ЖАЛЮЗИЙНОЕ ЛОЖЕ С ОПТИМАЛЬНЫМ УГЛОМ НАКЛОНА

Полезная модель относится к устройствам для сушки термочувствительных материалов, например зерна.
Известен «АЭРОЖЕЛОБ ДЛЯ СУШКИ СЫПУЧИХ И НЕСЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ» RU 2365836 [2], включающий постель для размещения сверху постели осушаемых материалов и устройство подачи осушающего газа к нижней части постели, средства транспортировки осушаемых материалов, постель составлена из равнополочных уголковых элементов, установленных параллельно с промежутками для подачи осушающего газа, угол между полками равнополочных элементов прямой.
Недостатком устройства является повышенная сложность устройства, приводящая к низкой надежности и долговечности.
Наиболее близким техническим решением является «Установка для сушки сыпучих материалов в кипящем слое» RU 2100723  [1], содержащая жалюзийное ложе для сушки сыпучих материалов, состоящее из закрепленной в корпусе серии одинаковых уголковых элементов, расположенных параллельно и внахлест с промежутком между элементами. Целевые каналы направлены в сторону выгрузки и вверх под углом 7-10 градусов к горизонтали.
Устройство обладает повышенной надежностью и долговечностью по сравнению с [2] благодаря упрощению устройства, а также благодаря обеспечению непрерывного процесса сушки материалов.
Недостатком является низкая энергоэффективность, обусловленная необходимостью наличия вентилятора повышенной мощности для подъема и транспортировки зерна. Недостатком также является повышенный травматизм зерна и нестабильность результатов сушки, обусловленная нестабильностью перемещения при сушке зерна.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение энергоэффективности, повышение равномерности сушки сырья, снижение травматизма зерна.
Технический результат достигается тем, что жалюзийное ложе для сушки сыпучих материалов, содержащее закрепленную в корпусе серию одинаковых уголковых элементов, расположенных параллельно и с перекрытием по горизонтали (внахлест) с промежутком между уголковыми элементами,  каждый уголковый элемент содержит две полки, установленные под прямым углом друг к другу, характеризуется тем, что полки уголкового элемента не равны друг другу, одна широкая, другая узкая, уголковые элементы установлены таким образом, что угол между полками расположен выше самих полок, а угол наклона основания ложа составляет от 4 до 8 градусов.
Расстояние между широкими полками по вертикали может составлять 2-10 мм, а расстояние между узкими полками по горизонтали может составлять 30-70 мм. Указанные параметры позволят достичь высокой производительности сушки при относительно небольших энергозатратах.
Ширина широкой полки уголкового элемента может составлять 50-150 мм.  Уголковые элементы с указанным диапазоном ширины могут обеспечить оптимальные размеры зон просушки жалюзийного ложа.
Ширина узкой полки может составлять 10-40 мм. Указанный диапазон позволит получить достаточную прочность для обеспечения необходимой стойкости к изгибу уголкового элемента.
Угол между полками может быть скруглен, а пластины выполнены методом штамповки из металлического листа толщиной 0,9-1,5 мм. Изготовление пластин методом штамповки позволит упростить технологию производства, указанная толщина материала достаточна для достижения необходимой прочности уголковых пластин жалюзийного ложа.
Устройство схематически показано на фигуре (вертикальный продольный разрез ложа), где:
1 – узкая полка;
2 – широкая полка;
3 – угол наклона широкой полки;
4 – слой материала для сушки;
5 – ложе.
Устройство действует следующим образом: на жалюзийное ложе, закрепленное в корпусе (не показан) сверху поступает зерно или иной материал для сушки. Снизу жалюзийного ложа поступает теплоноситель, горячий либо холодный газ, который проходит сквозь слой зерна в пространство над зерном. Слой материала для сушки, например, зерна 4 передвигается с помощью, например, реечного конвейера (не показан). Уголковые элементы ложа конгруэнтны, каждый из них содержит узкую полку 1 и широкую полку 2 с прямым скругленным углом между полками. Угол наклона основания (подложки) ложа 5 находится в промежутке 4-8 градусов. Угол наклона 3 широкой полки 2 меньше угла наклона основания ложа меньше на угол, определяемый отношением расстояния между полками по вертикали к расстоянию между узкими полками по горизонтали, и может составлять 2-4 градуса.
Наклон основания ложа направлен в сторону выгрузки, вправо по рисунку и вниз. Угол внешнего трения для зерна и нержавеющего металла составляет около 8 градусов. На зерно, расположенное над жалюзийным ложем действуют сила тяжести, сила аэродинамического сопротивления потоку воздуха, сила трения о поверхность жалюзийного ложа, усилие от реечного транспортера (не показан). Соответственно для предотвращения неконтролируемого пересыпания зерна вниз по ложу угол наклона ложи должен быть значительно меньше угла внешнего трения с учетом производительности и напора (перепада давления) вентилятора, обеспечивающего поток газов через слой и общей площади жалюзийного ложа, так как взаимодействие с горизонтально направленным потоком газов приводит к дополнительным сдвигающим усилиям на зерно и уменьшает критический угол, при котором происходит самопроизвольное пересыпание зерна вниз вдоль наклонного жалюзийного ложа. На участках между концом одной широкой пластины и плоскости соседней пластины угол больше критического, что приводит к облегчению пересыпания и частичного перемешивания зерна, что, в свою очередь, способствует более равномерной сушке всей массы зерна. Вдоль пластины, угол наклона которой меньше критического, зерно движется равномерно, без перемешивания, что уменьшает травматизм зерна.
При увеличении угла наклона основания ложа более критического 8 градусов при работе сушилки происходит неконтролируемое пересыпание зерна вниз по ложу, что приводит к неравномерности просушки и забиванию нижней части ложа, приводящему к аварийной ситуации.  При уменьшении угла наклона основания ложа менее 4 градусов происходит резкое повышение нагрузки на транспортер и повышение травматизма зерна, обусловленного возрастанием механического усилия транспортера для перемещения зерна или другого осушаемого продукта вдоль жалюзийного ложа. Кроме того, часть зерна, близкая к торцу широкой полки обездвиживается, так как вибрации и давления потока теплоносителя становится недостаточно для самоудаления зерен. Обездвиженные зерна увеличивают аэросопротивление, снижают эффективность установки из-за аэродинамической тени, сами эти зерна пересушиваются и повышают пожароопасность установки.
Технический результат – повышение энергоэффективности достигается снижением мощности транспортера. Технический результат – повышение равномерности сушки сырья достигается оптимальными условиями перемещения зерна с перемежающимся ламинарным и турбулентным режимами перемещения потока зерна по поверхности жалюзийного ложа без применения существенных энергозатрат для обеспечения указанных режимов. Технический результат – снижение травматизма зерна достигается снижением механического усилия транспортера на зерно.
Промышленное применение. Полезная модель может с успехом применяться для производства и эксплуатации устройств для сушки зерна и другого сыпучего сырья.