РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ЗОНТИЧНОГО ТИПА

РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ЗОНТИЧНОГО ТИПА


RU (11) 2299292 (13) C2

(51) МПК
E02B 8/08 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.05.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005115695/03 
(22) Дата подачи заявки: 2005.05.23 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.05.23 
(45) Опубликовано: 2007.05.20 
(56) Аналоги изобретения: JP 61-254712 А, 12.11.1986. SU 1381235 A1, 15.03.1988. SU 1641938 A1, 15.04.1991. SU 1778229 A1, 30.11.1992. RU 30366 U1, 27.03.2003. RU 2049198 C1, 27.11.1995. RU 2023798 C1, 30.11.1994. 
(72) Имя изобретателя: Шкура Виктор Николаевич (RU); Чистяков Александр Анатольевич (RU); Михеев Павел Александрович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новочеркасская государственная мелиоративная академия" ФГОУ ВПО (НГМА) (RU) 
(98) Адрес для переписки: 346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111, ФГОУ ВПО (НГМА), В.Н. Шкуре 

(54) РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ЗОНТИЧНОГО ТИПА

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам в составе водозаборных сооружений, и предназначено для защиты молоди рыб от попадания в водозаборные сооружения. Рыбозащитное устройство включает всасывающую трубу с вертикальным входным патрубком, размещенным соосно внутри заглушенного сверху водонепроницаемого цилиндра, систему для предварительного отвода молоди рыбы, состоящую из перфорированного трубопровода, соединенного с компрессором, расположенного на дне водоема с внешней стороны от водонепроницаемого цилиндра и выполненного в виде замкнутого кольца, размещенного соосно всасывающей трубе, водоприемное отверстие, сформированное нижней кромкой водонепроницаемого цилиндра и внешней поверхностью трубы входного патрубка, рыбозадерживающий экран и струевой потокообразователь, расположенные горизонтально в параллельных плоскостях соосно друг другу и всасывающей трубе. Рыбозадерживающий экран выполнен в виде круга, диаметр которого больше диаметра водонепроницаемого цилиндра, и размещен выше заглушенной торцевой части водонепроницаемого цилиндра. Струевой потокообразователь выполнен в виде сегнерова колеса, соединен подводящим трубопроводом с напорной линией насоса и расположен между рыбозадерживающим экраном и поверхностью воды. Изобретение создает в зоне влияния водозаборного оголовка гидравлические условия, обеспечивающие эффективную защиту молоди рыб от попадания в водозабор путем формирования рыбомусороотводного потока вращающимся струевым потокообразователем. 4 з.п. ф-лы, 6 ил. 



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам и сооружениям, устраиваемых в составе водозаборных сооружений, и предназначено для защиты молоди рыб от попадания в водозаборные сооружения.
Известно рыбозащитное устройство [1], включающее всасывающий оголовок, заглубленный под уровень воды в водоеме, систему отпугивания молоди рыбы, элементы которой установлены по внешнему периметру оголовка, включающую средства для создания акустических, электрических сигналов и формирования воздушно-пузырьковой завесы, при этом указанные средства размещены рядами с чередованием видов средств, воздействующих на молодь рыбы, с образованием между рядами зон для свободного плавания рыб.
Недостатком данного устройства является сложность его конструкции.
Известно рыбозащитное устройство [2], включающее всасывающую трубу с вертикальным входным патрубком, размещенным внутри заглушенного сверху водонепроницаемого цилиндра, соосно ему трубопровод, соединенный с компрессором, водоприемное отверстие, сформированное нижней кромкой водонепроницаемого цилиндра и внешней поверхностью трубы входного патрубка.
Недостатком данного оголовка является низкая эффективность отвода молоди рыб, а также сложность конструкции оголовка.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбозащитное устройство [3], включающее всасывающую трубу с вертикальным входным патрубком, размещенным внутри заглушенного сверху водонепроницаемого цилиндра, соосно ему систему для предварительного отвода молоди рыбы, состоящую из перфорированного трубопровода, соединенного с компрессором, при этом перфорированный трубопровод расположен на дне водоема с внешней стороны от водонепроницаемого цилиндра и выполнен в виде замкнутого кольца, размещенного соосно всасывающей трубе, водоприемное отверстие, сформированное нижней кромкой водонепроницаемого цилиндра и внешней поверхностью трубы входного патрубка.
Недостатком данного устройства является низкая эффективность рыбозащиты.
Целью изобретения является создание эффективных гидравлических условий в зоне влияния водозаборного оголовка, необходимых и достаточных для эффективной защиты молоди рыб от попадания в водозабор.
Сущность изобретения заключается в следующем.
По п.1 формулы изобретения. Выполнение устройства с рыбозадерживающим экраном позволяет создать в поверхностном горизонте водоема рыбоотводящую зону, которая отсечена от зоны активного водозабора.
Размещение струевого потокообразователя, расположенного в горизонтальной плоскости и в плоскости, параллельной рыбозадерживающему экрану, позволяет сформировать активный рыбоотводящий поток по всему периметру рыбозадерживающего экрана. Выполнение струевого потокообразователя в виде сегнерова колеса, соединенного подводящим трубопроводом с напорной линией насоса, позволяет создать гидравлические струи, активно отводящие молодь рыбы, поднятую в поверхностные слои под флотационным воздействием воздушно-пузырьковой завесы за пределы зоны влияния водозабора и за внешний периметр действия воздушно-пузырьковой завесы. Благодаря наличию струереактивной тяги и компоновке сегнерова колеса струевой потокообразователь вращается относительно вертикальной оси и обеспечивает формирование рыбомусороотводного потока в диапазоне 360 градусов.
Расположение рыбозадерживающего экрана и струевого потокообразователя, расположенных горизонтально в параллельных плоскостях, соосно друг другу и всасывающей трубе позволяет организовать эффективный отвод молоди рыбы из поверхностных горизонтов за пределы зоны влияния зонтичного оголовка.
Выполнение рыбозадерживающего экрана в виде круга, диаметр которого больше диаметра водонепроницаемого цилиндра и размещен выше заглушенной торцевой части водонепроницаемого цилиндра, в полной степени соответствует общей компоновке рыбозащитного устройства.
По п.2 формулы изобретения. Выполнение с внешней стороны перфорированного трубопровода соосно ему донного порога, позволяет воспрепятствовать проникновению молоди рыбы и донных наносов из придонных горизонтов в зону воздействия факела воздушно-пузырьковой завесы.
По п.3 формулы изобретения. Выполнение нижней торцевой части водонепроницаемого цилиндра с внешней его стороны с козырьком кольцевой в плане формы позволяет оптимизировать как границы факела всасывания, так и величину градиентов скоростей, образуемых в непосредственной близости от водоприемного отверстия, сформированного нижней кромкой водонепроницаемого цилиндра и внешней поверхностью трубы вертикального входного патрубка.
По п.4 формулы изобретения. Вариант, когда поверхность козырька выполнена перфорированной, позволяет сгладить градиенты фильтрационных скоростей, образуемых в непосредственной близости от водоприемного отверстия и козырька.
По п.5 формулы изобретения. Вариант, когда заглушенная часть водонепроницаемого цилиндра выполнена в виде полусферы, является частным конструктивным решением и улучшает условия для потока, вовлекаемого в зону влияния всасывающего факела.
Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбозащитного устройства. Графический материал, иллюстрирующий предлагаемое рыбозащитное устройство, представлен на следующих фигурах:
фиг.1 - рыбозащитное устройство, план;
фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
фиг.3 - рыбозащитное устройство, продольный разрез, вариант с кольцевым козырьком;
фиг.4 - вид Б на фиг.2;
фиг.5 - вариант рыбозащитного устройства, заглушенная часть водонепроницаемого цилиндра выполнена в виде полусферы;
фиг.6 - вариант рыбозащитного устройства, поверхность козырька выполнена перфорированной.
Рыбозащитное устройство включает всасывающую трубу с вертикальным входным патрубком 1, размещенным внутри заглушенного сверху водонепроницаемого цилиндра 2, соосно ему систему для предварительного отвода молоди рыбы, состоящую из перфорированного трубопровода 3, соединенного с компрессором 4, при этом перфорированный трубопровод 3 расположен на дне водоема с внешней стороны от водонепроницаемого цилиндра 2 и выполнен в виде замкнутого кольца, размещенного соосно всасывающей трубе, водоприемное отверстие 5, сформированное нижней кромкой водонепроницаемого цилиндра 2 и внешней поверхностью трубы входного патрубка 1.
Устройство снабжено рыбозадерживающим экраном 6 и струевым потокообразователем 7, расположенных горизонтально в параллельных плоскостях соосно друг другу и всасывающей трубе, при этом рыбозадерживающий экран 6 выполнен в виде круга, диаметр которого больше диаметра водонепроницаемого цилиндра 2 и размещен выше заглушенной торцевой части водонепроницаемого цилиндра 2, а струевой потокообразователь 7 выполнен в виде сегнерова колеса, соединен подводящим трубопроводом 8 с напорной линией насоса и расположен между рыбозадерживающим экраном 6 и поверхностью воды.
Кроме того, с внешней стороны перфорированного трубопровода 3 соосно ему может быть расположен донный порог 9.
Помимо того, нижняя торцевая часть водонепроницаемого цилиндра 2, с внешней его стороны, может быть выполнена с козырьком 10 кольцевой в плане формы.
Кроме того, поверхность козырька 10 может быть выполнена перфорированной.
Помимо того, заглушенная часть водонепроницаемого цилиндра 2 может быть выполнена в виде полусферы.
Рыбозащитное устройство работает следующим образом.
Расход воды, очищенный от влекомого мусора и молоди рыбы, через водоприемное отверстие 5 и далее, по внутреннему пространству водонепроницаемого цилиндра 2 во входной патрубок 1, поступает к потребителю. Благодаря подаче сжатого воздуха от компрессора 4 в кольцевой перфорированный трубопровод 3 вокруг входного патрубка 1 и водонепроницаемого цилиндра 2 формируется воздушно-пузырьковая завеса, которая способствует активному подъему молоди рыбы и влекомого мусора в поверхностные горизонты водоема (фиг.2), где они концентрируются. Для предотвращения попадания молоди рыбы во внутреннее пространство, образованное кольцевым перфорированным трубопроводом 3, устройство снабжено рыбозадерживающим экраном 6 (фиг.2 и 3), что позволяет создать в поверхностном горизонте водоема рыбоотводящую зону, которая отсечена от зоны активного водозабора. Отвод молоди рыбы с поверхности рыбозадерживающего экрана 6 осуществляется гидравлическими струями, формируемыми струевым потокообразователем 7, расположенным в горизонтальной плоскости и в плоскости, параллельной рыбозадерживающему экрану 6, что позволяет сформировать активный рыбоотводящий поток по всему периметру рыбозадерживающего экрана 6. Выполнение струевого потокообразователя 7 в виде сегнерова колеса (фиг.4), соединенного подводящим трубопроводом 8 с напорной линией насоса (не показано), позволяет создать гидравлические струи активно отводящие молодь рыбы, поднятую в поверхностные слои под флотационным воздействием воздушно-пузырьковой завесы, за пределы зоны влияния водозабора и за внешний периметр действия воздушно-пузырьковой завесы. Благодаря наличию струереактивной тяги и компоновке сегнерова колеса струевой потокообразователь 7 постоянно вращается относительно вертикальной оси и обеспечивает формирование рыбомусороотводного потока в диапазоне 360 градусов.
Выполнение рыбозадерживающего экрана 6 в виде круга, диаметр которого больше диаметра водонепроницаемого цилиндра 2, и размещение его выше заглушенной торцевой части водонепроницаемого цилиндра 2, в полной степени соответствует общей компоновке рыбозащитного устройства.
Возможен вариант работы, когда устройство снабжено с внешней стороны перфорированного трубопровода 3 соосно ему донным порогом 9 (фиг.2 и 3), что позволяет воспрепятствовать проникновению молоди рыбы и донных наносов из придонных горизонтов в зону воздействия факела воздушно-пузырьковой завесы.
Возможен вариант выполнения нижней торцевой части водонепроницаемого цилиндра 2 с внешней его стороны с козырьком 10 кольцевой в плане формы (фиг.3 и 5), что позволяет оптимизировать как границы факела всасывания, так и величину градиентов скоростей, образуемых в непосредственной близости от водоприемного отверстия 5, сформированного нижней кромкой водонепроницаемого цилиндра 2 и внешней поверхностью трубы вертикального входного патрубка 1.
Возможен вариант работы устройства, когда поверхность козырька 10 выполнена перфорированной (фиг.6), что позволяет сгладить градиенты фильтрационных скоростей, образуемых в непосредственной близости от водоприемного отверстия 5 и козырька 10.
Возможен вариант работы устройства, когда заглушенная часть водонепроницаемого цилиндра 2 выполнена в виде полусферы (фиг.5), что является частным конструктивным решением и улучшает условия для потока, вовлекаемого в зону влияния всасывающего факела, формируемого водоприемным отверстием 5.
Предлагаемое изобретение имеет простую конструкцию, что позволяет упростить компоновку рыбозащитного устройства, повысить надежность его работы и эффективность защиты молоди рыб от попадания в водозабор. Кроме того, за счет комплексного подхода к проектированию устройства удалось повысить эффективность рыбозащиты.
Источники информации
1. А.С. СССР №480382 (SU). "Способ отпугивания рыб", МПК А01К 61/00, А01К 79/00. Авторы: Протасов В.Р., Поддубный А.Г., Пятницкий И.И., Лапкин В.В., Сумарокова И.Н. Опубл. 15.08.75, БИ №30.
2. А.С. СССР №1381235 (SU). "Рыбозащитное устройство зонтичного типа". МПК Е02В 8/08, Е02В 9/04. Авторы: Лев М.И., Никитин В.А., Босая Н.В. Опубл. 15.03.88, БИ №10, 1988.
3. Патент Японии №61-254712 (JP). "Preventer against incoming of jellyfish". МПК Е02В 9/04. Автор: Kondo Isamu. Опубл. 12.11.86, фиг.4а, б.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Рыбозащитное устройство зонтичного типа, включающее всасывающую трубу с вертикальным входным патрубком, размещенным внутри заглушенного сверху водонепроницаемого цилиндра соосно ему, систему для предварительного отвода молоди рыбы, состоящую из перфорированного трубопровода, соединенного с компрессором, при этом перфорированный трубопровод расположен на дне водоема с внешней стороны от водонепроницаемого цилиндра и выполнен в виде замкнутого кольца, размещенного соосно всасывающей трубе, водоприемное отверстие, сформированное нижней кромкой водонепроницаемого цилиндра и внешней поверхностью трубы входного патрубка, отличающееся тем, что оно снабжено рыбозадерживающим экраном и струевым потокообразователем, расположенными горизонтально в параллельных плоскостях соосно друг другу и всасывающей трубе, при этом рыбозадерживающий экран выполнен в виде круга, диаметр которого больше диаметра водонепроницаемого цилиндра, и размещен выше заглушенной торцевой части водонепроницаемого цилиндра, а струевой потокообразователь выполнен в виде сегнерова колеса, соединен подводящим трубопроводом с напорной линией насоса и расположен между рыбозадерживающим экраном и поверхностью воды.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что с внешней стороны перфорированного трубопровода соосно ему расположен донный порог.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижняя торцевая часть водонепроницаемого цилиндра с внешней его стороны выполнена с козырьком, кольцевой в плане формы.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что поверхность козырька выполнена перфорированной.
5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что заглушенная торцевая часть водонепроницаемого цилиндра выполнена в виде полусферы.