Фильтр водозаборный рыбозащитный

Изобретение относится к устройствам для защиты молоди рыб при заборе воды из естественных водоемов. Фильтр водозаборный рыбозащитный включает фильтрующий элемент, который представляет собой совокупность шевронных жалюзийных пластин, образующих набор параллельных коленчатых труб прямоугольного сечения. Коленом каждой трубы служит угловой стык двух отрезков разновеликой длины, короткий из которых обращен навстречу водозабору, а минимальная длина большего из отрезков задается зависимостью. Изобретение позволяет повысить эксплуатационные характеристики за счет возможности выбора оптимального размера конструктивных элементов фильтра. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для защиты молоди рыб при заборе воды из естественных водоемов.

Известно множество различных конструкций рыбозащитных фильтров, общим признаком которых является наличие фильтрующих воду сетчатых, перфорированных или жалюзийных поверхностей и средств, препятствующих непосредственному контакту молоди рыб с этими поверхностями (см., например, авт. св. №№1712531, 1723245, 1802039, патенты РФ №№2005126, 2049198, 2208086, МПК Е02В 8/08 и т.д.).

Конструктивные различия между известными фильтрами вызваны различными условиями их работы: по виду водоисточника, по режиму эксплуатации, по условиям применения и т.д.

По совокупности сходных существенных признаков за прототип заявленного изобретения может быть выбран один из конструктивных вариантов фильтра водозаборного рыбозащитного по патенту на полезную модель №43013, МПК Е02В 8/08, приоритет 07.09.04, соответствующий элементу конструкции, показанной на фиг.3.

Известный рыбозащитный фильтр содержит водозаборную камеру, выполненную в виде шестигранной пирамиды, грани которой (стенки камеры) являются фильтрующими элементами, представляющими собой сменные кассеты. Каждая из кассет (фильтрующих элементов) составлена из шевронных жалюзийных пластин, в совокупности образующих набор параллельных коленчатых («изогнутых») труб прямоугольного сечения.

Недостатки данного фильтра являются общими для всех других известных фильтров, поскольку вытекают из общих требований, к ним предъявляемых. Так, насколько бы ни был совершенен фильтр, всегда будет оставаться необходимость в увеличении его пропускной способности, снижении весогабаритных показателей и потребляемой мощности. Очевидно, что указанные характеристики зависят от конструкции фильтрующих поверхностей. Например, наблюдаемая тенденция к замене сетчатых или перфорированных фильтрующих поверхностей жалюзийными, совершенствование этих поверхностей путем выбора соответствующего угла наклона жалюзийных пластин, расстояния между ними, увеличения количества рядов жалюзийных пластин, увеличения количества рядов жалюзийных поверхностей и т.д. обусловлена стремлением улучшить технические характеристики фильтра.

Поставленная задача решается тем, что предложен фильтр водозаборный рыбозащитный, фильтрующий элемент которого представляет собой совокупность шевронных жалюзийных пластин, образующих набор параллельных коленчатых труб прямоугольного сечения.

Новым в предложенном фильтре является то, что коленом каждой трубы служит угловой стык двух отрезков разновеликой длины, короткий из которых обращен навстречу водозабору, а минимальная длина большего из отрезков является функцией угла δ стыка отрезков, расстояния b между противолежащими стенками отрезка, скорости V₀ потока между жалюзийными пластинами.

Технический результат заявленного изобретения заключается в возможности выбора оптимального размера конструктивных элементов фильтра, что позволяет улучшить его эксплуатационные характеристики.

На фиг.1 схематически показана фильтрующая кассета (вид сбоку); на фиг.2 - схема отдельной коленчатой трубы.

Заявленный фильтр содержит, по меньшей мере, один фильтрующий элемент (фильтрующая поверхность) 1, выполненный в виде сменной кассеты, собранной из параллельных шевронных пластин 2, где каждая пара смежных пластин образует прямоугольную изогнутую (коленчатую) трубу из двух состыкованных между собой под углом δ (фиг.2.) отрезков К и Д разновеликой длины, короткий К из которых обращен навстречу водозабору (навстречу стрелкам А).

При работе фильтра основная часть потерь в изогнутых трубах вызывается вихреобразованием (зона L) у стенки внутри длинного отрезка Д, определяющим вместе со вторичными токами характер распределения скоростей за стыком 3.

Структура потока в изогнутых трубах, а следовательно и размеры водоворотной зоны L, изменяются под влиянием как факторов, определяющих степень турбулентности потока и форму профиля скоростей на входе, так и геометрических параметров трубы.

Длина выходного отрезка Д определяется размерами водоворотной зоны L вдоль по потоку, т.к. за ее пределами поток воды целиком заполняет сечение проточной части отрезка Д.

Отсюда следует, что длина выходного отрезка Д влияет на гидравлический режим работы фильтра, а правильно выбранная его длина позволяет оптимизировать этот режим.

Минимальная длина большего из отрезков с учетом размеров водоворотной зоны может быть определена по формуле

где L_min- минимальная длина большего из отрезков, м;

δ - угол стыка отрезков, град.;

b - расстояние между противолежащими стенками отрезка, м;

V₀ - скорость потока между жалюзийными пластинами, м/с;

v - кинематический коэффициент вязкости, м²/с;

α - длина пластины в направлении, поперечном потоку, м.

Фильтр водозаборный рыбозащитный, фильтрующий элемент которого представляет собой совокупность шевронных жалюзийных пластин, образующих набор параллельных коленчатых труб прямоугольного сечения, отличающийся тем, что коленом каждой трубы служит угловой стык двух отрезков разновеликой длины, короткий из которых обращен навстречу водозабору, а минимальная длина большего из отрезков задается следующей зависимостью:

где L_min - минимальная длина большего из отрезков, м;
δ - угол стыка отрезков, град.;
b - расстояние между противолежащими стенками отрезка, м;
V₀ - скорость потока между жалюзийными пластинами, м/с;
ν - кинематический коэффициент вязкости, м²/с;
а - длина пластины в направлении поперечном потоку, м.