рыбозащитный оголовок

Формула изобретения

Рыбозащитный оголовок водозаборного устройства, осуществляющего забор воды из открытых водоисточников для целей орошения и водоснабжения с функциями рыбозащиты и предварительной очистки воды, крепящийся с помощью патрубка к всасывающей линии насоса и содержащий цилиндрический барабан, обтянутый фильтрующей мелкоячеистой сеткой, вращающуюся на подшипниковых опорах внутри цилиндрического барабана и осуществляющую принудительную очистку фильтрующей сетки промывную флейту, рабочая часть которой состоит из двух струеобразователей, и питающий флейту водовод, соединенный с напорной линией насоса, отличающийся тем, что он снабжен питающим флейту воздуховодом, соединенным с атмосферой, один из двух струеобразователей флейты выполнен в виде правой, а второй - в виде левой спирали с шагом, равным рабочей высоте цилиндрического барабана, и наружными диаметрами, обеспечивающими необходимый зазор между струеобразователями и барабаном, причем первый из струеобразователей предназначен для формирования водяных, а второй - водовоздушных струй, при этом подача воды и воздуха в струеобразователи осуществлена через распределитель, совмещенный с корпусом подшипниковой опоры и обеспечивающий раздельную подачу рабочих сред в струеобразователи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области орошения и водоснабжения, а именно к устройствам для забора воды из открытых водоисточников, в том числе с повышенной мутностью и засоренностью взвешенными частицами.

Известен рыбозащитный оголовок, состоящий из всасывающего патрубка, перфорированного конусного полотна с лопастями, неподвижного вала, напорного трубопровода, гидросмывателей и желобов [1].

Недостатком данной конструкции является низкая эффективность очистки перфорированного конусного полотна и высокая повреждаемость молоди рыб.

Известно сетчатое рыбозащитное устройство, включающее опорный диск, промывочное устройство, сетчатое полотно барабана, корпус подшипника, вал, направляющий патрубок, винт привода вращения и водовод к промывочному устройству [2].

Недостатком данной конструкции является ненадежность защиты сетчатого полотна барабана от забивания частицами и взвесями, содержащимися в воде, и устройство не исключает повреждение молоди рыб за счет кратковременности воздействия импульса струй.

Известно рыбозащитное устройство, состоящее из рамы, всасывающего патрубка, сетчатого барабана, промывного приспособления в виде водоструйной флейты, выполненной в виде замкнутого прямоугольного контура, а привод флейты имеет несколько лопастных турбин [3].

Недостатком данного устройства является низкая надежность защиты от прилипания молоди рыб к сетке и ее забивание взвешанными в воде частицами.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности защиты молоди рыб и качества очистки фильтрующей сетки.

Поставленная цель достигается тем, что рыбозащитный оголовок снабжен питающим флейту воздуховодом, соединенным с атмосферой, один из двух струеобразователей флейты выполнен в виде правой, а второй - в виде левой спирали с шагом, равным рабочей высоте цилиндрического барабана, и наружными диаметрами, обеспечивающими необходимый зазор между струеобразователями и барабаном, причем первый из струеобразователей предназначен для формирования водяных, а второй - водовоздушных струй, при этом подача воды и воздуха в струеобразователи осуществлена через распределитель, совмещенный с корпусом подшипниковой опоры и обеспечивающий раздельную подачу рабочих сред в струеобразователи.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от известного тем, что подача воды и воздуха в струеобразователи флейты осуществляется через распределитель, совмещенный с корпусом подшипниковой опоры и обеспечивающий раздельную подачу рабочих сред в струеобразователи, что соответствует критерию «новизна».

Предлагаемое устройство снабжено питающим флейту воздуховодом, соединенным с атмосферой, один из струеобразователей флейты выполнен в виде правой, а второй - в виде левой спирали с шагом, равным рабочей высоте цилиндрического барабана, и наружными диаметрами, обеспечивающими необходимый зазор между струеобразователями и барабаном, причем один струеобразователь формирует водяные, а второй - водовоздушные струи.

Этих отличий нет в прототипе, поэтому можно сделать вывод о соответствии нового устройства критерию «существенные отличия».

На фиг.1 изображен общий вид рыбозащитного оголовка; на фиг.2 - сечение А-А; на фиг.3 - сечение Б-Б и В-В.

Рыбозащитный оголовок водозаборного устройства включает всасывающий патрубок 1, жестко соединенный с опорным диском 2 цилиндрического барабана, обтянутого фильтрующей сеткой 3. В промывное устройство входят флейта 4, вращающаяся на подшипниковых опорах 5 и 6, напорный водовод 7 и соединенный с атмосферой воздуховод 8, обеспечивающие работу флеты. Флейта состоит из двух струеобразователей, один их которых выполнен в виде правой, а второй - в виде левой спирали с шагом, равным рабочей высоте цилиндрического барабана, и наружным диаметром, обеспечивающим необходимый зазор между струеобразователями и внутренним диаметром барабана. Причем левый струеобразователь предназначен для формирования водяных, а правый - водовоздушных струй. Подача воды и воздуха в струеобразователи осуществляется через распределитель, совмещенный с корпусами подшипниковых опор 5 и 6.

Левый струеобразователь имеет отверстия 9 для выхода воды, а правый струеобразователь - отверстия 9 для воды, которые выходят в воздушную камеру и отверстия 10, для выхода воды с воздухом.

Рыбозащитный оголовок работает следующим образом. Оголовок фланцем всасывающего патрубка 1 опорного диска 2 крепится к всасывающей трубе насосной станции и опускается в воду так, чтобы отверстия входа воздуха воздуховода 8 были выше воды. При включении насосной станции вода через мелкоячеистую фильтрующую сетку 3 и по всасывающему патрубку 1 попадает по всасывающей трубе насосной станции в насос. Насосная станция начинает работать и вода под давлением по трубопроводу подается для орошения или для других целей. Часть воды от насоса под давлением подается в напорный водовод 7, верхняя часть которого одновременно является осью для подшипниковой опоры 6, верхняя часть которой служит осью для подшипниковой опоры 5.

Вода под давлением по отводам попадает в левую и правую спирали струеобразователей флейты 4 и далее в отверстия 9 и 10. Левая спираль струеобразователя флейты 4 омывает сетку 3 изнутри струями воды. В правой спирали струя воды захватывает воздух, поступающий через отверстие подшипниковой опоры 5, и по воздуховоду 8 и трубке в воздушную камеру и через сопло 10 струя воды с воздухом также омывает сетку 3.

Так как сопла в правой и левой спиралях направлены в противоположные стороны, флейта 4 начинает вращаться и омывает сетку 3 по всей площади.

Расчет конструктивных и рабочих параметров промывной флейты осуществляется в соответствии с существующими рекомендациями с таким расчетом, чтобы промывные струи при достижении ими внутренней поверхности сетки образовывали сплошной фронт по всей длине струеобразователей.

Оголовок предназначен для забора воды из стоячих водоемов или из прибрежной зоны водотоков, где скорости потока не превышают 0,2 м/с, т.е. сравнимы с критическими скоростями молоди рыб. Рабочее положение оголовка - вертикальное, направление вращения струеобразователей флейты способствует отводу молоди и плавающего мусора вверх, а наносов с плотностью больше плотности воды, попадание которых на поверхность сетчатого полотна происходит в результате замутнения воды прибойными волнами (что особенно характерно для судоходных рек) - вниз.

Отвод молоди рыбы, попадающей на сетчатое полотно, в верхние слои водоема происходит благодаря тому, что в первоначальный момент воздействия промывной водовоздушной струи происходит отрыв молоди от сетки и перемещение ее на некоторое расстояние от поверхности сетчатого полотна. Под воздействием промывных струй, скорость которых превышает скорость всасываемого потока, и одновременно воздушные пузырьки, содержащиеся в струях, создают восходящий поток (эффект эрлифта), который способствует вертикальному перемещению молоди рыб вдоль мелкоячеистой фильтрующей сетки барабана. Благодаря спиралевидной форме струеобразователей и вращению флейты, прежде чем молодь рыб вновь попадает в зону активного всасывания, стремящегося прижать ее к сетке, она оказывается под влиянием все новых и новых участков фронта промывных струй, каждый раз на более высоком уровне. Описанный эффект позволяет в несколько раз увеличить время пребывания молоди рыбы во взвешенном состоянии (вне контакта с сеткой), что способствует проявлению инстинкта реореакции и повышает вероятность ухода ее из зоны активного всасывания.

Аналогичное воздействие оказывает спиралевидный водовоздушный струеобразователь и на неживые тела (мусор), способствуя их подъему и накоплению в верхнем слое водоема, откуда они удаляются либо под влиянием естественных процессов - волнового или ветрового воздействия, либо принудительно - при периодическом обслуживании водозаборного устройства.

Вторая ветвь флейты, представляющая собой спиралевидный струеобразователь водяного промывного фронта, благодаря обратному направлению навивки спирали способствует перемещению частиц донных наносов, с плотностью выше плотности воды, в нижние слои водоема, так как при освобождении от контакта с сеткой под влиянием силы тяжести они перемещаются вниз и оказываются попеременно под воздействием новых участков фронта промывных струй каждый раз на более низком уровне, и, достигнув нижнего края цилиндрического барабана, они выпадают на дно водоема.

Предлагаемый оголовок конструктивно прост и не имеет наружных вращающих деталей и узлов, а также внешних высокоскоростных гидродинамических струй, травмирующих рыбную молодь и других представителей водной фауны, использует для работы незначительную часть энергии основного насосно-силового оборудования, не требует устройства дополнительных источников энергии. В то же время оно позволяет значительно увеличить эффективность рыбозащиты, что способствует сохранению рыбных ресурсов и экологической безопасности водозаборов, повышает интенсивность и качество очистки фильтрующего элемента, способствующего снижению энергозатрат и продлению срока службы насосно-силового оборудования.

Источники информации

1. Рыбозащитные устройства и сооружения. Научно-технический обзор. ЦНТИ «Мелиоводинформ», М., 2002, стр.95-96.

2. Михеев П.А. Рыбозащитные сооружения и устройства. М.: Рома, 2000, стр.151-152.

3. Рыбозащитное устройство, А.С. №1528853, Е 02 В 8/08.