PT906546E - Processo e dispositivo de proteccao de uma superficie de trabalho - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

PROCESSO E DISPOSITIVO DE PROTECÇÃO DE UMA SUPERFÍCIE DE TRABALHO A presente invenção refere-se a protecção próxima de uma superfície de trabalho horizontal por meio de um fluxo de ar limpo. A invenção tem como objectivo simultaneamente um processo e um dispositivo que realiza tal protecção. A invenção refere-se mais precisamente à protecção de uma superfície de trabalho que esta desimpedida e, por consequência, é acessível, simultaneamente de cima e pelo menos de um dos lados, chamado lado livre, dessa superfície de trabalho. O problema da protecção de postos de trabalho contra a contaminação devida ao ar ambiente coloca-se em diferentes ramos da indústria, nomeadamente na indústria alimentar, entre os artesãos e industriais das profissões do ramo alimentar (talhantes, salsicheiros, por exemplo), nas indústrias farmacêutica, química, microbiológica, aeronáutica, no domínio hospitalar e cirúrgico, nos laboratórios, nas aplicações militares e por vezes mesmo domésticas.

De facto, estão em causa todos os domínios de aplicação nos quais deve ser preservada ou mantida a qualidade do ou dos produtos tratados num posto de trabalho, seja qual for a poluição da atmosfera envolvente.

De modo geral, para proteger a superfície de trabalho, esta é instalada dentro de uma sala estéril - chamada sala branca - onde o ar é filtrado e tratado de modo a apresentar um determinado nível de limpeza. O principal inconveniente desta solução é a dificuldade em manter uma determinada qualidade do ar num volume considerável em condições económicas aceitáveis. Outro inconveniente está ligado ao facto de o pessoal ter de envergar um vestuário especial, também ele estéril, cuja limpeza é difícil de manter impecável e de controlar e que é maçador de usar. Além disso, apesar deste vestuário especial, o pessoal e os materiais presentes na sala de trabalho podem ser fontes de poluição do ar. A técnica da protecção próxima permite apresentar uma solução para este problema.

Consiste ela em mergulhar a superfície de trabalho, bem como os objectos instalados nesta, numa atmosfera de ar limpo em movimento, que é constantemente renovado. A superfície de trabalho é assim protegida por um escudo de ar limpo que coloca os objectos ao abrigo da contaminação exterior, embora o resto da divisão em que se encontra a superfície de trabalho contenha um ar susceptível de ser poluído, podendo, por consequência, o pessoal afecto às tarefas relacionadas com os referidos objectos ser sujeito a restrições higiénicas menos rigorosas.

Esta superfície de trabalho pode ser um plano fixo sobre o qual se colocam artigos que devem ser sujeitos a um tratamento ou a uma determinada operação, quer manual quer automatizada.

Pode consistir igualmente num transportador, por exemplo um tapete móvel, que conduz sucessivamente artigos a tratar para o posto de trabalho e depois os descarrega dele, quando a operação está terminada. A título de exemplo, os artigos são por exemplo recipientes que são transportados uns atrás dos outros pelo tapete móvel e cujo enchimento é efectuado por uma cabeça distribuidora instalada na zona protegida, de maneira que o produto de enchimento fique livre de qualquer contaminação. A técnica anterior neste campo pode ser ilustrada pelos documentos FR-A-1 257 562 e EP-A-0 375 343. 2 O documento FR-A-1 257 562 abrange um dispositivo para manter uma atmosfera com características específicas numa câmara aberta de um lado.

Esta câmara possui um soalho que constitui uma superfície de trabalho horizontal acima da qual circula um fluxo de ar limpo. A câmara é aberta apenas num dos lados, acessível a um operador, e esse lado é percorrido por um segundo fluxo de ar limpo, que assume a forma de uma cortina aproximadamente vertical, orientada de cima para baixo. O ar é aspirado ao nível da orla da frente (o lado aberto da câmara) da superfície de trabalho e é reciclado através de um dispositivo de regeneração da atmosfera, de modo que o seu trajecto é feito em circuito fechado. O fluxo de ar horizontal que atravessa o interior da câmara apresenta uma distribuição de velocidades mais ou menos constante em toda a altura da câmara; o valor da velocidade é independente da altura do ponto considerado em relação à superfície de trabalho.

Um grave inconveniente do dispositivo descrito no documento FR-A-1 257 562 resulta do facto de a câmara ser delimitada em cima por um tecto, o que limita consideravelmente a acessibilidade à superfície de trabalho.

Isto levanta dificuldades em particular quando a operação de tratamento dos artigos suportados ou transportados pela referida superfície de trabalho requer o accionamento de máquinas ou outros materiais, que se erguem acima da superfície de trabalho. É por exemplo o caso de máquinas de distribuição e/ou de doseamento que servem para encher recipientes transportados por um tapete móvel, com vista ao seu enchimento na zona de protecção próxima. 3 O dispositivo objecto do documento EP-A-0 375 343 compreende uma superfície de trabalho horizontal que se encontra livre tanto por cima como num dos seus lados.

Um ventilador instalado sob a superfície de trabalho, à saída do qual se encontra um filtro, gera ar sob pressão numa caixa que desemboca numa câmara distribuidora situada no lado não aberto da superfície de trabalho.

Esta câmara produz um duplo fluxo, nomeadamente um fluxo horizontal, que passa por cima da superfície de trabalho, e um fluxo multidireccional, formado por uma pluralidade de pequenos jactos produzidos por buracos formados nas diferentes divisórias da câmara.

Guias em forma de arco de cilindro, que guarnecem o interior desta câmara, asseguram o desvio do ar proveniente da caixa para produzir o fluxo horizontal acima referido.

Embora este dispositivo conhecido apresente a vantagem da sua acessibilidade tanto por um dos lados da superfície de trabalho como por cima, apresenta, não obstante, o inconveniente de a distribuição das velocidades do fluxo horizontal, por cima do plano de trabalho, ser constante.

Ora, verifica-se que uma distribuição deste género não permite uma protecção perfeita dos artigos colocados sobre a superfície de trabalho. Conclui-se de ensaios realizados pelos requerentes que é, pelo contrário, desejável a definição de um gradiente de velocidades, cujo valor deve ser crescente em função do afastamento em relação à superfície de trabalho. Obtém-se uma protecção particularmente eficaz quando o ar limpo se desloca a velocidade reduzida, até mesmo praticamente imóvel, na proximidade da superfície de trabalho, enquanto, pelo contrário, a camada superior do fluxo possui uma velocidade relativamente elevada. A presente invenção tem como objectivo obstar a estes inconvenientes, propondo um processo e um dispositivo de protecção próxima que, ao mesmo tempo que permite uma boa 4 acessibilidade à superfície de trabalho, assegura uma protecção perfeita dos artigos colocados sobre essa superfície de trabalho. O processo de protecção próxima objecto da invenção, que tem como objectivo proteger, por meio de um fluxo de ar limpo, uma superfície de trabalho horizontal desimpedida e acessível tanto de cima como pelo menos de um lado, chamado lado livre, é notável pelo facto de que: - se insuflar continuamente ar limpo por cima da superfície de trabalho a partir do lado oposto ao referido lado livre, e chamado lado a montante, sob a forma de um fluxo sensivelmente horizontal que varre transversalmènte a superfície de trabalho, na direcção do lado livre, e que apresenta um gradiente de velocidades tal que a camada superior -ou veio elevado - tenha uma velocidade sensivelmente superior à do ar que circula na proximidade da face superior da superfície de trabalho; - se aspirar a totalidade ou a maior parte do fluxo pelo lado livre, por meio de uma abertura de aspiração que se estende ao longo e na proximidade imediata da orla da superfície de trabalho.

Por outro lado, de acordo com um certo número de características adicionais possíveis: - recicla-se o ar recolhido pela referida abertura de aspiração, sendo esse ar novamente insuflado do lado a montante depois de ser filtrado ou depurado de outra maneira; - a superfície de trabalho é um plano fixo; - a superfície de trabalho é um transportador. A invenção tem igualmente como objectivo um dispositivo de protecção próxima de uma superfície de trabalho horizontal por meio de um fluxo de ar limpo, em que a superfície de trabalho está desimpedida e é acessível tanto pela parte de cima como pelo menos um lado, chamado lado livre. 5

Este dispositivo é notável pelo facto de compreender: - um dispositivo para insuflar continuamente ar limpo por cima da superfície de trabalho a partir do lado oposto ao referido lado livre, e chamado lado a montante, sob a forma de um fluxo sensivelmente horizontal que varre transversalmente a superfície de trabalho, na direcção do lado livre, e que apresenta um gradiente de velocidades tal que a camada superior - ou veio elevado - tenha uma velocidade sensivelmente superior à do ar que circula na proximidade da face superior da superfície de trabalho; - uma abertura de aspiração que se estende ao longo e na proximidade imediata da orla da superfície de trabalho; um dispositivo de aspiração ligado à referida abertura.

Por outro lado, de acordo com um certo número de características adicionais, não restritivas: - um gerador único de fluxo, por exemplo um ventilador (ou um grupo de ventiladores justapostos) assegura a insuflação de ar limpo do lado a montante e a sua aspiração do lado livre, sendo pelo menos uma parte do fluxo reciclada por um trajecto em circuito fechado; - a insuflação de ar é realizada por meio de um gerador de fluxo, por exemplo um ventilador, a jusante do qual se instala pelo menos um filtro ou outro dispositivo de depuração; - a insuflação de ar é realizada por meio de um gerador de fluxo, por exemplo um ventilador, que se situa por baixo da superfície de trabalho e produz um fluxo sensivelmente horizontal que é desviado a 180° ao nível do lado a montante por uma guia tubular de forma semicilíndrica ou aproximadamente semicilíndrica; 6 o referido dispositivo de insuflação de ar compreende uma conduta vertical, ou aproximadamente vertical, instalada do lado a montante cuja extremidade inferior é ligada a um gerador de fluxo de ar, por exemplo um ventilador, enquanto a sua extremidade superior desemboca, sensivelmente ao nível da superfície de trabalho, numa guia tubular em forma de quarto de cilindro, ou aproximadamente em forma de quarto de cilindro, preparada para desviar o fluxo para lhe dar uma orientação sensivelmente horizontal: a referida conduta vertical, ou aproximadamente vertical, é dotada interiormente de pelo menos um deflector que forma um ângulo agudo em relação à vertical, e preparado para desviar uma parte do fluxo para o exterior (em relação à referida superfície de trabalho) a fim de constituir o referido veio elevado; a conduta é dotada de vários deflectores, que são constituídos por placas planas justapostas dispostas em leque, de modo a divergir de baixo para cima; a placa deflectora mais interior (em relação à referida superfície de trabalho) é sensivelmente vertical; a referida guia tubular é interiormente guarnecida por pelo menos um deflector em forma de arco de cilindro, coaxial à guia; o referido dispositivo de insuflação de ar é dotado de uma parte em rebordo, que forma uma pala, que se ergue acima da zona a montante da superfície de trabalho e está preparada para empurrar ligeiramente para baixo o veio elevado; a referida abertura de aspiração é subdividida em duas aberturas de aspiração secundárias: uma superior, preparada para captar o fluxo de ar correspondente ao veio elevado e deixá-lo passar sem - ou praticamente sem - perda de carga, a outra inferior, preparada para travar o fluxo situado sob o veio elevado, por exemplo por meio de um estrangulamento; 7 a superfície de trabalho é um plano fixo; - a superfície de trabalho é um transportador.

Com o termo «transportador» entender-se-á tanto um transportador único como um grupo de dois ou mais de dois transportadores dispostos lado a lado, por exemplo vários tapetes contíguos.

Outras características e vantagens da invenção tornar-se-ão evidentes pela descrição que se segue, bem como pelos desenhos anexos que representam, meramente a título de exemplos não restritivos, formas de realização preferidas dela: - a figura 1 é uma vista esquemática, cortada por um plano vertical transversal, de uma primeira forma de realização de um dispositivo de acordo com a invenção, estando o plano de corte referenciado como l-l na figura 2; - a figura 2 é uma vista superior do dispositivo da figura 1; - a figura 3 é uma vista esquemática, análoga à figura 1, de uma segunda forma de realização do dispositivo; - a figura 4 é um esquema que mostra uma terceira forma de realização, igualmente cortada por um plano vertical transversal; as figuras 5 e 6 são esquemas, respectivamente em perspectiva e em corte, por um plano vertical transversal, de uma parte do sistema de insuflação e de desvio de ar que pode equipar os dispositivos; - as figuras 7 e 8 são esquemas, respectivamente em perspectiva e em corte transversal, de uma quarta forma de realização possível do dispositivo; 8 - a figura 9 é uma curva representativa de uma possibilidade de variação da velocidade no interior do fluxo de ar limpo por cima da superfície de trabalho, em função da distância do ponto de medição em relação a essa superfície; - as figuras 10 e 11 são esquemas em perspectiva que mostram dois transportadores que podem ser associados a um dispositivo de acordo com a invenção; - as figuras 12, 13 e 14 são ilustrações que mostram a configuração dos fluxos de ar em três dispositivos com geometrias diferentes, em que as representações resultam de simulações feitas por computador, sendo a apreciação das velocidades feita em referência a uma escala de cinzentos, que vai do mais claro ao mais escuro, no sentido das velocidades crescentes.

Nas figuras 1 e 2, que representam uma primeira forma de realização possível do dispositivo, foi designada com a referência 1 uma superfície de trabalho que, neste caso, é um plano horizontal fixo, de forma rectangular, suportado por uma base com pernas 11 pousada ou fixada no solo S. A face superior 10 da superfície de trabalho destina-se a receber artigos que têm de ser submetidos a uma manipulação e/ou a um determinado tratamento que devem ser efectuados numa atmosfera limpa.

Um artigo, neste caso um frasco, foi representado e referenciado como A nas figuras.

Foram designadas pelas referências 10a e 10b as orlas longitudinais do plano 10. Estas têm de preferência um perfil arredondado (sem arestas vivas).

As suas orlas transversais 10c encontram-se apoiadas contra um par de divisórias transversais 12 que estendem para cima até uma certa altura em relação ao nível da superfície de trabalho 1. 9

Sob o plano 1 é instalada uma caixa 2.

Trata-se de uma conduta tubular que se estende sob a totalidade do plano 1 e que assegura uma comunicação transversal de um lado ao outro do dispositivo. A caixa 2 é fixada ao plano 1 e/ou à base com pés 11 por meio de elementos apropriados, não representados.

Nesta caixa é instalado um sistema 4 de geração de um fluxo de ar, o qual é constituído por um ou vários ventiladores eléctricos preparados para aspirar o ar à entrada 20 da caixa, do lado da orla 10b, para o insuflar do outro lado, do lado da orla 10a. A porção da entrada de ar 20 da caixa possui uma secção inferior à da porção principal 22 que recebe o gerador 4.

Esta porção 20 constitui uma abertura de aspiração situada sob o plano 1, precisamente na proximidade do rebordo 10b. A transição entre a porção recuada 20 e a porção principal 22 é feita por intermédio de uma porção divergente 21.

Do lado oposto, a porção principal 22 desemboca numa guia semicilíndrica 3, cujo raio corresponde à altura da porção 22 e cujo eixo de rotação se situa na localização da orla 10a. A guia 3, cuja parede interior tem a referência 30, desemboca por cima do plano 1, alinhada com a orla 10a.

Como é evidente, a caixa 2 e a guia 3 são fechadas nos lados transversais por paredes transversais apropriadas.

No interior da porção 22 da caixa, a jusante do gerador 4, é montando um dispositivo de depuração ou de filtragem de ar 5, composto por exemplo por um ou vários tampões filtrantes. 10

Os elementos filtrantes são de tipo conhecido, adequados para reter as impurezas ou partículas que se encontram no ar fornecido pelo gerador 4. A composição e a porosidade destes elementos são escolhidas em função da aplicação e nomeadamente em função do grau de limpeza exigido. O funcionamento do dispositivo é ilustrado na figura 1, em que as setas simbolizam o trajecto do ar destinado a proteger o frasco A que se encontra sobre a superfície de trabalho. O comprimento das diferentes setas foi escolhido de maneira a ser aproximadamente proporcional à velocidade do fluxo de ar no local considerado. O dispositivo representado nas figuras 1 e 2 constitui um posto de trabalho para uma pessoa (não representada) adstrita a determinada tarefa executada sobre o artigo A, colocando-se essa pessoa no lado desimpedido do dispositivo, com a referência 100, lado que corresponde à orla 10b.

Chamar-se-á convencionalmente a este lado 100 o «lado livre». O outro lado, com a referência 101, em que se encontra a guia 3, chamar-se-á «lado a montante», por referência ao sentido de deslocação do fluxo de ar limpo acima da superfície de trabalho.

Finalmente, o espaço por cima da superfície de trabalho, que também está desimpedido, tem a referência 102.

Dado que os espaços 100 e 102 estão desembaraçados e são acessíveis, o operador pode colocar-se sem dificuldade na proximidade da superfície de trabalho, aí manipular os artigos a tratar, podendo recorrer também à intervenção de diferentes instrumentos ou materiais, por exemplo dispositivos de enchimento móveis situados no espaço superior 102. 11

Quando o gerador 4 é accionado, vai aspirar continuamente um fluxo de ar pela abertura 20, tal como é simbolizado pela seta a.

Depois da filtragem, o fluxo de ar sai da caixa 2, tal como é simbolizado pelas setas b, e sofre um desvio de 180° no interior da guia semicilíndrica 3.

No interior da guia 3, observa-se, em consequência do efeito da inércia, uma variação das velocidades em direcção radial.

No fim da inversão do fluxo, à saída da guia 3, o veio exterior, que passa a ser o veio superior - ou veio elevado - V1f possui uma velocidade nitidamente superior à do resto do fluxo.

Este veio foi representado por linhas quadriculadas na figura 1, enquanto o resto do fluxo, ou veio inferior, tem a referência V„.

No seio do veio V0l observa-se um gradiente de velocidades, sendo esta muito fraca, ou mesmo nula, na proximidade da face 10, aumentando progressivamente para cima, até ao veioV.,. O raio da guia 3, que determina a altura do fluxo de ar fornecido pela guia acima da superfície de trabalho, é escolhido de preferência em função da altura dos artigos A considerados, de maneira que esses artigos mergulhem no fluxo inferior V0.

Na forma de realização das figuras 1 e 2, o eixo de rotação da guia semicilíndrica 3 coincide sensivelmente com a orla 10a. Como é evidente, esta disposição não é obrigatória. A posição do eixo poderia ser desnivelada, para baixo ou para cima, e o raio modificado para regular a intensidade das velocidades de V0 e de ΝΛ,. O veio elevado V., desempenha o papel de um escudo em forma de abóbada que protege todo o espaço que se encontra acima da superfície 10, que ele coloca ao abrigo das 12 poluições do ar ambiente que se encontra no espaço superior aberto 102 e no lado aberto 100.

As partículas de contaminação eventualmente presentes que chegam à proximidade do veio V, são imediatamente arrastadas por esse fluxo e transferidas a alta velocidade para o lado livre 100.

Nos lados transversais, a protecção é assegurada pelas divisórias fixas 12.

Os fluxos de ar do veio inferior V0 e do veio elevado V, estão simbolizados respectivamente pelas setas d e e.

Estes dois fluxos juntam-se do lado a jusante, para lá da orla livre 10b, e pelo menos uma parte do fluxo global contorna para baixo a orla 10b - como está simbolizado pelas setas f -para penetrar na abertura 20. Este contornamento é favorecido pela forma arredondada da orla 10b. O ar é assim reciclado, pelo menos na sua maior parte; como se trata de ar praticamente limpo, ou em grande parte limpo, os elementos filtrantes sujam-se lentamente.

Esta circulação de ar faz-se de maneira contínua, enquanto há artigos a proteger sobre a superfície de trabalho.

Graças às divisórias transversais 12, o escoamento do fluxo de ar limpo por cima da superfície de trabalho não é perturbado, ou praticamente não é perturbado, na proximidade dos lados transversais 10c da superfície de trabalho.

Como é evidente, é desejável que o operador tenha as mãos protegidas por luvas esterilizadas e que todos os instrumentos ou aparelhagens introduzidos no espaço protegido estejam perfeitamente limpos. 13

Mas a natureza do escoamento gerado favorece a evacuação imediata dos poluentes que poderiam ser introduzidos por tal invasão.

Na segunda forma de realização representada na figura 3, aos elementos idênticos ou semelhantes aos da primeira forma de realização foram atribuídos os mesmos sinais de referência.

Trata-se de uma alternativa desprovida de paredes laterais e portanto adequada para uma superfície de trabalho que se prolonga para além dos lados referenciados com 10c na primeira forma de realização, em particular sob a forma de um transportador (superfície de trabalho móvel). O dispositivo ilustrado na figura 3 compreende uma superfície de trabalho 1 que é constituída não por um plano fixo mas sim por um transportador e, mais precisamente, pelo troço superior - ou troço «de ida» 13 - de um tapete sem fim móvel.

Normalmente o troço de retomo, identificado com 13’, estende-se sob o troço de ida 13.

Estes dois troços 13, 13’ são suportados de maneira bem conhecida por um dispositivo de encaminhamento apropriado, por exemplo rolos de apoio rotativos 14,14’.

Um dispositivo de accionamento apropriado permite deslocar o tapete, quer em contínuo quer passo a passo. O troço superior 13 transporta objectos, por exemplo frascos A.

Estes objectos têm de ser sujeitos, numa fase do seu percurso, a um tratamento de qualquer espécie - por exemplo um enchimento - num espaço que tem de ser protegido da contaminação do ar ambiente. 14 O dispositivo de acordo com a invenção é portanto instalado na trajectória do transportador, a fim de assegurar a protecção de uma porção deste.

Como se compreende facilmente peia simples observação da figura 3, a presença dos dois troços 14 e 14’, um por cima do outro, ocupa, sob a superfície de trabalho 1, um espaço relativamente importante, que impede a instalação do gerador de fluxo de ar imediatamente por baixo da superfície de trabalho.

Uma disposição idêntica à da primeira forma de realização (figuras 1 e 2) não pode, portanto, ser transposta para esta configuração.

Nesta segunda forma de realização, a abertura de aspiração 20, à entrada da caixa 2, tem a sua abertura orientada horizontalmente, em frente do espaço situado precisamente acima da superfície de trabalho 1.

Esta abertura de aspiração 20 é curvada para baixo, segundo um quarto de cilindro, para ser ligada a uma porção tubular vertical 200 que se estende ao longo do lado livre 100. A tubulação 200 é por sua vez ligada a partes de caixa 21 e 22 que são semelhantes às da primeira forma de realização e que são instaladas por baixo do troço de retorno do tapete 13’ e dos seus rolos de apoio 14’, na proximidade do solo S. É nesta porção 22 que é montado o gerador, composto por um ou vários ventiladores.

Por intermédio de um cotovelo em ângulo recto 23, a caixa 22 desemboca por sua vez numa tubulagem, ou chaminé, vertical 6, disposta no lado a montante 101.

Finalmente a tubulagem 6 é ligada, na sua parte superior, a uma guia 7 em forma de quarto de cilindro que desemboca na proximidade da superfície de trabalho 1, do lado a montante. Um ou vários filtros 5 são montados à saída do ou dos ventiladores 4, por exemplo na base da chaminé 6. 15

Ao contrário da primeira forma de realização anteriormente descrita, a guia 7 que canaliza o fluxo de ar limpo na sua entrada por cima da superfície de trabalho desvia o ar apenas num quarto de circunferência (90°).

Os ensaios realizados pelos requerentes mostraram que este valor do ângulo era insuficiente para assegurar, sozinho, uma distribuição conveniente das velocidades no interior do fluxo de ar limpo gerado por cima da superfície de trabalho.

Com efeito, o gradiente das velocidades é tal que não há uma diferença considerável entre as velocidades medidas no veio elevado V1 e no resto do fluxo V„. É por isso que, a fim de obter um aumento notório das distribuições de velocidades na parte elevada do fluxo, se prevê, nesta forma de realização, que a chaminé vertical 6 seja guarnecida por uma série de deflectores 60.

Trata-se de lâminas planas cujas faces maiores são paralelas às orlas longitudinais da superfície de trabalho 1, isto é, às bordas laterais do tapete 13.

Na forma de realização ilustrada nas figuras 3, 5 e 6, prevê-se uma série de três deflectores 60. O deflector interior - isto é, virado para a superfície de trabalho -, com a referência 60a, nas figuras 5 e 6 é uma placa plana vertical. A placa externa, com a referência 60c nessa mesma figura, é composta por uma zona inferior vertical, de altura limitada, formando a sua parte principal um ângulo agudo em relação à vertical, com a direcção orientada para cima e para o exterior. O deflector intermédio 60b é uma placa igualmente inclinada em relação à vertical, no mesmo sentido que o deflector 60c, mas com um ângulo mais pequeno. 16 A série de deflectores 60 apresenta portanto, vista de lado (figura 6), o aspecto geral das varetas de um leque que diverge para cima, isto é, para jusante se se considerar a deslocação de ar na chaminé 6. A observação das figuras 5 e 6 permite compreender bem o papel destes deflectores. O débito de ar na base da chaminé 6 é indicado pelas setas F.

Depois de ter atravessado um filtro que, neste caso, é composto por dois elementos filtrantes sobrepostos 5a e 5b, uma grande parte do ar vai ser interceptada e encaminhada para o exterior pelo deflector 60c, como é simbolizado pelas setas I.

Pelo contrário, a corrente de ar mais interior, à direita do deflector interno 60a na figura 6, não é absolutamente nada desviada e o seu percurso é exclusivamente vertical.

Nas zonas compreendidas entre os deflectores 60a e 60b por um lado e 60b e 60c pelo outro lado, o fluxo de ar é desviado cada vez mais para o exterior, como é simbolizado pelas setas GeH. À entrada da guia 7 em forma de quarto de cilindro, na base deste, tem-se portanto um débito de ar progressivamente crescente do interior para o exterior do quarto de cilindro.

Como se ilustra nas figuras, a guia 7 é igualmente guarnecida interiormente por um conjunto de três deflectores 70.

Nas figuras 5 e 6, ao deflector interior é atribuído o índice a, ao deflector intermédio o índice b e ao deflector exterior o índice c.

Estes deflectores são placas arqueadas em forma de arco de cilindro coaxiais à guia 7. 17 O deflector 70a é posicionado de maneira a canalizar o fluxo vertical F mais interior, para lhe dar uma orientação horizontal (seta F’).

Entre os deflectores 70a e 70b é canalizada a maior parte do fluxo de ar proveniente do espaço situado entre os deflectores 60a e 60b (seta G'), enquanto os deflectores 70b e 70c canalizam entre si a maior parte da corrente de ar proveniente do espaço entre os deflectores 60b e 60c (setas H’).

Finalmente, a corrente de ar I, com uma velocidade superior, que circula na proximidade da parede interna 60 da chaminé 6, depois de ter sido canalizada pelo deflector 60c é guiada dentro do canal formado pela parede interna da guia 7 e pelo deflector mais externo 70c. É neste espaço que a corrente de ar tem a maior velocidade, simbolizada pela seta Γ, e é esta corrente de ar que vai constituir o veio elevado representado visualmente na figura 3 pelas linhas quadriculadas. A presença dos deflectores arqueados no interior da guia 7 é indispensável quando, como sucede na segunda forma de realização, o dispositivo não compreende divisórias transversais a delimitar o espaço protegido na direcção longitudinal - como sucedia com as divisórias 12 da primeira forma de realização.

Com efeito, estes deflectores, ao dar ao fluxo de ar uma direcção sensivelmente horizontal, impedem a formação de uma zona de depressão à entrada e na proximidade da superfície de trabalho, que teria o efeito de aspirar ar ambiente pelos lados transversais abertos da superfície de trabalho. É certo que tais divisórias não podem ser instaladas quando a superfície de trabalho consiste num transportador, porque as divisórias impediriam a passagem dos artigos transportados. 18

Como é evidente, também podem ser instalados deflectores arqueados semelhantes no interior da guia semicilíndríca 3 do dispositivo das figuras 1 e 2, quer o dispositivo possua quer não divisórias transversais 12. O funcionamento do dispositivo objecto da segunda forma de realização da figura 3 é absolutamente semelhante ao da primeira forma de realização, sendo o ar reciclado, na sua maior parte, depois da superfície de trabalho ter sido varrida por ele, por aspiração através da abertura 20, passagem pelo ventilador 4 e pelo filtro 5, desvio e canalização pela chaminé 6 e pela guia 7.

Na alternativa da figura 4, o ar não é reciclado. O gerador - por exemplo um ventilador - 41 aspira o ar ambiente para o impelir depois da filtragem ou depuração, através de uma caixa 8, por cima da superfície de trabalho 1.

Do outro lado, a abertura de aspiração 20 é ligada, por intermédio de uma conduta 2, a um aspirador 40 diferente do ventilador 41.

Na forma de realização ilustrada, a caixa 8 é disposta no lado a montante da superfície de trabalho 1 - a qual pode ser um plano fixo ou um transportador. O ventilador 41 encontra-se na base da caixa.

Na parte inferior, a caixa possui uma porção alargada 81 que desemboca para cima numa conduta 8a sensivelmente vertical, prolongada por uma guia aproximadamente em quarto de cilindro 8b.

Um deflector interior, composto por uma parte plana 800a que se estende obliquamente para cima e para o exterior e se prolonga, na guia 8b, por uma porção em forma de arco de cilindro 800b, coaxial à parede da guia 8b, assegura a distribuição correcta das velocidades por cima da superfície de trabalho. 19

Tal como nas formas de realização precedentes, o fluxo de ar é composto por um veio elevado V.,, com uma velocidade elevada, que protege um veio inferior de velocidades reduzidas V. As dimensões do dispositivo de acordo com a invenção serão, como é evidente, ' adaptadas à aplicação em causa e em particular à dimensão dos artigos a tratar. A título puramente indicativo, podem apresentar-se como exemplos de dimensões os valores seguintes: - largura da superfície de trabalho (isto é, a distância entre as orlas 10a e 10b) entre 0,3 metros e 2 metros; - comprimento da zona protegida (isto é, distância na direcção longitudinal) entre 0,3 metros e 3 metros; - altura do fluxo de ar limpo à saída da guia 3, 7 ou 8b: entre 0,25 metros e 0,7 metros. O débito de ar gerado pelo(s) ventilador(es) dependerá, como é evidente, directamente destas dimensões, bem como da velocidade de circulação do fluxo. A quarta forma de realização ilustrada nas figuras 7 e 8 compreende um sistema de insuflação de ar 6, 7 semelhante ao das figuras 5 e 6, e foram utilizadas as mesmas referências para designar os elementos idênticos ou semelhantes.

Notar-se-á contudo que a guia 7 que canaliza o ar por cima da superfície de trabalho 1 é prolongada à saída por uma parte em rebordo - ou pala 71 - que se ergue acima da zona de cercadura a montante da superfície 1 e é ligeiramente inclinada para baixo em relação à horizontal. A função desta pala 71 é empurrar ligeiramente para baixo o veio elevado V, para o orientar para a parte de cima da abertura de aspiração 20 e reduzir as fugas de ar por cima dessa abertura. 20

No interior da tubulação de aspiração 200 são montados uma divisória 24 e um elemento redutor da velocidade do fluxo 25. A divisória 24 é instalada na parte superior da tubulação 200, na proximidade da sua parede externa. A forma da divisória 24 é semelhante à da porção da parede externa em frente da qual se situa, formando estes dois elementos um canal cuja parte superior forma um quarto de círculo e cuja parte inferior é rectilínea e vertical. O elemento 25 é fixado contra a parede interna da tubulação 200. Compreende, de cima para baixo, uma face superior 250 que forma um diedro convergente com a porção inferior da divisória 24, uma face vertical 251 sensivelmente no prolongamento desta porção, e uma face divergente 252.

Os elementos 24 e 25 subdividem a abertura de aspiração 20 em duas aberturas secundárias, uma superior e externa 20b com uma secção constante e a outra inferior e interna 20a com uma secção decrescente até um estrangulamento situado ao nível da zona de saída da abertura 20b.

Esta disposição tem o interesse de criar na tubulação de aspiração 200 uma distribuição vertical de velocidade homóloga da que é criada do lado de origem da insuflação. A aspiração pela abertura 20 é efectuada com uma velocidade de ar superior na sua parte elevada. O veio V, de grande velocidade encontra-se estabilizado e a sua tendência para se levantar por efeito de perturbações exteriores (correntes de ar) ou para baixar em direcção à superfície de trabalho encontra-se reduzida. Com efeito, a abertura secundária superior 20b, na qual o escoamento de ar é directo (sem perda de carga) capta a quase totalidade do veio elevado V,. Em contrapartida, o abrandamento do fluxo na abertura 20a forma um colchão de ar que impede que o veio elevado V, descaia para baixo. 21

Esta forma de realização é particularmente recomendada quando não há divisórias transversais (identificadas com a referência 12 nas figuras 1 e 2) a marginar os lados (identificados com a referência 10c) da superfície de trabalho.

Ela permite reduzir sensivelmente a penetração de ar exterior que pode produzir-se nestes lados. Ensaios efectuados por contagem de partículas mostraram, com efeito, que pode entrar ar poluído por um lado 10c mas que é rapidamente canalizado para a abertura de aspiração 20. Apenas pode portanto alterar uma profundidade muito reduzida da zona limpa. A presença da pala 71 e dos elementos 24, 25 tem o efeito de limitar e estabilizar esta profundidade.

Como é evidente, estas disposições são aplicáveis com uma superfície de trabalho 1 tanto sob a forma de um plano fixo como sob a forma de um transportador e quer o fluxo de ar seja produzido em circuito fechado (figuras 1 e 3) ou aberto (figura 4). A figura 9 mostra, a simples título de exemplo, uma distribuição possível das velocidades por cima da superfície de trabalho na zona central desta, no interior de um fluxo de ar limpo com uma altura de 0,30 m. Pressupõe-se que o ar exterior esteja imóvel. A curva da figura 9 representa em abcissa a distância (altura) X, em metros, do ponto de medição em relação à face superior da superfície de trabalho.

Em ordenada está representada a velocidade v em metros por segundo.

Constata-se que, entre a altura 0 e a altura de cerca de 0,17 m, a velocidade aumenta progressivamente até um valor da ordem de cerca de 0,6 m/s.

Esta faixa corresponde ao veio de velocidade reduzida V0. 22 I» O aumento da velocidade é depois inferior; atinge-se um patamar e a velocidade do ar é mais ou menos constante, com um valor próximo dos 0,8 m/s, na zona com a altura compreendida entre 0,18 m e 0,25 m. É esta faixa que corresponde aproximadamente ao veio V,.

Em seguida, a velocidade cai bruscamente, para se aproximar de zero a uma altura de 0,30 m, precisamente onde se encontra o ar ambiente poluído. O esquema da figura 10 representa uma instalação para depositar produtos de serviço de mesa sobre uma base que é continuamente deslocada por meio de um tapete transportador 13. O avanço do transportador tem a referência D1t enquanto a ferramenta de deposição do serviço de mesa tem a referência 90. A título indicativo, o transportador 13 tem 1,5 m de largura e uma velocidade de avanço de 5 a 10 m/minuto. O transportador passa no interior de uma zona protegida por meio de um dispositivo de acordo com a invenção, cujo contorno está esquematizado com uma linha tracejada, e que é designada por D. A instalação ilustrada na figura 11 compreende um transportador de tapete móvel 13, cujo avanço se realiza passo a passo, como é simbolizado pela seta D2. O tapete 13 transporta tabuleiros termoformados B destinados a receber um produto, por exemplo um produto alimentar, que é fornecido por ferramentas de dosagem ou de enchimento manual 91.

Cada ferramenta 91 está adstrita a um tabuleiro, sendo este transportado em filas adjacentes pelo tapete 13. 23 O dispositivo de protecção próxima D é instalado ao nível das ferramentas 91.

As representações ilustradas nas figuras 12 a 14 referem-se a escoamento modelizados, calculados por computador. A entrada de ar na guia faz-se segundo uma distribuição uniforme das velocidades, sendo E o valor da velocidade.

Em certos pontos do escoamento, estão representadas setas brancas, cujo comprimento é proporcional à intensidade da velocidade.

Além disso, além das setas, a distribuição das velocidades está representada por uma gradação de cinzentos que vai do mais claro ao mais escuro no sentido do aumento da velocidade. O valor da velocidade é dado pela escala que figura no desenho. A esquematização da figura 12 corresponde a uma configuração análoga à da primeira forma de realização, utilizando uma guia semicilíndrica. A altura do fluxo à saída da guia é de 0,30 m; a largura da superfície de trabalho 1 é de 0,60 m; a espessura da superfície de trabalho é de 6 cm; a altura da abertura de aspiração é de 9 cm. O desenho permite constatar a existência de um espaço praticamente estático (cinzento claro) por cima da superfície de trabalho e visualizar o veio elevado, de grande velocidade (cinzento muito escuro), que forma um escudo que se ergue acima da superfície de trabalho e envolve a orla livre até à abertura de aspiração.

As representações das figuras 13 e 14 referem-se a dispositivos semelhantes à segunda forma de realização (figura 3). 24

Estas duas vistas permitem distinguir os veios elevados e baixos, respectivamente em tom escuro (grande velocidade) e tom claro (velocidade reduzida).

Os desenhos das figuras 13 e 14 têm escalas diferentes, sendo a altura do fluxo produzido pela guia, do lado a montante da superfície de trabalho, a mesma nos dois casos, nomeadamente igual a 0,30 m.

Na modelização da figura 13, a largura da superfície de trabalho é de 0,60 m, enquanto na da figura 14 é de 1,20 m. O dispositivo de acordo com a invenção não está obrigatoriamente associado a uma operação de tratamento dos artigos suportados ou transportado pela superfície de trabalho.

Assim, a invenção pode ser também executada para equipar uma instalação de transferência simples, de um local para outro, de produtos sensíveis, de modo que os produtos transportados estejam ao abrigo do meio ambiente exterior, eventualmente poluído.

Quando está em causa um tratamento dos artigos, as aplicações possíveis são muito vastas. Assim, como exemplo de aplicação, pode citar-se a transferência de garrafas entre um posto de corte e um posto de enchimento com um líquido sensível à contaminação.

Como aplicação que utiliza uma superfície de trabalho fixa, em que uma sala branca seria um equipamento sobredimensionado, podem citar-se: - os consultórios de dentistas, em que o dispositivo pode servir para manter estéreis instrumentos ortodônticos pousados num suporte; - os blocos operatórios, para a protecção do campo operatório do paciente; - as profissões do ramo alimentar, para a protecção da mesa onde o artesão prepara e acondiciona os seus pratos; 25 - os laboratórios das indústrias agro-alimentares, de microbiologia, de micro-electrónica, de tratamento ou de montagem de componentes opto- e/ou acústico-electrónicos, nos quais é necessário proteger produtos da contaminação provocada por partículas; - aplicações domésticas variadas, por exemplo para proteger uma pessoa contra o pólen e as poeiras, ou para proteger zonas de preparação de lentes de contacto.

Lisboa, 28 JUN. 2000

Por Ultra Propre Nutrition Industrie Recherche (U.N.I.R.)

DR. PAULO VIEIRA BARRETO Agente Oficial da Propriedade Industrial Arco da Conceição, 3 - 1Ϊ -1100 LISBOA /

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Claims (17)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo de protecção próxima de uma superfície de trabalho horizontal (1) por meio de um fluxo de ar limpo, em que esta superfície de trabalho está desimpedida e é acessível tanto de cima (102) como pelo menos de um lado, chamado lado livre (100), segundo o qual: - é continuamente insuflado ar limpo por cima da superfície de trabalho (1) a partir do lado (101) oposto ao referido lado livre (100), e chamado lado a montante, sob a forma de um fluxo sensivelmente horizontal que varre transversalmente a superfície de trabalho (1), na direcção do lado livre (100), e que apresenta um gradiente de velocidades tal que a camada superior - ou veio elevado - (V,) tenha uma velocidade sensivelmente superior à do ar que circula na proximidade da face superior (10) da superfície de trabalho (1); a totalidade ou a maior parte do fluxo é continuamente aspirada pelo lado livre (100), por meio de uma abertura de aspiração (20) que se estende ao longo e na proximidade imediata da orla (10b) da superfície de trabalho (1).
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se reciclar o ar recolhido pela referida abertura de aspiração (20), sendo esse ar reinsuflado do lado a montante (101) depois de ser filtrado ou sofrer outra depuração.
3. 3. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de a superfície de trabalho (1) ser um plano fixo.
4. 4. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de a superfície de trabalho (1) ser um transportador (12).
5. 5. Dispositivo de protecção próxima de uma superfície de trabalho horizontal (1) por meio de um fluxo de ar limpo, em que a superfície de trabalho está desimpedida e é acessível 1 tanto de cima (102) como pelo menos de um lado, chamado lado livre (100), caracterizado pelo facto de compreender: - um dispositivo (2, 4; 41, 3) para insuflar continuamente ar limpo por cima da superfície de trabalho (1) a partir do lado (101) oposto ao referido lado livre (100), e chamado lado a montante, sob a forma de um fluxo sensivelmente horizontal que varre transversalmente a superfície de trabalho (1), na direcção do lado livre (100), e que apresenta um gradiente de velocidades tal que a camada superior -ou veio elevado - (ΝΛ,) tenha uma velocidade sensivelmente superior à do ar que circula na proximidade da face superior (10) da superfície de trabalho (1); - uma abertura de aspiração (20) que se estende ao longo e na proximidade imediata da orla (10b) da superfície de trabalho; - um dispositivo de aspiração (4; 100) ligado à referida abertura (20).
6. 6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de um gerador único de fluxo (4), por exemplo um ventilador (ou um grupo de ventiladores justapostos), assegurar a insuflação do ar limpo do lado a montante (101) e a sua aspiração do lado livre (100), sendo pelo menos uma parte do fluxo reciclada por um trajecto em circuito fechado.
7. 7. Dispositivo de acordo com as reivindicações 5 ou 6, caracterizado pelo facto de a insuflação de ar ser realizada por meio de um gerador de fluxo (4), por exemplo um ventilador, a jusante do qual é instalado pelo menos um filtro (5) ou outro dispositivo de depuração do ar.
8. 8. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo facto de a insuflação de ar ser realizada por meio de um gerador de fluxo (4), por exemplo um ventilador, que se situa por baixo da superfície de trabalho (1) e produzir um 2 fluxo sensivelmente horizontal que é desviado 180° ao nível do lado a montante (101) por uma guia tubular (3) com forma semicilíndrica, ou aproximadamente semicilíndrica.
9. 9. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo facto de o referido dispositivo de insuflação de ar compreender uma conduta vertical, ou aproximadamente vertical (6; 8a), instalada do lado a montante (101), cuja extremidade inferior é ligada a um gerador de fluxo de ar (4; 41), por exemplo um ventilador, enquanto a sua extremidade superior desemboca, sensivelmente ao nível da superfície de trabalho (1), numa guia tubular (70; 8b) em forma de quarto de cilindro, ou aproximadamente em forma de quarto de cilindro, preparada para desviar o fluxo para lhe dar uma direcção sensivelmente horizontal.
10. 10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de a referida conduta vertical, ou aproximadamente vertical (6; 8a), ser dotada interiormente de pelo menos um deflector (60; 800) que forma um ângulo agudo em relação à vertical e preparado para desviar uma parte do fluxo para o exterior (em relação à referida superfície de trabalho (1)) a fim de constituir o referido veio elevado (V,).
11. 11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de a conduta (6; 8a) ser dotada de vários deflectores (60), que são constituídos por placas planas justapostas dispostas em leque, de modo a divergirem de baixo para cima.
12. 12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo facto de a placa deflectora (60) mais interior (em relação à referida superfície de trabalho (1)) ser sensivelmente vertical.
13. 13. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo facto de a referida guia tubular (3; 7; 8b) ser interiormente guarnecida por pelo menos um deflector (70; 800b). 3
14. 14. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 13, caracterizado pelo facto de o referido dispositivo de insuflação de ar ser dotado de uma parte (71) em rebordo, que forma uma pala, que se ergue acima da zona a montante da superfície de trabalho (1) e que está preparada para empurrar ligeiramente para baixo o veio elevado (Vi)·
15. 15. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 14, caracterizado pelo facto de a referida abertura de aspiração (20) ser subdividida em duas aberturas de aspiração secundárias: uma superior (20b), preparada para captar o fluxo de ar correspondente ao veio elevado (V,) e para deixá-lo passar sem perda de carga, ou praticamente sem perda de carga, e a outra inferior (20a), preparada para travar o fluxo (V0) situado sob o veio elevado.
16. 16. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 15, caracterizado pelo facto de a superfície de trabalho (1) ser um plano fixo.
17. 17. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 15, caracterizado pelo facto de a superfície de trabalho (1) ser um transportador (12). Lisboa, 2 β JUN. ?non Por Ultra Propre Nutrition Industrie Recherche (U.N.I.R.)

    4 9 RESUMO PROCESSO E DISPOSITIVO DE PROTECÇÃO DE UMA SUPERFÍCIE DE TRABALHO A superfície de trabalho a ser protegida (1) está desimpedida e é acessível tanto de cima (102) como pelo menos de um lado, chamado o lado livre (100). O método caracteriza-se por ser continuamente insuflado ar limpo por cima da superfície de trabalho (1) a partir do lado (101) oposto ao lado livre (100), sob a forma de um fluxo substancialmente horizontal que varre a superfície de trabalho (1), em direcção ao lado livre (100) e que tem um gradiente de velocidades tal que a camada superior - ou veio elevado - (V.,) tenha uma velocidade substancialmente superior à do ar que circula na proximidade da área superior (10) da superfície de trabalho (1); a totalidade ou a maior parte do fluxo é aspirada do lado livre (100) por meio de uma abertura de aspiração (20) que se estende ao longo e na proximidade imediata da orla (10b) da superfície de trabalho (1). A invenção é útil para proteger uma superfície fixa ou móvel que suporta vários artigos sensíveis à contaminação do ar ambiente.