Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам, предназначенным для защиты молоди рыбы от попадания в водозабор. Рыбозащитное устройство включает оголовок, установленный на всасывающем патрубке насоса параллельно поверхности воды и заглубленный под уровень водотока, фильтрующий экран и промывное приспособление, соединенное с напорной линией насоса посредством напорного трубопровода Концевая часть промывного приспособления расположена внутри оголовка со стороны его основания и соосно его продольной оси. Основание оголовка выполнено обтекаемой формы и обращено выпуклой поверхностью навстречу транзитному потоку водотока. Внешний корпус оголовка выполнен водонепроницаемым. Фильтрующий экран размещен внутри корпуса и имеет форму усеченного конуса, большее основание которого расположено со стороны водозаборной части оголовка, а малое основание обращено к основанию оголовка. Промывное приспособление выполнено в виде насадка. Изобретение обеспечивает повышение эффективности рыбозащиты путем создания гидравлических условий, благоприятных для забора воды и защиты молоди рыбы. 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам и сооружениям, предназначенным для защиты молоди рыбы от попадания в водозабор.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [1], включающее оголовок, установленный на всасывающем патрубке насоса, заглубленный под уровень водотока и установленный параллельно поверхности воды, фильтрующий экран и промывное приспособление, соединенное с напорной линией насоса посредством напорного трубопровода.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [2], включающее установленные на всасывающем патрубке соосно с ним конический фильтрующий элемент с промывной системой, выполненной в виде напорной камеры, сообщенной с внутренней полостью фильтрующего элемента, причем фильтрующий элемент с промывной системой расположены внутри водонепроницаемого корпуса.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [3], включающее всасывающий патрубок с соосно расположенным конусным фильтрующим экраном, большим своим основанием обращенным к водозаборному отверстию, промывное приспособление, при этом конусный фильтрующий экран и промывное приспособление расположены внутри водонепроницаемого корпуса, а промывное приспособление выполнено соосно продольной оси устройства.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является [4], включающее оголовок, установленный на всасывающем патрубке насоса, заглубленный под уровень водотока и установленный параллельно поверхности воды, фильтрующий экран и промывное приспособление, соединенное с напорной линией насоса посредством напорного трубопровода, при этом его концевая часть расположена внутри оголовка, со стороны его основания и соосно его продольной оси, причем основание оголовка выполнено обтекаемой формы и обращено выпуклой поверхностью навстречу транзитному потоку водотока.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Целью изобретения является повышение эффективности рыбозащиты.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По п.1 формулы изобретения. Выполнение внешнего корпуса оголовка водонепроницаемым и размещение внутри него фильтрующего экрана, позволяет создать наиболее благоприятные гидравлические условия для забора воды и защиты молоди рыбы. При этом фильтрующий экран не подвержен динамическим нагрузкам со стороны водного потока и в большей степени фильтрующий экран защищен от плавающего мусора.

Выполнение фильтрующего экрана в форме усеченного конуса, большее основание которого расположено со стороны водозаборной части оголовка, а малое основание усеченного конуса обращено к основанию оголовка, позволяет рационально использовать поверхность экрана, что обеспечивает более равномерные скорости фильтрации через экран.

Выполнение промывного приспособления в виде насадка, расположенного соосно оголовку и фильтрующему экрану, позволяет эффективно использовать промывочный расход воды. Поясним физику процесса промывки фильтрующего экрана. По мере засорения отдельных участков фильтрующего экрана мусором, между ними и осесимметричной струей, формируемой насадком, возникает разрежение, вследствие чего струя изменяет положение своей динамической оси и отклоняется в сторону засоренного участка фильтрующего экрана. Таким образом, происходит автоматическая очистка фильтрующего экрана от мусора и отвод струей молоди рыб за пределы водонепроницаемого корпуса.

По п.2 формулы изобретения. Выполнение насадка с гибким эластичным шлангом позволяет использовать кинетическую энергию струи для изменения местоположения динамической оси струи. Под воздействием рабочего давления воды гибкий эластичный шланг постоянно извивается, что способствует промывке фильтрующего экрана.

По п.3 формулы изобретения. Выполнение насадка, снабженным закручивающим устройством, размещенным внутри него, позволяет более полно использовать кинетическую энергию закрученного потока. Известно, что закрученные струи имеют больший диаметр, но меньшую длину своего распространения. В данной компоновке, больший диаметр закрученной струи в сочетании с конусностью фильтрующего экрана, позволяет эффективно промывать его поверхность от мусора.

По п.4 формулы изобретения. Выполнение закручивающего устройства в виде шнека, является вариантом подобного устройства.

По п.5 формулы изобретения. Выполнение насадка асимметрично относительно продольной оси оголовка и расположенного на втулке, установленной коаксиально концевой части напорного трубопровода, при этом насадок снабжен дополнительным выпускным отверстием, выполненным перпендикулярно оси основного насадка и по касательной относительно малого основания усеченного конуса, позволяет получить крутящийся насадок, который вне зависимости от степени засорения фильтрующего экрана, позволяет осуществлять равномерную его промывку. Насадок вращается вокруг продольной оси оголовка за счет струереактивной тяги, создаваемой потоком, истекающим из дополнительного выпускного отверстия.

По п.6 формулы изобретения. Выполнение промывного приспособления снабженным дополнительным насадком, расположенным симметрично относительно основного насадка, причем оба насадка выполнены на втулке, установленной коаксиально концевой части напорного трубопровода, при этом насадки снабжены дополнительными выпускными отверстиями, выполненными перпендикулярно их осям и по касательной относительно малого основания усеченного конуса, позволяет получить вариант промывного приспособления. Данная компоновка более надежна в работе, поскольку она более сбалансирована и имеет надежный привод в лице двух выпускных отверстий, выполненных перпендикулярно осям насадков и по касательной относительно малого основания усеченного конуса.

По п.7 формулы изобретения. Выполнение малого основания усеченного конуса с ребрами жесткости, обращенных к продольной оси оголовка и размещенных радиально относительно продольной оси оголовка, позволяет усилить трение-сцепление гидравлических струй, истекающих из дополнительных выпускных отверстий.

Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбозащитного устройства водозаборного сооружения. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих фигурах:

фиг.1 - рыбозащитное устройство, продольный разрез;

фиг.2 - вид А на фиг.1;

фиг.3 - поперечное сечение Б-Б на фиг.1;

фиг.4 - рыбозащитное устройство, вариант с крутящимся насадком, выполненным асимметрично относительно его продольной оси;

фиг.5 - конструкция втулки с асимметрично расположенным насадком;

фиг.6 - рыбозащитное устройство, вариант с крутящимися насадками, выполненными симметрично относительно его продольной оси;

фиг.7 - то же, вид со стороны водозаборного отверстия;

фиг.8 - рыбозащитное устройство, вариант с закручивающим приспособлением;

фиг.9 - вариант рыбозащитного устройства, малое основание усеченного конуса выполнено с ребрами жесткости, обращенными к продольной оси оголовка и размещенными радиально относительно оси оголовка, вид со стороны водозаборного отверстия;

фиг.10 - конструктивное исполнение ребер жесткости, изометрия;

фиг.11 - вариант рыбозащитного устройства, насадок выполнен с гибким эластичным шлангом.

Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения включает оголовок 1, установленный на всасывающем патрубке 2 насоса, заглубленный под уровень водотока и установленный параллельно поверхности воды, фильтрующий экран 3 и промывное приспособление 4, соединенное с напорной линией насоса посредством напорного трубопровода 5, при этом его концевая часть 6 расположена внутри оголовка 1, со стороны его основания 7 и соосно его продольной оси, причем основание 7 оголовка 1 выполнено обтекаемой формы и обращено выпуклой поверхностью навстречу транзитному потоку водотока.

Внешний корпус оголовка 1 выполнен водонепроницаемым, а фильтрующий экран 3 размещен внутри корпуса, при этом фильтрующий экран 3 имеет форму усеченного конуса, большее основание которого расположено со стороны водозаборной части 8 оголовка 1, а малое основание усеченного конуса обращено к основанию оголовка 1, причем промывное приспособление 4 выполнено в виде насадка 9.

Кроме того, насадок 9 может быть выполнен с гибким эластичным шлангом 10.

Помимо того, насадок 9 может быть снабжен закручивающим устройством 11, размещенным внутри него.

Кроме того, закручивающее устройство 11 может быть выполнено в виде шнека.

Помимо того, насадок 9 может быть выполнен асимметрично относительно продольной оси оголовка 1 и расположен на втулке 12, установленной коаксиально концевой части 6 напорного трубопровода 5, при этом насадок 9 снабжен дополнительным выпускным отверстием 13, выполненным перпендикулярно оси основного насадка 9 и по касательной относительно малого основания усеченного конуса.

Кроме того, промывное приспособление 4 может быть снабжено дополнительным насадком 14, расположенным симметрично относительно основного насадка 9, причем оба насадка 9 и 14 выполнены на втулке 12, установленной коаксиально концевой части 6 напорного трубопровода 5, при этом насадки 9 и 14 снабжены дополнительными выпускными отверстиями 13, выполненными перпендикулярно их осям и по касательной относительно малого основания усеченного конуса.

Помимо того, малое основание усеченного конуса может быть выполнено с ребрами жесткости 15, обращенными к продольной оси оголовка 1 и размещенными радиально относительно оси оголовка 1.

Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения работает следующим образом.

В режиме забора воды на нужды потребителей расход воды в оголовок 1 поступает через водозаборную часть 8 и далее, фильтруясь через фильтрующий экран 3, во всасывающий патрубок 2 насоса (фиг.1). Промывка фильтрующего экрана 3 осуществляется подачей под напором промывного расхода, который поступает по напорному трубопроводу 5, при этом насадок 9 формирует осесимметричную гидравлическую струю, которая омывает поверхность экрана 3 и отводит молодь рыб за пределы влияния всасывающего факела. По мере засорения отдельных участков фильтрующего экрана 3 мусором между ними и осесимметричной струей, формируемой насадком 9, возникает разрежение, вследствие чего струя изменяет положение своей динамической оси и отклоняется в сторону засоренного участка фильтрующего экрана 3. Таким образом, происходит автоматическая очистка фильтрующего экрана 3 от мусора и отвод струей молоди рыб за пределы водонепроницаемого корпуса оголовка 1.

Возможен вариант выполнения насадка 9 с гибким эластичным шлангом 10, что позволяет использовать кинетическую энергию струи для изменения местоположения динамической оси струи. Под воздействием рабочего давления воды гибкий эластичный шланг 10 постоянно извивается, что способствует промывке фильтрующего экрана 3 (фиг.11).

Возможен вариант выполнения насадка 9, снабженным закручивающим устройством 11, размещенным внутри него, что позволяет более полно использовать кинетическую энергию формируемого закрученного потока. Известно, что закрученные струи имеют больший диаметр, но меньшую длину своего распространения. В данной компоновке больший диаметр закрученной струи в сочетании с конусностью фильтрующего экрана 3 позволяет эффективно промывать его поверхность от мусора (фиг.8).

Возможен вариант выполнения насадка 9 асимметрично относительно продольной оси оголовка 1 и расположенного на втулке 12, установленной коаксиально концевой части 6 напорного трубопровода 5, при этом насадок 9 снабжен дополнительным выпускным отверстием 13, выполненным перпендикулярно оси основного насадка 9 и по касательной относительно малого основания усеченного конуса 3 (фиг.4 и 5). Данная компоновка позволяет получить крутящийся насадок 9, который вне зависимости от степени засорения фильтрующего экрана 3, позволяет осуществлять равномерную его промывку. Насадок 9 вращается вокруг продольной оси оголовка 1 за счет струереактивной тяги, создаваемой потоком, истекающим из дополнительного выпускного отверстия 13.

Возможен вариант выполнения промывного приспособления снабженным дополнительным насадком 14, расположенным симметрично относительно основного насадка 9, причем оба насадка 9 и 14 выполнены на втулке 12, установленной коаксиально концевой части 6 напорного трубопровода 5, при этом насадки 9 и 14 снабжены дополнительными выпускными отверстиями 13, выполненными перпендикулярно их осям и по касательной относительно малого основания усеченного конуса 3 (фиг.6 и 7). Данная компоновка более надежна в работе, поскольку она более сбалансирована и имеет надежный привод в виде двух выпускных отверстий 13, выполненных перпендикулярно осям насадков 9 и 14 и по касательной относительно малого основания усеченного конуса.

Возможен вариант выполнения малого основания усеченного конуса с ребрами жесткости 15, обращенными к продольной оси оголовка 1 и размещенных радиально относительно продольной оси оголовка 1 (фиг.9 и 10), позволяет усилить трение-сцепление гидравлических струй, истекающих из дополнительных выпускных отверстий 13.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1357493, "Рыбозащитное устройство водозабора", МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04, Авторы: Якимов Е.П., Крючков B.C. (СССР). Опубл. БИ №45, 1987.

2. Авторское свидетельство СССР №1372001, "Водозаборное устройство", МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04, Авторы: Куралесин А.В., Тройнин В.Е, Уметский В.И. и Павлов Ю.А. (СССР). Опубл. БИ №5, 1988.

3. Авторское свидетельство СССР №1562399, "Рыбозащитное устройство", МПК Е 02 В 8/08, Автор: Иванов А.В. (СССР). Опубл. БИ №17, 1990.

4. Малеванчик Б.С., Никоноров И.В. Рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. рис.74, стр.189.

1. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, включающее оголовок, установленный на всасывающем патрубке насоса, заглубленный под уровень водотока и установленный параллельно поверхности воды, фильтрующий экран и промывное приспособление, соединенное с напорной линией насоса посредством напорного трубопровода, при этом концевая часть промывного приспособления расположена внутри оголовка со стороны его основания и соосно его продольной оси, причем основание оголовка выполнено обтекаемой формы и обращено выпуклой поверхностью навстречу транзитному потоку водотока, отличающееся тем, что внешний корпус оголовка выполнен водонепроницаемым, а фильтрующий экран размещен внутри корпуса, при этом фильтрующий экран имеет форму усеченного конуса, большее основание которого расположено со стороны водозаборной части оголовка, а малое основание усеченного конуса обращено к основанию оголовка, причем промывное приспособление выполнено в виде насадка.

2. Рыбозащитное устройство по п. 1, отличающееся тем, что насадок выполнен с гибким эластичным шлангом.

3. Рыбозащитное устройство по п. 1, отличающееся тем, что насадок снабжен закручивающим устройством, размещенным внутри него.

4. Рыбозащитное устройство по п. 3, отличающееся тем, что закручивающее устройство выполнено в виде шнека.

5. Рыбозащитное устройство по п. 1, отличающееся тем, что насадок выполнен асимметрично относительно продольной оси оголовка и расположен на втулке, установленной коаксиально концевой части напорного трубопровода, при этом насадок снабжен дополнительным выпускным отверстием, выполненным перпендикулярно оси насадка и по касательной относительно малого основания усеченного конуса.

6. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения по п. 1, отличающееся тем, что промывное приспособление снабжено дополнительным насадком, расположенным симметрично относительно основного насадка, причем оба насадка выполнены на втулке, установленной коаксиально концевой части напорного трубопровода, при этом насадки снабжены дополнительными выпускными отверстиями, выполненными перпендикулярно их осям и по касательной относительно малого основания усеченного конуса.

7. Рыбозащитное устройство по п. 5 или 6, отличающееся тем, что малое основание усеченного конуса выполнено с ребрами жесткости, обращенными к продольной оси оголовка и размещенными радиально относительно оси оголовка.