação 15, sendo o método caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

em que o método compreende ainda:

rodar pelo menos uma parte da placa central em torno de pelo menos um ponto de articulação.