рыбозащитный омываемый оголовок

Формула изобретения

1. Рыбозащитный омываемый оголовок, включающий перераспределитель молоди, аванкамеру, конический струенаправляющий экран, водопроницаемую преграду и всасывающий трубопровод, отличающийся тем, что он снабжен рыбоотводящим трактом, при этом стенки аванкамеры расположены параллельно стенкам струенаправляющего экрана, а перераспределитель молоди выполнен с углом конусности 70-110°.

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

3. Рыбозащитный оголовок по п. 1, отличающийся тем, что водопроницаемая преграда выполнена цилиндрической формы.

4. Рыбозащитный оголовок по п. 1, отличающийся тем, что рыбоотводящий тракт снабжен регулируемым эжекторным устройством.

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.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения (SU №1298299, 1987), включающее водопроницаемую преграду, выполненную в виде многоярусного концентрического рыбоотборника, на входе в которую установлен обтекаемый перераспределитель молоди каплевидной формы, конический струенаправляющий экран, размещенный внутри преграды, аванкамеру, образованную стенками преграды и струенаправляющим экраном, и всасывающий трубопровод. Оголовок можно использовать для сравнительно небольших стационарных, передвижных и плавучих водозаборов, расположенных на проточных водотоках.

Основным недостатком известного устройства является низкая эффективность защиты молоди, главным образом, из-за неравномерности распределения скоростей оттока по всей длине водоприемной поверхности и непригодность его использования при водозаборах малой и средней производительности из непроточных водоисточников.

Задачей создания изобретения является повышение эффективности защиты личинок, ранней молоди рыб от мелкого мусора на водозаборах из приточных и неприточных водоемов.

Поставленная задача достигается тем, что в рыбозащитном оголовке, включающем перераспределитель молоди, аванкамеру, конический струенаправляющий экран, водопроницаемую преграду и всасывающий трубопровод, согласно изобретению, он дополнительно снабжен рыбоотводящим трактом, при этом стенки аванкамеры расположены параллельно стенкам струенаправляющего экрана, а перераспределитель молоди выполнен с углом конусности 70°-110°. При этом водопроницаемую преграду целесообразно выполнять сетчатой и цилиндрической формы, а рыбоотводящий тракт преимущественно снабжают регулируемым эжекторным устройством.

Угол 70°-110° является оптимальным для эффективного перераспределения молоди. При угле менее 70° молодь прижимается к сетке, что повышает опасность ее гибели и нарушает нормальное функционирование оголовка из-за большой концентрации рыбы на преграде. При угле более 110° нарушается гидравлическая структура потока и перераспределитель перестает нести функциональную нагрузку.

Равномерность скоростей оттока по длине водонепроницаемой преграды обеспечивается за счет параллельности стенок конической формы водонепроницаемого струенаправляющего экрана и непроницаемых потокоформирующих стенок аванкамеры, т.е. обеспечивает постоянство средней скорости различных поперечных сечений по длине преграды, что существенно повышает выживаемость молоди рыб и, следовательно, эффективность рыбозащиты.

Предлагаемый оголовок поясняется чертежом, на котором показана его схема.

Рыбозащитный омываемый оголовок включает водопроницаемую преграду 1, сопряженную с одной стороны всасывающим трубопроводом 2, с другой стороны с перераспределителем молоди 3 и струенаправляющим экраном 4 в месте их жесткого соединения. Струенаправляющий экран 4 выполнен в виде конуса. Оголовок имеет также аванкамеру 5, ограниченную стенками в форме усеченного конуса 6, жестко соединенную с рыбоотводящим трактом 7, в котором установлено регулируемое эжекторное устройство 8 с центральным подводом. Цилиндрическая водопроницаемая преграда 1 выполнена сетчатой.

Угол конусности струенаправляющего конусного экрана 4 выполняют в соответствии с формулой

=2arctg(2m/k)·(V _ВС/V_ОТ),

где k=1,1 - интегральный коэффициент стеснения живого сечения потока элементами экрана;

m - коэффициент сквозности водопроницаемой преграды 1;

V_BC - расчетная скорость во всасывающем трубопроводе 2, м/с;

V_OT - расчетная скорость оттока в ячейке преграды 1, м/с;

Исходные данные для определения скоростей определяются по следующим зависимостям,

где V_от =V_подk/m

V_под<V_cн,

где V_под - скорость подхода к водопроницаемой преграде 1;

V_сн - сносящая скорость.

V_сн =10 l

l - длина рыбы.

Цилиндрическая водопроницаемая преграда 1 выполнена сетчатой, длину которой выполняют в соответствии с формулой

l=0,25(k/m)·(V_BC/V_OT )·D,

где k=1,1 - интегральный коэффициент стеснения живого сечения потока элементами экрана 4;

m - коэффициент сквозности водопроницаемой преграды 1;

V_ВС - расчетная скорость во всасывающем трубопроводе 2, м/с;

V_ОТ - расчетная скорость оттока в ячейке преграды 1, м/с;

D - диаметр всасывающего трубопровода 2, м;

Рыбозащитный омываемый оголовок на проточных водоемах располагают параллельно течению.

Рыбозащитный оголовок работает следующим образом.

Оголовок, при наличии проточного водоисточника, следует располагать в открытой его части, а лучше в зоне выражения транзитных течений таким образом, чтобы его ось была направлена параллельно оси течения. Удаление оголовка от ложа водоисточника должно гарантировать стабильность его и не допускать местных размывов. Заглубление верхней кромки аванкамеры 5 должно быть не менее 0,5 м от поверхности воды. При наличии транзитного потока эжекторное устройство 8 служит, главным образом, для очистки водопроницаемой преграды 1.

При включении насоса вода, попадая в аванкамеру 5 через водопроницаемую цилиндрическую преграду 1, поступает во всасывающий трубопровод 2, оттуда часть расхода воды может направляться к эжекторному устройству 8 для создания направленного тока воды в камере смешения рыбоотводящего тракта 7. Рыба при этом отжимается к внешней стенке аванкамеры 5, далее проходя вдоль нее, попадает в рыбоотводящий тракт 7, по которому отводится за пределы зоны действия водозабора.

Расход воды для отвода молоди рыб и мелкого мусора вниз по течению из зоны влияния водозабора принимается с учетом транзитной скорости водоисточника до 10% от производительности водозабора.

Длину цилиндрической водопроницаемой преграды 1 рассчитывают по формуле

l=0,25(k/m)·(V _BC/V_OT)·D,

где k=1,1 - интегральный коэффициент стеснения живого сечения потока элементами экрана;

m - коэффициент сквозности водопроницаемой преграды 1;

V_BC - расчетная скорость во всасывающем трубопроводе 2, м/с;

V_CT - расчетная скорость оттока в ячейке преграды 1, м/с;

D - диаметр всасывающего трубопровода 2, м;

Начальными данными для расчета оголовка являются параметры сетки и расчетные скорости в ячейках преграды 1 и в трубопроводе 2. Исходя из этого определяются угол и длина преграды 1, которые в данном оголовке являются оптимальными для обеспечения равномерности расхода по длине преграды 1 и безопасного отвода молоди.

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