рыбозащитное устройство водозаборного сооружения

Формула изобретения

1. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, включающее водозаборную трубу, расположенную горизонтально с всасывающим отверстием, обращенным по направлению течения водотока, соосно с ней расположенный секционный всасывающий оголовок, выполненный из двух перфорированных цилиндров разного диаметра, при этом цилиндр с большим диаметром примыкает к всасывающему отверстию водозаборной трубы, а торцевая часть цилиндра малого диаметра, ориентированная по направлению течения водотока, выполнена заглушенной, систему раздающих коллекторов, соединенных подводящим трубопроводом с напорной линией насоса, выполненных в виде тора и расположенных в основании малого и большого цилиндров вдоль их внешнего периметра, при этом раздающие коллекторы выполнены с выпускными отверстиями, ориентированными к вершине оголовка и равномерно распределенными по периметру раздающих коллекторов, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными выпускными отверстиями, оси которых не совпадают с осями основных выпускных отверстий, при этом дополнительные выпускные отверстия выполнены на внешней поверхности раздающих коллекторов посередине между продольными плоскостями, в которых расположены основные выпускные отверстия, ориентированные к вершине оголовка, причем дополнительные выпускные отверстия равномерно распределены по внешнему периметру раздающих коллекторов, а подводящий трубопровод выполнен внутри оголовка соосно его продольной оси и соединен радиальными патрубками с раздающими коллекторами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оси дополнительных выпускных отверстий расположены в плоскости, перпендикулярной оси оголовка.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оси дополнительных выпускных отверстий расположены под острым углом к оси оголовка, при этом их выпускные отверстия ориентированы по направлению течения водотока.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что основные выпускные отверстия снабжены потокоформирующими насадками.

5. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что поверхность перфорированных цилиндров выполнена с прямоугольными отверстиями, большая сторона которых расположена вдоль периметра цилиндров и перпендикулярно продольной оси всасывающего оголовка.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что прямоугольные отверстия расположены в шахматном порядке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам и сооружениям, предназначенным для защиты молоди рыбы от попадания в водозабор.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [1], включающее установленный на перфорированной всасывающей трубе водопроницаемый экран.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и низкая эффективность отвода молоди рыбы.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [2], включающее водозаборную трубу расположенную горизонтально в водотоке, соосно с ней расположенный секционный всасывающий оголовок с фильтрующим экраном, при этом больший диаметр всасывающего оголовка примыкает к всасывающему отверстию водозаборной трубы, а торцевая часть оголовка малого диаметра, выполнена заглушенной, раздающий коллектора, соединенных подводящим трубопроводом с напорной линией насоса, выполненных в виде гидросмывателя, расположенного в вершине оголовка, при этом гидросмыватель выполнен с выпускными отверстиями, ориентированными к основанию оголовка и равномерно распределенными по периметру раздающего коллектора.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность отвода молоди рыбы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [3], включающее водозаборную трубу расположенную горизонтально с всасывающим отверстием, обращенным по направлению течения водотока, соосно с ней расположенный секционный всасывающий оголовок выполненный из двух перфорированных цилиндров разного диаметра, при этом цилиндр с большим диаметром примыкает к всасывающему отверстию водозаборной трубы, а торцевая часть цилиндра малого диаметра, ориентированная по направлению течения водотока, выполнена заглушенной, систему раздающих коллекторов, соединенных подводящим трубопроводом с напорной линией насоса, выполненных в виде тора и расположенных в основании малого и большого цилиндров вдоль их внешнего периметра, при этом раздающие коллекторы выполнены с выпускными отверстиями, ориентированными к вершине оголовка и равномерно распределены по периметру раздающих коллекторов.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Целью изобретения является повышение эффективности рыбозащиты.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По п.1 формулы изобретения. Выполнение устройства снабженным дополнительными выпускными отверстиями, оси которых не совпадают с осями основных выпускных отверстий, позволяет на предварительном этапе отвести большую часть скатывающейся молоди рыбы от зоны влияния всасывающего оголовка. Дополнительные выпускные отверстия формируют сносящий рыбу экран из гидравлических струй.

Выполнение дополнительных выпускных отверстий на внешней поверхности раздающих коллекторов и посередине между продольными плоскостями, в которых расположены основные выпускные отверстия, ориентированные к вершине оголовка, позволяет сформировать оптимальную схему потока, сносящего молодь рыбы и влекомый мусор. Этому также способствует равномерное распределение дополнительных выпускных отверстий по внешнему периметру раздающих коллекторов.

Выполнение подводящего трубопровода внутри оголовка соосно его продольной оси и соединение его радиальными патрубками с раздающими коллекторами позволяет всю арматурную часть скрыть под фильтрующим экраном цилиндров. Кроме того, радиальные патрубки в данной компоновке выполняют функцию несущей конструкции, к которой крепятся секции цилиндров.

По п.2 формулы изобретения. Выполнение осей дополнительных выпускных отверстий, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси оголовка, является частным случаем их конструктивного решения. Эта компоновка позволяет создать максимальное гидравлическое сопротивление транзитному потоку, а также сформировать внешние границы сносящего потока с максимально удаленной, от поверхности цилиндров, траекторией.

По п.3 формулы изобретения. Выполнение осей дополнительных выпускных отверстий расположенными под острым углом к оси оголовка и поверхности цилиндров, при этом их выпускные отверстия ориентированы по направлению течения водотока, также позволяет сформировать внешние границы сносящего потока и отводить молодь рыбы вдоль поверхности цилиндров.

По п.4 формулы изобретения. Вариант, когда основные выпускные отверстия снабжены потокоформирующими насадками, позволяет формировать более устойчивые гидравлические струи. Эта компоновка дает возможность сформировать гидравлические струи с большей дальностью распространения, за счет классической схемы формирования их начального участка.

По п.5 формулы изобретения. Выполнение поверхности перфорированных цилиндров с прямоугольными отверстиями, большая сторона которых расположена вдоль периметра цилиндров и перпендикулярно продольной оси всасывающего оголовка, является частным вариантом их конструктивной компоновки. Данная схема позволяет сформировать фильтрующие отверстия, ширина которых меньше, чем их длина, что оптимизирует локальные факелы всасывания, при этом молодь рыбы, скатывающаяся вблизи поверхности цилиндров, имеет большую вероятность уйти из зоны влияния локальных факелов всасывания, что повышает эффективность рыбозащиты.

По п.6 формулы изобретения. Выполнение прямоугольных отверстий расположенными в шахматном порядке обеспечивает равномерное фильтрующее поле скоростей на поверхности цилиндров.

Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбозащитного устройства водозаборного сооружения. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих фигурах:

фиг.1 - рыбозащитное устройство, продольный разрез;

фиг.2 - то же, изометрия;

фиг.3 - рыбозащитное устройство, вид сбоку;

фиг.4 - рыбозащитное устройство, продольный разрез, вариант с выпускными отверстиями основной группы, снабженными насадками;

фиг.5 - рыбозащитное устройство, продольный разрез, вариант с выпускными отверстиями дополнительной группы, оси которых расположены под острым углом к оси оголовка;

фиг.6 - разрез А-А на фиг.4;

фиг.7 - разрез Б-Б на фиг.4;

фиг.8 - рыбозащитное устройство, вариант, когда поверхность перфорированных цилиндров выполнена с прямоугольными отверстиями, большая сторона которых вдоль периметра цилиндров и перпендикулярно продольной оси всасывающего оголовка;

фиг.9 - то же, прямоугольные отверстия расположены в шахматном по рядке.

Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения включает водозаборную трубу 1, расположенную горизонтально с всасывающим отверстием, обращенным по направлению течения водотока, соосно с ней расположенный секционный всасывающий оголовок 2, выполненный из двух перфорированных цилиндров 3 разного диаметра, при этом цилиндр 3 с большим диаметром примыкает к всасывающему отверстию водозаборной трубы 1, а торцевая часть цилиндра 3 малого диаметра, ориентированная по направлению течения водотока, выполнена заглушенной, систему раздающих коллекторов 4, соединенных подводящим трубопроводом 5 с напорной линией насоса, выполненных в виде тора и расположенных в основании малого и большого цилиндров 3 вдоль их внешнего периметра, при этом раздающие коллекторы 4 выполнены с выпускными отверстиями 6, ориентированными к вершине оголовка 2, и равномерно распределены по периметру раздающих коллекторов 4.

Устройство снабжено дополнительными выпускными отверстиями 7, оси которых не совпадают с осями основных выпускных отверстий 6, при этом дополнительные выпускные отверстия 7 выполнены на внешней поверхности раздающих коллекторов 4, посередине между продольными плоскостями, в которых расположены основные выпускные отверстия 6, ориентированные к вершине оголовка 2, причем дополнительные выпускные отверстия 7 равномерно распределены по внешнему периметру раздающих коллекторов 4, а подводящий трубопровод 5 выполнен внутри оголовка 2, соосно его продольной оси, и соединен радиальными патрубками 8 с раздающими коллекторами 4.

Кроме того, оси дополнительных выпускных отверстий 7 могут быть расположены в плоскости, перпендикулярной оси оголовка 2.

Помимо того, оси дополнительных выпускных отверстий 7 могут быть расположены под острым углом к оси оголовка 2, при этом их выпускные отверстия 7 ориентированы по направлению течения водотока.

Кроме того, основные выпускные отверстия 6 могут быть снабжены потокоформирующими насадками 9.

Помимо того, дополнительные выпускные отверстия 7 могут быть расположены в продольных плоскостях, проходящих посередине между продольными плоскостями, в которых расположены основные выпускные отверстия 6.

Кроме того, поверхность перфорированных цилиндров 3 может быть выполнена с прямоугольными отверстиями 10, большая сторона которых расположена вдоль периметра цилиндров 3 и перпендикулярно продольной оси всасывающего оголовка 2.

Помимо того, прямоугольные отверстия 10 могут быть расположены в шахматном порядке.

Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения работает следующим образом.

В режиме забора воды на нужды потребителей расход воды из водотока поступает через отверстия перфорации цилиндров 3 всасывающего оголовка 2 и далее по водозаборной трубе 1 во всасывающую линию насоса (не показан). Благодаря дополнительным выпускным отверстиям 7, оси которых не совпадают с осями основных выпускных отверстий 6, уже на предварительном этапе удается отвести большую часть скатывающейся молоди рыбы и влекомого мусора от зоны влияния всасывающего оголовка 2 (фиг.1). Дополнительные выпускные отверстия 7 формируют сносящий рыбу экран из гидравлических струй по всему периметру водозаборной трубы 1.

Выполнение дополнительных выпускных отверстий 7 на внешней поверхности раздающих коллекторов 4 и посередине между продольными плоскостями, в которых расположены основные выпускные отверстия 6, ориентированные к вершине оголовка 2 (фиг.3), позволяет сформировать оптимальную схему потока, сносящего молодь рыбы и влекомый мусор. Этому также способствует равномерное распределение дополнительных выпускных отверстий 7 по внешнему периметру раздающих коллекторов 4.

Выполнение подводящего трубопровода 5 внутри оголовка 2 соосно его продольной оси и соединение его радиальными патрубками 8 с раздающими коллекторами 4 (фиг.1, 6 и 7) позволяет всю арматурную часть скрыть под фильтрующим экраном цилиндров 3, что улучшает условия обтекания оголовка 2 транзитным потоком. Кроме того, радиальные патрубки 8 в данной компоновке выполняют функцию несущей конструкции, к которой крепятся секции цилиндров 3.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда оси дополнительных выпускных отверстий 7 расположены в плоскости, перпендикулярной оси оголовка 2 (фиг.1, 3 и 8), что является частным случаем их конструктивного решения. Эта компоновка позволяет создать максимальное гидравлическое сопротивление транзитному потоку, а также сформировать внешние границы сносящего потока с максимально удаленной от поверхности цилиндров 3 траекторией.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда оси дополнительных выпускных отверстий 7 расположены под острым углом к оси оголовка 2 и поверхности цилиндров 3 (фиг.5), при этом дополнительные выпускные отверстия 7 ориентированы по направлению течения водотока, также позволяет сформировать внешние границы сносящего потока и отводить молодь рыбы вдоль поверхности цилиндров 3.

Вариант, когда основные выпускные отверстия 6 снабжены потокоформирующими насадками 9, позволяет формировать более устойчивые гидравлические струи (фиг.2-5). Эта компоновка дает возможность сформировать гидравлические струи с большей дальностью распространения, за счет классической схемы формирования их начального участка.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда поверхности перфорированных цилиндров 3 выполнены с прямоугольными отверстиями 10 (фиг.8), большая сторона которых расположена вдоль периметра цилиндров 3 и перпендикулярно продольной оси всасывающего оголовка 2, что является частным случаем их конструктивной компоновки. Данная схема позволяет сформировать фильтрующие отверстия, ширина которых меньше, чем их длина, что оптимизирует локальные факелы всасывания, при этом молодь рыбы, скатывающаяся вблизи поверхности цилиндров 3, имеет большую вероятность уйти из зоны влияния локальных факелов всасывания, что повышает эффективность рыбозащиты.

Возможен вариант выполнения рыбозащитного устройства, когда прямоугольные отверстия 10 расположены в шахматном порядке (фиг.9), что обеспечивает равномерное фильтрующее поле скоростей на поверхности цилиндров 3.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР (SU) № 480799, Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04, Авторы: Смолкин П.П., Новиков В.И., Шишлянников В.И., Ванин И.К., Опубл. Б.И. № 30, 15.08.75.

2. Авторское свидетельство СССР (SU) № 949059, Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, МПК Е 02 В 8/08, Авторы: Кулябко В.А., Синявская В.М., Сивков А.А., Гаврилов Е.Н., опубл. Б.И. № 29, 07.08.82.

3. Чурунов В.Н., Костюрин Н.Н., Лебедева Е.К., Шпунтова Т.М., Ренато Харо. Результаты испытаний РЭУ типа РОС-3 на испытательном комплексе КаспНИИРХа // Труды академии водохоз. наук РФ. Вып.2. Охрана и возобновление гидрофлоры и ихтиофауны: (Сб. ст.) - Новочеркасск: НГМА, 1999, с.58, рис.3.