Рыбозащитное устройство

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам, устраиваемым в составе водозаборных сооружений, и предназначено для зашиты молоди рыб от попадания в водозаборные сооружения. Рыбозащитное устройство включает вертикально расположенный в водотоке всасывающий патрубок с отверстием, обращенным к поверхности воды, сетное полотно, выполненное в виде усеченного конуса, установленное внутри всасывающего патрубка соосно ему, радиальные элементы, жестко соединенные с большим основанием усеченного конуса и с приводом перемещения конуса в вертикальной плоскости, и амортизаторы в виде пружин, размещенные по периметру большего основания конуса, на которых установлено большее основание усеченного конуса, которое расположено в плоскости отверстия всасывающего патрубка, а меньшее основание конуса соединено с патрубком, установленным коаксиально внутри входного оголовка мусорорыбоотвода, выполненного соосно всасывающему патрубку. Привод перемещения усеченного конуса в вертикальной плоскости выполнен в виде шара, соединенного тягой с центром радиальных элементов и размещенного перед входным отверстием патрубка малого основания конуса. Изобретение создает эффективные условия для очистки сетного полотна и отвода молоди рыбы благодаря обеспечению постоянного возвратно-поступательного движения сетного полотна в вертикальной плоскости при помощи шара, на который воздействует поток воды, поступающий в мусорорыбоотвод и заставляющий шар изменять свое вертикальное местоположение. 12 з.п. ф-лы, 11 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.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [1], включающее всасывающий патрубок, сетное полотно, выполненное в виде усеченного конуса, установленное внутри всасывающего патрубка соосно ему, при этом большее основание конуса расположено в плоскости всасывающего отверстия, а меньшее основание конуса соединено с патрубком мусорорыбоотвода, выполненного соосно всасывающему патрубку.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность очистки сетного полотна, отвода молоди рыб и сложность его конструкции.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [2], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке с всасывающим отверстием, сетное полотно, выполненное в виде усеченного конуса, установленное внутри всасывающего патрубка соосно ему, при этом большее основание конуса расположено в плоскости всасывающего отверстия, а меньшее основание конуса соединено с патрубком, установленным коаксиально внутри входного оголовка мусорорыбоотвода, выполненного соосно всасывающему патрубку, привод перемещения конуса и амортизаторы в виде пружин, размещенные по периметру большего основания конуса, на которых установлено большее основание усеченного конуса.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность очистки сетного полотна, отвода молоди рыб, а также сложность его конструкции.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [3], включающее всасывающий оголовок, вертикально установленный в волотоке, причем его торцевая открытая часть обращена к поверхности водотока и соосно расположена в цилиндрическом стакане, ориентированном дном к поверхности водотока, а открытой частью - к дну водотока с образованием кольцевого всасывающего отверстия между внешней поверхностью всасывающего оголовка и боковой стенкой стакана, при этом он снабжен вертикальной осью, верхней и нижней крышками, стабилизаторами вертикального положения, гибкими связями и вибратором, причем вертикальная ось соосно закреплена в начальной части всасывающего оголовка, стакан установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно вертикальной оси, а в центральной части дна стакана выполнено отверстие, закрытое с двух сторон верхней и нижней крышками, внутри которых установлены стабилизаторы вертикального положения, при этом нижняя крышка посредством гибких связей соединена с вибратором, выполненным в виде шара, имеющего центральное осевое отверстие для его перемещения относительно вертикальной оси.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность отвода молоди рыб.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [4], включающее всасывающий патрубок с всасывающим отверстием, сетное полотно, выполненное в виде усеченного конуса, установленное внутри всасывающего патрубка соосно ему, при этом большее основание конуса расположено в плоскости всасывающего отверстия, а меньшее основание конуса соединено с патрубком входного оголовка мусорорыбоотвода, выполненного соосно всасывающему патрубку, и привод перемещения конуса.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность очистки сетного полотна, отвода молоди рыб, а также сложность его конструкции.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [5], включающее всасывающий патрубок, вертикально расположенный в водотоке, с всасывающим отверстием, обращенным к поверхности воды, сетное полотно, выполненное в виде сетного барабана, устройство для промывки сетного полотна в виде полого конуса, обращенного вершиной к всасывающему отверстию, установленное внутри сетного барабана, соосно ему.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность очистки сетного полотна, отвода молоди рыб, а также сложность его конструкции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбозащитное устройство [6], включающее всасывающий патрубок, вертикально расположенный в водотоке, с всасывающим отверстием, обращенным к поверхности воды, сетное полотно, выполненное в виде усеченного конуса, установленное внутри всасывающего патрубка соосно ему, при этом большее основание конуса расположено в плоскости всасывающего отверстия, а меньшее основание конуса соединено с патрубком, установленным коаксиально внутри входного оголовка мусорорыбоотвода, выполненного соосно всасывающему патрубку, радиальные элементы, жестко соединенные с большим основанием конуса и с приводом перемещения конуса в вертикальной плоскости, и амортизаторы в виде пружин, размещенные по периметру большего основания конуса, на которых установлено большее основание усеченного конуса.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность очистки сетного полотна, а также сложность его конструкции.

Целью изобретения является создание эффективных условий для очистки сетного полотна и отвода молоди рыбы.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По п.1 формулы изобретения. Выполнение привода перемещения усеченного конуса в виде шара, соединенного тягой с центром радиальных элементов, при этом шар размещен перед входным отверстием патрубка малого основания усеченного конуса, позволяет обеспечить постоянное возвратно-поступательное движение сетного полотна в вертикальной плоскости. Расход воды, поступающий в мусорорыбоотвод, воздействует на шар и заставляет его изменять свое вертикальное местоположение. При этом за счет соединения шара с тягой усеченный конус также приводится в возвратно-поступательное движение, чему во многой степени способствуют амортизаторы в виде пружин, размещенные по периметру большего основания конуса, на которых установлено большее основание усеченного конуса. За счет вертикального перемещения сетного полотна мусор не прилипает к ячейкам сетного полотна, а постепенно, поэтапно и поступательно сносится в направлении мусорорыбоотвода. Поведение молоди рыбы, попавшей в зону влияния сетного полотна, характеризуется активной реакцией ухода от поверхности сетного полотна, а за счет наличия вектора скорости в сторону мусорорыбоотвода молодь рыбы имеет возможность покинуть опасную зону водозабора и выйти обратно в водоем. Постоянная вибрация сетного полотна обеспечивается работой потока, который за шаром формирует зону с пониженным давлением и водоворотную область с неустойчивыми параметрами. За счет постоянного срыва режима образования зоны с пониженным давлением шар изменяет свое вертикальное местоположение и т.д., этот процесс происходит циклично с определенным временным интервалом.

По пп.2 и 3 формулы изобретения. В зависимости от компоновки устройства, тяга привода может быть выполнена жесткой - в виде штанги, или гибкой - в виде троса. Оба варианта обеспечивают нормальную работу устройства.

По п.4 формулы изобретения. Вариант, когда сетное полотно усеченного конуса выполнено из латунной проволоки, обеспечивает более долговечную работу сетного полотна, при этом оно не ржавеет.

По п.5 формулы изобретения. Вариант, когда сетное полотно усеченного конуса выполнено из полимерного материала, позволяет значительно облегчить конструкцию усеченного конуса. Кроме того, этот материал в наименьшей степени подвергается агрессивному воздействию внешней среды и в меньшей степени травмирует молодь рыбы при ее контакте с поверхностью сетного полотна.

По пп.6, 7 и 8 формулы изобретения. Выполнение ячеи сетного полотна возможно в форме обычного ромбического расположения (фиг.5) или квадратной в форме зеркального расположения (фиг.6) или шестигранной в форме сотового расположения (фиг.7), являются вариантами формирования внешней поверхности сетного полотна.

По п.9 формулы изобретения. Выполнение ячеи сетного полотна в форме правильного шестиугольника является частным случаем конструктивного исполнения поверхности сетного полотна (фиг.7).

По п.10 формулы изобретения. Выполнение сетного полотна с разносторонней ячеей (фиг.8-11), является частными случаями конструктивного исполнения поверхности сетного полотна.

По п.11 формулы изобретения. Выполнение ячеи сетного полотна в форме неправильного шестиугольника, причем его большие стороны расположены горизонтально, является частным случаем конструктивного исполнения поверхности сетного полотна (фиг.10).

По п.12 формулы изобретения. Выполнение ячеи сетного полотна в форме неправильного шестиугольника, причем его большие стороны расположены вертикально, также является частным случаем конструктивного исполнения поверхности сетного полотна (фиг.9).

По п.13 формулы изобретения. Выполнение сетного полотна из волокнистого фильтрующего материала, например фильтропласта, является частным случаем конструктивного исполнения поверхности сетного полотна.

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

фиг.1 - рыбозащитное устройство, изометрия;

фиг.2 - то же, продольный разрез;

фиг.3 - структура течений, формируемых при обтекании шара;

фиг.4 - рыбозащитное устройство, план;

фиг.5 - вариант сетного полотна, обычное ромбическое размещение ячеек;

фиг.6 - вариант сетного полотна, зеркальное размещение ячеек квадратной формы;

фиг.7 - вариант сетного полотна, сотовое размещение ячеек, выполненных в форме правильного шестиугольника;

фиг.8 - вариант сетного полотна, сотовое размещение ячеек, выполненных в форме неправильного шестиугольника, вытянутого по вертикали;

фиг.9 - вариант сетного полотна, сотовое размещение ячеек, выполненных в форме неправильного шестиугольника, причем его большие стороны расположены вертикально;

фиг.10 - вариант сетного полотна, сотовое размещение ячеек, выполненных в форме неправильного шестиугольника, причем его большие стороны расположены горизонтально;

Фиг.11 - вариант сетного полотна, сотовое размещение ячеек, выполненных в форме неправильного шестиугольника, вытянутого по горизонтали.

Рыбозащитное устройство включает всасывающий патрубок 1, вертикально расположенный в водотоке, с всасывающим отверстием 2, обращенным к поверхности воды, сетное полотно 3, выполненное в виде усеченного конуса, установленное внутри всасывающего патрубка 1 соосно ему, при этом большее основание конуса расположено в плоскости всасывающего отверстия 2, а меньшее основание конуса соединено с патрубком 4, установленным коаксиально внутри входного оголовка мусорорыбоотвода 5, выполненного соосно всасывающему патрубку 1, радиальные элементы 6, жестко соединенные с большим основание конуса и с приводом перемещения конуса в вертикальной плоскости, и амортизаторы в виде пружин 7, размещенные по периметру большего основания конуса, на которых установлено большее основание усеченного конуса.

Привод перемещения конуса в вертикальной плоскости выполнен в виде шара 8, соединенного тягой 9 с центром радиальных элементов 6, при этом шар 8 размещен перед входным отверстием патрубка 4 малого основания усеченного конуса.

Кроме того, тяга 9 привода может быть выполнена жесткой.

Помимо того, тяга 9 привода может быть выполнена гибкой.

Кроме того, сетное полотно 3 усеченного конуса может быть выполнено из латунной проволоки.

Помимо того, сетное полотно 3 усеченного конуса может быть выполнено из полимерного материала.

Кроме того, ячея 10 сетного полотна 3 может быть выполнена в форме обычного ромбического расположения.

Помимо того, ячея 10 сетного полотна 3 может быть выполнена квадратной в форме зеркального расположения.

Кроме того, ячея 10 сетного полотна 3 может быть выполнена шестигранной в форме сотового расположения.

Помимо того, ячея 10 сетного полотна 3 может быть выполнена в форме правильного шестиугольника.

Кроме того, ячея 10 может формировать сетное полотно 3 с разносторонней ячеей.

Помимо того, ячея 10 сетного полотна 3 может быть выполнена в форме неправильного шестиугольника, причем его большие стороны расположены горизонтально.

Кроме того, ячея 10 сетного полотна 3 может быть выполнена в форме неправильного шестиугольника, причем его большие стороны расположены вертикально.

Помимо того, сетное полотно 3 может быть выполнено из волокнистого фильтрующего материала, например фильтропласта.

Большее основание усеченного конуса установлено в направляющих 11.

Рыбозащитное устройство работает следующим образом.

При заборе воды всасывающий патрубок 1 находится в толще потока, расход воды поступает во всасывающее отверстие 2 и далее, проходя через сетное полотно 3, поступает к потребителю. Одновременно устройство обеспечивает заданный уровень рыбозащиты благодаря наличию рыбоотводящего потока в направлении мусорорыбоотвода 5, создаваемого при постоянном возвратно-поступательном движении сетного полотна 3 в вертикальной плоскости.

Выполнение привода перемещения усеченного конуса в виде шара 8, соединенного тягой 9 с центром радиальных элементов 6, при этом шар 8 размещен перед входным отверстием патрубка 4 малого основания усеченного конуса, позволяет обеспечить постоянное возвратно-поступательное движение сетного полотна 3 в вертикальной плоскости. Расход воды, поступающий в мусорорыбоотвод 5, воздействует на шар 8 и заставляет его изменять свое вертикальное местоположение. При этом за счет соединения шара 8 с тягой 9 усеченный конус с сетным полотном 3 также приводится в возвратно-поступательное движение, чему во многой степени способствуют амортизаторы в виде пружин 7, размещенные по периметру большего основания конуса, на которых установлено большее основание усеченного конуса в направляющих 11. Патрубок 4 свободно перемещается внутри входного оголовка мусорорыбоотвода 5, что позволяет непрерывно отводить мусор и молодь рыбы при возвратно-поступательном движении усеченного конуса с сетным полотном 3. За счет вертикального перемещения сетного полотна 3 мусор не прилипает к ячейкам 10 сетного полотна 3, а постепенно, поэтапно и поступательно сносится в направлении мусорорыбоотвода 5. Поведение молоди рыбы, попавшей в зону влияния сетного полотна 3, характеризуется активной реакцией ухода от поверхности сетного полотна 3, а за счет наличия вектора скорости в сторону мусорорыбоотвода 5 молодь рыбы имеет возможность покинуть опасную зону водозабора и выйти обратно в водоем. Постоянная вибрация сетного полотна 3 обеспечивается работой потока, который за шаром 8 формирует зону с пониженным давлением и водоворотную область с неустойчивыми параметрами (фиг.3). За счет постоянного срыва режима образования зоны с пониженным давлением шар 8 изменяет свое вертикальное местоположение и т.д., этот процесс происходит циклично с определенным временным интервалом.

В зависимости от компоновки устройства тяга 9 привода может быть выполнена жесткой - в виде штанги, или гибкой - в виде троса. Оба варианта обеспечивают нормальную работу устройства.

Возможен вариант, когда сетное полотно 3 усеченного конуса выполнено из латунной проволоки, что обеспечивает более долговечную работу сетного полотна 3, при этом оно не поддается коррозии.

Возможен вариант, когда сетное полотно 3 усеченного конуса выполнено из полимерного материала, что позволяет значительно облегчить конструкцию усеченного конуса. Кроме того, этот материал в наименьшей степени подвергается агрессивному воздействию внешней среды и в меньшей степени травмирует молодь рыбы, при ее контакте с поверхностью сетного полотна 3.

Выполнение ячеи 10 сетного полотна 3 возможно в форме обычного ромбического расположения (фиг.5) или квадратной в форме зеркального расположения (фиг.6) или шестигранной в форме сотового расположения (фиг.7), что является вариантами формирования внешней поверхности сетного полотна 3.

Выполнение ячеи 10 сетного полотна 3 в форме правильного шестиугольника является частным случаем конструктивного исполнения поверхности сетного полотна 3 (фиг.7).

Выполнение сетного полотна 3 с разносторонней ячеей 10 (фиг.8-11) является частными случаями конструктивного исполнения поверхности сетного полотна 3.

Выполнение ячеи 10 сетного полотна 3 в форме неправильного шестиугольника, причем его большие стороны расположены горизонтально, является частным случаем конструктивного исполнения поверхности сетного полотна 3 (фиг.10).

Выполнение ячеи 10 сетного полотна 3 в форме неправильного шестиугольника, причем его большие стороны расположены вертикально, также является частным случаем конструктивного исполнения поверхности сетного полотна 3 (фиг.9).

Выполнение сетного полотна 3 из волокнистого фильтрующего материала, например фильтропласта, является частным случаем конструктивного исполнения поверхности сетного полотна 3.

Предлагаемое изобретение имеет простую конструкцию, что позволяет существенно упростить компоновку водозаборного устройства, повысить степень самоочистки сетного полотна и, соответственно, надежность его работы и, в целом, эффективность защиты молоди рыб от попадания в водозабор.

Источники информации

1. А.С. СССР №1188235 (SU) "Устройство для забора и транспортирования рыбы". МПК Е 02 В /08. Левшин Н.П., Ефремов В.Г., Левшин А.Н., Герасименко П.Я, Кучерявенко А.М. Опубл. 30.10.85., Б.И. №40.

2. А.С. СССР №1416601 (SU) "Рыбозащитное устройство водозабора". МПК Е 02 В/08, Е 02 В 9/04. Ишутинов Е.М., Шаталов И.М., Сидоров А.Н., Козлов Д.А., Верховцов В.И., Веременюк В.В. Опубл. 15.08.88., Б.И. №30.

3. Патент РФ №2023798 (RU) "Рыбозащитный оголовок зонтичного типа". МПК Е 02 В/08, Е 02 В 9/04. Чистяков А.А. и Шкура В.Н. Опубл. 30.11.94.

4. А.С. СССР №264231 (SU) "Водозабор". МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Химицкий К.Ф., Химицкий Ю.К., Опубл. 10.11.70. Б.И. №8.

5. А.С. СССР №684089 (SU) "Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения". МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авдонькин А.Ф., Козлов Д.А., Березовик В.А., Опубл. 05.09.79. Б.И. №33.

6. Заявка на изобретение №92007734 (RU) "Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения". МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Чистяков А.А., Боровской В.П., Шкура В.Н., Анохин А.М., Опубл. 19.06.09.95. Сайт ФИПС.

1. Рыбозащитное устройство, включающее всасывающий патрубок, вертикально расположенный в водотоке с всасывающим отверстием, обращенным к поверхности воды, сетное полотно, выполненное в виде усеченного конуса, установленное внутри всасывающего патрубка соосно с ним, при этом большее основание конуса расположено в плоскости всасывающего отверстия, а меньшее основание конуса соединено с патрубком, установленным коаксиально внутри входного оголовка мусорорыбоотвода, выполненного соосно с всасывающим патрубком, радиальные элементы, жестко соединенные с большим основанием конуса и с приводом перемещения конуса в вертикальной плоскости, и амортизаторы в виде пружин, размещенные по периметру большего основания конуса, на которых установлено большее основание усеченного конуса, отличающееся тем, что привод перемещения конуса в вертикальной плоскости выполнен в виде шара, соединенного тягой с центром радиальных элементов, при этом шар размещен перед входным отверстием патрубка малого основания усеченного конуса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тяга привода выполнена жесткой.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тяга привода выполнена гибкой.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сетное полотно усеченного конуса выполнено из латунной проволоки.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сетное полотно усеченного конуса выполнено из полимерного материала.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что ячея сетного полотна выполнена в форме обычного ромбического расположения.

7. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что ячея сетного полотна выполнена квадратной в форме зеркального расположения.

8. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что ячея сетного полотна выполнена шестигранной в форме сотового расположения.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что ячея сетного полотна выполнена в форме правильного шестиугольника.

10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что сетное полотно выполнено с разносторонней ячеей.

11. Устройство по п.8, отличающееся тем, что ячея сетного полотна выполнена в форме неправильного шестиугольника, причем его большие стороны расположены горизонтально.

12. Устройство по п.8, отличающееся тем, что ячея сетного полотна выполнена в форме неправильного шестиугольника, причем его большие стороны расположены вертикально.

13. Устройство по п.5, отличающееся тем, что сетное полотно выполнено из волокнистого фильтрующего материала, например фильтропласта.