РЫБОХОД

РЫБОХОД


RU (11) 2274703 (13) C1

(51) МПК
E02B 8/08 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.04.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004133567/03 
(22) Дата подачи заявки: 2004.11.17 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.11.17 
(45) Опубликовано: 2006.04.20 
(56) Аналоги изобретения: DE 309506 A, 29.11.1918.

SU 1808903 A1, 15.04.1993.

SU 1622503 A1, 23.01.1991.

SU 1060750 A, 15.12.1983. 

CH 77885 A, 01.06.1918.

SU 293918 А, 24.03.1971. 

SU 282153 А, 19.01.1971.

SU 60371 А, 30.06.1941. 




(72) Имя изобретателя: Чистяков Александр Анатольевич (RU); Шкура Виктор Николаевич (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новочеркасская государственная мелиоративная академия" ФГОУ ВПО (НГМА) (RU) 
(98) Адрес для переписки: 346412, Ростовская обл., г. Новочеркасск, пер. Комсомольский, 25а, кв.1, А.А. Чистякову 

(54) РЫБОХОД

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбопропускным сооружениям, предназначенным для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула. Рыбоход включает рыбоходный тракт в виде лотка, соединяющего нижний и верхний бьефы гидроузла, устройство для гашения кинетической энергии потока, выполненное в виде системы потокоформирующих насадков, размещенных в боковых стенках лотка и соединенных с напорным трубопроводом, у которых выпускные отверстия ориентированы навстречу основному потоку, протекающему вдоль лотка рыбоходного тракта, вплывные отверстия, образованные вертикальными поперечными перегородками, и снабжен дополнительными потокоформирующими насадками, ориентированными навстречу основному потоку, при этом их выпускные отверстия и выпускные отверстия потокоформирующих насадков основной группы выполнены круглыми и размещены дискретно по глубине воды в лотке. В продольной плоскости размещения выпускных отверстий соосно потокоформирующим насадкам выполнены расширяющиеся в направлении верхнего бьефа углубления, которые имеют форму усеченных полуконусов. Дополнительные потокоформирующие насадки выполнены на боковых стенках элемента усиленной шероховатости, размещенного в донной части на продольной оси рыбоходного тракта в поперечном створе, расположенном между вертикальными поперечными перегородками, и обращенного тупым концом навстречу вплывному отверстию, причем боковые стенки элемента усиленной шероховатости выполнены под острым углом к продольной оси рыбоходного тракта. Изобретение обеспечивает повышение эффективности управления потоком в рыбоходе. 5 ил. 



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбопропускным сооружениям, предназначенным для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула.
Известен рыбоход [1], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла и систему потокоформирующих насадков, расположенных по длине рыбоходного тракта, при этом выпускные отверстия насадков ориентированы навстречу основному потоку, протекающему по лотку рыбохода.
Недостатком данного сооружения является низкая эффективность управления потоком в рыбоходе.
Известен рыбоход [2], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла и систему потокоформирующих насадков, расположенных по длине рыбоходного тракта, при этом выпускные отверстия насадков ориентированы навстречу основному потоку, протекающему по лотку рыбохода.
Недостатком данного сооружения является сложность оборудования для управления потоком в рыбоходе.
Известен рыбоход [3], включающий ступенчатый рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла и систему потокоформирующих насадков, расположенных по длине рыбоходного тракта в дне каждой ступени, при этом выпускные отверстия насадков ориентированы навстречу основному потоку и под острым углом к нему.
Недостатком данного сооружения является сложность данного сооружения.
Известен рыбоход [4], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла и систему потокоформирующих насадков, расположенных по длине рыбоходного тракта, при этом выпускные отверстия насадков ориентированы навстречу основному потоку.
Недостатком данного сооружения является низкая эффективность работы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбоход [5], включающий рыбоходный тракт в виде лотка, соединяющего нижний и верхний бьефы гидроузла, устройство для гашения кинетической энергии потока, выполненное в виде системы потокоформирующих насадков, размещенных в боковых стенках лотка и соединенных с напорным трубопроводом, при этом выпускные отверстия потокоформирующих насадков ориентированы навстречу основному потоку, протекающему вдоль лотка рыбоходного тракта, вплывные отверстия образованы вертикальными поперечными перегородками.
Недостатком данного сооружения является низкая эффективность управления потоком в рыбоходе.
Целью изобретения является повышение эффективности управления потоком в рыбоходе.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Выполнение рыбоходного тракта с дополнительными потокоформирующими насадками, при этом дополнительные потокоформирующие насадки выполнены на боковых стенках элемента усиленной шероховатости, размещенного в донной части на продольной оси рыбоходного тракта в поперечном створе, расположенном между вертикальными поперечными перегородками, и обращенного тупым концом навстречу вплывному отверстию, при этом боковые стенки элемента усиленной шероховатости выполнены под острым углом к продольной оси рыбоходного тракта, позволяет создать дополнительное гидравлическое сопротивление транзитному потоку. Это, в свою очередь, позволяет снизить общую длину рыбоходного тракта и повысить эффективность управления потоком, протекающим по рыбоходу. Поток, вытекающий из вплывного отверстия, сформированного вертикальными поперечными перегородками, испытывает гидравлическое сопротивление при набегании на тупой конец элемента усиленной шероховатости, при этом он теряет часть своей кинетической энергии. Одновременно с этим, потокоформирующие насадки, выполненные на боковых стенках элемента усиленной шероховатости и ориентированные навстречу транзитному потоку, создают мощное противодавление встречному потоку в придонной области. Кроме того, рыба, продвигающаяся вверх по течению, имеет возможность использовать кинетическую энергию гидравлических струй для преодоления поперечного створа, в котором расположен элемент усиленной шероховатости. 
Оптимальному распределению дополнительных гидравлических струй в потоке воды способствует выполнение их выпускных отверстий и выпускных отверстий потокоформирующих насадков основной группы круглыми и размещение их дискретно по глубине воды в лотке рыбоходного тракта.
Кроме того, выполнение в продольной плоскости размещения выпускных отверстий соосно потокоформирующим насадкам расширяющихся в направлении верхнего бьефа углублений, которые имеют форму усеченных полуконусов, позволяет стабилизировать пространственное местоположение гидравлических струй в потоке, не давая им тем самым отрываться от боковых стенок элемента усиленной шероховатости. 
Выполнение боковых стенок элемента усиленной шероховатости под острым углом к продольной оси рыбоходного тракта позволяет не только сформировать общее направление гидравлических струй - параллельно боковым стенкам элемента усиленной шероховатости и против транзитного потока, но и создать рыбонаправляющий канал для эффективного продвижения рыбы вверх по течению.
Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбохода. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих чертежах:
фиг.1 - рыбоход, план;
фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
фиг.3 - элемент усиленной шероховатости, изометрия;
фиг.4 - система питания потокоформирующих насадков, вид сверху;
фиг.5 - фрагмент поперечного разреза рыбоходного тракта, вид со стороны верхнего бьефа.
Рыбоход включает рыбоходный тракт 1 в виде лотка, соединяющего нижний и верхний бьефы гидроузла, устройство для гашения кинетической энергии потока, выполненное в виде системы потокоформирующих насадков 2, размещенных в боковых стенках 3 лотка и соединенных с напорным трубопроводом 4, при этом выпускные отверстия 5 потокоформирующих насадков 2 ориентированы навстречу основному потоку, протекающему вдоль лотка рыбоходного тракта 1, а вплывные отверстия 6 образованы вертикальными поперечными перегородками 7.
Рыбоход снабжен дополнительными потокоформирующими насадками 8, при этом их выпускные отверстия 5 и выпускные отверстия 5 потокоформирующих насадков 2 основной группы выполнены круглыми и размещены дискретно по глубине воды в лотке, при этом в продольной плоскости размещения выпускных отверстий 5 соосно потокоформирующим насадкам 2 выполнены расширяющиеся в направлении верхнего бьефа углубления 9, которые имеют форму усеченных полуконусов, а дополнительные потокоформирующие насадки 8 выполнены на боковых стенках элемента усиленной шероховатости 10, размещенного в донной части на продольной оси рыбоходного тракта 1 в поперечном створе, расположенном между вертикальными поперечными перегородками 7, и обращенного тупым концом навстречу вплывному отверстию 6, при этом боковые стенки элемента усиленной шероховатости 10 выполнены под острым углом к продольной оси рыбоходного тракта 1.
Рыбоход работает следующим образом.
Рыба, привлеченная из нижнего бьефа, заходит во входной оголовок рыбохода и попадает в рыбоходный тракт 1, где постепенно преодолевает вертикальные поперечные перегородки 7 с вплывными отверстиями 6 и перемещается в сторону верхнего бьефа гидроузла, где выходит в выходной оголовок и далее в водохранилище.
Наличие на боковых стенках элемента усиленной шероховатости 10 дополнительных потокоформирующих насадков 8 позволяет создать дополнительное гидравлическое сопротивление транзитному потоку. Это, в свою очередь, позволяет снизить общую длину рыбоходного тракта 1 и повысить эффективность управления потоком, протекающим по рыбоходу. Поток, вытекающий из вплывного отверстия 6, сформированного вертикальными поперечными перегородками 7, испытывает дополнительное гидравлическое сопротивление при набегании на тупой конец элемента усиленной шероховатости 10, при этом он теряет часть своей кинетической энергии, а в створе установки элемента усиленной шероховатости 10 создается перепад уровней воды. Одновременно с этим, дополнительные потокоформирующие насадки 8, выполненные на боковых стенках элемента усиленной шероховатости 10 и ориентированные навстречу транзитному потоку, создают мощное противодавление встречному потоку в придонной области. Кроме того, рыба, продвигающаяся вверх по течению, имеет возможность использовать кинетическую энергию гидравлических струй для преодоления поперечного створа, в котором расположен элемент усиленной шероховатости 10.
Оптимальному распределению дополнительных гидравлических струй в потоке воды способствует выполнение их выпускных отверстий 6 и выпускных отверстий 6 потокоформирующих насадков 2 основной группы круглыми и размещение их дискретно по глубине воды в лотке рыбоходного тракта.
Кроме того, выполнение в продольной плоскости размещения выпускных отверстий 6 соосно потокоформирующим насадкам 2 и 8 расширяющихся в направлении верхнего бьефа углублений 9, которые имеют форму усеченных полуконусов, позволяет стабилизировать пространственное местоположение гидравлических струй в потоке, не давая им тем самым отрываться от боковых стенок 3 лотка рыбоходного тракта 1 и элементов усиленной шероховатости 10.
Выполнение боковых стенок элемента усиленной шероховатости 10 под острым углом к продольной оси рыбоходного тракта 1 позволяет не только сформировать общее направление гидравлических струй - параллельно его боковым стенкам и против транзитного потока, но и создать рыбонаправляющий канал для эффективного продвижения рыбы вверх по течению.
Компоновка, при которой элементы усиленной шероховатости 10 размещены в поперечных створах между вертикальными поперечными перегородками 7 и напротив вплывного отверстия 6, позволяет создать максимальное гидравлическое сопротивление транзитному потоку. Кроме того, гидравлические струи, создаваемые дополнительными потокоформирующими насадками 8, активно эжектируют присоединяемый расход жидкости и транспортируют его внутрь вплывного отверстия 6, непосредственно за вертикальную поперечную перегородку 7. Такая схема повышает гидравлическое сопротивление транзитному потоку, поскольку и донные гидравлические струи, и вертикальные поперечные перегородки 7 работают на увеличение общего гидравлического сопротивления.
Свой вклад в формирование общего гидравлического сопротивления вносят гидравлические струи, создаваемые потокоформирующими насадками 2, размещенными на боковых стенках 3 лотка рыбоходного тракта 1, в поверхностном горизонте потока (фиг.2 и 5). Гидравлические струи, истекающие из потокоформирующих насадков 2, обеспечивают противодавление транзитному потоку в поверхностном горизонте потока и, тем самым, вносят свой вклад в формирование общего гидравлического сопротивления и в процесс управления потоком в рыбоходе.
Источники информации
1. А.С. СССР №60371, "Рыбоход", МПК Е 02 В 8/08, Ломпо-Трофимов Г.Ф, 1941-01-01. 
2. Патент Швейцарии №77885, "Fischtreppe", МПК Е 02 В 8/08, Gotlieb Luscher, 1918-06-01.
3. А.С. СССР №10600750, "Рыбоход", МПК Е 02 В 8/08, Авдонькин А.Ф, Шаталов И.М, Б.И. №46, 1983-12-15.
4. А.С. СССР №1808903, "Рыбоход", МПК Е 02 В 8/08, Терновский В.В., Б.И. №14, 1993-04-15.
5. Патент Германии №309506, "Fischtreppe", МПК Е 02 В 8/08, Gotlieb Luscher, 1918-11-29.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Рыбоход, включающий рыбоходный тракт в виде лотка, соединяющего нижний и верхний бьефы гидроузла, устройство для гашения кинетической энергии потока, выполненное в виде системы потокоформирующих насадков, размещенных в боковых стенках лотка и соединенных с напорным трубопроводом, при этом выпускные отверстия потокоформирующих насадков ориентированы навстречу основному потоку, протекающему вдоль лотка рыбоходного тракта, вплывные отверстия, образованные вертикальными поперечными перегородками, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными потокоформирующими насадками, ориентированными навстречу основному потоку, при этом их выпускные отверстия и выпускные отверстия потокоформирующих насадков основной группы выполнены круглыми и размещены дискретно по глубине воды в лотке, при этом в продольной плоскости размещения выпускных отверстий соосно потокоформирующим насадкам выполнены расширяющиеся в направлении верхнего бьефа углубления, которые имеют форму усеченных полуконусов, а дополнительные потокоформирующие насадки выполнены на боковых стенках элемента усиленной шероховатости, размещенного в донной части на продольной оси рыбоходного тракта в поперечном створе, расположенном между вертикальными поперечными перегородками, и обращенного тупым концом навстречу вплывному отверстию, причем боковые стенки элемента усиленной шероховатости выполнены под острым углом к продольной оси рыбоходного тракта.