водоприемник для селективного забора воды из водоема

Формула изобретения

1. ВОДОПРИЕМНИК ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО ЗАБОРА ВОДЫ ИЗ ВОДОЕМА, включающий оголовок с расположенным в пределах забираемого слоя воды водозаборным отверстием и сороудерживающим приспособлением, отличающийся тем, что водоприемник снабжен расположенным на входе в водозаборное отверстие водопроницаемым заграждением, примыкающим к донной и/или верхней части оголовка в зоне водозаборного отверстия с возможностью перекрытия его сечения в нижней и/или верхней частях.

2. Водоприемник по п.1, отличающийся тем, что водопроницаемость заграждения уменьшается по мере приближения к донной и/или к верхней части оголовка.

3. Водоприемник по п.1, отличающийся тем, что сороудерживающее приспособление выполнено в виде решетки, установленной на входе в водозаборное отверстие и содержащей каркас и стержни, вертикально расположенные по всей высоте решетки, а водопроницаемое заграждение выполнено в виде дополнительных стержней, расположенных в нижней и/или в верхней части решетки в просветах между ее стержнями.

4. Водоприемник по п.1, отличающийся тем, что перед водозаборным отверстием горизонтально расположена пластина, примыкающая к донной части оголовка, а водопроницаемое заграждение выполнено в виде вертикальных стержней, консольно закрепленных на обращенном в сторону водоема крае пластины.

5. Водоприемник по пп.3 и 4, отличающийся тем, что стержни водопроницаемого заграждения выполнены разной длины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при заборе воды потребителем из водоема с учетом требований охраны окружающей среды и соблюдением качественных характеристик забираемой воды.

Известен водоприемник, содержащий оголовок, перед водозаборным отверстием которого расположен Г-образный затвор с возможностью вертикального перемещения по мере изменения уровня воды в водоеме, причем горизонтальная полка затвора погружена в воду, направлена в сторону верхнего бьефа и образует горизонтальный сливной порог (днище) водозаборного отверстия аналогичный сливной порог в виде горизонтально расположенной пластины присутствует в водозаборах по патенту РФ 2004681 и заявка Японии 60-59367, 61-58609, 60-11176, 60-28969, все класс Е 02 В 9/04.

Недостатком такого водоприемника является то, что горизонтальная полка затвора эффективно препятствует поступлению глубинной воды в водозаборное отверстие только в случае, если она в плане существенно увеличивает длину сливного порога (например, горизонтальный порог в виде кольцевой пластины вокруг оголовка водоприемника башенного типа) за счет уменьшения средней скорости воды при входе на порог и практически не препятствует поступлению глубинной воды при сохранении длины сливного порога неизменной.

Известен водоприемник, сливной порог водоприемного отверстия которого выполнен в виде перфорированного экрана, установленного с уклоном в направлении потока воды.

Недостатком такого водоприемника является то, что он может быть применен только для забора воды из поверхностного слоя водоема, причем когда не предусматривается перекрытие затвором входа в водоприемное отверстие, а также то, что при прохождении воды через отверстия перфорации экрана линии тока воды имеют направление с низу вверх, что способствует вовлечению глубинной воды.

Известен также водоприемник, включающий оголовок с водозаборными отверстиями, каждое из которых по высоте расположено в пределах забираемого им слоя воды и снабжено затвором для открывания-закрывания и сороудерживающим приспособлением.

Недостатком такого водоприемника является то, что каждый раз при задействовании водоприемного отверстия, вследствие высоких скоростей воды на входе в водоприемное отверстие непосредственно у его днища и/или потолка, происходит вовлечение воды со слоев, смежных с забираемым слоем.

Цель изобретения повышение качества селективного забора воды из водоема.

Поставленная цель достигается тем, что в водоприемнике для селективного забора воды из водоема, включающем оголовок с расположенным в пределах забираемого слоя воды водозаборным отверстием и сороудерживающее приспособление, согласно изобретению, непосредственно на входе в водоприемное отверстие расположено водопроницаемое заграждение, примыкающее к днищу и/или к потолку водозаборного отверстия и перекрывающее вход в водозаборное отверстие только в его нижней и/или верхней части.

Дополнительно:

водопроницаемость заграждения уменьшается по мере пpиближения к днищу и/или потолку водозаборного отверстия;

сороудерживающее приспособление выполнено в виде решетки, установленной на входе в водоприемное отверстие и содержащей каркас и стержни, вертикально расположенные по всей высоте решетки, а водопроницаемое заграждение выполнено в виде дополнительных стержней, расположенных в нижней и/или в верхней части решетки в просветах между ее стержнями;

перед водозаборным отверстием горизонтально расположена пластина, примыкающая к днищу водозаборного отверстия, а водопроницаемое заграждение выполнено в виде вертикальных стержней, консольно закрепленных на обращенном в сторону водоема крае пластины;

стержни водопроницаемого заграждения выполнены разной длины.

Сущность настоящего технического решения заключается в том, что водопроницаемое заграждение создает дополнительное гидравлическое сопротивление, в результате которого скорость воды в пределах высоты водопроницаемого заграждения плавно уменьшается до нулевого значения у днища и/или потолка водозаборного отверстия, чем и предотвращается вовлечение воды из слоев, смежных с забираемым слоем.

На фиг.1 изображен водоприемник с глубинным водозаборным отверстием, поперечный разрез; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 водоприемник с поверхностным водозаборным отверстием, поперечный разрез; на фиг.4 вид по стрелке Б на фиг.3.

Водоприемник включает бетонный оголовок 1, ограждающая стенка 2 которого отделяет аванкамеру 3 от водоема 4. В ограждающей стенке 2 в пределах забираемого слоя 5 воды расположено глубинное водозаборное отверстие 6, снабженное сороудерживающей решеткой 7, расположенной непосредственно на входе между направляющими 8 и примыкающей внизу к днищу 9 водозаборного отверстия 6, а вверху к его потолку 10, и затвором 11 с возможностью его вертикального перемещения в пазах 12. Сороудерживающая решетка 7 состоит из каркаса 13 и стержней 14, вертикально расположенных по всей высоте решетки. В нижней и в верхней частях решетки 7 в просветах 15 между стержнями 14 расположены дополнительные вертикальные стержни 16 и более короткие стержни 17, которые образуют решетчатое заграждение, водопроницаемость которого уменьшается по мере приближения к днищу 9 и к потолку 10 водозаборного отверстия 6.

Стержни 16 и 17 создают дополнительное гидравлическое сопротивление, в результате которого скорость u (см. фиг.1) воды в пределах высоты стержней 16 плавно уменьшается до нулевого значения у днища 9 и потолка 10 водозаборного отверстия 6, чем предотвращается вовлечение воды из слоев верхнего 18 и нижнего 19, смежных с забираемым слоем 5 водоема 4.

Перед аванкамерой 20 (см. фиг.3) оголовка 21 водоприемника размещен Г-образный затвор 22, горизонтальная полка-пластина 23 которого погружена в воду забираемого поверхностного слоя 24, направлена в сторону водоема 4 и образует днище (сливной порог) поверхностного водозаборного отверстия 25. Г-образный затвор 22 перемещается в пазах 26, а перед затвором размещена сороудерживающая бона 27. На краю полки-пластины 23, обращенной в сторону водоема 4, консольно закреплены вертикальные стержни 28 и более короткие стержни 29, которые скреплены между собою горизонтальным стержнем 30 и вместе с ним образуют водопроницаемое заграждение 31, перекрывающее водозаборное отверстие 25 в его нижней части.

Наличие водопроницаемого заграждения 31 препятствует возникновению высоких скоростей u (см. фиг.3) воды на входе в водозаборное отверстие 25 непосредственно у его днища, чем и предотвращается вовлечение воды из глубинного слоя 31.

Использование изобретения позволяет повысить качество селективного забора воды из водоема при одновременном увеличении средней скорости, а следовательно, и удельного расхода воды, например на водозаборном отверстии гидроэлектростанции.