BRPI0611109A2 - aparelho à base de ar vetorizado para manuseio de mantas - Google Patents

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Abstract

apresentado um dispositivo para controle de manta como uma barra oca genericamente cilíndrica que tem uma pluralidade de orifícios. Cada um dos orifícios da dita pluralidade de orifícios é capaz de proporcionar contato fluido entre a porção central e a porção externa do dispositivo para controle de manta. O dispositivo para controle de manta oferece suporte sem contato para um material de manta em movimento, e pode reduzir a contração lateral de Poisson em um material de manta em movimento e<sym>submetido a tensão, sem amarrotá-lo nem estirá-lo de modo significativo.

Description

"APARELHO À BASE DE AR VETORIZADO PARA MANUSEIO DE MANTAS"
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a dispositivosdestinados ao manuseio de materiais de manta que necessitara desuporte e controle. Especificamente, a presente invençãorefere-se a um dispositivo que suporte uma manta sobre umcolchão de ar. Além disso, a presente invenção refere-se adispositivos capazes de remover a poeira gerada por uma mantaem movimento, em um processo de manuseio de mantas.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Diversos dispositivos para formação de colchões oumancais fluidos têm sido usados para o suporte sem contato deuma manta, conforme esta muda de direção durante sua trajetória.
Essas mantas em movimento podem precisar passar através de váriosprocessos diferentes, ou ser dirigidas em diferentes direções.
A titulo de exemplo, as mantas resultantes de um processo defabricação de papel podem ser dirigidas por meio de dispositivosde suporte sem contato para operações de conversão a jusante,de modo a produzir produtos de papel absorvente como fraldas,lenços faciais e similares. Esses dispositivos de suporte semcontato são descritos como superfícies de formato geralparcialmente cilíndrico, através das quais o ar pressurizado éintroduzido por meio de diversas fendas, orifícios, aberturasou similares.
No entanto, deve-se compreender que os materiais demanta manuseados por meio desses processos são genericamenteplanos, com uma espessura muito menor que as dimensões domaterial. É provável que essas mantas incluam papel, pano,película plástica, tecidos, não-tecidos e películas metálicas.Sabe-se que esses materiais de manta apresentam desafiosúnicos quanto ao processamento. Por exemplo, é fato conhecidoque os materiais de manta flexível típicos são facilmentedanificados, o que pode resultar em produtos finaisinaceitáveis.
Esses tipos de materiais delgados, que são produzidosem mantas enroladas, também são conhecidos por apresentarflutuações na tensão da manta enrolada, ao longo do comprimentoe da largura da mesma. Essas flutuações podem ser problemáticasconforme a manta é desenrolada e transportada pelo equipamentode processamento durante a conversão de grandes rolos dematerial de manta em produtos finais. Essas flutuações na tensãoda manta podem resultar em amarrotamento, rompimento, variaçãode largura, perda do controle do material de manta durante oprocessamento e, basicamente, causar uma perda de qualidadee/ou produtividade.
Portanto, na maioria das aplicações é desejável, senão imperativo, evitar que o material de manta entre em contatodireto com as superfícies de manuseio. 0 material de manta podeter sido recentemente impresso e, desse modo, estartransportando uma imagem molhada em ao menos uma superfície.Alternativamente, o material de manta pode ser delicado e terum peso base relativamente baixo. Além disso, o material de mantapode estar molhado. Portanto, evitar o contato do material demanta com uma superfície de controle pode ser benéfico, porexemplo, se a dita superfície de controle estiver suja ouengordurada. Adicionalmente, defeitos mecânicos na superfíciedos sistemas de controle convencionais podem causar gravescortes e marcas na superfície do material de manta. Além disso,pode ser difícil a obtenção de equipamento convencional paramanuseio de mantas que possa ter sua velocidade de superfícieigualada à velocidade da manta. Isso pode ser especialmenteverdadeiro se o processo exigir que a velocidade do material demanta seja variável, ou se as flutuações de velocidade foremcausadas por rolos de suprimento ovalizados ou não-uniformes.
Adicionalmente, os materiais de manta em movimentoe/ou submetidos a tensão podem ter propriedades inerentes quedão origem a dificuldades adicionais no manuseio. Por exemplo,um material pode apresentar uma contração lateral ao sersubmetido a um alongamento aplicado. Essa contração lateral emum material de manta submetido a tensão é conhecida como "efeitode contração lateral de Poisson". Além disso, observou-se queas características de tensão e/ou alongamento do material demanta podem variar lateralmente de maneira considerável. Issopode fazer com que uma porção do substrato de manta fique justa,enquanto outra porção do substrato de manta se afrouxa.Adicionalmente, os materiais com baixo peso base, devido a suacapacidade de alongamento, podem amarrotar-se facilmenteconforme o material de manta não-constrito se move sobre suportestradicionais. Isso pode causar o amarrotamento do produto final.Tipicamente, o amarrotamento pode diminuir a funcionalidade doproduto, mediante a redução da absorvência de materiais de mantaà base de celulose, e pode prejudicar a aparência do produto finalse o mesmo é formado a partir de papel sanitário.
Formas anteriores de equipamentos para manuseio demantas movidas a ar foram utilizadas para suportar, de maneiraaerodinâmica, hidrodinâmica e/ou livre de atrito, um materialde manta em movimento sobre um colchão de fluido, como ar ougás, conforme a dita manta em movimento passa sobre a superfíciede controle. Esses dispositivos são descritos nas patentes U.S.n° 4.043.495, 4.197.972, 5.775.623, 6.004.432 e 6.505.792. Noentanto, esses dispositivos conforme descritos não reduzem acontração lateral de Poisson que inerentemente ocorre em ummaterial de manta em movimento e/ou submetido a tensão, conformeeste passa através de um processo de conversão. Adicionalmente,é possível que esses dispositivos descritos utilizem fluxos dear excessivos. Um fluxo de ar excessivo pode causar perda decontrole do material de manta, devido a um levantamentoexcessivo. Além disso, os dispositivos descritos não oferecema possibilidade de se remover a poeira gerada pelo material demanta em movimento.
Portanto, é necessário um dispositivo queproporcione suporte sem contato de um material de manta emmovimento, e que seja capaz de reduzir a contração lateral dePoisson em um material de manta em movimento e/ou submetido atensão. Esse dispositivo seria capaz de controlar ou virar ummaterial de manta, sem amarrotá-lo ou estirá-losignificativamente. Além disso, é também um benefício ser capazde dotar esse dispositivo da capacidade para remoção de poeirado material de manta, conforme este avança através de umprocesso de manuseio ou conversão de mantas.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um aparelho pararedução da contração lateral de Poisson em um substrato de mantasubmetido a tensão. 0 aparelho compreende uma superfície tendouma direção da máquina, uma direção transversal à máquinaortogonal à direção da máquina, e uma direção ζ ortogonal tantoà direção da máquina como à direção transversal à máquina. 0aparelho é dotado de uma pluralidade de orifícios dispostossobre a superfície, sendo que cada um dos orifícios estáconectado de modo operacional a uma fonte de pressão positiva.
Os orifícios proporcionam comunicação fluida da pressãopositiva, através da superfície, ao substrato de manta passandopróximo à mesma. Cada um dos orifícios tem um eixo longitudinalassociado ao mesmo. 0 eixo longitudinal de um primeiro orifíciotem uma primeira inclinação em relação à direção z, enquantoo eixo longitudinal de um segundo orifício tem uma segundainclinação em relação à direção z. Além disso, a primeira e asegunda inclinações são diferentes.
A presente invenção refere-se, também, a um aparelhopara redução da contração lateral de Poisson em um substratode manta movendo-se na direção da máquina. 0 aparelhocompreende uma superfície tendo uma direção da máquina, umadireção transversal à máquina ortogonal à direção da máquina,e uma direção ζ ortogonal tanto à direção da máquina como àdireção transversal à máquina. Uma pluralidade de orifíciosestá disposta sobre a superfície, e cada orifício estáconectado de modo operacional a uma fonte de pressão positiva,de modo que os orifícios proporcionam comunicação fluida dapressão positiva, através da superfície, ao substrato de mantapassando próximo à mesma. Cada um dos orifícios tem um eixolongitudinal associado ao mesmo, sendo que o eixo longitudinalde um primeiro orifício tem uma primeira inclinação em relaçãoà direção z, enquanto o eixo longitudinal de um segundo orifíciotem uma segunda inclinação em relação à direção z. 0 eixolongitudinal de um terceiro orifício tem uma terceirainclinação em relação à direção z. Além disso, a primeira e asegunda inclinações são diferentes. Adicionalmente, o terceiroorifício está espaçado em relação ao primeiro e ao segundoorifícios na direção transversal à máquina, sendo que aprimeira e a segunda inclinações estão dirigidas para umaprimeira borda do substrato de manta, e sendo que a terceirainclinação está dirigida a uma segunda borda do substrato demanta.
A presente invenção refere-se, também, a um aparelhopara redução da contração lateral de Poisson em um substratode manta movendo-se na direção da máquina. 0 aparelho compreendeuma superfície tendo uma direção da máquina, uma direçãotransversal à máquina ortogonal à direção da máquina, e umadireção ζ ortogonal tanto à direção da máquina como à direçãotransversal à máquina. Uma pluralidade de orifícios estádisposta sobre a superfície, de modo que cada um dos orifíciosesteja conectado de modo operacional a uma fonte de pressãopositiva. Os orifícios proporcionam uma comunicação fluida dapressão positiva, através da superfície, ao substrato de mantapassando próximo à mesma. Cada um dos orifícios tem um eixolongitudinal associado ao mesmo. 0 eixo longitudinal de umprimeiro orifício tem uma primeira inclinação em relação àdireção ζ, o eixo longitudinal de um segundo orifício tem umasegunda inclinação em relação à direção z, e o eixo longitudinalde um terceiro orifício tem uma terceira inclinação em relaçãoà direção ζ. A primeira e a segunda inclinações são diferentes.0 terceiro orifício está espaçado em relação ao primeiro e aosegundo orifícios na direção da máquina, e a primeira, a segundae a terceira inclinações são dirigidas para uma primeira bordado substrato de manta.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figura 1 é uma vista em perspectiva com umaseparação parcial de um dispositivo para controle de manta,de acordo com a presente invenção;
A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma outramodalidade de um dispositivo para controle de manta;
A Figura 3 é uma vista em seção transversal de umexemplo de dispositivo para controle de manta;
A Figura 4 é uma vista em seção transversal de umexemplo de dispositivo para controle de manta;
A Figura 5 é uma vista em planta de um exemplo dedispositivo para controle de manta;
A Figura 6 é uma vista em perspectiva de um exemplode modalidade alternativa de um dispositivo para controle demanta em uso; e
A Figura 7 é uma vista em planta de um exemplo demodalidade alternativa de um dispositivo para controle de mantaem uso.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Conforme mostrado na Figura 1, um material de mantaem movimento 12 tendo uma direção da máquina (DM) , uma direçãotransversal à máquina (DT) genericamente ortogonal e coplanarà mesma, e uma direção ζ ortogonal tanto a DM como a DT, semove próximo à superfície do dispositivo para controle demanta 10. A título de exemplo, o dispositivo para controle demanta 10 pode ser apresentado como uma barra oca genericamentecilíndrica com uma pluralidade de orifícios 14 dispostos sobrea mesma. Cada um dos orifícios da dita pluralidade de orifícios14 é capaz de proporcionar contato fluido entre a porçãocentral 16 e a porção externa 18 do dispositivo para controlede manta 10.
Ficará evidente, para o versado na técnica, que odispositivo para controle de manta 10 pode ser apresentado emgeometrias diferentes de uma barra oca cilíndrica. A título deexemplo não-limitador, a Figura 2 mostra um dispositivo paracontrole de manta 10 exemplar, sob a forma de uma placagenericamente plana. Cada um dos orifícios da pluralidade deorifícios 14, disposta sobre o dispositivo para controle de manta10, é capaz de proporcionar contato fluido entre superfíciesopostas do dispositivo para controle de manta 10. Esse tipo dedispositivo para controle de manta 10 dotado de placagenericamente plana poderia ser conectado a um plenum de ar, ouser usado como a superfície de um plenum de ar, de modo que osorifícios 14 proporcionem um contato fluido do ar provenientedo interior desse plenum com a superfície externa do dispositivopara controle de manta 10. Adicionalmente, o dispositivo paracontrole de manta 10 pode se manifestar como, ou ser adaptadopara adequar-se a, virtualmente qualquer tipo de dispositivopara manuseio de mantas conhecido pelos versados na técnicaincluindo, mas não se limitando a, pranchas de dobragem, barrasde dobragem, trilhos de dobragem, dedos de dobragem, lâminas dedobragem e similares.
Novamente em relação à Figura 1, o material de manta12 é geralmente dotado de movimento em uma primeira direção(geralmente DM) indicada pela seta DM. Conforme o material demanta 12 se aproxima e passa próximo à superfície do dispositivopara controle de manta 10, este pode impor ao material de manta12 uma mudança de direção. Ou, caso se deseje, o dispositivopara controle de manta 10 pode ser usado para estabilizar amanta, eliminar a frouxidão da mesma e/ou impor uma alteraçãopequena ou nula na direção do material de manta 12 passandopróximo ao dito dispositivo para controle de manta 10, conformenecessário.
A porção interna 16 do dispositivo para controle demanta 10 pode funcionar como um plenum central que é supridode ar sob pressão. Esse ar pressurizado pode ser soprado atravésdos orifícios 14 que proporcionam contato fluido entre a porçãointerna 16 e a porção externa 18 do dispositivo para controlede manta 10. Cada orifício da pluralidade de orifícios 14disposta no dispositivo para controle de manta 10 é dotado deum eixo longitudinal 20. Em uma modalidade preferencial, o eixolongitudinal 20 de cada orifício 14 é dotado de um componentevetorial, ou inclinação, em relação à direção ζ do dispositivopara controle de manta 10.
Conforme mostrado na vista em seção transversal daFigura 3, o eixo longitudinal 20 de cada um dos orifícios 14está disposto de modo a proporcionar contato fluido a partirda porção interna 16 do dispositivo para controle de manta 10com a superfície do material de manta 12, a um ângulo em relaçãoà direção z. De preferência, o eixo longitudinal 20 de cada umdos orifícios 14 tem componentes vetoriais em relação tanto aDT como à direção z. Além disso, em uma modalidadeparticularmente preferencial, o eixo longitudinal 20 de cadaum dos orifícios 14 no lado respectivo do centro C do dispositivopara controle de manta 10, são dotado de um ângulo que temcomponentes vetoriais em relação tanto a DT como à direção z,a partir do centro C do dispositivo para controle de manta 10e em direção à respectiva borda do dispositivo para controlede manta 10 e/ou do material de manta 12.
Em outras palavras, conforme mostrado na Figura 3,o eixo longitudinal 20 dos orifícios 14 presentes nodispositivo para controle de manta 10 e posicionados à direitado centro C do dispositivo para controle de manta 10 estãoposicionados em um ângulo voltado para a borda direita dodispositivo para controle de manta 10. De maneira similar, oeixo longitudinal 20 dos orifícios 14 que estão dispostos sobrea superfície do dispositivo para controle de manta 10 eposicionados à esquerda do centro C do dispositivo paracontrole de manta 10 estão posicionados em um ângulo voltadopara a borda esquerda do dispositivo para controle de manta 10.
Em mais uma outra modalidade preferencial, o eixolongitudinal 20 dos orifícios 14 dispostos sobre um respectivolado do centro C do dispositivo para controle de manta 10 sãodotados de componentes vetoriais tanto em DT como na direçãoz, de modo que os orifícios 14 dispostos próximo ao centro Cdo dispositivo para controle de manta 10 apresentam umcomponente em direção ζ maior que o dos orifícios 14 dispostospróximo a uma borda do dispositivo para controle de manta 10.
Isto significa que o eixo longitudinal 20 dos orifícios 14dispostos próximo a uma borda do dispositivo para controle demanta 10 apresentam um componente em DT maior que o dosorifícios 14 dispostos próximo ao centro C do dispositivo paracontrole de manta 10.Portanto, como pode ser visto na modalidade exemplarde dispositivo para controle de manta 10 da Figura 3, conformeos orifícios 14 se afastam do centro C do dispositivo paracontrole de manta 10, em direção à respectiva borda do ditodispositivo, o componente vetorial de cada eixo longitudinal20 de cada orifício 14 apresenta um componente vetorialcrescentemente em DT. Isso confere uma aparência angularprogressiva da orientação de cada eixo longitudinal 20 de cadaorifício 14, a partir do centro C e até a respectiva borda dodispositivo para controle de manta 10.
Sem se ater à teoria, acredita-se que, mediante o usodesse tipo de aparência angular progressiva da orientação de cadaeixo longitudinal 20 de cada orifício 14 a partir do centro Ce até a respectiva borda do dispositivo para controle de manta10, o ar transmitido de maneira fluida da porção interna 16através dos orifícios 14 e para a superfície do material de manta12, que está passando próximo ao dispositivo para controle demanta 10, proporcione um efeito de espalhamento sobre o ditomaterial de manta 12. Acredita-se que esse efeito de espalhamentoreduza o efeito da contração lateral de Poisson em DT, devidoa uma tensão em DM sobre o material de manta 12, pois a descargade fluidos a partir dessa série de orifícios 14 progressivamenteposicionados em ângulo pode facilitar a aplicação de uma forçacomponente sobre o material de manta 12 que é dirigida para arespectiva borda do mesmo. Em outras palavras, quaisquer efeitossobre o material de manta 12 devidos a uma contração lateral dePoisson são neutralizados até um determinado grau por umatransferência de energia cinética do fluido descarregado parao material de manta 12, através de acoplamento viscoso.Sem se ater à teoria, acredita-se também que o usode orifícios 14 progressivamente posicionados em ângulo,conforme descrito acima, possa minimizar o esforço exercidosobre o material de manta 12. Em outras palavras, ao evitarquaisquer alterações repentinas no esforço em DT do materialde manta 12, podem ser minimizadas as variações da tensão emDT no interior do material de manta 12. Mediante o aumentogradual do ângulo vetorial do eixo longitudinal 20 de cadaorifício 14, a partir do centro C do dispositivo para controlede manta 10 e até uma respectiva borda do mesmo, uma forçaviscosa menor e mais uniforme é aplicada ao material de manta12. As forças aplicadas a um material de manta 12 que apresentediferenças quanto a tensão e/ou esforço em DT, alterações nomódulo elástico em DT (isto é, variações detensão/alongamento), diferenças de calibre em DT,comprimentos laterais diferentes de unidades em DM e similares,podem causar amarrotamento localizado no dito material.Portanto, acredita-se que esse tipo de abordagem por ângulovetorizado, conforme descrito na presente invenção, poderemover de maneira eficaz os amarrotamentos presentes nomaterial de manta 12 que estejam relacionados a esses efeitosde contração lateral.
Além disso, como é de conhecimento do versado natécnica, o número e o tamanho aparente dos orifícios 14, apressão de ar fornecida à porção interna 16 do dispositivo paracontrole de manta 10, e similares, podem sofrer variação, deacordo com a porosidade, a densidade, o ângulo de enrolamentoda manta, a tensão nominal e outras características físicaspresentes no material de manta 12, bem como de acordo com osrequisitos do sistema de processamento em questão. Sem se aterà teoria, acredita-se que o dispositivo para controle de manta10 seja capaz de oferecer suporte ao material de manta 12, bemcomo de proporcionar controle sobre o material de manta 12, poiso dispositivo para controle de manta 10 funciona como umaerofólio circular. 0 versado na técnica será capaz de utilizarsistemas de modelagem matemática para demonstrar a presença,em uma porção da superfície, de um arrasto viscoso sobre asuperfície do dispositivo para controle de manta 10. Emdispositivos convencionais de manuseio/barra de ar destinadosao manuseio de um material de manta, conforme aumenta avelocidade em DM do dito material, também aumenta a quantidadede ar próximo ao mesmo (isto é, o fluxo de ar limítrofe) ,resultando em uma perda no controle do material de manta 12.
Como é de conhecimento do versado na técnica, esses dispositivosconvencionais de manuseio/barra de ar perdem o controle domaterial de manta porque o ar refletido pelo dito material seguea equação de Knox-Sweeny. Em outras palavras, um substrato demanta controlado por um dispositivo convencional demanuseio/barra de ar flutuará acima do dispositivo eacompanhará o eixo geométrico neutro das características detensão/alongamento em DT do material de manta. Como ascaracterísticas de tensão/alongamento em DT do material demanta podem sofrer alterações bastante dramáticas (em geral,+ /- 30%) , o material de manta tenderá desviar-se de um lado paraoutro de um dispositivos convencionais de manuseio por ar/barrade ar, resultando em perda de controle e desvio do material demanta, e causando dobragens.Em contraste, a abordagem com manuseio por meio dear vetorizado, conforme descrito na presente invenção, podereduzir o volume de fluido necessário par manter o suporte deum material de manta 12 passando próximo ao dispositivo paracontrole de manta 10, ao mesmo tempo em que é mantido um melhorcontrole do dito material 12. Mediante o direcionamento e alimitação da quantidade de ar refletido oriundo dos orifícios14, conforme descrito na presente invenção, o dispositivo paracontrole de manta 10 não levanta completamente o material demanta 12, ao criar pequenas regiões de arrasto dispostas entreos orifícios 14. Desse modo, o material de manta 12 tende apermanecer Ajunto' à superfície do dispositivo para controlede manta 10, proporcionando um controle sobre o dito materialde manta 12 passando próximo ao mesmo que, até o momento, nãohavia sido obtido.
Novamente em relação às Figuras 1 e 3, uma modalidadepreferencial do dispositivo para controle de manta 10 érepresentada mostrando o posicionamento dos orifícios 14 paraum desempenho ótimo destinado a remover quaisquer efeitosdevidos à contração lateral de Poisson em um substrato de manta12 passando próximo ao dito dispositivo para controle de manta10. Uma primeira linha de orifícios circulares 14 estão, depreferência, posicionados radialmente a uma distância de 5 a 20graus da entrada (e da saída) de giro do dispositivo para controlede manta 10, com o centro do primeiro orifício 14 estando alinhadoa uma linha central do material de manta 12. Os eixoslongitudinais 20 dos orifícios 14 estão, de preferência,orientados para fora em direção a uma borda do dispositivo paracontrole de manta 10 e do material de manta 12 passando próximoao mesmo, de modo que o ângulo do eixo longitudinal 20 em relaçãoà direção ζ aumente e diminua em relação a DT. Em uma modalidadepreferencial, os orifícios 14 têm medidas na faixa de cerca de1, 27 mm (0, 050 polegadas) a 3,18 mm (0,125 polegadas) de diâmetro,e de cerca de 6, 35 mm (0, 250 polegadas) a 19,1 mm (0, 750 polegadas)de espaçamento, em relação a seus centros. Em uma modalidadepreferencial, uma segunda linha ou fileira de orifícios 14 podeser feita de modo a alinhar-se paralelamente à primeira fileiraem DT, e espaçada em cerca de 6,35 mm (0,250 polegadas) a 19,1mm (0,750 polegadas) (isto é, cerca de 10 graus, radialmente)a partir da primeira fileira de orifícios 14 em DT. De preferência,as dimensões dos orifícios 14 a partir da segunda fileira em DTsão equivalentes às dimensões dos orifícios 14 da primeirafileira. Sem se ater à teoria, acredita-se que o diâmetro de umrespectivo orifício 14, o espaçamento em DT e/ou DM dos orifícios14, o tamanho (diâmetro) da superfície compreendendo osorifícios 14, e/ou a pressão de ar presente dentro da porçãointerna 16 e aplicada ao material de manta 12 através do orifício14, podem ser eficazes para determinar quais diâmetros eespaçamentos dos orifícios 14 proporcionarão um manuseio demantas ótimo e que, ao mesmo tempo, reduzirão os efeitos dacontração lateral devida a uma tensão T aplicada ao material demanta 12. Da mesma forma, acredita-se que um dispositivo paracontrole de manta 10 tendo uma superfície maior (de maiordiâmetro) necessitará de uma maior densidade numérica deorifícios 14 presentes no mesmo. Além disso, o versado na técnicacompreenderá que usando, no dispositivo para controle de manta10, uma primeira e uma segunda fileiras de orifícios 14 comcomponentes vetoriais em qualquer combinação de DM, DT, e direçãoe dotando a superfície do dito dispositivo para controle demanta 10 de uma curvatura adequada ao manuseio de um substratode manta 12, pode-se facilitar o uso do dispositivo para controlede manta 10 em conjunto com um aparelho para captura de poeira(não mostrado) , de modo a capturar detritos liberados dosubstrato de manta 12, conforme discutido abaixo.
Conforme mostrado na Figura 4, em ainda outramodalidade preferencial, o eixo longitudinal 20 dos orifícios14 pode ser usado no dispositivo de controle de manta 10 paraa obtenção de um componente radial, ou na DM, em relação a umfluido que sai do dito dispositivo a partir da porção interna14 e através do orifício 14. Desse modo, os orifícios 14 podemser dotados de um eixo longitudinal 20 que pode direcionarradialmente os fluidos para longe da superfície do dispositivopara controle de manta 10, bem como em orientação transversalà DM do material de manta 12. Em outras palavras, o eixolongitudinal 20 de cada orifício 14 pode ser dotado decomponentes vetoriais em qualquer combinação de DM, DT e direção
Sem se ater à teoria, acredita-se que conferir umcomponente vetorial em DM ao eixo longitudinal 20 dos orifícios14 possa resultar em um componente de impulso em DM para ummaterial de manta 12 passando próximo à porção externa 18 dodispositivo para controle de manta 10. Acredita-se que umaenergia cinética em DM seja transferida do fluido para omaterial de manta 12 por meio de acoplamento viscoso da mantaao ar, mediante o uso de orifícios 14 tendo um eixo longitudinal20 com um componente vetorial em DM. Em uma modalidadepreferencial, o componente de impulso é aplicado ao materialde manta 12 na direção de movimento do mesmo, para superar oefeito do arrasto sobre o dispositivo para manuseio de mantas10. Assim, qualquer força vetorizando em DM pode superar oarrasto viscoso e adicionar uma força motora ao material demanta 12. Da mesma forma, o versado na técnica compreenderá que,caso um maior arrasto sobre o material de manta 12 sejadesejável e/ou exigido pelo processo, o eixo longitudinal 20dos orifícios 14 pode ser dotado de um componente vetorial emuma direção oposta à DM do material de manta 12.
Conforme mostrado na Figura 5, uma modalidadepreferencial do dispositivo para controle de manta 10 dispõeorifícios 14 em sucessivas fileiras com orientação em DT, comum avanço equivalente ao diâmetro D de um orifício 14, em DT,em direção a uma respectiva borda 20, a partir da linha centralC do dispositivo para controle de manta 10. Adicionalmente,cada um dos orifícios 14 nas sucessivas fileiras com orientaçãoem DT é dotado de um espaçamento S em DM a partir de uma fileiraadjacente com orientação em DT. A modalidade preferencialmostrada na Figura 5 confere à progressão dos orifícios 14 emDT um padrão identificável que se repete após um númeroequivalente de fileiras com orientação em DT, que é igual aoespaçamento S em DM do orifício 14 dividido pelo diâmetro D doorifício 14. A título de exemplo, o uso de orifícios 14 comdiâmetro D de 1,57 mm (0,062 polegadas) e espaçamento S em DMde 9, 53 mm (0, 375 polegadas) criaria um padrão que se repetiriaem DM a cada seis fileiras de orifícios com orientação em DT.Sem se ater à teoria, acredita-se que o uso de um deslocamentoorientado em CD e DM para os orifícios 14 pode resultar emsuficiente impacto do ar sobre o material de manta 12, a partirdo dispositivo para controle de manta 10, para a obtenção dosbenefícios ao material de manta 12 anteriormente mencionados.No entanto, o versado na técnica seria capaz de posicionar cadaorifício 14 sobre a superfície do dispositivo para controle demanta 10 em qualquer padrão, usando qualquer diâmetro D dosorifícios 14, com espaçamento em DT e DM e em qualquer densidadenumérica exigida para a obtenção de uma redução necessária,adequada e/ou suficiente dos efeitos de contração lateraldevidos à aplicação de uma tensão T ao material de manta 12passando próximo ao dispositivo para controle de manta 10.Acredita-se que o uso de um espaçamento S em DM entre sucessivasfileiras de orifícios 14 com orientação em DT, as quais avançamo equivalente ao diâmetro D de um orifício 14 em DT, em direçãoa uma respectiva borda 20 e a partir da linha central C dodispositivo para controle de manta 10, possa proporcionar aomaterial de manta 12 um maior contato com um fluido transmitidoa partir dos orifícios 14, conforme o dito material de manta12 passa próximo ao dispositivo para controle de manta 10.Portanto, é reduzida qualquer contração lateral devida a umatensão T aplicada ao material de manta 12, e são eliminados demaneira eficaz quaisquer efeitos resultantes de "corrugação"sobre o material de manta 12 devidos à presença de altas forçasde jato de ar agindo sobre a mesma parte do material de manta12, e provenientes de dispositivos de manuseio a ar jáconhecidos na técnica. Desse modo, o fluido saindo de cadaorifício 14 pode ser dotado de uma maior velocidade de jato.Conferir uma maior velocidade de jato ao fluido saindo de cadaorifício 14 pode aumentar a quantidade de fluido disponívelpara penetrar o material de manta 12 e reduzir a quantidade defluido refletido pelo impacto no material de manta 12. Dessamaneira, é aumentado o arrasto sobre o material de manta 12 emrelação ao dispositivo para controle de manta 10, facilitandoassim um maior controle do material de manta 12 pelo dispositivopara controle de manta 10.
Como é de conhecimento do versado na técnica, ummaterial de manta 12 pode ser produzido a partir de uma máquinapara fabricação de papel ou similares. O material de manta 12produzido em uma formadora, uma secadora por passagem forçadade ar, ou seção de prensagem, pode ser transportado por umfeltro ou tecido de prensa até um cilindro da prensa, o qualtransfere o material de manta 12 para um cilindro de secadoraYankee. O material de manta 12 pode, então, ser colocado emcontato intimo com a superfície de uma secadora Yankee, de modoa ser rapidamente seco por meio de transferência de calorproveniente da secadora e de uma tampa de ar geralmenteposicionada sobre o topo da secadora. O material de mantaresultante 12 pode ser removido da superfície da secadora poruma lâmina raspadora.
Em uma modalidade preferencial, depois de o materialde manta 12 ter sido removido da superfície da secadora pelalâmina raspadora, o dispositivo para controle de manta 10 aquidescrito pode, então, ser usado para direcionar o material demanta 12 através de uma calandra. O material de manta 12 saindodessa calandra pode, então, ser novamente redirecionado por umsegundo dispositivo para controle de manta 10, conformedescrito na presente invenção, para um carretei ou dispositivode enrolamento, sendo que o material de manta 12 é enrolado emcarretéis conforme é de conhecimento dos versados na técnica.Conforme mostrado na Figura 6, um exemplo de vistaem planta esquemática do dispositivo para controle de manta 10pode ser usado para alterar a direção do material de manta 12em uma linha de processamento. Nessa modalidade exemplar, omaterial de manta 12 está se movendo em uma primeira direção,antes da ocorrência do contato fluido próximo ao dispositivopara controle de manta 10. 0 dispositivo para controle de manta10 pode ser dotado de um eixo longitudinal, e posicionado demodo que o dito eixo apresente uma relação angular com omovimento direcional do material de manta 12. A titulo deexemplo não-limitador, o eixo longitudinal do dispositivo paracontrole de manta 10 pode ser colocado a um ângulo de 45° emrelação à direção da máquina do material de manta 12. Desse modo,o dispositivo para controle de manta 10 pode redirecionar omaterial de manta 12 em uma segunda direção de movimento, paraoutras etapas de processamento. Na modalidade exemplar acima,depois do contato fluido próximo com o dispositivo para controlede manta 10, a direção da máquina do material de manta 12 foialterada em 90°, em relação à direção existente antes do contatocom o dispositivo para controle de manta 10.
Conforme mostrado na Figura 7, o dispositivo paracontrole de manta 10 pode ser usado para alterar a direção domaterial de manta 12 em um processo de fabricação de papel. Nessamodalidade exemplar, o material de manta 12 pode ser colocadoem uma primeira direção, antes da ocorrência do contato fluidopróximo com o dispositivo para controle de manta 10. 0dispositivo para controle de manta 10 pode ser dotado de um eixolongitudinal que é genericamente paralelo à direção transversalà máquina do material de manta 12. Mediante o contato fluidopróximo do material de manta 12 com o dispositivo para controlede manta 10, a direção do material de manta 12 pode ser alteradapara a obtenção do que é conhecido pelos versados na técnicacomo "ângulo de envolvimento". Conforme é de conhecimento dosversados na técnica, um ângulo de envolvimento pode variar decerca de 0o a cerca de 180° em relação à superfície dodispositivo para controle de manta 10.
Acredita-se, também, que ao dotar os orifícios 14de uma geometria genericamente cilíndrica, um fluidopressurizado contido dentro da porção interna 16 dodispositivo para controle de manta 10, e transportado para aporção externa 18 do mesmo através de orifícios 14, pode criaruma pressão de colchão uniforme. Desse modo, o material demanta 12 pode ser suportado de maneira mais uniforme, podendomanter uma condição de flutuação mais estável. Esse desenhode orifício cilíndrico 14 pode permitir requisitos de pressãoreduzida e, assim, um ventilador para suprimento de ar compotência reduzida, resultando em economia de energia. Alémdisso, mediante o uso de fileiras de orifícios 14 que sãoco-lineares ao material de manta 12 em DT, porém não em DM,os materiais de manta 12 revestidos não são afetados de modoadverso pela modelagem de linhas no revestimento úmido, oupela formação de faixas por calor, devido ao aspecto de secagemem alta velocidade do projeto com descarga por orifíciocilíndrico 14. É fato conhecido que as velocidades de descargade orifícios de alta pressão a partir de desenhosconvencionais sobre diversos substratos de manta leves, podemcausar corrugação ou vibrações no interior do material demanta 12. O uso de orifícios 14 em um padrão alternado,conforme descrito na presente invenção, pode permitir que umamanta leve permaneça substancialmente plana e comsubstancialmente nenhuma vibração.
Um gás pressurizado, de preferência ar, pode serfornecido à porção interna 16 do dispositivo para controle demanta 10 por uma fonte adequada, como um ventilador. A porçãointerna 16 do dispositivo para controle de manta 10 está, depreferência, em comunicação fluida com uma cavidade· ou plenumdisposta no interior da porção interna 16 do dispositivo paracontrole de manta 10. Conforme é de conhecimento dos versadosna técnica, uma válvula de pressão do colchão pode ser usadapara medir a pressão de suporte da manta. A pressão defornecimento do ventilador (a pressão do ventiladorque seacumula dentro da porção interna 16 do dispositivo para controlede manta 10) pode ser medida conforme necessário. No entanto,a pressão de ar pode ser fornecida conforme necessário, e podedepender das características do material de manta 12 e daconfiguração e desenho do dispositivo para controle de manta10, ou de qualquer outro equipamento para processamento dematerial de manta 12 sendo utilizado.
Para materiais de manta porosa 12, o impacto do fluidopassando através do material de manta 12 pode liberar detritos(isto é, fibras soltas, poeira, fiapos e similares), ou fazercom que os detritos sejam liberados da região próxima aomaterial de manta 12, ou do próprio material de manta 12. Dessemodo, o dispositivo para controle de manta 10 pode ser usadocom, ou ser incorporado a, um aparelho para captura de poeira(não mostrado) . Uma modalidade exemplar, porém não-limitadora,de um dispositivo para captura de poeira adequado ao uso como dispositivo para controle de manta 10 da presente invençãopermite o posicionamento de uma capota em oposição aodispositivo para controle de manta 10, a qual pode capturaresses detritos liberados do material de manta 12 devido aqualquer impacto de fluido do dito dispositivo sobre o ditomaterial. Adicionalmente, dispositivos individuais paracontrole de manta 10 podem ser sucessivamente alternados acimae abaixo do substrato de manta 12, em DM, de modo a facilitara remoção de detritos de ambas as faces do material de manta12. De qualquer modo descobriu-se, surpreendentemente, que aquantidade de fluido saindo do dispositivo para controle demanta 10 precisa ser igual à quantidade de fluido impactandoum aparelho para captura de poeira em fluidamente associadosao dispositivo para controle de manta 10. Isso pode resultarem um equilíbrio de massa geral do fluido, aumentando assim ocontrole do material de manta 12 pelo dispositivo para controlede manta 10, além de permitir a remoção eficaz de detritos domaterial de manta 12.
Deve-se compreender, ainda, que a presente invençãonão se limita à construção e à disposição específicas doscomponentes aqui ilustrados e descritos, admitindo formasmodificadas dos mesmos como dentro do escopo das reivindicaçõesapresentadas a seguir. Por exemplo, quando é feita referênciaa orifícios, fendas podem ser usadas em lugar dos mesmos.
Todos os documentos citados na Descrição Detalhadada Invenção são, em sua parte relevante, aqui incorporadas porreferência, e a citação de qualquer documento não deve serinterpretada como admissão de que este represente técnicaanterior com respeito à presente invenção. Se algum significadoou definição de um termo deste documento escrito entrar emconflito com algum significado ou definição do termo em umdocumento incorporado por referência, o significado oudefinição atribuída ao termo neste documento escrito teráprecedência.
Embora modalidades específicas da presente invençãotenham sido ilustradas e descritas, deve ficar óbvio aosversados na técnica que várias outras alterações e modificaçõespodem ser feitas sem que se desvie do caráter e âmbito dainvenção. Portanto, pretende-se cobrir nas reivindicaçõesanexas todas essas alterações e modificações que se enquadramno escopo da presente invenção.

Claims (10)

1. Aparelho para redução da contração lateral dePoisson em um substrato de manta que se move na direção damáquina, sendo o dito aparelho caracterizado pelo fato decompreender:uma superfície que tem uma direção da máquina, umadireção transversal à máquina e ortogonal à dita direção damáquina, e uma direção ζ ortogonal tanto à dita direção damáquina como à dita direção transversal à máquina; euma pluralidade de orifícios dispostos sobre a ditasuperfície, sendo que cada um dos ditos orifícios estáconectado de modo operacional a uma fonte de pressão positiva,e sendo que os ditos orifícios fornecem comunicação fluida dadita pressão positiva, através da dita superfície, ao ditosubstrato de manta que passa próximo à mesma;sendo que cada um dos ditos orifícios tem um eixolongitudinal;sendo que o dito eixo longitudinal de um primeiro dosditos orifícios tem uma primeira inclinação em relação à ditadireção z;sendo que o dito eixo longitudinal de um segundo dosditos orifícios tem uma segunda inclinação em relação à ditadireção z; esendo que as ditas primeira e segunda inclinações sãodiferentes.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado, ainda, pelo fato de que os ditos primeiro esegundo orifícios estão espaçados na dita direção transversalà máquina.
3. Aparelho, de acordo com qualquer dasreivindicações anteriores, caracterizado, ainda, pelo fato deque a dita primeira inclinação é menor que a dita segundainclinação.
4. Aparelho, de acordo com qualquer dasreivindicações anteriores, caracterizado, ainda, pelo fato deque ao menos uma porção das ditas primeira e segunda inclinaçõesestá direcionada para a dita direção transversal à máquina.
5. Aparelho, de acordo com qualquer dasreivindicações anteriores, caracterizado, ainda, pelo fato deque ao menos uma porção das ditas primeira e segundainclinações está direcionada para a dita direção da máquina.
6. Aparelho, de acordo com qualquer dasreivindicações anteriores, caracterizado, ainda, pelo fato deque a dita primeira inclinação e a dita segunda inclinaçãoestão direcionadas para uma primeira borda do dito substratode manta.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado, ainda, pelo fato de ter um terceiro orifício eum quarto orifício, os quais estão conectados de modooperacional à dita fonte de pressão positiva, sendo que os ditosterceiro e quarto orifícios fornecem comunicação fluida da ditapressão positiva, através da dita superfície, ao dito substratode manta que passa próximo à mesma, e sendo que os ditos terceiroe quarto orifícios têm uma terceira e uma quarta inclinaçõesem relação à dita direção z.
8. Aparelho, de acordo com qualquer dasreivindicações anteriores, caracterizado, ainda, pelo fato deque ao menos um terceiro orifício tem um terceiro eixogeométrico, sendo que o dito terceiro eixo geométrico tem umaterceira inclinação, sendo que a dita terceira inclinação émaior que a dita segunda inclinação, e sendo que o dito terceiroorifício está numa posição distai do dito primeiro orifício.
9. Aparelho, de acordo com qualquer dasreivindicações anteriores, caracterizado, ainda, pelo fato deque a dita fonte de pressão positiva é um plenum, o qual estáconectado de modo operacional à dita superfície.
10. Aparelho, de acordo com qualquer dasreivindicações anteriores, caracterizado, ainda, pelo fato deter um terceiro orifício, sendo que o dito terceiro orifíciofaz a comunicação fluida da dita pressão positiva, através dadita superfície, a um substrato de manta que passa próximo àdita superfície, sendo que o dito terceiro orifício tem umterceiro eixo geométrico com uma terceira inclinação emrelação à dita direção z, e sendo que o dito terceiro orifícioestá espaçado em relação aos ditos primeiro e segundoorifícios na dita direção da máquina.
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