ЖАЛЮЗИЙНОЕ ЛОЖЕ ДЛЯ СУШКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к устройствам для сушки сыпучих термоустойчивых материалов, например, зерновых и бобовых культур, и может быть использована в прямоточных сушилках конвейерного типа с активной вентиляцией.
Прямоточные сушилки, обладая такими преимуществами, как простота конструкции, удобство эксплуатации, возможность изготовления из доступных материалов, одновременно обеспечивают более щадящие режимы сушки и позволяют снизить высокую влажность семян до кондиционной за один проход. В таких установках необходимо с одной стороны снизить сопротивление воздухораспределительной системы воздушному потоку, чтобы воздух свободно проходил через отверстия жалюзийного ложа и равномерно распределялся в зерновой насыпи без образования в нижних слоях застойных зон, ухудшающих качество сушки семян. Поэтому оптимизация параметров газораспределительного жалюзийного ложа является актуальной задачей. Для определения конструктивных параметров рабочих органов и режимов процесса сушки необходимо рассматривать всю аэродинамическую систему, формирующую воздушный поток в жалюзийном ложе.
Известно наклонное жалюзийное ложе согласно патента на полезную модель RU №187736, выбранное в качестве ближайшего аналога. Жалюзийное ложе для сушки сыпучих материалов, содержит группу закрепленных друг относительно друга одинаковых уголковых элементов, первые полки которых расположены параллельно внахлест и с зазором t по высоте, образуя рабочую поверхность наклонного ложа, а вторые полки направлены вниз от первых, при этом угол между полками уголковых элементов превышает прямой не менее, чем на величину угла α, арксинус которого определяется отношением высоты зазора t к ширине первой полки, при этом жалюзийное ложе содержит наклонно расположенные продольные элементы в виде прогонов, снабженных металлическими полосами с равномерно расположенными прорезями, в которых враспор закреплены вторые полки уголковых элементов, а на первых полках в зоне нахлеста выполнены выступы для обеспечения заданной высоты зазора t между первыми полками.
Данное жалюзийное ложе отличается стабильностью параметров каналов для прохождения воздушного потока за счет крепления нижних полок уголковых элементов враспор в прорезях металлических полос и выполнения верхних полок с выступами для обеспечения заданной величины зазора t.
Однако аэродинамические свойства жалюзийного ложа невысоки, что обусловлено следующими недостатками. Угол между полками уголковых элементов выполнен превышающим прямой на величину угла α, данный угол обеспечивает фиксированную величину зазора t, но не оказывает положительного влияния на направление потока воздуха. В конструкции прямоточных сушилок расстояние между широкими полками по вертикали, то есть величина зазора t, может составлять 2-5 мм, расстояние между узкими полками по горизонтали может составлять 70-90 мм, ширина широкой полки уголкового элемента может составлять 80-130 мм, ширина узкой полки может составлять 20-35 мм, при этом угол α лежит в пределах 2-5. В данной конструкции прорези в металлической полосе выполнены под прямым углом к кромке полосы, следовательно, воздушный поток направлен под таким же углом к нижней полке, при этом создается большое аэродинамическое сопротивление. Аэродинамическое сопротивление прямо зависит от величины угла падения воздушного потока, малые углы уменьшают аэродинамическое сопротивление, но усложняют конструкцию. Расположение полки в пазах, выполненных под прямым углом, затрудняет прохождение потока воздуха и повышает аэродинамическое сопротивление жалюзийного ложа.
Кроме того, большое аэродинамическое сопротивление препятствует уменьшению количества уголковых элементов, которое обусловлено расстоянием между короткими полками уголковых элементов, что не позволяет сократить металлоемкость и трудоемкость изготовления конструкции.
Полезная модель направлена на решение задачи повышения аэродинамических свойств жалюзийного ложа путём увеличения угла между полками уголкового элемента за счёт уменьшения угла γ между внешней стороной второй полки и кромкой металлической полосы, снижения аэродинамического сопротивления и перенаправления воздушного потока в зоны сушки для повышения качества сушки.
Сущность полезной модели заключается в том, что в жалюзийном ложе для сушки сыпучих материалов, содержащем группу закреплённых друг относительно друга одинаковых уголковых элементов, первые полки которых расположены параллельно с перекрытием и с зазором t по высоте, образуя рабочую поверхность наклонного ложа, а вторые полки направлены вниз от первых, при этом жалюзийное ложе содержит наклонно расположенные продольные элементы в виде прогонов, снабжённых металлическими полосами с равномерно расположенными прорезями, в которых враспор закреплены вторые полки уголковых элементов, причём для обеспечения заданной высоты зазора t в зоне перекрытия первых полок выполнены выступы, а первые полки расположены под углом α от кромки металлической полосы, причем прорези в металлических полосах выполнены под углом  γ между кромкой металлической полосы и внешней стороной второй полки, равным 55⁰-75⁰, а угол между полками выполнен равным сумме угла α и угла, смежного с углом γ, при этом расстояние по горизонтали между вторыми полками составляет 70-90 мм.
Выполнение прорезей в металлических полосах под углом γ, величина которого лежит в пределах 55-75º, приведет к уменьшению аэродинамического сопротивления вторых, т.е. нижних, полок уголковых элементов вследствие увеличения угла смежного с углом γ между направлением воздушных масс и плоскостью внешней стороны второй, то есть нижней полки уголковых элементов.
MID
Кроме того, выполнение прорезей в металлической полосе под углом 55⁰-75⁰ приведет к уменьшению площади той части металлической полосы, в которой находятся прорези, что позволит дополнительно помимо обеспечения заданного зазора t также обеспечить больший по сравнению с ближайшим аналогом угол между полками уголкового элемента, что улучшает обтекаемость нижних полок уголковых элементов. Угол больше, чем 75⁰ не приведет к улучшению аэродинамики, а угол меньше чем 55⁰ приведет к усложнению изготовления и уменьшению прочности металлической пластины. Значение аэродинамического сопротивления Fx при прочих равных условиях таких, как коэффициент обтекаемости Сх, плотность Р и скорость V² движения воздуха, прямо пропорционально половине площади F поперечного сечения лобовой поверхности нижней полки уголкового элемента. Расчеты показали, при неизменных размерах второй полки уголкового элемента аэродинамическое сопротивление заметно изменяется в меньшую сторону, начиная со значения угла наклона нижней полки 75⁰, однако уменьшение угла наклона менее 55⁰ приведет к усложнению сборки жалюзийного ложа и к уменьшению его прочности и надежности. Так, например, при выполнении прорезей в металлической полосе под углом γ=70°, угол α=3°, угол ϕ=(180°-γ)+α=113°. Площадь второй полки уголкового элемента составляет 2350 мм × 26 мм, при этом аэродинамическое сопротивление составляет
(https://students-library.com/library/read/5359-aerodinamiceskoe-soprotivlenie, http://www.f-mx.ru/transport/aerodinamicheskoe_soprotivlenie.html), в то время, как при ϕ=90° (. Таким образом, выбор значения угла γ из диапазона 55⁰-75⁰ позволяет получить жалюзийное ложе с улучшенными аэродинамическими свойствами и с меньшим аэродинамическим сопротивлением.
Расстояние по горизонтали между узкими полками составляет 70-90 мм.
При уменьшении количества уголковых элементов происходит увеличение давления воздушных масс в системе, что увеличит скорость прохождения воздушных масс в зоне сушки и улучшит аэродинамику.
На фигуре 1 приведен фрагмент жалюзийного ложа для сушки сыпучих материалов, продольное сечение, где:
1 - уголковый элемент;
2 - первая полка уголкового элемента;
3 - вторая полка уголкового элемента;
4 - полоса с прорезями;
5 - прогон;
6 - выступ;
φ - угол между полками уголкового элемента;
φ =(180°-γ)+α, где
γ - угол между внешней поверхностью второй полки 3 и кромкой полосы 4;
α- угол между кромкой полосы 4 и первой полкой 2 выполнен так, что его синус равен отношению высоты зазора t к ширине В первых полок;
На фигуре 2 приведен вид А на фигуре 1, где показано направление потока воздуха.
На фигуре 3 приведено жалюзийное ложе, вид сверху.
Жалюзийное ложе (фигуры 1, 2) предназначено для использования в сушилках прямоточного конвейерного типа и содержит серию одинаковых уголковых элементов 1, закрепленных в прорезях полос 4 на прогонах 5. Первые полки 2 уголковых элементов расположены параллельно внахлест и с зазором t по высоте. В каждом уголковом элементе 1 первая полка 2 по ширине больше второй полки 3, угол ϕ между полками 2,3 ϕ=(180°-γ)+α. Уголковые элементы 2 установлены в равномерно расположенные прорези металлических полос 4 под углом γ и опираются на прогоны 5. Вдоль каждой первой полки 2 выполнен ряд выступов 6 с регулярным шагом Т (Фиг. 3). Выступы 6 расположены в зоне перекрытия (нахлеста) смежных уголковых элементов 1 и предназначены для опирания первой полки 2 смежного уголкового элемента 1, что обеспечивает фиксацию заданной величины зазора t между расположенными внахлест первыми полками 2 независимо от веса материала, а также позволяет установить полки 2,3 враспор так, что угол между полками 1,2 превышает угол α на угол смежный углу γ между внешней поверхностью второй полки 3 и кромкой полосы 4 (Фиг. 2). При установке уголковых элементов 1 враспор в прорези полосы 4 в результате упругой деформации вторые полки 3 надежно фиксируются в соответствующих прорезях металлической полосы 4.
Высота зазора t (высота выступа 6 уголкового элемента) и расстояние между выступами 6 (Фиг. 3) рассчитываются в зависимости от производительности вентиляторов горячего и холодного потоков воздуха сушилки.
Выступы на первых полках 2 уголковых элементов расположены в ряд с шагом Т поперек движения сыпучего материала. За выступами 6 на уголковых элементах 1 образуются зоны, не продуваемые горячим и холодным потоками, что неблагоприятно влияет на качество сушки. Для устранения не продуваемых зон выступы 6 смежных уголковых элементов 1 смещены на величину Т/2, то есть, расположены в шахматном порядке, тогда на следующем уголковом элементе эта зона станет продуваемой. Фрагмент жалюзийного ложа со схемой расположения выступов представлен на (Фиг. 3).
Устройство работает следующим образом.
На жалюзийное ложе сверху поступает сыпучий материал для сушки. Слой просушиваемого сыпучего продукта перемещается, например, с помощью транспортера (на фигурах не показан) вниз по уклону жалюзийного ложа в сторону выгрузки. Из-под жалюзийного ложа снизу через зазор t между первыми полками 2 горячий поток воздуха (Фиг.2) под напором проникает в сыпучий продукт (на фигурах не показан) и, проходя через зазоры между зернами, уносит излишек влаги, при этом сыпучий продукт в процессе движения перемешивается, в том числе и под действием напора горячего потока. Увеличение угла ϕ=(180°-γ)+α между полками уголкового элемента за счет уменьшения угла γ между внешней стороной второй полки и кромкой металлической полосы, приводит к улучшению аэродинамических свойств путем перенаправления воздушного потока в зоны сушки.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет улучшить аэродинамические свойства жалюзийного ложа путем увеличения угла между полками уголкового элемента за счет уменьшения угла γ между внешней стороной второй полки и кромкой металлической полосы, что приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления и перенаправления воздушного потока в зоны сушки, что в итоге способствует повышению качества сушки.