Водозабор



Водозабор
Водозабор

 


Владельцы патента RU 2592414:

Голубенко Михаил Иванович (RU)

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для удаления наносов на водозаборных сооружениях при заборе из нижних слоев воды для сельскохозяйственного водоснабжения. Водозабор содержит водоприемные перфорированные трубы 10, уложенные в слой фильтрующей обсыпки, защитный экран, выполненный из уложенных в ряд с зазором стержней 1, соединенных с нижней стороны пустотелыми трубами 2. Пустотелые трубы 2 выполнены на верхней образующей трубы с воздуховыпускными отверстиями между свободными участками каждого стержня 1. Внутри пустотелых труб 2 закреплены на дне дополнительные трубы 4 с зазором. Дополнительные трубы 4 выполнены из мягкого эластичного материала, имеющего микропоры. Дополнительные трубы 4 пневматически сообщены на входе посредством воздуховода 5 с краном 6, полость которого связана с компрессором 7 сжатого воздуха, подводимого по воздуховоду 5 в дополнительные трубы 4. Компрессор 7 соединен с реле времени 8. Концевые участки пустотелых труб 2 имеют промывные калиброванные отверстия 9, а концевые участки дополнительных труб 4 заглушены. Повышается эффективность работы, надежность и снижаются затраты на эксплуатацию. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности для удаления наносов на водозаборных сооружениях при заборе из нижних слоев воды для сельскохозяйственного водоснабжения.

Известен способ защиты отвода в боковую водоприемную камеру воды от плавающего сора (авторское свидетельство SU №1781367, E02B 5/08 от 1991).

Недостатком данного устройства является малая эффективность отвода донных наносов вертикальным порогом, сопряженным с дном подводящего канала, т.е. недостаточно эффективная защита от взвешенных и донных наносов из-за отсутствия их взмучивания в канале. При этом при закрытом щите-регуляторе перегораживающего канал постепенно происходит отложение наносов; перед порогом образуется призма отложений взвешенных и донных наносов с последующим поступлением последних в перфорацию барабана, что может заклинить его щели, при этом поступление воды в него уменьшается, чем требуется для забора воды потребителю. Кроме того, устройство сложно конструктивно, соответственно, материалоемкость. Таким образом, перегораживающий порог канала в виде щита-регулятора позволяет создавать на прямолинейном участке канала подпор воды, соответственно, в результате этого все наносы задерживаются перед ним, создавая тем самым призму отложения, отсутствует автоматический смыв потоком наносов по длине канала постоянно.

Известен способ регулирования гидравлической структуры потока воды у водоприемной камеры от наносов, включающий установку в канале щита-регулятора и порога, в котором производят соответствующее перераспределение энергии потока перемещением плоского щита, выполненного в виде водосливного порога, установленного перед приемной камерой во входной ее части со струенаправляющим порогом, выполненным из двух секций в виде криволинейной и прямолинейной в вертикальном направлении стенок, причем криволинейную стенку устанавливают на оси с возможностью поворота, обеспечивающих струенаправляющую систему и кинематически соединенных с водосливным порогом (патент RU №2501907, E02B 8/02; E02B 5/08 от 20.12.2012).

Однако наличие сложного узла с перемещением водосливного порога и струенаправляющих делают работу с учетом подпорного сооружения сложным из-за необходимости наполнения воды перед водосливным порогом и ручного управления, а также большая материалоемкость.

Известно водозаборное сооружение, включающее установленное в русле водотока подпорное сооружение с автоматическим вододействующим затвором, примыкающий к берегу и подпорному сооружению водосливной порог, образующий с берегом и подпорным сооружением водоприемную камеру, водоприемный оголовок с регулятором расхода воды, сообщенный с водоприемной камерой, и отводящий канал, подключенный к водоприемному оголовку, оно снабжено сруенаправляющим элементом, установленным на пороге с возможностью поворота в горизонтальной плоскости и выполненным в виде горизонтальной секторной пластины и прикрепленной к ее дугообразной кромке вертикальной дугообразной пластины, причем струеформирующий элемент обращен дугообразной пластиной к подпорному сооружению, в горизонтальной пластине выполнено окно (авторское свидетельство SU №1393870, E02B 9/04 от 07.05.1988).

Недостатками известного устройства являются: необходимость ручного режима управления промывкой русла и забора чистой воды; необходимость визуального контроля за началом промывки русла, а также громоздкость и, как следствие, большая материалоемкость.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является водозабор, содержащий водоприемные перфорированные трубы, уложенные в слой фильтрующей обсыпки, он снабжен защитным съемным экраном, размещенным на фильтрующей обсыпке и выполненным из отдельных стержней, уложенных в ряд поперек течения и соединенных между собой в верхней части гибкой связью (авторское свидетельство SU №899751, E02B 9/02; E03B 3/04 от 23.01.1982).

Недостатками известного водозабора являются малая эффективность отвода донных наносов при отсутствии автоматического их смыва с защитного экрана, стержни которого уложены в ряд поперек течения и тормозящие быстрому смыву наносов. Кроме того, для работы защитного экрана в части поступления воды через слой обсыпки заданного расхода необходимо в ручном режиме за счет гибкой связи поднимать тяжелый защитный экран в сторону движения потока, а перед ним создавать статический напор. Это связано с большой нагрузкой на выполнение данной функции, при этом защитный экран должен иметь небольшую длину по течению, т.е. ограничен конструкцией, в противном случае будет трудно вернуть изогнутый экран в свое первоначальное положение. Другим недостатком является то, что на момент поднятия экрана вверх возможен достаточно большой напор воды со стороны верхнего бьефа и накопление большого количества наносов, что затруднит как промывку, так и укладку защитного экрана, с другой стороны, возникает трудность промывки наносов при минимальном уровне воды, а также сложно крепление защитного экрана.

Технический результат от использования заявленного изобретения заключается в повышении эффективности работы путем повышения надежности и снижения затрат на эксплуатацию.

Технический результат достигается тем, что водозабор, содержащий водоприемные перфорированные трубы, уложенные в слой фильтрующей обсыпки, защитный экран, размещенный на фильтрующей обсыпке и выполненный из отдельных стержней, уложенных в ряд поперек течения, защитный экран со стержнями выполнен снизу пустотелыми трубами в сторону движения потока с воздуховыпускными отверстиями на верхней образующей трубы, внутри которых закреплены на дне дополнительные трубы с зазором, выполненные из гибкого эластичного материала, имеющего микропоры, и подключенные к источнику сжатого воздуха, подаваемого кратковременно компрессором, соединенным с реле времени по воздуховоду в дополнительные трубы, причем воздуховыпускные отверстия пустотелой трубы выполнены возрастающими по направлению движения потока.

Кроме того, воздуховыпускные отверстия каждого пустотелой трубы чередуются со свободными участками трубы между рядами отдельных стержней.

Кроме того, концевые участки пустотелых труб выполнены промывными калиброванными отверстиями, а концевые участки дополнительных труб заглушены.

Кроме того, воздуховод, связанный с дополнительными трубами, соединен через поворотный кран с компрессором.

Такое выполнение устройства водозабора позволяет укладывать защитный экран на фильтрующую обсыпку, не нарушая ее структурную поверхность (на смыв), по сравнению с прототипом, автоматизировать процесс смыва наносов с защитного экрана, не поднимая его вверх, причем защита защитного экрана производится дифференцированно между отдельными стержнями за счет подачи сжатого воздуха через воздуховыпускные отверстия в пустотелых трубах: разрушение выраженного завала - по команде реле времени управления компрессора, через открытие крана на воздуховоде, настроенного на максимально допустимый объем впуска сжатого воздуха в дополнительную трубу, выполненную из мягкого эластичного материала, имеющего микропоры, которая не подвергнута засорению, так как при отсутствии в ней давления воздуха она складывается, а частично просочившаяся вода через воздуховыпускные отверстия в пустотелую трубу выпускается в конце постоянно через калиброванное промывное отверстие. Это дает возможность отказаться от тяжелых трудозатрат при эксплуатации на поднятие вверх защитного экрана и улучшить его устойчивость на поверхности фильтрующей обсыпки, облегчить крепление и тем самым обеспечить заданную подачу воды в перфорированные водозаборные трубы постоянно без остановки на подъем экрана, а следовательно, обеспечить более равномерный по длине защитного экрана водозабор чистой воды в перфорированные трубы. Кроме того, отсутствует заиление дополнительной трубы, выполненной из мягкого эластичного материала, имеющего микропоры, и закрепленной внутри пустотелого трубы большего диаметра и, как следствие обеспечение надежности эксплуатации в целом водозабора.

Подобное исполнение водозабора, по мнению автора, ранее не было известно и отвечает критерию «существенные отличия».

На фиг. 1 изображен водозабор, вид в плане; на фиг. 2 - то же вид сбоку; на фиг. 3 - сечение основной и дополнительной труб в момент подачи сжатого воздуха; на фиг. 4 - сечение то же в момент отсутствия подачи сжатого воздуха.

Водозабор содержит защитный экран, выполненного из уложенных в ряд с зазором стержней 1, соединенных с нижней стороны пустотелыми трубами 2 в сторону движения потока. Пустотелые трубы 2 выполнены воздуховыпускными отверстиями 3 между свободными участками каждого стержня 1, расположенными в верхней его части. Горизонтальные пустотелые трубы 2 внутри снабжены дополнительными трубами 4, выполненными из мягкого эластичного материала, имеющего микропоры, причем они закреплены к дну труб 2 с зазором к верхней его части, т.е. диаметр которого больше чем дополнительная труба 4. Дополнительные трубы 4 пневматически сообщены посредством воздуховода 5 с краном 6, полость которого связана с компрессором (К) 7 сжатого воздуха, подводимого по воздуховоду 5 в дополнительные (эластичные) трубы 4. Компрессор (К) 7 соединен с реле (P) времени. Концевые участки труб 2 снабжены промывными калиброванными отверстиями 9 с целью постоянной очистки (промывки) внутренней части их на момент прекращения подачи сжатого воздуха через дополнительные трубы 4 (фиг. 4), ибо в противном случае полости труб 2 в данный момент при длительном отключении подачи сжатого воздуха могут заиливаться мелкими взвешенными частицами грунта, случайно проникшими через отверстия 3. Поскольку заданный поток воды при водозаборе может проникать между стержнями 1 в перфорированные трубы 10 через фильтрующую обсыпку 11 при заданном напорном режиме сверху движущегося потока в источнике, то для обеспечения работы этих труб 10 полным сечением через защитный экран, выполненный из уложенных в ряд с зазором стержней 1 и перпендикулярно им в сторону движения потока пустотелых труб 2 с воздуховыпускными отверстиями 3 между свободными участками стержней, в этом случае для смыва отложившихся наносов сверху, компрессор (К) 7 включают в работу, при этом нижние концы (торцы) дополнительных труб 4 заглушены. Наносы транспортируются свободно в транзитный водоток, а поверхностные слои воды проникают между стержнями 1 и трубами 2, затем через фильтрующую обсыпку 11 в водозаборные перфорированные трубы 10, например в водозаборную систему потребителя.

Водозабор работает следующим образом.

Вода вместе с содержащимся в ней плавником, мусором, влекомыми и взвешенными наносами течет по водоисточнику. На нем поверхность дна покрывается защитным экраном в местах с фильтрующей обсыпкой 11 и уложенными водозаборными перфорированными трубами 10 от колматации последних. При отложении (заилении) защитного экрана производится его регенерация путем воздуховода 5 от источника сжатого воздуха и подается под давлением воздух, который поступает далее в дополнительные трубы 4 из мягкого эластичного материала, имеющего микропоры, закрепленные на дне внутри пустотелой трубы 2 с зазором. Благодаря этому влекомые и взвешенные наносы, а также сор интенсивно взмучиваются за счет поступления в трубы 4, далее воздух поступает в трубы 2 с воздуховыпускными отверстиями 3 снизу между стержнями 1. Сжатый воздух, вырываясь через воздуховыпускные отверстия 3 между стержнями 1, разрыхляет слежавшиеся наносы с одновременным насыщением ими потока и транспортированием в их нижний бьеф водотока.

С помощью компрессора 7 нагнетают кратковременно сжатый воздух через воздуховод 5 в дополнительные трубы 4 до их полного заполнения. Мягкие эластичные трубы 4 увеличиваясь в размерах, выгибаются вверх, в сторону отверстий 3 труб 2, вследствие чего через микропоры труб 4 воздух поступает в трубы 2, далее в отверстия 3 между стержнями 1. Таким образом, посредством этого воздуха под его давлением приводят взмучивание наносов над защитным экраном.

Процесс кратковременного нагнетания порции воздуха в дополнительные трубы 4 от компрессора 7 продолжается до тех пор, пока не поступит сигнал на отключение реле (Р) времени 8 и не выйдет воздух из замкнутой трубы 4 в полость трубы 2.

В результате такого действия на трубы 4 из мягкого эластичного материла, микропоры в нем закрываются, что исключает засорение труб 4.

Формирование, разработка и транспортировка такого потока с наносами происходит активно как по всей длине, так и по ширине защитного экрана, состоящего из стержней 1, что приводит к сокращению времени промывки наносов не менее чем на 30% и возможности ускорения поступления воды в фильтрующую обсыпку 11 при отсутствии ее разрушения на смыв.

Конструкция защитного экрана с закрепленными снизу пустотелыми трубами 2 с воздуховыпускными отверстиями 3, внутри которых закреплены к дну также мягкие эластичные трубы 4, имеющие микропоры, соединены с источником сжатого воздуха, например с компрессором (К) 7, через воздуховод 5 с краном 6 и реле (Р) 8 времени позволяет эффективно и надежно применять данное устройство для автоматической промывки защитного экрана. Это значительно повышает эффективность промывки защитного экрана без поднятия его по прототипу от наносов с меньшим сбросным расходом и в течение меньшего времени работы на сброс. Кроме того, устройство позволяет фильтровать через обсыпку 11 и забирать воду в перфорированные трубы 10, очищая их от кольматации, т.е. необходимого качества и расхода для потребителя. При этом повышается производительность промывки защитного экрана за счет взмучивания (разрыхления) наносов как по дну, так и по всей ширине и длине защитного экрана в процессе работы устройства.

Эффективность работы водозабора достигается тем, что при подаче сжатого воздуха кратковременно от источника (компрессора) при открытии крана на воздуховоде увеличиваются скорость и транспортирующая способность взмученного потока, что способствует сокращению времени промыва в несколько десятков раз и уменьшению удельного объема воды на смыв каждого кубометра наносов. Производительность труда увеличивается в несколько раз, сокращаются эксплуатационные затраты.

1. Водозабор, содержащий водоприемные перфорированные трубы, уложенные в слой фильтрующей обсыпки, защитный экран, размещенный на фильтрующей обсыпке и выполненный из отдельных стержней, уложенных в ряд поперек течения, отличающийся тем, что защитный экран со стержнями выполнен снизу пустотелыми трубами в сторону движения потока с воздуховыпускными отверстиями на верхней образующей трубы, внутри которых закреплены на дне дополнительные трубы с зазором, выполненные из мягкого эластичного материала, имеющего микропоры, и подключенные к источнику сжатого воздуха, подаваемого кратковременно компрессором, соединенным с реле времени, по воздуховоду в дополнительные трубы, причем воздуховыпускные отверстия пустотелой трубы выполнены возрастающими по направлению движения потока.

2. Водозабор по п.1, отличающийся тем, что воздуховыпускные отверстия пустотелой трубы чередуются со свободными участками трубы между рядами отдельных стержней.

3. Водозабор по п.1, отличающийся тем, что концевые участки пустотелых труб выполнены промывными калиброванными отверстиями, а концевые участки дополнительных труб заглушены.

4. Водозабор по п.1, отличающийся тем, что воздуховод, связанный с дополнительными трубами, соединен через поворотный кран с компрессором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при создании водозаборов. Техническим результатом изобретения является повышение чистоты забираемой воды.

Изобретение относится к производству питьевой воды и может быть использовано при подготовке воды глубоководных водоемов. Способ получения глубинной байкальской питьевой воды включает забор воды из озера Байкал посредством водозаборника, транспортировку воды к насосной станции по глубинному водоводу, фильтрацию и стерилизацию.

Изобретение относится к водоснабжению из поверхностных источников. Береговой водозабор включает береговой павильон, приемную камеру с водоприемными окнами, перекрытыми сеткой, и всасывающую камеру с всасывающей тубой насоса.

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано в системах водоснабжения из поверхностных источников, где наблюдаются колебания уровней воды в течение времени, например, в период паводков, межени.

Изобретение относится к водоснабжению и предназначено для добывания воды из поверхностных водных источников с безреагентной очисткой ее непосредственно в этих источниках.

Изобретение относится к солнечной энергетике. .

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к водозаборным устройствам, предназначенным для предотвращения попадания примесей в водопроводящую сеть, например к устройствам, обеспечивающим забор из накопителей и подачу в оросительную сеть таких жидкостей, как животноводческие стоки.

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано в системах водоснабжения из поверхностных источников, где наблюдаются обычно колебания уровней воды в течение времени, например в период паводков, межени.

Изобретение относится к области гидротехники и водоснабжения и может применяться, в частности, для забора и предварительного осветления воды из источников с большим диапазоном колебаний уровня воды и высоким содержанием взвешенных веществ с целью водообеспечения коммунальных и производственных объектов.

Изобретение относится к области водозабора из поверхностных источников и может быть использовано на акваториях морских и пресноводных водохранилищ. .

Изобретение относится к гидротехнике, в частности к рыбозащитным устройствам, и может быть использовано для водозаборов энергетических, промышленных, коммунальных и ирригационных объектов.

Изобретение относится к водоснабжению из подземных источников и касается сооружений для забора подземных родниковых вод, а также выходящих на поверхность подземных вод в зонах их разгрузок, используемых в плановых целях.

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафтов с тяжелыми почвогрунтами и атмосферно-напорно-грунтовым типом водного питания. Мелиоративная система для агроландшафтов с тяжелыми почвогрунтами включает открытый проводящий осушительный канал, закрытый дренаж, оросительную систему и источник водоснабжения хозяйственно-бытовыми водами и водами для орошения сельскохозяйственных культур.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при создании водозаборов. Техническим результатом изобретения является повышение чистоты забираемой воды.

Изобретение относится к водоснабжению из поверхностных источников. Береговой водозабор включает береговой павильон, приемную камеру с водоприемными окнами, перекрытыми сеткой, и всасывающую камеру с всасывающей тубой насоса.

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано в системах водоснабжения из поверхностных источников, где наблюдаются колебания уровней воды в течение времени, например, в период паводков, межени.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для забора воды из каналов с бурным течением. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности устройства путем обеспечения забора воды из разных уровней.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к водозаборным сооружениям, используемым для забора воды на участках рек со сложными гидрологическими условиями.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, точнее к водозаборным сооружениям, возводимым для забора воды на участках рек со сложными гидрологическими условиями.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для очистки воды от плавников и наносов, поступающих в трубопроводы поливной техники. Устройство содержит подводящий 1 и транзитный 2 каналы, сочлененные водоприемной камерой, отводящий трубопровод с плоским затвором во входной его части и сороудерживающую решетку 9.
Изобретение относится к гидротехническому строительству сооружений, предназначенных для защиты объектов, размещенных в зонах возможных затоплений. .
Наверх