ES2619124T3 - Horno sin refractariedad de alta eficiencia para calcinar yeso y método para ello - Google Patents

Horno sin refractariedad de alta eficiencia para calcinar yeso y método para ello Download PDF

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Michael J. Porter
Warner J. Dundas
Christopher R. Nelson
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Abstract

El aparato (10) para calcinar yeso que comprende: una caja (12) que tiene una parte superior abierta (16), una pared inferior (14) y una pluralidad de paredes laterales (18) que se extienden entre ellas; un componente (20) ubicado sobre la caja (12) para recibir yeso crudo procedente de una fuente y transferir el yeso al interior de la caja (12); una plataforma de soporte (23) posicionada cerca de la pared inferior (14) para contener el yeso en la caja (12); al menos un quemador (22) conectado a la caja (12) que puede operar para combustionar una mezcla de aire y combustible para calentar el yeso; y al menos un conducto de quemador serpentino (28) que se extiende a través de la caja (12) desde el al menos un quemador (22) y termina a través de la plataforma de soporte (23).

Description

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DESCRIPCION
Horno sin refractariedad de alta eficiencia para calcinar yeso y metodo para ello.
[0001] La presente invencion se refiere a un metodo y un aparato de alta eficiencia para calcinar yeso y/o secar yeso.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
[0002] La calcinacion de yeso comprende convertir sulfato de calcio dihidratado por calentamiento en sulfato de calcio hemihidratado, mas conocido como estuco. Los aparatos y los metodos de calcinacion anteriores han adoptado varias formas. Tradicionalmente, la calcinacion de yeso se ha producido en un gran horno con una base gruesa de forma abovedada, contra la que se dirige una llama alimentada por gas, estando encerrados el horno y la llama del quemador en una estructura refractaria adecuada. Normalmente, hay una tolva caliente asociada en la que se deposita el material calcinado. El horno debe resistir temperaturas en el rango de 1093,3 ° - 1315,6 ° (2000 F° - 2400 F°), por lo que requena, sobre su base de forma abovedada, una costosa placa de hogar de acero, que normalmente tema un grosor de 4,45 cm (1 3/4 pulgadas). La patente de los Estados Unidos con numero 3,236,509 caracteriza este tipo de construccion. Este enfoque presentaba numerosas desventajas, como el gasto extremo de gases del quemador calientes, y el cerramiento de ladrillo refractario asociado, que requena un largo penodo de enfriamiento cuando era necesario realizar reparaciones o parar el horno.
[0003] Otros hornos de calcinacion, del tipo general descrito anteriormente, han incluido disenos de combustion sumergida suplementarios donde los gases de escape de los quemadores de gas se descargan directamente en el contenido del horno. Aqrn, la llama de gas entraba en contacto directamente con el material que se esta calcinando, y habfa una mayor posibilidad de crear el llamado material «calcinado a muerte», esto es, anhidrita insoluble. Las patentes de los Estados Unidos con numero 4,176,157 y 4,238,238 caracterizan este tipo de enfoque. De forma adicional, otros hornos de calcinacion del estado de la tecnica anterior del tipo general descrito anteriormente inclrnan una serie de tubos de quemador transversales que pasaban generalmente de forma horizontal completamente a traves del horno, permitiendo que los gases calientes que se encontraban dentro de la estructura refractaria y alrededor del horno se dirigiesen de forma suplementaria a traves de los tubos y, en consecuencia, a traves del contenido del horno para calentarlo de forma adicional. Las patentes de los Estados Unidos con numero 3,307,915 y 4,163,390 caracterizan este tipo de construccion de horno. Tambien se han dado estructuras de calcinacion rotativas alineadas horizontalmente; la patente de los Estados Unidos con numero 3,871,829 caracteriza este tipo de enfoque. Ademas de las construcciones de horno mencionadas con anterioridad, que normalmente necesitan una estructura refractaria costosa, tambien se han dado hornos sin refractariedad que emplean el principio de combustion sumergida, entre los que se encuentran los que tienen una estructura de tubo de aspiracion auxiliar que incluye el tubo de quemador principal con el fin de reducir la formacion de anhidrita insoluble calcinada a muerte. La patente de los Estados Unidos con numero 4,626,199 caracteriza este tipo de construccion. De forma adicional, tambien se dan los llamados hornos conicos sin refractariedad, con varios tipos de sistemas de calentamiento por combustion sumergida, de nuevo con el riesgo consiguiente de crear estuco no uniforme y material calcinado a muerte. Las patentes de los Estados Unidos con numero 4,629,419 y 4,744,961 caracterizan dichas construcciones de hornos conicos. Modificaciones mas recientes en los hornos de calcinacion han incluido las llamadas construcciones de quemador «de impulso», entre las que se incluyen los quemadores Calrod de impulso electricos (vease la patente de los Estados Unidos con numero 4,744,963) y los disenos de quemador de impulso de gas, ambos anadidos como calentadores suplementarios a construcciones tradicionales de horno de tipo refractario.
[0004] Las patentes de los Estados Unidos con numero 5,743,954 y 5,927,968 exponen un metodo y un aparato para la calcinacion continua de material de yeso en un horno sin refractariedad calentado preferiblemente mediante multiples series de serpentines de tubo de inmersion separados, operando cada serpentm en una zona de calcinacion espedfica dentro del horno.
SUMARIO DE LA INVENCION
[0005] La presente invencion proporciona un aparato para calcinar yeso que tiene una caja con una pared inferior, una parte superior abierta y una pluralidad de paredes laterales que se extienden entre la pared inferior y la parte superior abierta. Un componente se fija a la caja para recibir yeso crudo procedente de una fuente y transferir el yeso al interior de la caja. El aparato incluye tambien al menos un quemador conectado a la caja que puede operar para combustionar una mezcla de aire y combustible para calentar el yeso. Al menos un conducto de quemador serpentino se extiende desde el quemador a traves de la caja y termina a traves de una superficie superior de una plataforma de soporte que puede operar para contener el yeso en la caja. En primer lugar, el yeso se calienta mediante transferencia de calor por conduccion procedente del conducto de quemador, y el yeso se calienta de forma adicional mediante el gas de escape que vuelve a entrar en el yeso procedente del fondo del aparato. El gas de escape fluidiza el yeso como parte del proceso de calcinacion.
[0006] El aparato puede incluir un mecanismo de agitacion que puede operar para asegurar una buena fluidizacion del yeso en polvo. El aparato puede operar para evitar la canalizacion de gas de escape a traves del yeso, evitando zonas muertas en el yeso, y para evitar que el yeso se acumule a lo largo de la superficie de la plataforma de soporte de yeso. El mecanismo de agitacion incluye un marco agitador y una
5 pluralidad de elementos de agitacion conectados al mismo. El mecanismo de agitacion puede operarse para agitar el yeso adyacente a la plataforma de soporte cuando el marco agitador se mueve de forma redproca desde una primera posicion a una segunda posicion. El marco agitador tiene al menos un brazo de soporte pivotante que esta fijado de forma pivotante al aparato de calcinacion sobre un extremo y al marco en el otro extremo, de forma que el marco se balanceara en torno a un eje de pivote cuando se imparte movimiento al 10 marco. Un brazo actuador se extiende a traves del lateral de la caja para proporcionar una conexion mecanica entre un actuador y un marco agitador. Un metodo para calcinar yeso incluye proporcionar yeso a un aparato de calcinacion. En primer lugar, el yeso se calienta por conduccion con un conducto de quemador serpentino que se extiende desde un quemador externo a traves del yeso y termina a traves de una superficie de la plataforma de soporte de yeso. El gas de escape se dirige a traves de una almohadilla 15 de fluidizacion para fluidizar y calentar adicionalmente el yeso por conveccion a medida que el gas de escape fluye a traves del yeso y sale por la parte superior del aparato.
[0007] Otras aplicaciones de la presente invencion resultaran evidentes a los expertos en la materia con la lectura de la siguiente descripcion del mejor modo contemplado para la practica de la invencion en conjunto con los dibujos adjuntos.
20 BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
[0008]
La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un aparato de calcinacion de alta eficiencia.
La Fig. 2 es una vista en perspectiva aumentada de un lecho de fluidizacion parcialmente cortado para mostrar las capas de una almohadilla de fluidizacion.
25 La Fig. 3 es una vista en perspectiva de un mecanismo de agitacion.
La Fig. 4 es el aparato de la Fig. 1 con el conducto de quemador en posicion desinstalada.
La Fig. 5 es el aparato de la Fig. 1 que muestra una pluralidad de paneles de acceso fijados al mismo.
La Fig. 6 es una vista en perspectiva del aparato de calcinacion de la Fig. 1 que muestra el recorrido del flujo de escape con flechas.
30 DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
[0009] En referencia a la Fig. 1, en ella se muestra un aparato 10 para calcinar yeso. Una caja 12 incluye una pared inferior 14, una parte superior abierta 16 y una pluralidad de paredes laterales 18 que se extienden entre la pared inferior 14 y la parte superior abierta 16. Un componente de entrada 20 se ubica en la caja 12 para recibir yeso crudo sintetico o triturado procedente de una fuente (no mostrada) y transferir el
35 yeso al interior de la caja 12. Al menos un quemador 22 esta conectado a la caja 12. El quemador 22 puede operar para combustionar una mezcla de aire y combustible suministrada por un conducto de aire forzado 24 y un conducto de combustible 26. El quemador 22 puede ser de cualquier tipo conocido por los expertos en la materia, pero normalmente quemara un combustible a base de hidrocarburo. El escape caliente procedente del quemador 22 fluira a traves de al menos un conducto de quemador serpentino 28 40 que se extiende a traves de una plataforma de soporte de yeso 23 adyacente a la pared inferior 14 de la caja 12. El flujo de escape caliente procedente del quemador 22 se emplea para calentar el material de yeso hasta aproximadamente los 300 °F (148,9 °C). Como se conoce, el proceso de calentamiento convierte el yeso en sulfato de calcio hemihidratado, o estuco. De forma alternativa, el proceso de calentamiento puede calentar simplemente yeso sintetico humedo hasta una temperatura deseada, normalmente inferior a 300 °F 45 (148,9 °C) con el fin de secar el exceso de humedad del yeso sintetico humedo para su posterior calcinacion
en un proceso separado. De forma alternativa, el proceso de calentamiento puede realizar los procesos de secado y calcinacion en el mismo recipiente.
[0010] De forma ventajosa, el conducto de quemador 28 incluye una parte lineal elongada 30 que se extiende alejandose del quemador 22. La parte lineal incrementa la vida util del conducto de quemador 28.
50 Es decir, si las llamas del quemador 22 impactasen directamente en el conducto de quemador 28 en una parte curva o doblada, las llamas sobrecalentanan la pared lateral del conducto, causando una fuerte tension que acorta la vida del conducto 28. Sin embargo, debido a la presencia de la seccion de quemador lineal elongada inicial 30 (que puede tener una extension de 15 a 20 pies, es decir, de 4,5 m a 6,1 m, en una instalacion comercial), las llamas del quemador no impactan directamente sobre el conducto de quemador, 55 dado que las llamas se han convertido, a lo largo de la extension de la seccion 30, en gases de escape calientes. De forma importante, el conducto de quemador 28 incluye una pluralidad de secciones curvas 32
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para conectar las partes lineales 30, 31 y 33, y proporcionar la forma serpentina. El conducto de quemador 28 puede incluir al menos una seccion de diametro reducido 34 para proporcionar una velocidad de flujo de escape incrementada con el fin de potenciar asf la efectividad de transferencia de calor del conducto 28. La temperatura del escape se enfna de forma proporcional a la distancia que este se aleja del quemador 22, por lo que puede incrementarse la velocidad para mantener un coeficiente de transferencia de calor adecuado. El conducto de quemador 28 tambien puede incluir una parte con multiples conductos 36 donde una pluralidad de conductos de diametro relativamente menor 38 estan formados para mantener una comunicacion fluida con partes de conductos unicos relativamente mayores 32. Los conductos de diametro menor 38 proporcionan mas zona de superficie para una determinada zona de flujo efectiva y, en consecuencia, incrementan la transferencia de calor en relacion con el conducto mayor 32. Las partes con multiples conductos 36 pueden estar conectadas a las partes con un unico conducto 32 por varios medios conocidos por los expertos en la materia, como soldadura autogena, soldadura fuerte y contacto a presion, elementos de fijacion mecanica, etc. El conducto de quemador 28 puede fijarse al quemador 22 por medio de una brida 40 con una pluralidad de elementos de fijacion enroscados 42. Igualmente, el conducto de quemador 28 puede fijarse en el extremo de descarga 44 a un conducto de salida 46 que se extiende a traves de la plataforma de soporte 23. El conducto de quemador 28 puede fijarse al conducto de salida 46 por medio de una brida 48 con una pluralidad de elementos de fijacion enroscados 50.
[0011] Una base de fluidizacion 52, mostrada en las Figs. 1, 2, 4 y 6 (vista de la mejor forma en la Fig. 2), puede posicionarse en una parte inferior de la caja 12 para recibir flujo de escape del conducto de quemador 28. La base de fluidizacion 52 tiene una pluralidad de paredes laterales 53 que se extienden hacia arriba desde un fondo 55. La base de fluidizacion 52 puede tener una almohadilla de fluidizacion 54 posicionada sobre el fondo 55 de la base de fluidizacion 52. La almohadilla de fluidizacion 54 constituye al menos una parte de la plataforma de soporte 23 de la caja 12. La almohadilla de fluidizacion 54 puede operar para contener el producto de yeso a lo largo de las partes inferiores de la caja 12 y para distribuir de forma uniforme el flujo de escape a medida que pasa de la base de fluidizacion 52 directamente al yeso. La base de fluidizacion 52 suministra aire, la agitacion asegura una buena fluidizacion, especialmente del polvo cohesivo, que no se fluidizara de otra manera. La almohadilla de fluidizacion 54 incluye una primera y una segunda placa perforada exterior 56 y 58. Las placas 56 y 58 incluyen una pluralidad de aberturas 57 que permiten que el flujo de escape las atraviese. En la almohadilla de fluidizacion 54 se forma un orificio 59 para que el conducto 46 (vease la Fig. 1) la atraviese y entregue el flujo de escape a la base de fluidizacion 52. Al menos una capa porosa intermedia 60, formada por una esterilla de fibra porosa o medios de acero inoxidable tejido, se posiciona entre las placas exteriores 56 y 58. La capa intermedia 60 de medios puede estar elaborada de fibra de silicio comprimida, malla de acero inoxidable tejido o de materiales similares adecuados para la fluidizacion como conocen los expertos en la materia para resistir elevadas temperaturas de gas de escape. De la forma mas preferible, las placas perforadas 56 y 58 estan elaboradas de un metal, como acero inoxidable o similares. La almohadilla de fluidizacion 54 opera permitiendo que el gas de escape difundido salga en forma de burbujas a traves de las aberturas espaciadas de forma uniforme 57 de la placa perforada 56. Una ventaja de utilizar medios de acero inoxidable tejido 60 es que las placas perforadas 56 y 58 solamente son necesarias para proporcionar a los medios soporte y proteccion con respecto a perforaciones.
[0012] Un mecanismo de agitacion 62, mostrado en las Figs. 1, 3, 4 y 6 (visto de la mejor forma en la Fig.
3), puede posicionarse justo sobre la almohadilla de fluidizacion 54. El mecanismo de agitacion 62 incluye un marco agitador 64 que tiene un par de carriles laterales 65. El marco agitador 64 tiene una pluralidad de elementos de agitacion 66 conectados al marco agitador 64 para agitar el producto de yeso adyacente a la almohadilla de fluidizacion 54 a lo largo de la plataforma de soporte 23. En un modo de realizacion, los elementos de agitacion 66 pueden adoptar la forma de un patron de barras transversales. El mecanismo de agitacion 62 bate de forma local el producto de yeso caliente cuando el marco agitador 64 se pone en movimiento. Al menos un brazo de soporte pivotante 68 conecta de forma pivotante el marco de agitacion 64 a la caja 12 (se muestra en la Fig. 1). La conexion con la caja 12 puede realizarse con una placa doblada 70 fijada a la caja 12 de forma adecuada, como por soldadura autogena o fijacion mecanica, etc. El brazo de soporte 68 puede sujetarse a la placa doblada 70 por medio de un elemento de fijacion enroscado 72 o similares. De la forma mas preferible, el brazo de soporte pivotante 68 es un cable o una estructura similar para permitir con mas facilidad un movimiento de balanceo por parte del marco agitador 64 en torno a un eje de pivote comun cuando se imparte movimiento al marco agitador 64. En la presente invencion, se contemplan patrones de movimiento alternativos por parte del marco agitador 64. Por ejemplo, un experto en la materia entendena facilmente como impartir movimiento al marco agitador 64 con un patron vertical, horizontal o curvo, o cualquier combinacion de los mismos.
[0013] Una fuente de energfa de accionamiento, como un motor electrico o un cilindro neumatico 74, puede conectarse al marco agitador 64 a traves de un brazo actuador 76. Un cierre hermetico expandible 78 se acopla con el brazo actuador 76 y la caja 12 (no se muestra en la Fig. 2) para evitar fugas del producto de yeso de la caja 12 en torno al brazo actuador. El cierre hermetico 78 se expande y se contrae a medida que el brazo actuador 76 se mueve entre una primera y una segunda posicion a la vez que el marco agitador 64 se balancea. De forma alternativa, el brazo actuador 76 puede conectarse a enlaces impulsados mecanicamente (no se muestran) que pueden extenderse desde una fuente de energfa de accionamiento
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(no se muestra) posicionada en la parte superior de la caja 12 en sentido descendente hasta el marco agitador 64 como es conocido por los expertos en la materia. El cierre hermetico 78 puede estar elaborado de cualquier material adecuado que pueda resistir temperaturas superiores a 300 grados Fahrenheit (148,9 °C) y presiones de hasta 10 psig (libras por pulgada cuadrada de manometro) (0,69 bares).
[0014] En referencia de nuevo a la Fig. 1, un tubo de desbordamiento 80 se conecta de forma fluida a la caja 12 para permitir que el yeso procesado salga de la caja 12 hacia el tubo de desbordamiento 80. Una valvula de desbordamiento 82 se asocia con el tubo de desbordamiento 80 para evitar que el yeso salga de la caja 12 antes de calentarse hasta una condicion predeterminada. Un puerto de descarga 84 incluye una valvula de descarga 86 que permite el drenaje selectivo de los contenidos de la caja 12. Las valvulas 82 y 86 pueden ser de cualquier tipo conocido por los expertos en la materia, pero de la forma mas preferible se accionan de forma electrica o neumatica.
[0015] En referencia ahora a la Fig. 4, un soporte de conducto 88 se conecta deslizandose a la caja 12 para soportar el conducto de quemador 28 durante la instalacion. El soporte 88 puede operar para deslizarse entre una posicion exterior al menos parcialmente externa a la caja 12 (mostrada en la Fig. 4) y la posicion instalada en el interior de la caja 12. El soporte de conducto 88 sostiene el conducto durante la instalacion y la extraccion de la caja 12. El soporte 88 incluye un par de railes laterales 90 y 92 que se conectan deslizandose a elementos de deslizamiento 91 formados sobre paredes paralelas 18 de la caja 12. Una pluralidad de barras transversales 94 se extienden entre los rafles laterales 90 y 92 para proporcionar superficies de soporte para que el conducto de quemador 28 descanse sobre ellas. La caja 12 incluye un panel lateral 96 que puede operar para abrirse cuando se instale el conducto de quemador 28. Una pluralidad de tirantes de separacion 97 conecta estructuralmente las paredes laterales 18 de la caja 12 entre sf para evitar que las paredes 18 se arqueen hacia fuera cuando la caja 12 se llene de yeso. Los tirantes de separacion 97 pueden fijarse mediante soldadura autogena o de otra forma, por cualquier medio convencional.
[0016] En referencia ahora a la Fig. 5, el aparato 10 incluye paneles de acceso 98 ubicados en el lateral de la caja 12 para permitir el mantenimiento de los componentes internos, como el quemador 22 y el conducto 28, etc. Una camara de desacoplamiento 100 se posiciona sobre la parte superior abierta 16 de la caja 12 y esta construida para permitir el acceso a esta para el mantenimiento de los componentes internos de la caja 12. Un recolector de polvo 102 puede posicionarse sobre la camara de desacoplamiento 100 para recoger partfculas de polvo de yeso y reciclar las partfculas de vuelta en la caja 12 para su calcinacion. El recolector de polvo 102 puede incluir una pluralidad de filtros reemplazables 104. Los filtros 104 pueden ser de cualquier tipo deseado, como filtros de cartucho redondos, filtros de bolsa, o similares. Los filtros 104 pueden limpiarse de forma periodica inyectando aire de forma intermitente a traves de un lado opuesto a donde se recoge el polvo o sacudiendo, como conocen los expertos en la materia. Una chimenea de escape 106 permite eliminar el escape del aparato 10 despues de que las partfculas de polvo de yeso hayan sido eliminadas por los filtros 104.
[0017] En funcionamiento, se introduce polvo de yeso en un componente de entrada 20 para llenar la caja 12. Los conductos 24 y 26 suministran aire y combustible, respectivamente, al quemador 22. El quemador 22 combustiona la mezcla de aire y combustible y proporciona gases de escape calientes que fluyen en la direccion de las flechas mostradas en la Fig. 6. El escape fluye a traves del conducto de quemador serpentino 28 hacia la base de fluidizacion 52. Desde la base de fluidizacion 52, el escape fluye de forma horizontal y despues hacia arriba a traves de la almohadilla de fluidizacion 54 posicionada sobre la base 52. La almohadilla de fluidizacion 54 distribuye los gases de escape a traves del producto de yeso de manera que los gases de escape calientes se distribuyan de forma uniforme a traves del mismo. La superficie exterior del conducto de quemador 28 proporciona calor al yeso mediante transferencia de calor por conduccion. En consecuencia, el producto de yeso se calienta cuando el gas de escape fluye a traves del conducto de quemador 28 y a traves del yeso despues de viajar a traves de la almohadilla de fluidizacion 54. La presente invencion proporciona un incremento en la eficiencia de combustible con respecto al estado de la tecnica anterior porque el metodo de calentamiento dual elimina la maxima cantidad de calor del escape y la transfiere al yeso. El gas de escape continua fluyendo hacia arriba a traves de la camara de desacoplamiento 100, permitiendo que algunas de las partfculas de yeso se separen del flujo de escape y permanezcan en la caja 12. El recolector de polvo 102 limpia las partfculas de yeso en suspension en el aire procedentes del gas de escape antes de que el gas de escape salga a traves de la chimenea de escape 106. De forma periodica, las partfculas de yeso pueden separarse mediante golpes de los cartuchos (o bolsas) del filtro recolector y volver a depositarse en el lecho de yeso.
[0018] De forma ventajosa, se proporciona un mecanismo de agitacion 62 para asegurar una buena fluidizacion evitando la canalizacion del escape directamente a traves del polvo de yeso. Normalmente, el yeso natural incluye un polvo fino que puede ser demasiado cohesivo para conseguir una buena fluidizacion sin agitacion. El mecanismo de agitacion 62 opera balanceandose entre una primera y una segunda posicion para mezclar de forma local el yeso y rasparlo de la almohadilla fluidizada 54. El aparato de calcinacion 10 tiene una elevada eficiencia porque, de forma sustancial, todo el calor producido por el quemador 22 se utiliza para calentar el yeso y no se pierde a traves del proceso de escape. La temperatura
del gas de escape al dejar el producto de yeso es de aproximadamente 300 °F (148,9 °C), que es la temperature aproximada necesaria para que el yeso se transforme en estuco. El yeso sintetico fabricado con un tamano de partfculas estandar puede no necesitar agitacion para asegurar una buena fluidizacion.
[0019] Aunque el texto precedente expone una descripcion detallada de numerosos modos de realizacion 5 distintos de la invencion, debena entenderse que el alcance jundico de la misma se define por las palabras de las reivindicaciones expuestas al final de la presente patente. La descripcion detallada ha de interpretarse unicamente como un ejemplo y no describe todos los modos de realizacion posibles de la invencion, dado que describir todos los modos de realizacion posibles no sena practico, o sena incluso imposible. Podnan ponerse en practica numerosos modos de realizacion alternativos, utilizando tecnologfa 10 actual o desarrollada despues de la fecha de presentacion de la presente patente, lo cual todavfa se incluina en el alcance de las reivindicaciones que definen la invencion.

Claims (35)

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REIVINDICACIONES
1. El aparato (10) para calcinar yeso que comprende:
una caja (12) que tiene una parte superior abierta (16), una pared inferior (14) y una pluralidad de paredes laterales (18) que se extienden entre ellas;
un componente (20) ubicado sobre la caja (12) para recibir yeso crudo procedente de una fuente y transferir el yeso al interior de la caja (12);
una plataforma de soporte (23) posicionada cerca de la pared inferior (14) para contener el yeso en la caja (12);
al menos un quemador (22) conectado a la caja (12) que puede operar para combustionar una mezcla de aire y combustible para calentar el yeso; y
al menos un conducto de quemador serpentino (28) que se extiende a traves de la caja (12) desde el al menos un quemador (22) y termina a traves de la plataforma de soporte (23).
2. El aparato (10) de la reivindicacion 1, donde el conducto de quemador (28) incluye una seccion lineal inicial (30) que se extiende desde el quemador (22).
3. El aparato (10) de la reivindicacion 1, donde el conducto de quemador (28) incluye al menos una seccion de diametro reducido (34) para proporcionar una velocidad de flujo incrementada y una efectividad de transferencia de calor potenciada.
4. El aparato (10) de la reivindicacion 1, donde el conducto de quemador (28) comprende tambien:
una pluralidad de conductos de diametro relativamente menor (38) que constituyen al menos una parte con multiples conductos (36) del conducto de quemador (28), estando construida la al menos una parte con multiples conductos (36) para mantener una comunicacion fluida con el conducto de diametro relativamente mayor (32).
5. El aparato (10) de la reivindicacion 1, donde la plataforma de soporte (23) comprende:
una base de fluidizacion (52) para recibir el flujo de escape procedente del conducto de quemador (28).
6. El aparato (10) de la reivindicacion 5, comprendiendo tambien:
una almohadilla de fluidizacion (54) posicionada sobre la base de fluidizacion (52), constituyendo la almohadilla de fluidizacion (54) al menos parcialmente la plataforma de soporte (23).
7. El aparato (10) de la reivindicacion 6, donde la almohadilla de fluidizacion (54) comprende:
una primera y una segunda placa perforada exterior (56 y 58); y
al menos una capa intermedia (60) de material posicionada entre las placas exteriores (56 y 58).
8. El aparato (10) de la reivindicacion 7, donde la capa intermedia (60) de material es un medio poroso hecho de uno de una fibra de silicio comprimida y una malla de acero inoxidable tejido.
9. El aparato (10) de la reivindicacion 7, donde las placas perforadas (56 y 58) estan hechas de metal.
10. El aparato (10) de la reivindicacion 6, donde la almohadilla de fluidizacion (54) comprende: un material de medio poroso.
11. El aparato (10) de la reivindicacion 10, donde el medio poroso esta hecho de uno de una fibra de silicio comprimida y una malla de acero inoxidable tejido.
12. El aparato (10) de la reivindicacion 1, comprendiendo tambien:
un mecanismo de agitacion (62) que puede operar para evitar la canalizacion de fluido y evitar que se formen burbujas muertas de yeso adyacentes la plataforma de soporte (23).
13. El aparato (10) de la reivindicacion 12, donde el mecanismo de agitacion (62) incluye un marco agitador (64).
14. El aparato (10) de la reivindicacion 13, donde el mecanismo de agitacion (62) incluye una pluralidad de elementos de agitacion (66) conectados al marco agitador (64) para agitar el yeso adyacente a la plataforma de soporte (23) cuando el marco agitador (64) se mueve.
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15. El aparato (10) de la reivindicacion 13, donde el mecanismo de agitacion (62) incluye al menos un brazo de soporte pivotante (68) para conectar de forma pivotante el marco agitador (64) al aparato (10).
16. El aparato (10) de la reivindicacion 15, donde el al menos un brazo de soporte pivotante (68) es un cable fijado de forma pivotante al aparato de calcinacion (10) en un extremo y al marco agitador (64) en el otro extremo, donde el marco agitador (64) se balanceara en torno a un eje de pivote cuando se le imparta movimiento.
17. El aparato (10) de la reivindicacion 13, donde el mecanismo de agitacion (62) incluye una fuente de energfa (74) para mover el marco agitador (64).
18. El aparato (10) de la reivindicacion 17, donde la fuente de energfa (74) incluye uno de un motor electrico (74) y un actuador neumatico.
19. El aparato (10) de la reivindicacion 18, comprendiendo tambien:
un brazo actuador (76) que se extiende a traves de la caja (12) para proporcionar una conexion entre el motor (74) y el marco agitador (64).
20. El aparato (10) de la reivindicacion 19, donde el mecanismo de agitacion (62) comprende tambien:
un cierre hermetico expandible (78) acoplado con el brazo actuador (76) y la caja para evitar fugas de yeso de la caja (12).
21. El aparato (10) de la reivindicacion 20, donde el cierre hermetico (78) esta configurado para expandirse y contraerse a medida que el brazo actuador (76) se mueve entre una primera y una segunda posicion.
22. El aparato (10) de la reivindicacion 13, donde el marco agitador (64) esta configurado para moverse en uno de: un patron horizontal, vertical y curvo.
23. El aparato (10) de la reivindicacion 1, comprendiendo tambien:
un tubo de desbordamiento (80) en comunicacion fluida con el aparato (10) para permitir que el yeso procesado salga del aparato (10).
24. El aparato (10) de la reivindicacion 23, comprendiendo tambien:
una valvula de desbordamiento (82) asociada con el tubo de desbordamiento (80) para evitar que el yeso salga del aparato (10) antes de calentarse hasta una condicion predeterminada.
25. El aparato (10) de la reivindicacion 1, comprendiendo tambien: un puerto de descarga (84) que tiene una valvula de descarga (86) para permitir el drenaje selectivo de la caja (10).
26. El aparato (10) de la reivindicacion 1, comprendiendo tambien:
una chimenea de escape conectada al aparato para el escape del gas de combustion del aparato.
27. El aparato (10) de la reivindicacion 1, comprendiendo tambien:
un soporte de conducto (88) conectado de forma deslizante al aparato (10) para soportar el conducto de quemador (28) en las posiciones instalada y desinstalada, pudiendo moverse el soporte de conducto (88) entre una primera posicion interna a la caja (12) y una segunda posicion al menos parcialmente externa a la caja (12) para soportar el conducto (28) durante la instalacion y la extraccion de la caja (12).
28. El aparato (10) de la reivindicacion 27, donde el soporte de conducto (88) comprende:
un par de carriles (90 y 92) conectados de forma deslizante a paredes paralelas (18) del aparato (10); y una pluralidad de barras transversales (94) que se extienden entre los carriles (90 y 92) que pueden acoplarse con el conducto de quemador (28).
29. El aparato (10) de la reivindicacion 1, comprendiendo tambien: al menos un panel de acceso (98) ubicado en la caja (12) para el mantenimiento de componentes internos de la misma.
30. El aparato (100 de la reivindicacion 1, comprendiendo tambien: una camara de desacoplamiento (100) posicionada adyacente a la parte superior abierta (16) de la caja (12), teniendo la camara de desacoplamiento (100) al menos una puerta para permitir acceso a la misma.
31. El aparato (10) de la reivindicacion 1, comprendiendo tambien:
un recolector de polvo (102) para recoger partfculas de polvo de yeso y reciclar las partfculas de vuelta en la caja (12).
5 32. El aparato (10) de la reivindicacion 31, donde el recolector de polvo (102) incluye una pluralidad de
filtros (104).
33. El aparato (10) de la reivindicacion 1, donde el conducto de quemador (28) incluye una seccion que tiene al menos una abertura para permitir que el flujo de escape salga del mismo directamente al yeso.
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34. Un metodo para calcinar yeso que comprende las etapas de:
proporcionar yeso a un aparato de calcinacion (10);
calentar el yeso con un quemador serpentino (22) mediante transferencia de calor por conduccion con un conducto (28) que se extiende desde un quemador externo (22) a traves del yeso y termina 15 en la pared inferior (14) del aparato (10);
hacer fluir el gas de escape a traves de una almohadilla de fluidizacion (54); y
fluidizar y calentar de forma adicional el yeso mediante transferencia de calor por conveccion
haciendo fluir sustancialmente todo el gas de escape a traves del yeso.
35. El metodo de 34, comprendiendo tambien: abrir una valvula de desbordamiento (82) para permitir que el 20 yeso fluidizado salga a traves de la misma cuando el yeso alcanza aproximadamente los 150 grados
centfgrados (300 grados Fahrenheit).
36. El metodo de 34, comprendiendo tambien: eliminar y batir partes estancadas de yeso adyacentes a la pared inferior con un mecanismo de agitacion (62).
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