Рыбозащитное устройство

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 водоприемный оголовок в виде барабана, верхнее и нижнее основания которого выполнены водонепроницаемыми, установленного на всасывающем патрубке насоса, водозаборное окно, выполненное в барабане с высотой, равной расстоянию между верхним и нижним его основаниями, подводящий трубопровод, соединенный с напорной линией насоса и с раздающим коллектором, размещенным на продольной оси всасывающего патрубка посередине между верхним и нижним основаниями барабана, водоструйные насадки, одним концом соединенные с раздающим коллектором, а другим ориентированные в сторону водоема. Водоструйные насадки расположены в горизонтальной плоскости, установлены с возможностью вращения относительно оси всасывающего патрубка и выполнены в виде сегнерова колеса. Водозаборное окно выполнено по всему периметру барабана. Раздающий коллектор установлен на подшипнике, выполненном на концевом участке подводящего трубопровода, а выпускные отверстия водоструйных насадков размещены внутри барабана. Изобретение создает в зоне влияния водозаборного оголовка гидравлические условия, необходимые и достаточные для эффективной защиты молоди рыб от попадания в водозаборные сооружения. 7 з.п. ф-лы, 13 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 [1], включающее водоприемный оголовок в виде барабана, нижнее основание которого выполнено водонепроницаемым, установленный на всасывающем патрубке насоса, водозаборное окно, выполненное в торцевой части барабана, с высотой, равной расстоянию между верхним и нижним его основаниями, подводящий трубопровод, соединенный с напорной линией насоса и с раздающим коллектором, размещенным посередине между верхним и нижним основаниями барабана, и водоструйные насадки, соединенные с раздающим коллектором, при этом водоструйные насадки установлены с возможностью вращения относительно оси всасывающего патрубка.

Недостатками данного оголовка являются низкая эффективность отвода молоди рыб и сложность его конструкции.

Известно рыбозащитное устройство [2], включающее водоприемный оголовок в виде барабана, верхнее и нижнее основания которого выполнены водонепроницаемыми, установленный на всасывающем патрубке насоса, водозаборное окно, выполненное по периметру торцевой части барабана, с высотой, равной расстоянию между верхним и нижним его основаниями, подводящий трубопровод, соединенный с напорной линией насоса и с раздающим коллектором, размещенным внутри барабана, при этом начальный участок всасывающего патрубка выполнен конфузорной формы, расширяющимся в сторону верхнего основания барабана.

Недостатками данного оголовка являются низкая эффективность отвода молоди рыб, а также сложность конструкции оголовка.

Известно рыбозащитное устройство [3], включающее водоприемный оголовок в виде конусного барабана, нижнее основание которого выполнено водонепроницаемым, установленный на всасывающем патрубке насоса, водозаборное окно, выполненное в барабане, с высотой, равной расстоянию между верхним и нижним его основаниями, подводящий трубопровод, соединенный с напорной линией насоса и с раздающим коллектором, размещенным на продольной оси всасывающего патрубка, и водоструйные насадки, выполненные в виде сегнерова колеса, одним концом соединенные с раздающим коллектором, а другим ориентированные в сторону водоема, при этом водоструйные насадки расположены в вертикальной плоскости и установлены с возможностью вращения относительно оси всасывающего патрубка.

Недостатком данного оголовка является низкая эффективность отвода молоди рыб.

Известно рыбозащитное устройство [4], включающее водоприемный оголовок в виде барабана, нижнее основание которого выполнено водонепроницаемым, установленный на всасывающем патрубке насоса с возможностью вращения, водозаборное окно, образованное торцевой частью всасывающего патрубка и нижним основанием барабана, привод для вращения барабана.

Недостатком данного оголовка является низкая эффективность отвода молоди рыб, а также сложность конструкции оголовка.

Известно рыбозащитное устройство [5], включающее цилиндрический барабан, установленный на водоприемном оголовке с возможностью вращения, и коллектор с водоструйными насадками.

Недостатком данного оголовка является низкая эффективность отвода молоди рыб.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбозащитное устройство [6], включающее водоприемный оголовок в виде барабана, верхнее и нижнее основания которого выполнены водонепроницаемыми, установленного на всасывающем патрубке насоса, водозаборное окно, выполненное в барабане с высотой, равной расстоянию между верхним и нижним его основаниями, подводящий трубопровод, соединенный с напорной линией насоса и с раздающим коллектором, размещенным на продольной оси всасывающего патрубка посередине между верхним и нижним основаниями барабана, водоструйные насадки, одним концом соединенные с раздающим коллектором, а другим ориентированные в сторону водоема, при этом водоструйные насадки расположены в горизонтальной плоскости и установлены с возможностью вращения относительно оси всасывающего патрубка.

Недостатками данного устройства являются низкая эффективность рыбозащиты, а также сложность его конструкции.

Целью изобретения является создание эффективных гидравлических условий в зоне влияния водозаборного оголовка, необходимых и достаточных для эффективной защиты молоди рыб от попадания в водозабор.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По п.1 формулы изобретения. Выполнение водозаборного окна по всему периметру барабана позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление всасываемому потоку и обеспечивает создание равномерного всасывающего факела с минимальными всасывающими скоростями потока.

Выполнение водоструйных насадков в виде сегнерова колеса, при этом раздающий коллектор установлен на подшипнике, выполненном на концевом участке подводящего трубопровода, позволяет создать эффективный и надежный привод вращения водоструйных насадков, а также обеспечить формирование мусорорыбоотводящего течения по всему периметру барабана и водозаборного окна. Размещение выпускных отверстий водоструйных насадков внутри барабана позволяет формировать начальный участок гидравлических струй перед водозаборным окном, что дает возможность эффективно отводить молодь рыбы и мусор.

По п.2 формулы изобретения. В зависимости от компоновки устройства возможен вариант, когда концевой участок подводящего трубопровода подведен со стороны верхнего основания барабана.

По п.3 формулы изобретения. Выполнение концевого участка подводящего трубопровода, подведенного со стороны нижнего основания барабана, значительно уменьшает гидравлическое сопротивление всасываемому потоку, поскольку внутренняя часть начального участка всасывающего патрубка освобождена от лишней арматуры.

По п.4 формулы изобретения. Вариант, когда водоструйные насадки выполнены в виде трубопровода с круглым поперечным сечением, является частным случаем их конструктивного исполнения.

По п.5 формулы изобретения. Вариант, когда водоструйные насадки выполнены в виде трубопровода с прямоугольным поперечным сечением, при этом больший размер трубопровода расположен в горизонтальной плоскости, позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление при вращении сегнерова колеса, а также уменьшить коэффициент трения-сцепления подшипника, на котором установлен раздающий коллектор.

По п.6 формулы изобретения. Вариант, когда водоструйные насадки выполнены в виде трубопровода с обтекаемым поперечным сечением, при этом больший размер трубопровода расположен в горизонтальной плоскости, также позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление при вращении сегнерова колеса и коэффициент трения-сцепления подшипника, на котором установлен раздающий коллектор, и является оптимальной схемой компоновки сегнерова колеса.

По п.7 формулы изобретения. Выполнение водозаборного окна, перекрытым сетным полотном, позволяет в условиях повышенной концентрации молоди рыбы в водоеме повысить эффективность защиты молоди рыб.

По п.8 формулы изобретения. Выполнение начального участка всасывающего патрубка конфузорной формы, расширяющимся в сторону верхнего основания барабана, позволяет не только уменьшить всасывающие скорости в начальном участке, но и оптимизировать всасывающий факел, формируемый водозаборным окном.

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

фиг.1 - рыбозащитное устройство, продольный разрез;

фиг.2 - то же, план;

фиг.3 - рыбозащитное устройство, изометрия;

фиг.4 - рыбозащитное устройство, продольный разрез, вариант с начальным участком всасывающего патрубка, выполненным конфузорной формы;

фиг.5 - вариант рыбозащитного устройства, продольный разрез, концевой участок подводящего трубопровода подведен со стороны нижнего основания барабана;

фиг.6 - то же, план;

фиг.7 - то же, изометрия;

фиг.8 - рыбозащитное устройство, изометрия, вариант с начальным участком всасывающего патрубка, выполненным конфузорной формы;

фиг.9 - вариант рыбозащитного устройства, изометрия, водозаборное окно перекрыто сетным полотном;

фиг.10 - вариант выполнения сегнерова колеса с водоструйными насадками, выполненными в виде трубопровода с прямоугольным поперечным сечением, при этом больший размер трубопровода расположен в горизонтальной плоскости;

фиг.11 - разрез А-А на фиг.6;

фиг.12 - разрез Б-Б на фиг.10;

фиг.13 - поперечное сечение водоструйного насадка обтекаемой формы.

Рыбозащитное устройство включает водоприемный оголовок в виде барабана 1, верхнее 2 и нижнее 3 основания которого выполнены водонепроницаемыми, установленный на всасывающем патрубке 4 насоса, водозаборное окно 5, выполненное в барабане 1 с высотой, равной расстоянию между верхним 2 и нижним 3 его основаниями, подводящий трубопровод 6, соединенный с напорной линией насоса и с раздающим коллектором 7, размещенным на продольной оси всасывающего патрубка 4 посередине между верхним 2 и нижним 3 основаниями барабана 1, водоструйные насадки 8, одним концом соединенные с раздающим коллектором 7, а другим ориентированные в сторону водоема, при этом водоструйные насадки 8 расположены в горизонтальной плоскости и установлены с возможностью вращения относительно оси всасывающего патрубка 4.

Водозаборное окно 5 выполнено по всему периметру барабана 1, а водоструйные насадки 8 выполнены в виде сегнерова колеса, при этом раздающий коллектор 7 установлен на подшипнике, выполненном на концевом участке подводящего трубопровода 6, причем выпускные отверстия водоструйных насадков размещены внутри барабана 1.

Кроме того, концевой участок подводящего трубопровода 6 может быть подведен со стороны верхнего основания 2 барабана 1.

Помимо того, концевой участок подводящего трубопровода 6 может быть подведен со стороны нижнего основания 3 барабана 1.

Кроме того, водоструйные насадки 8 могут быть выполнены в виде трубопровода с круглым поперечным сечением.

Помимо того, водоструйные насадки 8 могут быть выполнены в виде трубопровода с прямоугольным поперечным сечением, при этом больший размер трубопровода расположен в горизонтальной плоскости.

Кроме того, водоструйные насадки 8 могут быть выполнены в виде трубопровода с обтекаемым поперечным сечением, при этом больший размер трубопровода расположен в горизонтальной плоскости.

Помимо того, водозаборное окно 5 может быть перекрыто сетным полотном 9.

Кроме того, начальный участок всасывающего патрубка 4 может быть выполнен конфузорной формы, расширяющимся в сторону верхнего основания 2 барабана 1.

Верхнее 2 и нижнее 3 основания барабана 1 закреплены на стойках 10.

Гидравлические струи 11 формируют мусорорыбоотводящий поток.

Рыбозащитное устройство работает следующим образом.

При заборе воды водоприемный оголовок находится в толще потока и обеспечивает заданный уровень рыбозащиты благодаря наличию постоянного рыбоотводящего потока, создаваемого водоструйными насадками 8. За счет струереактивной тяги сегнерово колесо постоянно вращается и гидравлические струи 11 из выпускных отверстий водоструйных насадков 8 формируют по периметру водозаборного окна 5 мусорорыбоотводящие потоки, при этом молодь рыбы и мусор отводятся от зоны всасывания и сносятся транзитным потоком (в случае работы оголовка в водоеме с проточной водой).

При эксплуатации устройства в водоемах, при отсутствии транзитного течения (ильмень, озеро, пруд, лиман, водохранилище), а также в условиях пониженных скоростей транзитного потока эффективную защиту молоди рыбы обеспечивают гидравлические струи 11, формируемые водоструйными насадками 8, установленными на раздающем коллекторе 7 (фиг.2). При этом мусор и молодь рыбы сносятся вне зоны влияния всасывающего факела.

Расход воды из водоема поступает в водозаборное окно 5 и далее по всасывающему патрубку 4 к потребителю. По подводящему трубопроводу 6 от напорной линии насоса (не показан) в раздающий коллектор 7 поступает промывочный расход воды (примерно 5-7% от производительности насоса), который распределяется по водоструйным насадкам 8.

Возможен вариант, когда концевой участок подводящего трубопровода 6 подведен со стороны верхнего основания 2 барабана 1 (фиг.1 и 4).

Возможен вариант выполнения концевого участка подводящего трубопровода 6, подведенного со стороны нижнего основания 3 барабана 1 (фиг.5, 7 и 8), что значительно уменьшает гидравлическое сопротивление всасываемому потоку, поскольку внутренняя часть начального участка всасывающего патрубка 6 освобождена от лишней арматуры.

Возможен вариант, когда водоструйные насадки 8 выполнены в виде трубопровода с круглым поперечным сечением (фиг.11), что является частным случаем их конструктивного исполнения и упрощает изготовление рыбозащитного устройства.

Возможен вариант, когда водоструйные насадки 8 выполнены в виде трубопровода с прямоугольным поперечным сечением (фиг.12), при этом больший размер трубопровода расположен в горизонтальной плоскости, что позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление при вращении сегнерова колеса, а также уменьшить коэффициент трения-сцепления подшипника, на котором установлен раздающий коллектор 7.

Возможен вариант, когда водоструйные насадки 8 выполнены в виде трубопровода с обтекаемым поперечным сечением (фиг.13), при этом больший размер трубопровода расположен в горизонтальной плоскости, что также позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление при вращении сегнерова колеса и коэффициент трения-сцепления подшипника, на котором установлен раздающий коллектор 7, и является оптимальной схемой компоновки сегнерова колеса.

Выполнение водозаборного окна 5 перекрытым сетным полотном 9 (фиг.9) позволяет в условиях повышенной концентрации молоди рыбы в водоеме повысить эффективность защиты молоди рыб.

Выполнение начального участка всасывающего патрубка 6 конфузорной формы и расширяющимся в сторону верхнего основания 2 барабана 1 (фиг.4 и 8) позволяет не только уменьшить всасывающие скорости в начальном участке всасывающего патрубка 6, но и оптимизировать всасывающий факел, формируемый водозаборным окном 5.

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

Источники информации

1. А.С. СССР №1102841 (СССР). «Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения». МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Фильчагов Л.П., Мусиенко Б.А., Иванча П.П., Большов A.M., Павлов Д.С., Оришич М.П. Опубл. 15.07.84. Б.И. №26.

2. А.С. СССР №119481 (СССР). «Рыбозаградительное устройство к всасывающему патрубку насоса». МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Погорелов В.И., Николаев Н.Е., Карев Г.К., Кулиш А.П. Опубл. Б.И. №8, 1959.

3. А.С. СССР №1585450 (СССР). «Рыбозащитный оголовок». МПК Е 02 В 8/08, Авторы: Чистяков А.А., Черкасов В.А., Парулава И.И., Бауэр В.Я., Шкура В.Н. Опубл. 15.08.90. Б.И. №30.

4. Патент РФ №2023797 (СССР). «Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения». МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Чистяков А.А. и Шкура В.Н. Опубл. 30.11.94.

5. Д.С.Павлов, A.M.Пахоруков "Биологические основы защиты рыб от попадания в водозаборные сооружения". М., 1973, с.99.

6. А.С. СССР №1015035 (СССР). "Рыбозащитное устройство". МПК Е 02 В 8/08. Барекян А.Ш., Рипинский И.И., Большов A.M. Опубл. 30.04.83. Б.И. №16.

1. Рыбозащитное устройство, включающее водоприемный оголовок в виде барабана, верхнее и нижнее основание которого выполнены водонепроницаемыми, установленного на всасывающем патрубке насоса, водозаборное окно, выполненное в торцевой части барабана высотой, равной расстоянию между верхним и нижним его основаниями, подводящий трубопровод, соединенный с напорной линией насоса и с раздающим коллектором, размещенным на продольной оси всасывающего патрубка, посередине между верхним и нижним основаниями барабана, водоструйные насадки, одним концом соединенные с раздающим коллектором, а другим ориентированные в сторону водоема, при этом водоструйные насадки расположены в горизонтальной плоскости и установлены с возможностью вращения относительно оси всасывающего патрубка, отличающееся тем, что водозаборное окно выполнено по всему периметру барабана, а водоструйные насадки выполнены в виде сегнерова колеса, при этом раздающий коллектор установлен на подшипнике, выполненным на концевом участке подводящего трубопровода, причем выпускные отверстия водоструйных насадков размещены внутри барабана.

2. Устройство по п.1,отличающееся тем, что концевой участок подводящего трубопровода подведен со стороны верхнего основания барабана.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что концевой участок подводящего трубопровода подведен со стороны нижнего основания барабана.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что водоструйные насадки выполнены в виде трубопровода с круглым поперечным сечением.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что водоструйные насадки выполнены в виде трубопровода с прямоугольным поперечным сечением, больший размер которого расположен в горизонтальной плоскости.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что водоструйные насадки выполнены в виде трубопровода с обтекаемым поперечным сечением, больший размер которого расположен в горизонтальной плоскости.

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что водозаборное окно перекрыто сетным полотном.

8. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что начальный участок всасывающего патрубка выполнен конфузорной формы, расширяющимся в сторону верхнего основания барабана.