Рыбоотводящий омываемый оголовок
Изобретение относится к гидротехнике, а именно к рыбозащитным устройствам, позволяющим осуществить водозабор насосными станциями из водоемов рыбохозяйственного назначения. Рыбоотводящий омываемый оголовок включает водоприемную трубу насоса, водопроницаемый экран, расположенный вдоль оси оголовка, водонепроницаемый конус, перегородки, водонепроницаемый струеформирующий экран, выполненный коноидальной формы, установленный соосно продольной оси оголовка, струегенератор, смонтированный в вершине оголовка, связанный с водоводом и снабженный конически сходящимися насадками, и раструб, соединяющий водоприемную трубу насоса с оголовком. Перегородки симметрично попарно закреплены одним концом на струегенераторе по его внешнему периметру, образуя общую грань, а другим - на раструбе на одинаковом расстоянии друг от друга, и направлены вдоль оси оголовка таким образом, что внутренние грани перегородок смежных пар образуют водопроницаемый экран в виде окон, а на внутренних гранях перегородок общих пар установлены водонепроницаемые экраны. Конически сходящиеся насадки расположены на стуегенераторе между общими гранями ближайших пар перегородок. Водонепроницаемый конус выполнен с углом конусности α=90-100°. Водонепроницаемый коноидальный струеформирующий экран вершиной направлен к водоприемной трубе насоса. Высота перегородок выполнена равной 0,25 D, где D - диаметр основания водонепроницаемого конуса, примыкающего к струегенератору. Изобретение обеспечивает повышение надежности защиты молоди рыб и удаления мелкого мусора с одновременным увеличением производительности водозабора. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к гидротехнике, а именно к рыбозащитным устройствам, позволяющим осуществить водозабор насосными станциями из водоемов как проточных, так и непроточных водоисточников рыбохозяйственного назначения.
Известное устройство рыбозащитного омываемого оголовка предназначенно для использования как в реках, так и в водохранилищах, которое включает установленный на перфорированной всасывающей трубе насоса водопроницаемый экран, выполненный перфорированным. Причем между экраном и трубой установлены перегородки, соединяющие экран с перфорированной трубой, выполненные в виде усеченных конусов, диаметры оснований которых имеют уменьшающиеся в направлении к входной части перфорированной трубы размеры. На входной части перфорированной всасывающей трубы, на ее оси расположен гидросмыватель, выполненный в виде конусного водонепроницаемого экрана (SU 949059, кл. Е02В 8/08, 1982 г.). Кроме этих основных узлов деталей, в устройство входят также водоприемная труба, а также балластные отсеки, служащие для удобства монтажа и демонтажа.
Производительность такого рыбозащитного оголовка может составлять от 0.25 до 0.5 м3/c. Напор создаваемый насосной станцией желательно иметь не менее 20 м.
Однако известное устройство не обеспечивает равномерность притока воды через водопроницаемую поверхность экрана, т.е. постоянство средней скорости в различных поперечных сечениях по его длине, что существенно ухудшает условия защиты и отвода молоди от экрана. Кроме того, известное устройство обладает повышенной энергоемкостью, имеет трудность при эксплуатации, небольшую производительность водозабора, низкую эффективность защиты ранней молоди рыб и удаления мелкого мусора.
Задачей создания изобретения является упрощение условий ее эксплуатации и снижение энергоемкости, повышение эффективности, а также надежности защиты молоди рыб и удаления мелкого мусора, с одновременным увеличением производительности водозабора.
Поставленная задача достигается тем, что в рыбоотводящем омываемом оголовке, включающем водоприемную трубу насоса, водопроницаемый экран, расположенный вдоль оси оголовка, водонепроницаемый конус и перегородки, согласно изобретению, он дополнительно снабжен водонепроницаемым струеформирующим экраном, выполненным коноидальной формой, установленным соосно продольной оси оголовка, струегенератором, смонтированным в вершине оголовка, связанным с водоводом и снабженным конически сходящимися насадками и раструбом, соединяющим водоприемную трубу насоса с оголовком, при этом перегородки симметрично попарно закреплены одним концом на струегенераторе по его внешнему периметру, образуя одну общую грань, а другим - на раструбе на одинаковом расстоянии друг от друга и направлены вдоль оси оголовка таким образом, что внутренние грани перегородок смежных пар образуют водопроницаемый экран в виде окон, а на внутренних гранях перегородок общих пар установлены водонепроницаемые экраны. При этом конически сходящиеся насадки расположены на стуегенераторе между общими гранями ближайших пар перегородок. Водонепроницаемый конус выполнен с углом конусности α=90-100°, а водонепроницаемый коноидальный струеформирующий экран вершиной направлен к водоприемной трубе насоса. Кроме того, высота перегородок выполнена равной 0.25 D, где D диаметр основания водонепроницаемого конуса, примыкающего к струегенератору.
Данная конструкция создает одинаковые, благоприятные гидравлические условия отведения молоди рыб по всей длине рыбоотводящего оголовка. Он отвечает основным гидробиологическим требованиям для эффективной защиты ранней молоди рыб и удаления мелкого мусора. За счет конической формы водонепроницаемого конуса молодь рыб перераспределяется на входе в рыбоотводящий оголовок, переконцентрируется по его длине и отводиться в безопасную часть водоема. При этом наилучшие гидробиологические условия для эффективной защиты молоди рыб обеспечивает угол конусности α=90°-100°, и высоте перегородок 0.25D. С увеличением или уменьшением высоты перегородок ухудшается влияние струй насадок на усиление транзитных течений вдоль перегородок.
Форма водопроницаемого экрана в виде окон и форма водонепроницаемого коноидального струеформирующего экрана обеспечивают равномерность поступления расхода оттока во внутреннюю полость рыбоотводящего оголовка, что существенно повышает выживаемость молоди рыб и, следовательно, эффективность рыбозащиты. Конически сходящиеся насадки вдоль рыбоотводящего оголовка создают направленный ток воды вдоль перегородок, с высокими скоростями для отвода молоди рыб и мелкого мусора вниз по течению, полнее используя энергию струй для улучшения рыбоотводящих гидродинамических полей вдоль внутренней полости оголовка.
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - рыбоотводящий омываемый оголовок представлен в аксонометрии;
на фиг 2 - рыбоотводящий омываемый оголовок, вид сбоку;
на фиг 3 - рыбоотводящий омываемый оголовок, вид сверху;
на фиг 4 - рыбоотводящий омываемый оголовок, вид без раструба водоприемной трубы, и одной парой перегородок с водонепроницаемым экраном.
Рыбоотводящий омываемый оголовок включает водоприемную трубу 1 насоса, водопроницаемый экран, выполненный в виде окон 2 и расположенный вдоль оси оголовка. Оголовок спереди оснащен водонепроницаемым конусом 3. Соосно продольной оси оголовка расположен водонепроницаемый струеформирующий экран 4, выполненный коноидальной формой. За водонепроницаемым конусом 3 установлен струегенератор 5, связанный с водоводом 6 и снабженный конически сходящимися насадками 7. В конце оголовка смонтирован раструб 8, соединяющий водоприемную трубу 1 насоса с оголовком. На струегенераторе 5 и раструбе 8 по внешнему периметру симметрично и попарно закреплены перегородки 9, каждая из которых имеет высоту 0.25 D, где D - диаметр основания водонепроницаемого конуса 3 примыкающего к струегенератору, при этом на струегенераторе 5 пара перегородок 9 образуют общую грань 10, а на раструбе 8 перегородки 9 закреплены на одинаковом расстоянии друг от друга таким образом, что внутренние грани 11 перегородок 9 смежных пар образуют водопроницаемые окна 2. На внутренних гранях 11 общих пар перегородок 9 установлены водонепроницаемые экраны 12. При этом конически сходящиеся насадки 7 расположены на струегенераторе 5 между ближайшими гранями 10 общих пар перегородок 9. Водонепроницаемый конус 3 выполнен с углом конусности α=90-100° и диаметром основания D, примыкающим к струегенератору, а водонепроницаемый коноидальный струеформирующий экран 4 вершиной направлен к водоприемной трубе 1 насоса.
Рыбоотводящий омываемый оголовок работает следующим образом.
Оголовок располагают в открытой части водоисточника, а лучше в зоне выражения транзитных течений таким образом, чтобы его ось была параллельна оси течения, а направление струй воды конически сходящихся насадок 7 совпадало с направлением потока в водоисточнике. Удаление оголовка от ложа водоисточника должно гарантировать стабильность его работы и не допускать местных размывов. Заглубление водоприемной поверхности - окна 2 по минимальному уровню воды в водостоке должно быть не менее 0,5 D.
Вода из водоисточника с молодью рыб и мелким мусором обтекает водонепроницаемый конус 3, движется вдоль оголовка, происходит равномерный отток путевого расхода воды через окна 2 вдоль водонепроницаемого коноидального струеформирующего экрана 4, а затем через раструб 8 в водоприемную трубу 1, оттуда часть расхода воды по водоводу 6 посредством струегенератора 5 к насадкам 7, которые создают струи воды, направленные вдоль перегородок 9. Благодаря высоким скоростям этих струй усиливаются транзитные течения вдоль перегородок 9 оголовка. В этих условиях молодь рыб и мелкие наносы минуют участок водоприемной поверхности - окна 2 и сносится вниз по течению водоисточника. Равномерность оттока воды во внутреннюю полость оголовка обусловлена криволинейностью перегородок 9, водонепроницаемыми экранами 12 и коноидальной формой водонепроницаемого струеформирующего экрана 4.
Данная конструкция оголовка обеспечивает возможность удаления мелкого мусора с одновременным увеличением производительности водозабора, повышая тем самым надежность и эффективность защиты молоди рыб и улучшая условия эксплуатации рыбоотводящего устройства в целом.
Рыбоотводящий омываемый оголовок может быть использован на водозаборах, базирующихся как на приточных, так и неприточных водоисточниках рыбохозяйственного значения. Изобретение в настоящее время находится на стадии технического проекта.
1. Рыбоотводящий омываемый оголовок, включающий водоприемную трубу насоса, водопроницаемый экран, расположенный вдоль оси оголовка, водонепроницаемый конус и перегородки, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен водонепроницаемым струеформирующим экраном, выполненным коноидальной формы, установленным соосно с продольной осью оголовка, струегенератором, смонтированным в вершине оголовка, связанным с водоводом и снабженным конически сходящимися насадками, и раструбом, соединяющим водоприемную трубу насоса с оголовком, при этом перегородки симметрично попарно закреплены одним концом на струегенераторе по его внешнему периметру, образуя общую грань, а другим - на раструбе на одинаковом расстоянии друг от друга и направлены вдоль оси оголовка таким образом, что внутренние грани перегородок смежных пар образуют водопроницаемый экран в виде окон, а на внутренних гранях перегородок общих пар установлены водонепроницаемые экраны.
2. Рыбоотводящий омываемый оголовок по п.1, отличающийся тем, что конически сходящиеся насадки расположены на струегенераторе между общими гранями ближайших пар перегородок.
3. Рыбоотводящий омываемый оголовок по п.1, отличающийся тем, что водонепроницаемый конус выполнен с углом конусности α=90-100°.
4. Рыбоотводящий омываемый оголовок по п.1, отличающийся тем, что водонепроницаемый коноидальный струеформирующий экран вершиной направлен к водоприемной трубе насоса.
5. Рыбоотводящий омываемый оголовок по п.1, отличающийся тем, что высота перегородок выполнена равной 0,25 D, где D - диаметр основания водонепроницаемого конуса, примыкающего к струегенератору.
