Способ регулирования фильтрационных характеристик фильтрующих рыбозащитных устройств и рыбозащитное устройство его осуществляющее

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам, устраиваемым в составе водозаборных сооружений, и предназначено для защиты молоди рыб от попадания в водозаборные сооружения. Рыбозащитное устройство включает фильтр, расположенный в водотоке и выполненный в виде решетчатого каркаса, заполненного фильтрующими элементами, имеющими возможность перемещения внутри решетчатого каркаса посредством внешнего привода. Фильтрующие элементы выполнены в виде шариков из упругого материала. Шарики выполнены полыми, а их внешняя оболочка выполнена со сквозными отверстиями, равномерно размещенными по всей площади оболочки. Фильтрующая напорная грань решетчатого каркаса выполнена с возможностью перемещения относительно фильтрующих элементов и соединена с тягами привода. Способ регулирования фильтрационных характеристик фильтрующих рыбозащитных устройств заключается в изменении их гидравлического сопротивления путем изменения положения фильтрующих элементов, при этом дополнительно изменяют скважность фильтра, изменяя толщину фильтрующего слоя. При изменении положения фильтрующих элементов дополнительно изменяют объем фильтрующих элементов посредством равномерного сжатия фильтрующих элементов и добиваются инфильтрации части объема жидкости, находящейся внутри фильтрующих элементов, в виде сосредоточенных гидравлических струй. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции рыбозащитного устройства и повышение эффективности управления характеристиками фильтра. 2 н. и 3 з. п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам и сооружениям, устраиваемым в составе водозаборных сооружений, и предназначено для защиты молоди рыб от попадания в водозаборные сооружения.

Известен способ регулирования характеристик фильтра [1], состоящий в изменении его гидравлического сопротивления путем введения внутрь фильтрующих элементов дополнительных элементов и последующей подаче промывного расхода, при этом дополнительно изменяют скважность фильтра.

Недостатком данного способа является низкая эффективность и сложность технологии.

Известен способ регулирования характеристик фильтра [2], состоящий в изменении его гидравлического сопротивления путем изменения положения фильтрующих элементов посредством сжатия части фильтрующих элементов.

Недостатком данного способа является низкая эффективность и сложность технологии.

Известен способ регулирования характеристик фильтра [3], состоящий в изменении его гидравлического сопротивления путем изменения положения фильтрующих элементов, при этом дополнительно изменяют скважность и сквозность фильтра.

Недостатком данного способа является низкая эффективность и сложность технологии.

Известен способ регулирования характеристик фильтра [4], состоящий в изменении его гидравлического сопротивления путем изменения локального сжатия фильтрующих элементов, при этом дополнительно изменяют скважность и сквозность фильтра.

Недостатком данного способа является низкая эффективность и сложность технологии.

Известен способ регулирования характеристик фильтра [5], состоящий в изменении его гидравлического сопротивления путем изменения положения фильтрующих элементов посредством сжатия части фильтрующих элементов, при этом дополнительно изменяют скважность фильтра.

Недостатком данного способа является низкая эффективность и сложность технологии.

Известен способ регулирования характеристик фильтра [6], состоящий в изменении его гидравлического сопротивления путем изменения положения фильтрующих элементов посредством сжатия части фильтрующих элементов, при этом дополнительно изменяют скважность и сквозность фильтра.

Недостатком данного способа является низкая эффективность и сложность технологии.

Наиболее близким по технологии и достигаемому результату является способ регулирования характеристик фильтра [7], состоящий в изменении его гидравлического сопротивления путем изменения положения фильтрующих элементов, при этом дополнительно изменяют скважность фильтра, изменяя толщину фильтрующего слоя.

Недостатком данного способа является низкая эффективность и сложность технологии.

Известно рыбозащитное устройство [2], включающее фильтр, расположенный в водотоке и выполненный в виде решетчатого каркаса, заполненного фильтрующими элементами, имеющими возможность перемещения внутри решетчатого каркаса посредством привода, при этом фильтрующие элементы выполнены в виде шариков из упругого материала.

Недостатком данного устройства является сложность его конструкции и низкая эффективность управления характеристиками фильтра.

Известно рыбозащитное устройство [8], включающее фильтр, расположенный в водотоке и выполненный в виде решетчатого каркаса, заполненного фильтрующими элементами, имеющими возможность перемещения внутри решетчатого каркаса посредством привода в виде перфорированных трубопроводов и компрессора, при этом фильтрующие элементы выполнены в виде полых шариков.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность промывки фильтра, а также сложность конструкции.

Известно рыбозащитное устройство [3], включающее фильтр, расположенный в водотоке и выполненный в виде решетчатого каркаса, заполненного фильтрующими элементами, имеющими возможность перемещения внутри решетчатого каркаса посредством привода, при этом фильтрующие элементы выполнены в виде шариков.

Недостатком данного устройства является низкая эксплуатационная надежность и сложность его конструкции.

Известно рыбозащитное устройство [5], включающее фильтр, расположенный в водотоке и выполненный в виде решетчатого каркаса, заполненного фильтрующими элементами, имеющими возможность перемещения внутри решетчатого каркаса посредством привода, при этом фильтрующие элементы выполнены в виде шариков из упругого материала.

Недостатком данного устройства является сложность его конструкции и низкая эффективность управления характеристиками фильтра.

Известно рыбозащитное устройство [9], включающее фильтр, расположенный в водотоке и выполненный в виде решетчатого каркаса, заполненного фильтрующими элементами, имеющими возможность перемещения внутри решетчатого каркаса посредством привода, при этом фильтрующие элементы выполнены в виде полых шариков, заполненных воздухом, при этом часть оболочки шариков имеет упругость, отличную от упругости материала всей оболочки.

Недостатком данного устройства является сложность его конструкции и низкая эффективность управления характеристиками фильтра.

Известно рыбозащитное устройство [6], включающее фильтр, расположенный в водотоке и выполненный в виде двух секций решетчатого каркаса, заполненного фильтрующими элементами, имеющими возможность перемещения внутри решетчатого каркаса посредством привода, при этом фильтрующие элементы выполнены из пористого материала.

Недостатком данного устройства является сложность его конструкции и низкая эффективность управления характеристиками фильтра.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбозащитное устройство [10], включающее фильтр, расположенный в водотоке и выполненный в виде решетчатого каркаса, заполненного фильтрующими элементами, имеющими возможность перемещения внутри решетчатого каркаса посредством внешнего привода, при этом фильтрующие элементы выполнены в виде шариков из упругого материала.

Недостатком данного устройства является сложность его конструкции и низкая эффективность управления характеристиками фильтра.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности управления характеристиками фильтра.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По п.1 формулы изобретения. При изменении положения фильтрующих элементов дополнительно изменяют объем фильтрующих элементов посредством равномерного сжатия фильтрующих элементов. При сжатии фильтрующих элементов объем жидкости (или часть его), находящийся внутри полых шариков, поступает в окружающее их пространство в виде сосредоточенных гидравлических струй. Данный процесс повышает эффективность промывки фильтра от влекомых наносов и мусора.

По п.2 формулы изобретения. Выполнение шариков полыми, при этом их внешняя оболочка выполнена со сквозными отверстиями, равномерно размещенными по всей площади оболочки, позволяет при сжатии шариков фильтровать объем жидкости, находящийся внутри полых шариков, который поступает в окружающее их пространство в виде сосредоточенных гидравлических струй и способствует повышению эффективности промывки фильтра от влекомых наносов и мусора.

Выполнение фильтрующей напорной грани решетчатого каркаса с возможностью перемещения относительно фильтрующих элементов и соединение ее с тягами привода позволяет при ее перемещении сжимать шарики, тем самым осуществлять регулирование фильтрационных характеристик фильтра - сквозности и скважности, а также осуществлять самопромывку фильтра.

По п.3 формулы изобретения. Выполнение фильтрующей напорной грани решетчатого каркаса шарнирно соединенной с торцевыми стенками каркаса, которые шарнирно соединены с безнапорной гранью решетчатого каркаса, позволяет деформировать каркас и сжимать (разжимать) полые шарики.

По п.4 формулы изобретения. Вариант, когда фильтрующая напорная грань решетчатого каркаса жестко соединена с тягами привода, расположенными в направляющих, выполненных во внутренних торцевых стенках каркаса, также позволяет деформировать каркас и сжимать (разжимать) полые шарики.

По п.5 формулы изобретения. Вариант, когда фильтрующая напорная грань решетчатого каркаса шарнирно соединена с торцевыми стенками каркаса, выполненными в виде рычажно-шарнирного соединения, также позволяет деформировать каркас и сжимать (разжимать) полые шарики.

Решение поставленной задачи достигается путем реализации нового способа и создания новой конструкции рыбозащитного устройства. Графический материал, иллюстрирующий предлагаемое рыбозащитное устройство, представлен на следующих фигурах:

фиг.1 - рыбозащитное устройство, поперечный разрез;

Фиг.2 - то же, новое положение каркаса;

фиг.3 - фильтрующий элемент, изометрия;

Фиг.4 - то же, сложный разрез;

фиг.5 - рыбозащитное устройство, поперечный разрез, вариант;

Фиг.6 - то же, новое положение каркаса;

фиг.7 - то же, промежуточное положение фильтрующих элементов;

фиг.8 - вариант рыбозащитного устройства, торцевые стенки каркаса выполнены в виде рычажно-шарнирного соединения;

Фиг.9 - то же, новое положение каркаса;

фиг.10 - фильтрующие элементы, изометрия.

Рыбозащитное устройство включает фильтр 1, расположенный в водотоке и выполненный в виде решетчатого каркаса 2, заполненного фильтрующими элементами 3, имеющими возможность перемещения внутри решетчатого каркаса 2 посредством внешнего привода, при этом фильтрующие элементы 3 выполнены в виде шариков из упругого материала.

Шарики выполнены полыми, при этом их внешняя оболочка выполнена со сквозными отверстиями 4, равномерно размещенными по всей площади оболочки, а фильтрующая напорная грань 5 решетчатого каркаса 2 выполнена с возможностью перемещения относительно фильтрующих элементов 3 и соединена с тягами 6 привода.

Кроме того, фильтрующая напорная грань 5 решетчатого каркаса 2 может быть шарнирно соединена с торцевыми стенками 7 каркаса 2, которые шарнирно соединены с безнапорной гранью 8 решетчатого каркаса 2.

Помимо того, фильтрующая напорная грань 5 решетчатого каркаса 2 может быть жестко соединена с тягами 6 привода, расположенными в направляющих 9, выполненных во внутренних торцевых стенках 7 каркаса 2.

Кроме того, фильтрующая напорная грань 5 решетчатого каркаса 2 может быть шарнирно соединена с торцевыми стенками 7 каркаса 2, выполненными в виде рычажно-шарнирного соединения 10.

Способ регулирования фильтрационных характеристик фильтрующих рыбозащитных устройств осуществляется следующим образом.

В случае изменения ихтиологической обстановки в водотоке (уменьшение или увеличение концентрации молоди рыбы), а также в случае необходимости промывки фильтра 1 служба эксплуатации изменяет фильтрационные характеристики рыбозащитного устройства. При изменении положения фильтрующих элементов 3 дополнительно изменяют объем фильтрующих элементов 3 посредством равномерного сжатия фильтрующих элементов 3. При сжатии фильтрующих элементов 3 объем жидкости (или часть его), находящийся внутри полых шариков, поступает через сквозные отверстия 4 (фиг.3 и 4) в окружающее их пространство в виде сосредоточенных гидравлических струй. Данный процесс повышает эффективность промывки фильтра 1 от влекомых наносов и мусора. Кроме того, при сжатии (или восстановлении полного объема шариков) одновременно изменяются фильтрационные характеристики фильтра 1 - сквозность, скважность и величина скорости фильтрации жидкости, проходящей через него.

Рыбозащитное устройство работает следующим образом.

Расход воды, очищенной от влекомого мусора и молоди рыбы, проходя через фильтр 1, поступает к потребителю. В случае изменения ихтиологической обстановки в водотоке (уменьшение или увеличение концентрации молоди рыбы), а также в случае необходимости промывки фильтра 1 служба эксплуатации изменяет фильтрационные характеристики рыбозащитного устройства. Для этого посредством внешнего привода (не показан) изменяют местоположение фильтрующей напорной грани решетчатого каркаса 2, при этом объем фильтрующих элементов 3 подвергается изменению (уменьшается или увеличивается). При сжатии фильтрующих элементов 3 объем жидкости (или часть его), находящийся внутри полых шариков, поступает через сквозные отверстия 4 (фиг.3 и 4) в окружающее их пространство в виде сосредоточенных гидравлических струй. Данный процесс повышает эффективность промывки фильтра 1 от влекомых наносов и мусора. Кроме того, при сжатии (или восстановлении полного объема шариков) одновременно изменяются фильтрационные характеристики фильтра 1 - сквозность, скважность фильтра 1 и величина скорости фильтрации жидкости, проходящей через него.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда фильтрующая напорная грань 5 решетчатого каркаса 2 шарнирно соединена с торцевыми стенками 7 каркаса 2, которые шарнирно соединены с безнапорной гранью 8 решетчатого каркаса 2 (фиг.1 и 2), что позволяет деформировать каркас 2 и сжимать (разжимать) фильтрующие элементы 3 в виде полых шариков.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда фильтрующая напорная грань 5 решетчатого каркаса 2 жестко соединена с тягами 6 привода, расположенными в направляющих 9, выполненных во внутренних торцевых стенках 7 каркаса 2, что также позволяет деформировать каркас 2 и сжимать (разжимать) фильтрующие элементы 3 в виде полых шариков. В этом варианте торцевые стенки 7 каркаса 2 жестко соединены с безнапорной гранью 8 решетчатого каркаса 2 (фиг.5, 6 и 7).

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда фильтрующая напорная грань 5 решетчатого каркаса 2 шарнирно соединена с торцевыми стенками 7 каркаса 2, выполненными в виде рычажно-шарнирного соединения 10 (фиг.8 и 9), что также позволяет деформировать каркас 2 и сжимать (разжимать) фильтрующие элементы 3 в виде полых шариков.

Предлагаемое изобретение имеет простую конструкцию и позволяет управлять пропускной способностью фильтра и его характеристиками. Кроме того, за счет комплексного подхода к проектированию устройства, удалось повысить эффективность рыбозащиты.

Источники информации

1. А.С. СССР №1576644 (SU). Рыбозащитное устройство. МПК Е 02 В 8/08. Авторы: Юдин В.К., Стуране Р.Я. Опубл. 07.07.90. Б.И. №25.

2. Патент РФ №2023794 (RU). Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения. МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Чистяков А.А., Черкасов В.А., Шкура В.Н., Парулава И.И., Цветков О.В. Опубл. 30.11.94.

3. Патент РФ №2023800 (RU). Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения. МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Чистяков А.А., Шкура В.Н., Цветков О.В. Опубл. 30.11.94.

4. Патент РФ №2023801 (RU). Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения. МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Чистяков А.А., Шкура В.Н. Опубл. 30.11.94.

5. Патент РФ №2023802 (RU). Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения. МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Чистяков А.А., Шкура В.Н., Цветков О.В. Опубл. 30.11.94.

6. Патент РФ №2055110 (RU). Рыбозащитное устройство. МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Чистяков А.А., Шкура В.Н. Опубл. 27.02.96.

7. Патент РФ №2023804 (RU). Способ регулирования фильтрационных характеристик фильтрующих рыбозащитных устройств и рыбозащитное устройство. МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Шкура В.Н., Чистяков А.А., Михеев П.А., Корябкин В.Н. Опубл. 30.11.94.

8. Патент РФ №2023799 (RU). Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения. МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Шкура В.Н., Чистяков А.А., Цветков О.В. Опубл. 30.11.94.

9. Патент РФ №2029020 (RU). Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения. МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Михеев П.А., Шкура В.Н. Опубл. 20.02.95.

10. А.С. СССР №1693185 (SU). Рыбозащитное устройство на водозаборе. МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Черкасов В.А., Чистяков А.А., Фоменко В.А., Парулава И.И., Шкура В.Н. Опубл. 23.11.91. Б.И. №43.

1. Способ регулирования фильтрационных характеристик фильтрующих рыбозащитных устройств, заключающийся в изменении их гидравлического сопротивления путем изменения положения фильтрующих элементов, при этом дополнительно изменяют скважность фильтра, изменяя толщину фильтрующего слоя, отличающийся тем, что при изменении положения фильтрующих элементов дополнительно изменяют объем фильтрующих элементов посредством равномерного сжатия фильтрующих элементов, при этом добиваются инфильтрации части объема жидкости, находящейся внутри фильтрующих элементов, в виде сосредоточенных гидравлических струй.

2. Рыбозащитное устройство, включающее фильтр, расположенный в водотоке и выполненный в виде решетчатого каркаса, заполненного фильтрующими элементами, имеющими возможность перемещения внутри решетчатого каркаса посредством внешнего привода, при этом фильтрующие элементы выполнены в виде шариков из упругого материала, отличающееся тем, что шарики выполнены полыми, при этом их внешняя оболочка выполнена со сквозными отверстиями, равномерно размещенными по всей площади оболочки, а фильтрующая напорная грань решетчатого каркаса выполнена с возможностью перемещения относительно фильтрующих элементов и соединена с тягами привода.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что фильтрующая напорная грань решетчатого каркаса шарнирно соединена с торцевыми стенками каркаса, которые шарнирно соединены с безнапорной гранью решетчатого каркаса.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что фильтрующая напорная грань решетчатого каркаса жестко соединена с тягами привода, расположенными в направляющих, выполненных во внутренних торцевых стенках каркаса.

5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что фильтрующая напорная грань решетчатого каркаса шарнирно соединена с торцевыми стенками каркаса, выполненными в виде рычажно-шарнирного соединения.