ВОДОПРИЕМНИК РЫБОЗАЩИТНОГО ОГОЛОВКА Российский патент 2000 года по МПК E02B8/08 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для защиты молоди рыб от попадания в водозаборы.

Известен водоприемник рыбозащитного устройства, выполненный в виде конического экрана и составленный из колец, за кромками которых при набегании на них потока образуются пульсирующие водоворотные зоны, отпугивающие молодь и заставляющие ее отойти от экрана (описание к авторскому свидетельству СССР N 165440, кл. E 02 B 8/08, опублик. 07.06.1991).

Недостатком такого водоприемника является то, что течение водотока и влияние водозабора снова "притягивают" рыбу к нему, что в итоге приводит к попаданию в водозабор "уставшей" молоди, особенно, в период ее покатных миграций.

Известен также водоприемник обтекаемого рыбозащитного оголовка, включающий водоприемную поверхность с водопропускными отверстиями, которая промывается струереактивной флейтой (см. Б.С. Малеванчик и И.В. Никоноров "Рыбопропускные и рыбозащитные сооружения". М., 1984 г., стр. 189, рис. 74).

Недостатком данного водоприемника является то, что мелкоперфорированную водоприемную поверхность необходимо постоянно промывать, что требует наличия флейты, и в итоге это усложняет конструкцию как водоприемника, так и оголовка в целом.

Технический результат от использования изобретения - повышение эффективности рыбозащитного устройства путем организации гидравлической структуры обтекающего водоприемник течения, обеспечивающего возможность как принудительного, так и самостоятельного ухода молоди от водоприемной поверхности на транзит.

Это достигается тем, что в водоприемнике рыбозащитного оголовка водоприемная поверхность выполнена в виде пластин, являющихся турбулизаторами потока, между которыми размещены водопропускные щели, причем рабочая кромка пластин имеет волнообразный характер, при этом гребни и впадины последующих по потоку турбулизаторов расположены в шахматном порядке. Пластины турбулизаторов и соответствующие им водопропускные щели выполнены сплошными или прерывистыми.

На фиг. 1 изображен фрагмент водоприемной поверхности со сплошными водозаборными щелями, вид сбоку.

На фиг. 2 - то же, продольный разрез.

На фиг. 3 - то же, поперечный разрез.

На фиг. 4 - фрагмент водоприемной поверхности с прерывистыми водозаборными щелями.

На фиг. 5 и 6 - то же, соответственно продольный и поперечный разрезы.

На фиг. 7 - схема рыбозащитного оголовка, вид сбоку, при заборе воды "внутрь" устройства.

На фиг. 8 - то же, при заборе воды "наружу".

Водоприемник 1 рыбозащитного оголовка, размещенного в водопотоке 2, включает водоприемную поверхность 3 с водопропускными отверстиями 4. Водоприемником 1 может быть оборудован рыбозащитный оголовок, помимо него содержащий потокоформирователь 5 и рыбоотвод 6, монтируемый на водозаборной трубе 7.

Водоприемная поверхность 3 оборудована пластинами 8, являющимися турбулизаторами потока. Рабочая кромка пластин имеет волнообразный характер, гребни 9 и впадины 10 последующих по потоку турбулизаторов располагаются в шахматном порядке. Пластины 8 наклонены к продольной оси водоприемника (рыбозащитного оголовка) под углом 20^o ≤ α ≤ 90^o. При значении α меньше 20^o применение водоприемника экономически не эффективно из-за его малой пропускной способности. При наклоне пластин больше 90^o имеет место "прямой захват" молоди рыб в водозабор вместе с поступающей в него водой.

Водопропускные отверстия 4, защищаемые с напорной стороны пластинами 8, выполнены в виде щелей, которые могут быть сплошными либо прерывистыми в зависимости от выполнения соответствующих им пластин 8, также выполняемых либо сплошными, либо прерывистыми.

Водоприемник может быть заключен в защитный кожух 11 с образованием кольцевого транзитного тракта 12, при этом площадь поперечного сечения транзитного тракта уменьшается по течению. Для выполнения этого условия водоприемник и кожух могут быть выполнены цилиндрической, конической - расширяющейся или сужающейся формы.

Учитывая, что водоприемная поверхность 3 может быть цилиндрической, т.е. иметь поперечное сечение в виде окружности, то при стремлении ее радиуса к бесконечности водоприемная поверхность станет плоской. Отдельный участок этой плоской поверхности представляет собой, например, прямоугольный щит с расположенными на нем водопропускными щелями и соответствующими им турбулизаторами. Выбор модификации водоприемника той или иной формы зависит от характера забора рабочего расхода через водоприемную поверхность. Забор воды через водоприемную поверхность 3 может осуществляться как "внутрь" рыбозащитного оголовка, т.е. с периферии к его оси, так и наружу, т.е. с оси оголовка к его периферии.

В первом случае обтекаемый потокоформирователь 5 выполняется глухим и может быть оборудован жестко закрепленными на нем лопастями завихрителя потока. При этом рабочие кромки турбулизаторов будут обращены к периферии устройства. Во втором случае потокоформирователь 5 выполняется водорыбопроницаемым (осевой закручивающий аппарат, система концентрических конфузорных вставок, сопло автономного струегенератора и т.д.), обеспечивающим организацию по оси оголовка рыботранспортирующей зоны ("вихревого шнура", "высокоскоростной струи" и т. д.). При этом рабочие кромки турбулизаторов будут обращены к оси устройства.

Работает устройство следующим образом.

При размещении рыбозащитного оголовка на водотоке течение набегает на потокоформирующую поверхность. Сформированный поток обтекает водоприемную поверхность 3. При этом за кромками турбулизаторов потока образуются локальные вальцовые зоны, сливающиеся в единый "пульсирующий" вихревой экран. Скатывающаяся в потоке молодь, пройдя сквозь потокоформирователь 5, по инерции отбрасывается к периферии на транзит и в нем отводится от водозабора.

При размещении рыбозащитного устройства в стоячем водоеме водоприемник монтируется внутри защитного кожуха 11, и молодь по транзитному тракту отводится к оголовку рыбоотвода 6.

Рабочий расход из обтекающего водоприемную поверхность 3 транзитного расхода поступает в водозабор. Увлеченная им часть молоди попадает в зону пульсирующего вихревого экрана, отпугивается им от водоприемной поверхности и, самостоятельно отойдя на транзит, также скатывается в нем из зоны влияния водозабора.

Выполнение рабочих кромок турбулизаторов 8 волнообразными позволяет сформировать "объемный" вихревой экран, оказывающий на молодь большее отпугивающее воздействие.

Поскольку при отборе рабочего расхода в водозабор транзитный расход по длине водоприемной поверхности уменьшается, то для сохранения скорости его течения площадь поперечного сечения кольцевого транзитного тракта 12 должна уменьшаться. В предложенном рыбозащитном устройстве этого можно добиться либо установкой цилиндрической водоприемной поверхности внутри сужающегося по течению кожуха 11, либо при размещении расширяющейся по течению водоприемной поверхности 3 внутри цилиндрического кожуха, либо при одновременном расширении и сужении соответственно водоприемной поверхности 3 и кожуха 11.

Поскольку при работе рыбозащитного устройства на водотоке защитного кожуха 11 не требуется, а скорость транзитного потока можно считать постоянной, то водоприемная поверхность 3 может быть не только цилиндрической или расширяться, но и сужаться.

При работе модификаций рыбозащитного устройства, осуществляющих забор воды через водоприемную поверхность 3 к периферии, т.е. "наружу", потокоформирователь 5 организует по оси устройства течение, засасывающее в себя и транспортирующее в оголовок рыбоотвода молодь рыб. Рабочий расход при этом через водоприемную поверхность попадает к водопотребителю. Увлеченная им часть молоди, двигаясь к периферии устройства, попадает в зону действия "пульсирующего" экрана, организованного турбулизаторами потока. Попав в дискомфортную зону, молодь отпугивается экраном от водоприемной поверхности 4 и самостоятельно отходит к оси устройства в транзитное рыбоотводящее течение и отводится в нем в оголовок рыбоотвода 6 и далее из зоны влияния водозабора.

Водоприемник рыбозащитного оголовка относится к гидротехнике и может быть использован для защиты молоди рыб от попадания в водозаборы. Водоприемник рыбозащитного оголовка включает водоприемную поверхность с водопропускными отверстиями. Водоприемная поверхность выполнена в виде пластин, являющихся турбулизаторами потока, между которыми размещены водопропускные щели, причем рабочая кромка пластин имеет волнообразный характер, гребни и впадины последующих по потоку турбулизаторов расположены в шахматном порядке. Это позволяет повысить эффективность рыбозащитного устройства путем организации гидравлической структуры обтекающего водоприемник течения, обеспечивающего возможность как принудительного, так и самостоятельного ухода молоди от водоприемной поверхности на транзит. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Водоприемник рыбозащитного оголовка, включающий водоприемную поверхность с водопропускными отверстиями, отличающийся тем, что водоприемная поверхность выполнена в виде пластин, являющихся турбулизаторами потока, между которыми размещены водопропускные щели, причем рабочая кромка пластин имеет волнообразный характер, гребни и впадины последующих по потоку турбулизаторов расположены в шахматном порядке. 2. Водоприемник по п.1, отличающийся тем, что пластины и соответствующие им водопропускные щели выполнены сплошными или прерывистыми.