РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ

РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ


RU (11) 2288989 (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: 2006.12.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005115711/03 
(22) Дата подачи заявки: 2005.05.23 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.05.23 
(45) Опубликовано: 2006.12.10 
(56) Аналоги изобретения: US 6051131 A, 18.04.2000. SU 1785547 A3, 30.12.1992. RU 2055108 C1, 27.02.1996. SU 1767082 A1, 07.10.1992. SU 1703786 A1, 07.01.1992. SU 1298299 A1, 23.03.1987. SU 1641936 A1, 15.04.1991. 
(72) Имя изобретателя: Чистяков Александр Анатольевич (RU); Шкура Виктор Николаевич (RU); Михеев Павел Александрович (RU); Перелыгин Андрей Иванович (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) РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам и сооружениям, предназначенным для защиты молоди рыбы от попадания в водозабор. Рыбозащитное устройство включает водозаборную трубу, расположенную горизонтально с всасывающим отверстием, обращенным по направлению течения водотока, соосно с ней расположенный всасывающий оголовок, выполненный из нескольких коаксиально установленных колец разного диаметра, при этом каждое кольцо меньшего диаметра расположено внутри кольца большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы по направлению течения потока, всасывающие отверстия, образованные в пространстве между внешней поверхностью колец меньшего диаметра и внутренней поверхностью колец большего диаметра, средство для предварительного задержания молоди рыбы и мусора, выполненное над всасывающим оголовком в виде потокоформирующих насадков. Кольца установлены с уменьшением ширины всасывающих отверстий в направлении вершины всасывающего оголовка. Потокоформирующие насадки размещены по внешнему периметру водозаборной трубы, соединены с раздающим коллектором и выпускными отверстиями ориентированы к вершине оголовка. Торцевая часть кольца с наименьшим диаметром, обращенная по направлению течения потока, выполнена заглушенной. Изобретение позволяет сформировать мощный мусорорыбоотводящий поток и предотвратить попадание молоди рыбы во всасывающий оголовок, а также обеспечить поступление равномерных удельных расходов по длине всасывающего оголовка. 8 з.п. ф-лы, 11 ил. 



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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 водозаборную трубу с всасывающим отверстием, расположенную горизонтально в водотоке, соосно с ней расположенный всасывающий оголовок, выполненный из нескольких коаксиально установленных колец разного диаметра, при этом каждое кольцо меньшего диаметра расположено внутри кольца большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы, всасывающие отверстия, образованные в пространстве между внешней поверхностью колец меньшего диаметра и внутренней поверхностью колец большего диаметра, средство для предварительного задержания молоди рыбы и мусора.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции и низкая эффективность отвода молоди рыбы.
Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [2], включающее водозаборную трубу с всасывающим отверстием, расположенную горизонтально в водотоке, соосно с ней расположенный всасывающий оголовок, выполненный из нескольких коаксиально установленных колец разного диаметра, при этом каждое кольцо меньшего диаметра расположено внутри кольца большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы, всасывающие отверстия, образованные в пространстве между внешней поверхностью колец меньшего диаметра и внутренней поверхностью колец большего диаметра, средство для предварительного задержания молоди рыбы и мусора.
Недостатком данного устройства является низкая эффективность отвода молоди рыбы.
Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [3], включающее водозаборную трубу с всасывающим отверстием, расположенную горизонтально в водотоке, соосно с ней расположенный всасывающий оголовок, выполненный из нескольких коаксиально установленных колец разного диаметра, при этом каждое кольцо меньшего диаметра расположено внутри кольца большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы, всасывающие отверстия, образованные в пространстве между внешней поверхностью колец меньшего диаметра и внутренней поверхностью колец большего диаметра, средство для предварительного задержания молоди рыбы и мусора.
Недостатком данного устройства является низкая эффективность отвода молоди рыбы.
Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [4], включающее водозаборную трубу с всасывающим отверстием расположенную горизонтально в водотоке, соосно с ней расположенный всасывающий оголовок, выполненный из нескольких коаксиально установленных равновеликих конфузоров разного диаметра, при этом каждый конфузор меньшего диаметра расположен внутри конфузора большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы, всасывающие отверстия, образованные в пространстве между внешней поверхностью конфузоров меньшего диаметра и внутренней поверхностью конфузоров большего диаметра, средство для отвода молоди рыбы и мусора.
Недостатком данного устройства является низкая эффективность отвода молоди рыбы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [5], включающее водозаборную трубу, расположенную горизонтально с всасывающим отверстием, обращенным по направлению течения водотока, соосно с ней расположенный всасывающий оголовок, выполненный из нескольких коаксиально установленных колец разного диаметра, при этом каждое кольцо меньшего диаметра расположено внутри кольца большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы по направлению течения потока, всасывающие отверстия, образованные в пространстве между внешней поверхностью колец меньшего диаметра и внутренней поверхностью колец большего диаметра, средство для предварительного задержания молоди рыбы и мусора, выполненное над всасывающим оголовком.
Недостатком данного устройства является низкая эффективность рыбозащиты.
Целью изобретения является повышение эффективности рыбозащиты.
Сущность изобретения заключается в следующем.
По п.1 формулы изобретения. Выполнение средства для предварительного задержания молоди рыбы и мусора в виде потокоформирующих насадков, при этом потокоформирующие насадки размещены по внешнему периметру водозаборной трубы, соединены с раздающим коллектором и выпускными отверстиями ориентированы к вершине оголовка, позволяет сформировать мощный мусорорыбоотводящий поток и, тем самым, предотвратить попадание молоди рыбы во всасывающий оголовок.
Выполнение колец, установленных с уменьшением ширины всасывающих отверстий в направлении вершины всасывающего оголовка, позволяет обеспечить равномерный отбор всасываемого расхода, при этом регулируется поступление равномерных удельных расходов по длине всасывающего оголовка.
Выполнение торцевой части кольца с наименьшим диаметром, обращенной по направлению течения потока, заглушенной, позволяет сформировать вершину оголовка.
По п.2 формулы изобретения. Выполнение на внешней поверхности раздающего коллектора отверстий перфорации, равномерно распределенных по его периметру, позволяет создать максимальное гидравлическое сопротивление транзитному потоку, а также сформировать внешние границы сносящего потока с максимально удаленной, от поверхности колец, траекторией. Кроме того, струи из отверстий перфораций уже на предварительном этапе позволяют отвести молодь рыбы от зоны влияния всасывающего оголовка.
По п.3 формулы изобретения. Выполнение осей отверстий перфорации 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 колец, траекторией.
По п.4 формулы изобретения. Вариант, когда оси отверстий перфорации расположены под острым углом к оси оголовка, при этом их выпускные отверстия ориентированны по направлению течения водотока, также позволяет сформировать внешние границы сносящего потока и отводить молодь рыбы вдоль поверхности колец.
По п.5 формулы изобретения. Выполнение отверстий перфорации, расположенных в продольных плоскостях, проходящих посередине между плоскостями в которых расположены потокоформирующие насадки, позволяет сформировать более плотный гидравлический экран, а также повысить эффективность отвода молоди рыбы.
По п.6 формулы изобретения. Выполнение в вершине оголовка обтекателя позволяет улучшить условия обтекания транзитным потоком и предотвратить образование водоворотной зоны, где возможно накопление скатывающейся молоди рыбы.
По пп.7 и 8 формулы изобретения. Выполнение обтекателя в виде конуса или полуовальной формы являются частными случаями его конструктивного решения.
По п.9 формулы изобретения. Выполнение потокоформирующих насадков, установленных под острым углом к оси оголовка позволяет оптимизировать процесс отвода молоди рыбы по длине всасывающего оголовка.
Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбозащитного устройства водозаборного сооружения. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих чертежах:
фиг.1 - рыбозащитное устройство, продольный разрез;
фиг.2 - то же, вариант с отверстиями перфорации, выполненными на внешней поверхности раздающего коллектора и равномерно распределенными по его периметру;
фиг.3 - то же, вариант с обтекателем, выполненным полуовальной формы;
фиг.4 - вид А на фиг.3;
фиг.5 - рыбозащитное устройство, продольный разрез, вариант с потокоформирующими насадками, выполненными под острым углом к оси оголовка;
фиг.6 - рыбозащитное устройство, вид сбоку, вариант с отверстиями перфорации, оси которых расположены в плоскости, перпендикулярной оси оголовка;
фиг.7 - фрагмент раздающего коллектора;
фиг.8 - то же, потокоформирующие насадки выполнены под острым углом к оси оголовка;
фиг.9 - фрагмент раздающего коллектора, оси отверстий перфорации, выполненные на внешней поверхности раздающего коллектора, расположены под острым углом к оси оголовка;
фиг.10 - то же, потокоформирующие насадки выполнены под острым углом к оси оголовка;
фиг.11 - вид на устройство со стороны вершины оголовка.
Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения включает водозаборную трубу 1, расположенную горизонтально с всасывающим отверстием, обращенным по направлению течения водотока, соосно с ней расположенный всасывающий оголовок 2, выполненный из нескольких коаксиально установленных колец 3 разного диаметра, при этом каждое кольцо 3 меньшего диаметра расположено внутри кольца 3 большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы 1 по направлению течения потока, всасывающие отверстия 4, образованные в пространстве между внешней поверхностью колец 3 меньшего диаметра и внутренней поверхностью колец 3 большего диаметра, средство для предварительного задержания молоди рыбы и мусора, выполненное над всасывающим оголовком.
Средство для предварительного задержания молоди рыбы и мусора выполнено в виде потокоформирующих насадков 5, кольца 3 установлены с уменьшением ширины всасывающих отверстий 4 в направлении вершины всасывающего оголовка 2, при этом потокоформирующие насадки 5 размещены по внешнему периметру водозаборной трубы 1, соединены с раздающим коллектором 6 и выпускными отверстиями, ориентированы к вершине оголовка, причем торцевая часть кольца 3 с наименьшим диаметром, обращенная по направлению течения потока, выполнена заглушенной.
Кроме того, на внешней поверхности раздающего коллектора 6 могут быть выполнены отверстия перфорации 7, равномерно распределенные по его периметру.
Помимо того, оси отверстий перфорации 7 могут быть расположены в плоскости, перпендикулярной оси оголовка.
Кроме того, оси отверстий перфорации 7 могут быть расположены под острым углом к оси оголовка, при этом их выпускные отверстия ориентированны по направлению течения водотока.
Помимо того, отверстия перфорации 7 могут быть расположены в продольных плоскостях, проходящих посередине между плоскостями, в которых расположены потокоформирующие насадки 5.
Кроме того, в вершине оголовка может быть выполнен обтекатель 8.
Помимо того, обтекатель 8 может быть выполнен в виде конуса.
Кроме того, обтекатель 8 может быть выполнен в виде полуовальной формы.
Помимо того, потокоформирующие насадки 5 могут быть выполнены под острым углом к оси оголовка.
Кольца 3 закреплены стойками 9 на стержне 10, установленным соосно оголовку, внутри него.
Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения работает следующим образом.
В режиме забора воды на нужды потребителей расход воды из водотока поступает через всасывающие отверстия 4 всасывающего оголовка 2 и далее по водозаборной трубе 1 во всасывающую линию насоса (не показан). Благодаря потокоформирующим насадкам 5 основная масса молоди рыбы и влекомый мусор отводится от зоны влияния всасывающих отверстий 4 всасывающего оголовка 2 (фиг.1), которые транспортируются транзитным потоком вниз по течению водотока. Равномерный отбор всасываемого расхода обеспечивает схема выполнения всасывающих отверстий 4 - их ширина уменьшается к вершине всасывающего оголовка 2, при этом регулируется поступление удельных расходов по длине всасывающего оголовка 2. Рабочий расход в потокоформирующие насадки 5 поступает из раздающего коллектора 6, в свою очередь, соединенного подводящим трубопроводом с напорной линией насоса (не показано).
Возможен вариант, когда на внешней поверхности раздающего коллектора 6 выполнены отверстия перфорации 7, равномерно распределенные по его периметру (фиг.2), что позволяет формировать предварительный снос молоди рыбы за счет создания экрана из гидравлических струй по всему периметру водозаборной трубы 1.
Возможен вариант, когда оси отверстий перфорации 7 расположены в плоскости, перпендикулярной оси всасывающего оголовка 2, 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 колец, траекторией.
Возможен вариант, когда оси отверстий перфорации 7 расположены под острым углом к оси всасывающего оголовка 2, при этом их выпускные отверстия ориентированы по направлению течения водотока 3 (фиг.3 и 9), что также позволяет сформировать внешние границы сносящего потока и отводить молодь рыбы вдоль поверхности колец 3.
Возможен вариант, когда отверстия перфорации 7 расположены в продольных плоскостях, проходящих посередине между плоскостями, в которых расположены потокоформирующие насадки 5, что позволяет сформировать более плотный гидравлический экран, а также повысить эффективность отвода молоди рыбы.
Возможен вариант, когда в вершине всасывающего оголовка 2 выполнен обтекатель 8 (фиг.2 и 3), что позволяет улучшить условия его обтекания транзитным потоком и предотвратить образование водоворотной зоны, где возможно накопление скатывающейся молоди рыбы.
Возможен вариант, когда потокоформирующие насадки 5 установлены под острым углом к оси всасывающего оголовка 2 (фиг.5), что позволяет оптимизировать процесс отвода молоди рыбы по его длине.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР (SU) № 1703786, Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Чистяков А.А., Шкура В.Н., Черкасов В.А. Опубл. БИ № 1, 07.01.92.
2. Авторское свидетельство СССР (SU) № 1767082. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Чистяков А.А., Шкура В.Н. Опубл. БИ № 37, 07.10.92.
3. Патент РФ (RU) № 2055108. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Авторы: Чистяков А.А., Шкура В.Н., Опубл. 27.02.96.
4. Авторское свидетельство СССР (SU) № 1785547, Рыбозащитное устройство, МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 9/04. Автор: Иванов А.В. Опубл. БИ № 48, 30.12.92.
5. Патент США (US) № 6051131. Flow modifier for submerged intake screen, IPC В 01 D 33/00, Richard С.Maxson, 18.04.2000, fig.5.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, включающее водозаборную трубу, расположенную горизонтально с всасывающим отверстием, обращенным по направлению течения водотока, соосно с ней расположенный всасывающий оголовок, выполненный из нескольких коаксиально установленных колец разного диаметра, при этом каждое кольцо меньшего диаметра расположено внутри кольца большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы по направлению течения потока, всасывающие отверстия, образованные в пространстве между внешней поверхностью колец меньшего диаметра и внутренней поверхностью колец большего диаметра, средство для предварительного задержания молоди рыбы и мусора, выполненное над всасывающим оголовком, отличающееся тем, что средство для предварительного задержания молоди рыбы и мусора выполнено в виде потокоформирующих насадков, кольца установлены с уменьшением ширины всасывающих отверстий в направлении вершины всасывающего оголовка, при этом потокоформирующие насадки размещены по внешнему периметру водозаборной трубы, соединены с раздающим коллектором и выпускными отверстиями ориентированы к вершине оголовка, причем торцевая часть кольца с наименьшим диаметром, обращенная по направлению течения потока, выполнена заглушенной.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на внешней поверхности раздающего коллектора выполнены отверстия перфорации, равномерно распределенные по его периметру.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оси отверстий перфорации расположены в плоскости, перпендикулярной оси оголовка.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оси отверстий перфорации расположены под острым углом к оси оголовка, при этом их выпускные отверстия ориентированы по направлению течения водотока.
5. Устройство по любому из пп.2-4, отличающееся тем, что отверстия перфорации расположены в продольных плоскостях, проходящих посередине между плоскостями, в которых расположены потокоформирующие насадки.
6. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что в вершине оголовка выполнен обтекатель.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что обтекатель выполнен в виде конуса.
8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что обтекатель выполнен в виде полуовальной формы.
9. Устройство по любому из пп.1-4, 7 и 8, отличающееся тем, что потокоформирующие насадки выполнены под острым углом к оси оголовка.