УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СЕТЧАТОГО ПОЛОТНА РЫБОЗАЩИТНОГО СООРУЖЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК E02B8/08 E02B9/04 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам и сооружениям в составе водозаборных сооружений, и предназначено для очистки сетчатого полотна.

Известно устройство для промывки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения [1], включающее мусорорыботранспортирующую трубу, один конец которой соединен с водоприемным оголовком, а другой конец заведен в мусорорыбоотводящий лоток. Кроме того, мусорорыботранспортирующая труба снабжена устройством для управления режимом работы, выполненным в виде эжектора, размещенного внутри трубы, и компрессором с рабочим патрубком, установленным напротив водоприемного оголовка. Для очистки сетчатого полотна устройство снабжено насосом и водоочистной флейтой, которая расположена за сетчатым полотном, со стороны водозабора. При этом насос, флейта, компрессор, воздухоподающий патрубок и мусорорыботранспортирующая труба размещены на тележке с возможностью параллельного перемещения вдоль сетчатого полотна.

Недостатком данного устройства является сложность системы основного и дополнительного оборудования, предназначенного для очистки сетчатого полотна и отвода мусора и молоди рыб, а также низкая эффективность очистки сетчатого полотна.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения [2], включающее мусорорыботранспортирующую трубу, мусорорыбоотводящий лоток, установленный в верхней части сетчатого полотна, устройство для управления режимом работы, при этом мусорорыботранспортирующая труба расположена перед сетчатым полотном со стороны подводящего канала и выполнена с водоприемным отверстием, обращенным к сетчатому полотну и расположенным по высоте мусорорыботранспортирующей трубы, а выходная часть последней заведена во внутреннее пространство мусорорыбоотводящего лотка и установлена на тележке с возможностью перемещения вдоль сетчатого полотна.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность очистки сетчатого полотна от мусора и низкая эффективность отвода мусора и молоди рыб вследствие низкого КПД сифонного устройства, не обеспечивающего высокие значения всасывающих скоростей в водоприемных отверстиях.

Целью изобретения является создание эффективных гидравлических условий в зоне влияния водоприемных отверстий, необходимых и достаточных для очистки сетчатого полотна от налипшего на него мусора, водорослей и снулой рыбы.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По п.1 формулы изобретения. Наличие насоса, сообщенного с водоструйной флейтой, имеющей насадки, направленные во входные части камер смешения, позволяет создать систему эжекторов, способную за счет эжекционной способности создавать необходимые всасывающие скорости в водоприемной щели, а также формировать напорный режим внутри мусорорыботранспортирующей трубы. Эффективной очистке сетчатого полотна от мусора способствует расположение насадков водоструйной флейты параллельно плоскости сетчатого полотна и одновременно расположение их внутри камеры, имеющей в плане овоидальную форму. Размещение выпускных отверстий насадков напротив водоприемного отверстия (щели) позволяет в полной степени использовать эжекционную способность гидравлических струй, истекающих из насадков. При этом практически вся кинетическая энергия струй, а именно их начальных участков, характеризующихся максимальными скоростями, задействована и используется для целей присоединения дополнительного объема жидкости, поступающего из водоприемного отверстия, выполненного по высоте мусорорыботранспортирующей трубы. Благодаря формированию всасывающих скоростей в водоприемное отверстие всасывается мусор, водоросли и снулая рыба, до этого момента находившиеся на внешней поверхности сетчатого полотна, таким образом происходит эффективный процесс его очистки. Кроме того, в водоприемную щель попадает мусор и молодь рыбы, оказавшиеся в зоне влияния всасывающего факела водоприемной щели.

Для формирования эффективного транспорта мусора, водорослей и молоди рыбы из внутреннего пространства камеры овоидальной формы в мусорорыбоотводящий лоток, расположенный в верхней части сетчатого полотна, устройство снабжено системой камер смешения, составляющих вместе с насадками водоструйной флейты систему эжекторов, являющихся основной и активной производительной частью устройства, предназначенной для перевода мусора и молоди рыб за пределы влияния водозабора. Система эжекторов, размещенных дискретно по высоте камеры овоидальной формы, транспортирует мусор и молодь рыб в мусорорыботранспортирующую трубу, внутри которой создается избыточное давление, необходимое и достаточное для транспортировки жидкости, с заданным объемом и насыщенной мусором и молодью рыб, в мусорорыбоотводящий лоток. Мусор и молодь рыб попадают во внутреннее пространство мусорорыбоотводящего лотка благодаря тому, что верхний конец мусорорыботранспортирующей трубы заведен в мусорорыбоотводящий лоток, по которому мусор и молодь рыбы транспортируются за пределы зоны влияния водозаборного сооружения.

Для повышения эффективности работы системы эжекторов их плановая компоновка предусматривает расположение камер смешения в начальной части тангенциального подвода, форма и очертание которого способствуют и обеспечивают эффективную работу устройства в целом. Криволинейная форма тангенциального подвода, а именно его внешняя сторона является составной частью камеры овоидальной формы.

По п.2 формулы изобретения. Для создания эффективных гидравлических условий внутри мусорорыботранспортирующей трубы выходная часть камер смешения снабжена направляющим козырьком, выполненным по всей высоте трубы и криволинейной формы в плане. Наличие козырька, а также его форма позволяют снизить травмирование молоди рыб, поступающей в мусорорыботранспортирующую трубу, а также формирует выпускное отверстие с шириной большей, чем ширина щели, формируемой торцевой частью козырька, примыкающей к стенке трубы, обращенной к внутренней поверхности тангенциального, что повышает эффективность работы системы эжекторов, поскольку как величина давления, так и величина скорости потока в сформированном выпускном отверстии меньше, чем аналогичные показатели, имеющие место в выходном сечении камер смешения.

По п.3 формулы изобретения. Надо отметить, что эффективность процесса перевода мусора и молоди рыбы по высоте мусорорыботранспортирующей трубы может быть выше, если внутри трубы разместить шнек, установленный на вертикальной оси с возможностью вращения посредством привода, размещенного в верхней части трубы, вне пределов водного пространства. Шнек позволяет гарантированно переводить мусор и молодь рыбы в мусорорыбоотводящий лоток. Эффективный процесс работы шнека в сочетании с работой системы эжекторов возможен путем подбора режимов их совместной работы, а именно:

- расход жидкости, поднимаемый шнеком в мусорорыбоотводящий лоток, должен быть несколько больше, чем расход жидкости, поступающий через камеры смешения;

- скорость вращения шнека должна обеспечивать подъем расчетного объема жидкости на заданный уровень, при этом величина давления жидкости внутри мусорорыботранспортирующей трубы должна находиться в заданных пределах и соответствовать нормальному режиму транспортирования молоди рыб при сохранении ее жизнеспособности и условий ее выживаемости.

По п.4 формулы изобретения. Снабжение камеры овоидальной формы щетками, расположенными со стороны примыкающей к сетчатому полотну, позволяет осуществлять механическую очистку его поверхности. При этом щетки, предварительно взаимодействуя с сетчатым полотном, "подрезают" волокнистые образования и включения в виде нитевидных водорослей или волокнистых включений, застрявших в ячейке сетчатого полотна. Данный процесс дополнительной механической очистки в значительной мере повышает эффективность очистки сетчатого полотна в целом.

По п.5 формулы изобретения. Размещение щеток, закрепленных по всей высоте камеры, овоидальной формы, позволяет эффективно очищать всю поверхность сетчатого полотна.

По п.6 формулы изобретения. Расположение щеток, закрепленных по обе стороны относительно водоприемного отверстия (щели), позволяет предварительно очищать поверхность сетчатого полотна при возвратно-поступательном перемещении тележки, на которой установлены основные рабочие узлы очистного устройства, не давая возможности быстрому обрастанию ячеек сетчатого полотна влекомым мусором.

Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции устройства для очистки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения. Графический материал, иллюстрирующий предлагаемую конструкцию, представлен на следующих фигурах:

фиг.1 - устройство для очистки сетчатого полотна, поперечный разрез;

фиг.2 - то же, вариант устройства с направляющим козырьком;

фиг.3 - то же, вариант устройства с рабочим органом в виде шнека;

фиг.4 - то же, вариант выполнения устройства с очистными щетками;

фиг.5 - мусорорыбоотранспортирующая труба, снабженная шнеком, продольный разрез;

фиг.6 - общий вид устройства, продольное сечение по сетчатому полотну;

фиг.7 - система эжекторов, продольный разрез;

фиг.8 - вид на водоприемное отверстие, фрагмент.

Устройство для очистки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения включает мусорорыботранспортирующую трубу 1, мусорорыбоотводящий лоток 2, установленный в верхней части сетчатого полотна 3, устройство для управления режимом работы, при этом мусорорыботранспортирующая труба 1 расположена перед сетчатым полотном 3 со стороны подводящего канала 4 и выполнена с водоприемным отверстием 5, обращенным к сетчатому полотну 3 и расположенным по высоте мусорорыботранспортирующей трубы 1, а выходная часть 6 последней заведена во внутреннее пространство мусорорыбоотводящего лотка 2 и установлена на тележке 7 с возможностью перемещения вдоль сетчатого полотна 3.

Устройство для управления режимом работы снабжено насосом 8, сообщенным с водоструйной флейтой 9, имеющей насадки 10, камерами смешения 11 и обтекателем 12 и расположено в камере 13 овоидальной формы, а водоприемное отверстие 5 выполнено в виде вертикальной щели, расположенной напротив выпускных отверстий насадков 10 флейты 9, которые установлены параллельно плоскости сетчатого полотна 3 и ориентированы в сторону входных частей 14 камер смешения 11, расположенных дискретно по высоте мусорорыботранспортирующей трубы 1, причем выпускные отверстия флейты 9 выполнены соосно входным частям 14 камер смешения 11, при этом мусорорыботранспортирующая труба 1 выполнена с обращенным в сторону сетчатого полотна тангенциальным подводом 15, в котором установлены камеры смешения 11 эжекторов, а обтекатель 12 выпуклой стороной обращен в сторону сетчатого полотна 3 и одной торцевой частью жестко соединен с боковой поверхностью флейты 9, а другой торцевой частью образует водоприемное отверстие 5 камеры 13 овоидальной формы.

Помимо того, выходная часть камер смешения 11 может быть снабжена направляющим козырьком 16, выполненным по всей высоте внутри мусорорыботранспортирующей трубы 1, причем концевая часть козырька 16, обращенная внутрь трубы 1, образует выпускное отверстие с шириной большей, чем ширина щели, формируемой торцевой частью козырька 16, примыкающей к стенке трубы 1, обращенной к внутренней поверхности тангенциального подвода 15.

Вместе с тем, внутри мусорорыботранспортирующей трубы 1 может быть установлен шнек 17, имеющий возможность вращения вокруг вертикальной оси 18 посредством привода 19, размещенного в верхней части мусорорыботранспортирующей трубы 1.

Кроме того, устройство может быть снабжено щетками 20, закрепленными на камере 13 овоидальной формы со стороны, примыкающей к сетчатому полотну 3.

Помимо того, щетки 20 могут быть закреплены по всей высоте камеры 13 овоидальной формы.

Кроме того, щетки 20 могут быть закреплены по обе стороны относительно щели водоприемного отверстия 5.

Очищенная от мусора и молоди рыбы вода поступает в водозабор 21.

Устройство для очистки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения работает следующим образом.

Расход воды, поступающий по подводящему каналу 4, проходит створ установки сетчатого полотна 3, очищается от мусора и молоди рыб и поступает в водозабор 21 и далее разбирается потребителями. По мере работы рыбозащитного сооружения рабочая поверхность сетчатого полотна 3 засоряется плавающим мусором, листьями, водорослями и снулой рыбой. При этом сквозность сетчатого полотна 3 уменьшается, увеличивается напор на его рабочей поверхности и соответственно увеличиваются средние значения скорости фильтрации, что негативно сказывается на эффективности защиты молоди рыбы и снижает надежность работы конструкции. Для очистки сетчатого полотна 3 включается в работу очистное устройство и тележка 7 начинает перемещаться вдоль плоскости установки сетчатого полотна 3, при этом соответственно включается насос 8, подающий в водоструйную флейту 9 рабочий расход воды. Технология очистки сетчатого полотна 3 от мусора и водорослей состоит в следующем. При движении камеры 13, выполненной овоидальной формы (фиг.1), вдоль сетчатого полотна 3 ее водоприемное отверстие 5 за счет сформированного факела всасывания захватывает (эжектирует) часть расхода подводящего канала 4, при этом вместе с этим расходом увлекаются мусор, водоросли и молодь рыбы, ранее находившиеся на поверхности сетчатого полотна 3 или в непосредственной близости от зоны влияния всасывающего факела. Мусор, водоросли и молодь рыбы, попавшие во внутреннее пространство камеры 13 овоидальной формы и далее, через входные части 14 камер смешения 11, попадают в мусорорыботранспортирующую трубу 1, где за счет напора, создаваемого насадками 10 и системой эжекторов (фиг.7), транспортируются в мусорорыбоотводящий лоток 2, установленный в верхней части сетчатого полотна 3, по которому отводятся в мусорорыбоотвод (не показан) и далее за пределы влияния водозаборного фронта.

Возможен вариант работы устройства (фиг.2) с использованием направляющего козырька 16, выполненного по всей высоте внутри мусорорыботранспортирующей трубы 1, формирующего отводящий канал внутри мусорорыботранспортирующей трубы 1, характеризующийся неравномерным поперечным сечением, увеличивающимся в сторону от выходных отверстий камер смешения 11. Наличие козырька 16 создает оптимальные гидравлические условия внутри трубы 1, необходимые как для перевода мусора и молоди рыбы, так и для эффективной работы системы эжекторов.

Для обеспечения гарантированного перевода мусора и молоди рыб мусорорыботранспортирующая труба 1 может быть снабжена шнеком 17 (фиг.3 и 5), установленным на вертикальной оси 18 с возможностью вращения посредством привода 19, размещенного в верхней части мусорорыботранспортирующей трубы 1 (фиг.5). Мусор и молодь рыбы, попадая в отсеки, сформированные поверхностью шнека 17, под влиянием напора, создаваемого системой эжекторов, не в состоянии долгое время находиться внутри мусорорыботранспортирующей трубы 1, выносятся через выходную часть 6 в мусорорыбоотводящий лоток 2. Кроме того, геометрическая форма шнека 17 в совокупности с тангенциальным подводом 15 формируют направленное винтовое течение, что повышает эффективность подъема влекомого мусора и молоди рыбы.

При наличии щеток 20, закрепленных на камере 13 овоидальной формы, со стороны сетчатого полотна 3 (фиг.4), повышается эффективность очистки сетчатого полотна 3, поскольку щетки 20, при активном контакте с рабочей поверхностью сетчатого полотна 3, подрезают волокнистые и нитевидные образования и включения, ранее попавшие и застрявшие в ее ячее.

Размещение щеток 20 по всей высоте камеры 13 способствует эффективной очистке его поверхности.

Размещение щеток 20 по обе стороны относительно водоприемного отверстия 5 (фиг.4) позволяет при одном проходе устройства вдоль сетчатого полотна 3 дважды очищать поверхность сетчатого полотна 3, не давая возможности оседать на его рабочей поверхности плавающему мусору.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность очистки сетчатого полотна, совмещая предварительный - механический и основной - гидравлический способы, а также интенсифицировать процесс его очистки.

Источники информации

1. А.С. СССР. №1604908. Устройство для промывки сетчатого полотна. Опубл. БИ №7, 1991. Авторы: Чистяков А.А., Черкасов В.А., Фоменко В.А., Иванов П.В., Пурас Г.Н., Шкура В.Н.

2. Патент РФ №2026467. Устройство для очистки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения. Опубл. БИ №1, 1995. Авторы: Чистяков А.А., Шкура В.Н., Воличенко А.Е., Парулава Г.И.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам в составе водозаборных сооружений. Устройство для очистки сетчатого полотна включает мусорорыботранспортирующую трубу, мусорорыбоотводящий лоток, установленный в верхней части сетчатого полотна, устройство для управления режимом работы. Мусорорыботранспортирующая труба расположена перед сетчатым полотном со стороны подводящего канала и выполнена с водоприемным отверстием, обращенным к сетчатому полотну и расположенным по высоте мусорорыботранспортирующей трубы, а выходная часть последней заведена во внутреннее пространство мусорорыбоотводящего лотка и установлена на тележке с возможностью перемещения вдоль сетчатого полотна. Устройство для управления режимом работы снабжено насосом, сообщенным с водоструйной флейтой, имеющей насадки, камерами смешения и обтекателем и расположено в камере овоидальной формы. Водоприемное отверстие выполнено в виде вертикальной щели, расположенной напротив выпускных отверстий насадков флейты, которые установлены параллельно плоскости сетчатого полотна и ориентированы в сторону входных частей камер смешения, расположенных дискретно по высоте мусорорыботранспортирующей трубы. Выпускные отверстия флейты выполнены соосно входным частям камер смешения. Мусорорыботранспортирующая труба выполнена с обращенным в сторону сетчатого полотна тангенциальным подводом, в котором установлены камеры смешения эжекторов. Обтекатель выпуклой стороной обращен в сторону сетчатого полотна и одной торцевой частью жестко соединен с боковой поверхностью флейты, а другой торцевой частью образует водоприемное отверстие камеры овоидальной формы. Изобретение обеспечивает создание в зоне влияния водоприемных отверстий гидравлических условий, необходимых и достаточных для очистки сетчатого полотна от налипшего на него мусора, водорослей и рыбы. 5 з. п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для очистки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения, включающее мусорорыботранспортирующую трубу, мусорорыбоотводящий лоток, установленный в верхней части сетчатого полотна, устройство для управления режимом работы, при этом мусорорыботранспортирующая труба расположена перед сетчатым полотном со стороны подводящего канала и выполнена с водоприемным отверстием, обращенным к сетчатому полотну и расположенным по высоте мусорорыботранспортирующей трубы, а выходная часть последней заведена во внутреннее пространство мусорорыбоотводящего лотка и установлена на тележке с возможностью перемещения вдоль сетчатого полотна, отличающееся тем, что устройство для управления режимом работы снабжено насосом, сообщенным с водоструйной флейтой, имеющей насадки, камерами смешения и обтекателем и расположено в камере овоидальной формы, а водоприемное отверстие выполнено в виде вертикальной щели, расположенной напротив выпускных отверстий насадков флейты, которые установлены параллельно плоскости сетчатого полотна и ориентированы в сторону входных частей камер смешения, расположенных дискретно по высоте мусорорыботранспортирующей трубы, причем выпускные отверстия флейты выполнены соосно входным частям камер смешения, при этом мусорорыботранспортирующая труба выполнена с обращенным в сторону сетчатого полотна тангенциальным подводом, в котором установлены камеры смешения эжекторов, а обтекатель выпуклой стороной обращен в сторону сетчатого полотна и одной торцевой частью жестко соединен с боковой поверхностью флейты, а другой торцевой частью образует водоприемное отверстие камеры овоидальной формы.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходная часть камер смешения снабжена направляющим козырьком, выполненным по всей высоте внутри мусорорыботранспортирующей трубы, причем концевая часть козырька, обращенная внутрь трубы, образует выпускное отверстие шириной, большей, чем ширина щели, формируемой торцевой частью козырька, примыкающей к стенке трубы, обращенной к внутренней поверхности тангенциального подвода.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутри мусорорыботранспортирующей трубы установлен шнек, имеющий возможность вращения вокруг вертикальной оси посредством привода, размещенного в верхней части мусорорыботранспортирующей трубы.4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что оно снабжено щетками, закрепленными на камере овоидальной формы со стороны, примыкающей к сетчатому полотну.5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что щетки закреплены по всей высоте камеры овоидальной формы.6. Устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что щетки закреплены по обе стороны относительно щели водоприемного отверстия.