рыбозащитный омываемый оголовок

Формула изобретения

1. Рыбозащитный омываемый оголовок, включающий водопроницаемую преграду, соосно которой установлен напорный водовод линии питания, потокообразователь с конически сходящимися насадками, смонтированный в вершине оголовка, всасывающий трубопровод насоса и фланец, соединяющий всасывающий трубопровод с оголовком, отличающийся тем, что потокообразователь выполнен с водонепроницаемым струенаправляющим конусным экраном, сопряженным с цилиндрической обечайкой, на которой смонтированы конически сходящиеся насадки, а водопроницаемая преграда выполнена цилиндрической и внутри нее соосно ее продольной оси установлен струеформирующий водонепроницаемый конический экран, вершиной направленный к всасывающему трубопроводу, а основанием сопряженный с цилиндрической обечайкой, при этом струенаправляющий конусный экран выполнен с углом конусности от 70° до 110°.

2. Рыбозащитный оголовок по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрическая водопроницаемая преграда выполнена сетчатой.

3. Рыбозащитный оголовок по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрическая водопроницаемая преграда выполнена в виде набора наклонных жалюзийных колец, установленных между собой с зазором 20-40 мм и под углом 135° к оси преграды.

4. Рыбозащитный оголовок по п. 1, отличающийся тем, что число конически сходящихся насадок составляет 5-20.

5. Рыбозащитный оголовок по п. 1, отличающийся тем, что конически сходящиеся насадки выполнены с выходным диаметром 5-150 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для защиты молоди рыб на водозаборах базирующихся как на проточных, так и непроточных водоисточниках рыбохозяйственного значения.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, включающее установленную на всасывающем трубопроводе насоса перфорированную водопроницаемую преграду, причем между последней и трубопроводом установлены перегородки, выполненные в виде усеченных конусов, диаметры оснований которых уменьшаются в направлении к входной части перфорированного трубопровода (SU 949059, кл. Е 02 В 8/08, 1982 г.).

Однако известное устройство не обеспечивает равномерности притока воды через водоприемную поверхность преграды, т.е. постоянство средней скорости в различных поперечных сечениях по ее длине. Это существенно ухудшает условия защиты и отвода молоди от преграды.

Прототипом заявляемого устройства является рыбозащитный омываемый оголовок с потокообразователем, предназначенный для использования в составе береговых стационарных и передвижных водозаборов с водоприемниками в виде всасывающих трубопроводов насосов (Барекян А.Ш. и др. Рыбозащитные устройства для малых водозаборов. Учебное пособие ТГТУ-/ Тверь, 1998, 55 с.). Рыбозащитный омываемый оголовок включает водопроницаемую перфорированную преграду конической формы из штампованной сетки, соосно которой установлен напорный водовод линии питания, потокообразователь с конически сходящимися насадками, смонтированный в вершине оголовка, всасывающий трубопровод насоса и фланец, соединяющий всасывающий трубопровод с оголовком.

Производительность такого рыбозащитного оголовка может составлять от 0.25 до 0.5 м³/с. Напор, создаваемый насосной станцией, желательно иметь не менее 20 м.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, трудоемкость при эксплуатации, небольшая производительность водозабора, низкая эффективность защиты ранней молоди рыб и удаления мелкого мусора.

Задачей создания изобретения является упрощение конструкции и улучшение условий эксплуатации, повышение эффективности и надежности защиты молоди рыб с возможностью удаления мелкого мусора с одновременным увеличением производительности водозабора.

Поставленная задача достигается тем, что в рыбозащитном омываемом оголовке, включающем водопроницаемую преграду, соосно которой установлен напорный водовод линии питания, потокообразователь с конически сходящимися насадками, смонтированный в вершине оголовка, всасывающий трубопровод насоса и фланец, соединяющий всасывающий трубопровод с оголовком, согласно изобретения потокобразователь выполнен с водонепроницаемым струенаправляющим конусным экраном, сопряженным с цилиндрической обечайкой, на которой смонтированы конически сходящиеся насадки, а водопроницаемая преграда выполнена цилиндрической и внутри нее соосно ее продольной оси установлен струеформирующий водонепроницаемый конический экран, вершиной направленный к всасывающему трубоповоду, а основанием сопряженный с цилиндрической обечайкой, при этом струенаправляющий конусный экран выполнен с углом конусности от 70 до 110°. При этом цилиндрическая водопроницаемая преграда может быть выполнена сетчатой или в виде набора наклонных жалюзийных колец, установленных между собой с зазором от 20 до 40 мм под углом 135° к оси преграды. Число конически сходящихся насадок составляет от 5 до 20, а их выходной диаметр выполнен от 5 до 150 мм.

Данный оголовок создает одинаковые, благоприятные гидравлические условия отведения молоди рыб по всей длине рыбозащитной преграды. Он отвечает основным гидробиологическим требованиям для эффективной защиты ранней молоди рыб и удаления мелкого мусор. За счет конической формы водонепроницаемого струенаправляющего конусного экрана молодь рыб перераспределяется в транзитном потоке и отводится от поверхности водопроницаемой цилиндрической преградой в безопасную часть водоема. При этом наилучшие гидробиологические условия для эффективной защиты молоди рыб обеспечивает угол конусности =70-110°.

Наличие струеформирующего водонепроницаемого конического экрана внутри водопроницаемой преграды обеспечивает равномерность притока воды через водоприемную поверхность водопроницаемой цилиндрической преграды по ее длине, что существенно повышает выживаемость молоди рыб и, следовательно, эффективность рыбозащиты. Конические насадки на цилиндрическом участке преграды создают направленный ток воды с высокими скоростями для отвода молоди рыб и мелкого мусора вниз по течению.

Предлагаемый оголовок поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен рыбозащитный омываемый оголовок вид сбоку, а на фиг.2 - вид А.

Рыбозащитный омываемый оголовок расположен параллельно течению и содержит цилиндрическую водопроницаемую преграду 1, соосно которой установлен напорный водовод 2 линии питания. В вершине оголовка, обращенной навстречу течению, расположен потокообразователь, содержащий водонепроницаемый струенаправляющий конусный экран 3, с углом конусности равным 70-110°, соединенный с цилиндрической обечайкой 4, на которой расположены конические сходящиеся насадки 5. Внутри водопроницаемой цилиндрической преграды 1 и соосно ее продольной оси установлен струеформирующий водонепроницаемый конический экран 6, основанием сопряженный с цилиндрической обечайкой 4 и вершиной направленный в сторону всасывающего трубопровода 7 насоса (на фиг. не показано). Цилиндрическая водопроницаемая преграда 1 соединена с всасывающим трубопроводом 7 фланцем 8. Цилиндрическая водопроницаемая преграда 1 снабжена сетчатым или жалюзийным экраном 9.

Рыбозащитный оголовок работает следующим образом.

Оголовок следует располагать в открытой части водоисточника, а лучше в зоне выражения транзитных течений таким образом, чтобы его ось была параллельна оси течения, а направление струй воды насадок 5 совпадало с направлением потока в водоисточнике. Удаление оголовка от ложа водоисточника должно гарантировать стабильность его и не допускать местных размывов. Заглубление водопроницаемой цилиндрической преграды 1 по минимальному уровню воды в водостоке должно быть не менее 0,5 м.

При включении насоса вода через водопроницаемую цилиндрическую преграду 1 поступает во всасывающую трубопровод 7, а затем в напорный водовод 2 насоса, оттуда часть воды по водоводу 2 к насадкам 5, которые создают струи воды, направленные вдоль оси преграды 1. Благодаря высоким скоростям этих струй усиливаются транзитные течения в водоприемной части цилиндрической преграды 1. В этих условиях молодь рыб и мелкий мусор при незначительном времени пребывания в безопасной части водоприема минуют ее и сносятся вниз по течению водоисточника.

Основные параметры оголовка характеризуются следующими зависимостями:

- длину цилиндрической преграды L рассчитывают по формуле:

L=0,25(k/m)·(Vвс/Voт)·D, где

k=1,1 - интегральный коэффициент стеснения живого сечения водопроницаемой цилиндрической преграды;

m - коэффициент сквозности водопроницаемой цилиндрической преграды;

Vвс - расчетная скорость во всасывающем трубопроводе, м/с;

Vот - расчетная скорость оттока, м/с;

D - диаметр всасывающего трубопровода, м.

Расчетная скорость оттока через водоприемную часть цилиндрической преграды 1 принимается равной сносящей скорости, м/с;

- угол конусности струеформирующего водонепроницаемого конического экрана рассчитывается по формуле.

где

D - диаметр всасывающего трубопровода, м;

L - цилиндрической водопроницаемой преграды;

- число конически сходящихся насадок

где

- Q, л/с - производительность водозабора;

- Q_c, л/с - суммарный расход насадок.

Насадки 5 должны обеспечить выходную скорость струи в диапазоне 12-20 м/с. Число конически сходящихся насадок 5 составляет от 5 до 20, выходной диаметром которых соответственно от 50 до 150 мм.

Применение данного рыбозащитного оголовка возможно на водотоках и водоемах, малых и средних водозаборах различного назначения.

Данный рыбозащитный омываемый оголовок в настоящее время находится в стадии проектирования.