рыбозащитное устройство водозаборного сооружения (варианты)

Формула изобретения

1. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, включающее установленный в водотоке рыбозадерживающий экран, выполненный в виде расположенных поперек водотока и ярусами направляющих, выполненных полыми и имеющих отверстия перфорации, перфорированный воздуховод, размещенный на дне водотока перед рыбозадерживающим экраном и соединенный с источником сжатого воздуха, мусорорыбоотводной лоток, соединенный с рыбоотводом, размещенный в верхней части рыбозадерживающего экрана и расположенный параллельно воздуховоду, отличающийся тем, что направляющие установлены под углом к транзитному потоку с наклоном в сторону водозаборного канала, образуют жалюзийную систему и выполнены в виде плоских коробов, причем отверстия перфорации выполнены на нижней плоскости коробов, обращенной ко дну водотока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстия перфорации выполнены в виде продольных щелей, размещенных рядами по ширине короба.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстия перфорации выполнены в виде круглых отверстий, размещенных рядами по ширине короба.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстия перфорации выполнены в виде прямоугольных отверстий, размещенных рядами по ширине короба.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстия перфорации выполнены в виде квадратных отверстий, размещенных рядами по ширине короба.

6. Устройство по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что отверстия перфорации снабжены козырьками, установленными выше отверстий перфорации и под острым углом к плоскости короба.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что размер козырьков уменьшается в направлении дна водотока.

8. Устройство по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что плоскости коробов, обращенные в сторону подводящего канала, выполнены с гибкими эластичными элементами, прикрепленными нижним концом к коробам и выполненными с удельным весом, меньшим удельного веса воды.

9. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, включающее установленный в водотоке рыбозадерживающий экран, выполненный в виде расположенных поперек водотока и ярусами направляющих, выполненных полыми и имеющих отверстия перфорации, перфорированный воздуховод, размещенный на дне водотока перед рыбозадерживающим экраном и соединенный с источником сжатого воздуха, мусорорыбоотводной лоток, соединенный с рыбоотводом, размещенный в верхней части рыбозадерживающего экрана и расположенный параллельно воздуховоду, отличающийся тем, что направляющие установлены под углом к транзитному потоку с наклоном в сторону водозаборного канала, образуют жалюзийную систему и выполнены в виде полых коробов, причем на нижней стороне коробов, обращенной ко дну водотока, выполнены отверстия, при этом жалюзийная система снабжена дополнительными перфорированными воздуховодами, установленными внутри коробов и расположенными в нижней их торцевой части, а отверстия перфорации дополнительных воздуховодов обращены к поверхности водотока.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что полые короба выполнены криволинейными и своей выпуклой стороной обращены в сторону подводящего канала.

11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что сторона полых коробов, обращенная в сторону подводящего канала, выполнена с гибкими эластичными элементами, прикрепленными нижним концом к коробам и выполненными с удельным весом, меньшим удельного веса воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам, сооружениям и устройствам, предназначенным для защиты молоди рыб от попадания в водозаборные сооружения.

Известно рыбозащитное устройство [1], включающее рыбозадерживающий экран, установленный поперек водотока и сформированный из синтетических водорослей, выполненных вертикальными рядами.

Недостатком данного рыбозащитного устройства является низкая эффективность рыбозащиты, поскольку концентрация молоди рыбы в направлении поверхности воды увеличивается, и она имеет потенциальную возможность проникать в водозабор.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбозащитное устройство, включающее установленный в водотоке рыбозадерживающий экран, выполненный в виде расположенных поперек водотока и ярусами направляющих, выполненных полыми и имеющих отверстия перфорации, перфорированный воздуховод, размещенный на дне водотока перед рыбозадерживающим экраном и соединенный с источником сжатого воздуха, мусорорыбоотводной лоток, соединенный с рыбоотводом, размещенный в верхней части рыбозадерживающего экрана и расположенный параллельно воздуховоду [2].

Недостатком данного устройства является низкая эффективность защиты и отвода молоди рыб от зоны влияния водозаборного фронта.

Целью изобретения является создание эффективных условий, обеспечивающих задержание и отвод молоди рыбы вне пределов зоны влияния водозабора.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По п.1 формулы изобретения. Расположение направляющих под углом к транзитному потоку с наклоном в сторону водозаборного канала позволяет создать рыбозадерживающий экран в форме жалюзийной системы. Этому во многом способствует выполнение направляющих в виде плоских коробов. Плоские короба выполняют две неразрывные функции - отвечают за несущую нагрузку, воспринимаемую от гидродинамического давления транзитного потока, и создание направляющего тока воды в направлении поверхности воды (формирование жалюзийной системы), а также за счет наличия отверстий перфорации, выполненных на нижней плоскости коробов, забирать и отводить молодь рыбы в рыбоотвод. Отвод молоди рыбы наиболее эффективен за счет создания за плоскими коробами водоворотных зон, в которых скапливается (концентрируется) скатывающаяся молодь рыбы.

По п.2 формулы изобретения. Выполнение отверстий перфорации в виде продольных щелей является вариантом их конструктивного исполнения, что позволяет отбирать расход воды, насыщенный молодью рыбы, со всей площади нижней плоскости коробов.

По пп.3, 4 и 5 формулы изобретения. Выполнение отверстий перфорации дискретно в виде круглых, прямоугольных или квадратных отверстий, размещенных рядами по ширине коробов, является модификацией перфорации. В любом случае эти формы отверстий перфорации выполняют свою основную функцию - отводить молодь рыбы во внутреннюю полость коробов.

По п.6 формулы изобретения. Снабжение отверстий перфорации козырьками, установленных выше отверстий перфорации и под острым углом к плоскости короба, позволяет сформировать рыбозахватные ловушки, попав в которые, молодь рыбы далее всасывается в отверстия перфорации коробов и далее отводится в рыбоотвод. В данном случае козырьки выполняют направляющую функцию и способствуют поэтапному отводу молоди во внутреннее пространство коробов.

По п.7 формулы изобретения. Уменьшение размера (длины) козырьков в направлении дна водотока позволяет создать равновероятные условия для захвата молоди рыбы вдоль безнапорной плоскости коробов, обращенной в сторону водозаборного канала.

По п.8 формулы изобретения. Выполнение напорной плоскости коробов, обращенных в сторону подводящего канала, снабженных гибкими эластичными элементами, прикрепленных нижним концом к коробам, позволяет создать комбинированный рыбозадерживающий экран - жалюзийная система с автономными рыбоотводами и проницаемый экран из искусственных водорослей. Молодь рыбы задерживается в водорослях и вдоль пластин жалюзи (направляющих коробов) транспортируется к поверхности водотока. Часть молоди, прошедшая экран, попадает в водоворотные зоны, образуемые за безнапорной плоскостью коробов, и отводится через отверстия перфорации автономными рыбоотводами в рыбоотвод.

По п.9 формулы изобретения (вариант). Конструктивное исполнение варианта устройства во многом аналогично базовому техническому решению. Однако снабжение жалюзийной системы дополнительными перфорированными воздуховодами, установленными внутри коробов и расположенными в нижней их торцевой части, обращенной ко дну водотока, позволяет усилить суммарное воздействие локальных воздушно-пузырьковых завес и повысить эффективность отвода молоди рыбы в рыбоотвод. Ориентация отверстий перфорации дополнительных воздуховодов к поверхности водотока в полной степени отвечает физике вышеописанного технологического процесса.

По п.10 формулы изобретения. Выполнение направляющих - полых коробов криволинейными и своей выпуклой стороной обращенными в сторону подводящего канала, позволяет приблизить контур жалюзийной системы к обтекаемому контуру, что повышает эффективность транспорта молоди рыбы и влекомого мусора в поверхностные горизонты водотока и одновременно улучшает условия отвода молоди рыбы, концентрирующейся за безнапорной поверхностью направляющих.

По п.11 формулы изобретения. Выполнение напорной стороны полых коробов, обращенной в сторону подводящего канала, снабженной гибкими эластичными элементами, прикрепленными нижним колнцом к коробам, позволяет создать комбинированный рыбозадерживающий экран - жалюзийная система с автономными рыбоотводами и проницаемый экран из искусственных водорослей. Молодь рыбы задерживается в водорослях и вдоль пластин жалюзи (направляющих полых коробов) транспортируется к поверхности водотока. Часть молоди, прошедшая рыбозадерживающий экран, попадает в водоворотные зоны, образуемые за безнапорной стороной коробов, и отводится через отверстия, выполненные на нижней стороне коробов, обращенной ко дну водотока, автономными рыбоотводами в рыбоотвод.

Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбозащитного устройства и его вариантов. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих чертежах:

фиг.1 - рыбозащитное устройство, продольный разрез;

фиг.2 - то же, вариант выполнения направляющих криволинейными;

фиг.3 - поперечный разрез направляющей;

фиг.4 - то же, вариант с козырьками;

фиг.5 - то же, вариант козырьков, выполненных с размеров, уменьшающимся в направлении дна водотока;

фиг.6 - поперечный разрез полого короба, снабженного дополнительным перфорированным воздуховодом;

фиг.7 - то же, отверстия, выполненные на нижней стороне коробов, обращенной ко дну водотока, снабжены козырьками;

фиг.8 - то же, козырьки выполнены с разным размером;

фиг.9 - вид А на фиг.3, отверстия перфорации, выполненные в виде продольных щелей;

фиг.10 - то же, отверстия перфорации, выполнены круглой формы;

фиг.11 - то же, отверстия перфорации, выполнены прямоугольной формы;

фиг.12 - то же, отверстия перфорации, выполнены квадратной формы;

фиг.13 - фрагмент устройства, продольный разрез;

фиг.14 - то же, вариант полых коробов, снабженных дополнительными перфорированными воздуховодами;

фиг.15 - фрагмент устройства, отверстия, выполненные на нижней стороне коробов, обращенной ко дну водотока, снабжены козырьками, показана водоворотная зона;

фиг.16 - то же, козырьки выполнены с разным размером;

фиг.17 - фрагмент устройства, полые короба снабжены гибкими эластичными элементами;

фиг.18 - направляющая в виде полого короба выполнена криволинейной формы, полый короб снабжен дополнительным перфорированным воздуховодом;

фиг.19 - то же, вариант выполнения направляющей криволинейной формы, снабженной гибкими эластичными элементами, прикрепленными нижним концом к коробу;

фиг.20 - рыбозащитное устройство, план;

фиг.21 - то же, вариант расположения рыбозадерживающего экрана под углом, в плане, к транзитному потоку подводящего канала.

Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения включает установленный в водотоке 1 рыбозадерживающий экран 2, выполненный в виде расположенных поперек водотока 1 и ярусами 3 направляющих 4, выполненных полыми и имеющих отверстия перфорации 5, перфорированный воздуховод 6, размещенный на дне водотока 1, перед рыбозадерживающим экраном 2, и соединенный с источником сжатого воздуха (не показан), мусорорыбоотводной лоток 7, соединенный с рыбоотводом 8, размещенный в верхней части рыбозадерживающего экрана 2 и расположенный параллельно воздуховоду 6. Направляющие 4 установлены под углом к транзитному потоку с наклоном в сторону водозаборного канала 9, образуют жалюзийную систему 10 и выполнены в виде плоских коробов 11, причем отверстия перфорации 5 выполнены на нижней плоскости коробов 11, обращенной ко дну водотока 1.

Кроме того, отверстия перфорации 5 могут быть выполнены в виде продольных щелей, размещенных рядами по ширине короба 11.

Помимо того, отверстия перфорации 5 могут быть выполнены в виде круглых отверстий, размещенных рядами по ширине короба 11.

Кроме того, отверстия перфорации 5 могут быть выполнены в виде прямоугольных отверстий, размещенных рядами по ширине короба 11.

Помимо того, отверстия перфорации 5 могут быть выполнены в виде квадратных отверстий, размещенных рядами по ширине короба 11.

Кроме того, отверстия перфорации 5 могут быть снабжены козырьками 12, установленными выше отверстий перфорации 5 и под острым углом к плоскости короба 11.

Помимо того, размер козырьков 12 может уменьшаться в направлении дна водотока 1.

Кроме того, плоскости коробов 11, обращенные в сторону подводящего канала, могут быть выполнены с гибкими эластичными элементами 13, прикрепленными нижним концом к коробам 11 и выполненными с удельным весом, меньшим удельного веса воды.

Помимо того, согласно варианту, направляющие 4 могут быть установлены под углом к транзитному потоку с наклоном в сторону водозаборного канала 9, образуют жалюзийную систему 10 и выполнены в виде полых коробов 11, причем на нижней стороне коробов 11, обращенной ко дну водотока 1, выполнены отверстия 14, при этом жалюзийная система 10 может быть снабжена дополнительными перфорированными воздуховодами 15, установленными внутри коробов 11 и расположенными в нижней их торцевой части, а отверстия перфорации дополнительных воздуховодов 15 обращены к поверхности водотока 1.

Кроме того, направляющие 4 в виде полых коробов 11 могут быть выполнены криволинейными и своей выпуклой стороной обращены в сторону подводящего канала.

Помимо того, сторона полых коробов 11, обращенная в сторону подводящего канала, может быть выполнена с гибкими эластичными элементами 13, прикрепленными нижним концом к коробам 11 и выполненными с удельным весом, меньшим удельного веса воды.

Молодь рыбы и влекомый мусор транспортируются к поверхности воды факелом 16 воздушно-пузырьковой завесы.

За безнапорной стороной коробов 11 образуется водоворотная зона 17.

Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения работает следующим образом.

Служба эксплуатации водозаборного сооружения включает компрессор, тем самым приводя в рабочее состояние рыбозадерживающий экран 2, при этом скатывающаяся молодь рыбы и влекомый мусор транспортируются факелом 16 воздушно-пузырьковой завесы в поверхностные горизонты водотока 1, очищая тем самым водоток 1 от молоди рыбы. Очищенная от молоди рыбы и влекомого мусора вода поступает в водозаборный канал 9. Факел 16 создается перфорированным воздуховодом 6, расположенным на дне водотока 1. Молодь рыбы под действием факела 16 сносится к поверхности воды, где расположен мусорорыбоотводной лоток 7, благодаря которому молодь рыбы отводится в рыбоотвод 8 (фиг.22 и 23). Молодь рыбы, прошедшая рыбозадерживающий экран 2, попадает в зону влияния водоворотных областей 17 (фиг.13 и 14), где за счет пониженного давления образуется зона временного накопления молоди рыбы. Благодаря выполнению направляющих 4 в виде плоских и полых коробов 11 молодь рыбы имеет возможность быть отведенной через отверстия перфорации 5, выполненные на нижней плоскости коробов 11, в рыбоотвод 8 (фиг.22 и 23).

Возможен вариант выполнения отверстий перфорации 5, снабженных козырьками 12 (фиг.15), установленными выше отверстий перфорации 5 и под острым углом к плоскости коробов 11, что позволяет сформировать рыбозахватные ловушки, попав в которые молодь рыбы далее всасывается в отверстия перфорации 5 коробов 11 и вдоль них отводится в рыбоотвод 8.

Вариант выполнения козырьков 12 с различной длиной (фиг.16), уменьшающейся в направлении дна водотока 1, позволяет создать равновероятные условия для захвата молоди рыбы вдоль безнапорной плоскости коробов 11, поскольку интенсивность водоворотной зоны 17 по высоте также неравномерна, как и неравномерна концентрация молоди рыбы, распределенной внутри водоворотной зоны 17.

Возможен вариант работы устройства, когда плоскость коробов 11, обращенная в сторону подводящего канала, снабжена гибкими эластичными элементами 13 (фиг.17). В этом случае повышается общая надежность эксплуатации рыбозадерживающего экрана 2, а также формируется комбинированный экран из искусственных водорослей, активное состояние которых поддерживает факел 16 воздушно-пузырьковой и жалюзийных пластин 10, создающих направляющий эффект для отвода молоди рыбы и мусора в поверхностные горизонты водотока 1.

Возможен вариант работы устройства, когда оно снабжено дополнительными перфорированными воздуховодами 15, установленными внутри полых коробов 11 и расположенных в нижней их торцевой части, при этом отверстия перфорации дополнительных воздуховодов 15 обращены к поверхности водотока 1. В этом случае при подаче сжатого воздуха в дополнительные перфорированные воздуховоды 15, относительно каждого яруса 3 жалюзийной системы 10, формируются дополнительные факелы 16 воздушно-пузырьковой завесы (ВПЗ), которые усиливают мощность рыбозадерживающего экрана 2. Кроме того, каждый дополнительный факел 16 ВПЗ подхватывает ранее увлеченную молодь рыбы и влекомый мусор и таким образом не допускает их проникновения в водозаборный канал 9 (фиг.15 и 16).

Возможен вариант выполнения полых коробов 11 криволинейными и своей выпуклой стороной обращенными в сторону подводящего канала (фиг.2, 18 и 19), что позволяет приблизить контур жалюзийной системы 10 к обтекаемому контуру, при этом повышается эффективность транспорта молоди рыбы и влекомого мусора в поверхностные горизонты водотока 1.

Возможен вариант работы устройства, когда сторона полых коробов 11, обращенная в сторону подводящего канала и выполненная выпуклой, снабжена гибкими эластичными элементами 13 (фиг.19). В этом случае повышается общая надежность эксплуатации рыбозадерживающего экрана 2, а также формируется комбинированный экран из искусственных водорослей, активное состояние которых поддерживает факел 16 воздушно-пузырьковой завесы и жалюзийных пластин 10, создающих направляющий эффект для отвода молоди рыбы и мусора в поверхностные горизонты водотока 1.

Предлагаемое рыбозащитное устройство позволяет простыми и доступными средствами в условиях ската молоди рыб осуществлять водозабор, без нанесения экологического ущерба водоему. Кроме того, основные компоненты рыбозадерживающего экрана - жалюзийная система, автономные рыбоотводы, выполненные во внутренней полости коробов, и гибкие эластичные элементы (синтетические водоросли), имитирующие водную растительность, то есть естественную среду обитания молоди рыбы, в которой она привыкла обитать, позволяют создавать комбинированный рыбозадерживающий экран. Как достоинство предлагаемого изобретения надо отметить удачную компоновку экрана, выполненного ярусами, со смещением каждого яруса в сторону водозабора, что повышает вероятность выхода молоди рыбы из каждого автономного экрана в направлении к поверхности воды. Кроме того, воздействие основного и дополнительных воздушно-пузырьковых факелов позволяет активно транспортировать молодь рыбы в поверхностные горизонты водотока.

Источники информации

1. Вдовин Ю.И., Анисимов А.В., Симакин В.И., Кордон М.Я., Волков В.Н. и Лушкин И.А. Фильтрующие рыбозащитные сооружения и устройства коммунальных и промышленных водозаборов. Пенза-Ухта, 2002. стр.48, рис.1.11 (ж).

2. А.С. СССР №1707128 (СССР). МПК Е 02 В 8/08. "Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения". Авторы: Чистяков А.А., Фоменко В.А., Черкасов В.А. и Шкура В.Н. Опубл. 23.01.92. Б.И. №3, 1992.