РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК E02B8/08 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам и сооружениям, устраиваемым в составе водозаборных сооружений.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [1], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана, соосно, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса, снабжен основными и дополнительными соплами, которые выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия под разными углами ориентированы в сторону основания усеченного конуса, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана, соосно ему.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [2], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана, соосно, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса и снабжен соплами, которые выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану, соединяющий водозаборные секции с всасывающим патрубком, водозаборные отверстия всасывающего патрубка, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [3], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана, соосно ему, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса и снабжен соплами, которые выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана, соосно ему и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана и формируют водозаборные секции, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, выполненными в виде усеченных конусов, обращенных меньшими основаниями к вершине фильтрующего экрана, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану, соединяющий водозаборные секции с всасывающим патрубком, причем малые основания усеченных конусов потоконаправляющих элементов примыкают к водопроводящему тракту, водозаборные отверстия всасывающего патрубка, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [4], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана, соосно ему, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса и снабжен соплами, которые выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана и формируют водозаборные секции, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану, соединяющий водозаборные секции с всасывающим патрубком, водозаборные отверстия всасывающего патрубка, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [5], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана, соосно ему, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса и снабжен соплами, которые выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану, соединяющий водозаборные секции с всасывающим патрубком, водозаборные отверстия всасывающего патрубка, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [6], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель установленный в вершине фильтрующего экрана, соосно ему, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса и снабжен соплами, которые выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана, соосно ему и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана и формируют водозаборные секции, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, выполненными в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями к вершине фильтрующего экрана, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану, соединяющий водозаборные секции с всасывающим патрубком, причем малые основания усеченных конусов потоконаправляющих элементов примыкают к водопроводящему тракту, водозаборные отверстия всасывающего патрубка, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [7], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана, соосно ему, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса и снабжен соплами, которые выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана, соосно ему и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана и формируют водозаборные секции, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, выполненными в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями к вершине фильтрующего экрана, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану, соединяющий водозаборные секции с всасывающим патрубком, причем малые основания усеченных конусов потоконаправляющих элементов примыкают к водопроводящему тракту, водозаборные отверстия всасывающего патрубка, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты. Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [8], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана, соосно ему, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса и снабжен соплами, которые выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана, соосно ему и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана и формируют водозаборные секции, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, выполненными в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями к вершине фильтрующего экрана, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану, соединяющий водозаборные секции с всасывающим патрубком, причем малые основания усеченных конусов потоконаправляющих элементов примыкают к водопроводящему тракту, водозаборные отверстия всасывающего патрубка, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [9], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана, соосно ему, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса и снабжен соплами, которые выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана, соосно ему и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана и формируют водозаборные секции, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, выполненными в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями к вершине фильтрующего экрана, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану, соединяющий водозаборные секции с всасывающим патрубком, причем малые основания усеченных конусов потоконаправляющих элементов примыкают к водопроводящему тракту, водозаборные отверстия всасывающего патрубка, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [10], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель установленный в вершине фильтрующего экрана, соосно ему, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса и снабжен соплами, которые выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана, соосно ему и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана и формируют водозаборные секции, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, выполненными в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями к вершине фильтрующего экрана, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану, соединяющий водозаборные секции с всасывающим патрубком, причем малые основания усеченных конусов потоконаправляющих элементов примыкают к водопроводящему тракту, водозаборные отверстия всасывающего патрубка, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [11], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана, соосно ему, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса и снабжен соплами, которые выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана, соосно ему и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана и формируют водозаборные секции, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, выполненными в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями к вершине фильтрующего экрана, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану, соединяющий водозаборные секции с всасывающим патрубком, причем малые основания усеченных конусов потоконаправляющих элементов примыкают к водопроводящему тракту, водозаборные отверстия всасывающего патрубка, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [12], включающее расположенный в водотоке фильтрующий экран, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана, под углом к нему, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса и снабжен соплами, которые расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону концевой части фильтрующего экрана, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана и формируют водозаборные секции, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, выполненными в виде стенок, водопроводящий тракт, соединяющий водозаборные секции с всасывающим патрубком, водозаборные отверстия, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [13], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана, соосно ему, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса и снабжен основными и дополнительными соплами, которые выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана, соосно ему и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана и формируют водозаборные секции, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, выполненными в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями к вершине фильтрующего экрана, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану, соединяющий водозаборные секции с всасывающим патрубком, причем малые основания усеченных конусов потоконаправляющих элементов примыкают к водопроводящему тракту, водозаборные отверстия всасывающего патрубка, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [14], включающее расположенный в водотоке фильтрующий экран, потоконаправляющие элементы, размещенные вне и внутри фильтрующего экрана, расположенные по его длине, водозаборные отверстия, выполненные в фильтрующем экране и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [15], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде цилиндра, расположенного соосно всасывающему патрубку, при этом его основание размещено со стороны всасывающего патрубка, а гидросмыватель установлен в вершине цилиндра, соосно ему, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса, снабжен соплами, которые выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания цилиндра, потоконаправляющий элемент, размещенные внутри фильтрующего экрана, соосно ему и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана, причем потоконаправляющий элемент выполнен в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием к вершине фильтрующего экрана.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты.

Известно рыбозащитное устройство водозаборного сооружения [16], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде цилиндра, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом основание цилиндра размещено со стороны всасывающего патрубка, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана, соосно ему и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки формируют водозаборные отверстия, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине, при этом водопроводящий тракт выполнен в виде автономных коаксиально установленных труб, образующих между собой водозаборные отверстия всасывающего патрубка в виде кольцевого зазора, причем концевые части автономных коаксиально установленных труб введены внутрь всасывающего патрубка.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты вследствие неравномерных фильтрующих скоростей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбозащитное сооружение [17], включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана, соосно ему и с возможностью вращения относительно горизонтальной оси, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса, снабжен основными и дополнительными соплами, при этом основные сопла выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, дополнительные сопла расположены в плоскости, перпендикулярной оси фильтрующего экрана, расположены на внешней поверхности камеры гидросмывателя и под углом к ней, а их выпускные отверстия ориентированы в одном направлении, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана, соосно ему и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана и формируют водозаборные секции, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, выполненными в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями к вершине фильтрующего экрана, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану, соединяющий водозаборные секции с всасывающим патрубком, причем малые основания усеченных конусов потоконаправляющих элементов примыкают к водопроводящему тракту, водозаборные отверстия всасывающего патрубка, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине.

Недостатком устройства является низкая эффективность рыбозащиты вследствие неравномерных фильтрующих скоростей.

Целью изобретения является повышение эффективности рыбозащиты.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По п.1 формулы изобретения. Выполнение водопроводящего тракта в виде автономных коаксиально установленных труб, образующих между собой водозаборные отверстия всасывающего патрубка в виде кольцевого зазора, позволяет перераспределить всасывающий факел по длине фильтрующего экрана и сформировать локальные всасывающие участки на его поверхности.

Выполнение концевых частей автономных коаксиально установленных труб, введенных внутрь всасывающего патрубка, позволяет обеспечить устойчивый режим отбора всасываемого расхода воды, причем из каждой водозаборной секции.

Выполнение начальных частей автономных коаксиально установленных труб жестко соединенными с малыми основаниями усеченных конусов потоконаправляющих элементов позволяет сформировать независимые водопроводящие тракты, обеспечивающие транспорт отбираемых удельных расходов воды. При этой компоновке независимые водопроводящие тракты и их начальные части за счет своей геометрии и углов наклона позволяют сформировать локальные гидравлические сопротивления по длине фильтрующего экрана, что обеспечивает равномерность скорости фильтрации на поверхности рыбозащитного оголовка.

По п.2 формулы изобретения. Вариант, когда автономные коаксиально установленные трубы образуют между собой водозаборные отверстия всасывающего патрубка в виде равномерного кольцевого зазора, с одинаковой шириной, является частным конструктивным решением.

По п.3 формулы изобретения. Вариант, когда боковая поверхность усеченных конусов потоконаправляющих элементов выполнена криволинейной и выпуклой поверхностью обращена к оси фильтрующего экрана, позволяет оптимизировать эпюру всасывающего потока и выровнить эпюру фильтрующих скоростей.

По п.4 формулы изобретения. Вариант, когда концевые части автономных коаксиально установленных труб расположены в разных поперечных створах, при этом концевая часть центральной трубы расположена в поперечном створе, наиболее удаленном от вершины фильтрующего экрана, обеспечивает пропорциональность отбираемых расходов в каждом автономном водопроводящем тракте. Максимальная скорость всасывающего потока приходится на продольную ось всасывающего патрубка, а максимальная длина всасывания также совпадает с ней, поэтому концевая часть центральной трубы расположена в поперечном створе всасывающего патрубка, наиболее удаленного от вершины фильтрующего экрана.

По п.5 формулы изобретения. Вариант, когда подводящий трубопровод гидросмывателя расположен внутри фильтрующего экрана вдоль его боковой образующей, уменьшает величину гидравлического сопротивления всасываемому потоку.

По п.6 формулы изобретения. Вариант, когда дополнительные сопла снабжены насадками, формирующими сегнерово колесо и расположены в той же плоскости, что и выпускные отверстия дополнительных сопл, является вариантом струереактивного привода камеры гидросмывателя.

По пп.7 и 8 формулы изобретения. Вариант, когда выпускные отверстия дополнительных сопл ориентированы в направлении по или против часовой стрелки, являются модификациями привода камеры гидросмывателя.

По п.9 формулы изобретения. Вариант, когда отверстия перфорации фильтрующего экрана выполнены прямоугольной формы, является частным конструктивным его решением.

По п.10 формулы изобретения. Вариант, когда отверстия перфорации большим размером расположены в поперечной плоскости, то есть большая сторона прямоугольника расположена перпендикулярно продольному вектору транзитной скорости потока, позволяет уменьшить вероятность попадания молоди рыбы в оголовок.

По п.11 формулы изобретения. Вариант, когда отверстия перфорации большим размером расположены в продольной плоскости, является модификацией поверхности фильтрующего экрана.

По п.12 формулы изобретения. Вариант, когда отверстия перфорации расположены в шахматном порядке, уменьшает неравномерность фильтрующих скоростей по площади фильтрующего экрана.

По п.13 формулы изобретения. Вариант, когда отверстия перфорации фильтрующего экрана выполнены круглой формы, является вариантом его исполнения.

По п.14 формулы изобретения. Вариант, когда отверстия перфорации расположены в шахматном порядке, уменьшает неравномерность фильтрующих скоростей по площади фильтрующего экрана.

По п.15 формулы изобретения. Вариант, когда гидросмыватель выполнен в виде конуса, вершина которого обращена навстречу потоку, является частным его конструктивным решением.

По п.16 формулы изобретения. Вариант, когда гидросмыватель выполнен обтекаемой формы, при этом его выпуклая поверхность обращена навстречу потоку, позволяет оптимизировать гидравлику в зоне размещения гидросмывателя.

Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбозащитного устройства водозаборного сооружения.

Графический материал, иллюстрирующий предлагаемое изобретение, представлен на следующих фигурах:

фиг.1 - оголовок, изометрия, отверстия перфорации выполнены прямоугольными;

фиг.2 - то же, отверстия перфорации выполнены круглыми;

фиг.3 - потоконаправляющие элементы, изометрия;

фиг.4 - оголовок, изометрия, продольный разрез;

фиг.5 - оголовок, продольный разрез;

фиг.6 - то же, вариант, когда боковая поверхность усеченных конусов потоконаправляющих элементов выполнена криволинейной и выпуклой поверхностью обращена к оси фильтрующего экрана;

фиг.7 - оголовок, продольный разрез, вариант, когда концевые части автономных, коаксиально установленных труб расположены в разных поперечных створах, при этом концевая часть центральной трубы расположена в поперечном створе, наиболее удаленном от вершины фильтрующего экрана;

фиг.8 - оголовок, продольный разрез, вариант, когда подводящий трубопровод гидросмывателя выполнен соосно оголовку;

фиг.9 - подводящий трубопровод гидросмывателя, фрагмент, начальная его часть выполнена с фланцем;

фиг.10 - камера гидросмывателя, вариант с сегнеровым колесом;

фиг.11 - вид А на фиг.10;

фиг.12 - камера гидросмывателя, вариант, когда дополнительные сопла расположены в плоскости, перпендикулярной оси фильтрующего экрана, выполнены на внешней поверхности камеры гидросмывателя и под углом к ней;

фиг.13 - вид Б на фиг.12;

фиг.14 - вид на основные сопла гидросмывателя со стороны основания оголовка;

фиг.15 - гидросмыватель, фрагмент;

фиг.16 - разрез В-В на фиг.15;

фиг.17- фильтрующее полотно, вариант, когда отверстия перфорации выполнены прямоугольной формы, при этом отверстия перфорации большим размером расположены в поперечной плоскости;

фиг.18 - то же, отверстия перфорации большим размером расположены в продольной плоскости;

фиг.19 - фильтрующее полотно, вариант, когда отверстия перфорации выполнены прямоугольной формы и большим размером расположены в поперечной плоскости, при этом отверстия перфорации расположены в шахматном порядке;

фиг.20 - фильтрующее полотно, вариант, когда отверстия перфорации выполнены прямоугольной формы и большим размером расположены в продольной плоскости, при этом отверстия перфорации расположены в шахматном порядке;

фиг.21 - фильтрующее полотно, вариант, когда отверстия перфорации выполнены круглой формы;

фиг.22 - фильтрующее полотно, вариант, когда отверстия перфорации выполнены круглой формы, при этом отверстия перфорации расположены в шахматном порядке;

фиг.23 - поперечное сечение всасывающего патрубка, система крепления автономных коаксиально установленных труб на ребрах жесткости.

Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения включает всасывающий патрубок 1, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран 2 в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку 1, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка 1, гидросмыватель 3, установленный в вершине фильтрующего экрана 2, соосно ему и с возможностью вращения относительно горизонтальной оси, причем гидросмыватель 3 соединен подводящим трубопроводом 4 с напорной магистралью насоса, снабжен основными 5 и дополнительными 6 соплами, при этом основные сопла 5 выполнены на камере гидросмывателя 3 и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана 2, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, дополнительные сопла 6 расположены в плоскости, перпендикулярной оси фильтрующего экрана 2, расположены на внешней поверхности камеры гидросмывателя 3 и под углом к ней, а их выпускные отверстия ориентированы в одном направлении, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана 2, соосно ему и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана 2 и формируют водозаборные секции 7, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, выполненными в виде усеченных конусов 8, обращенных большими основаниями к вершине фильтрующего экрана 2, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку 1 и фильтрующему экрану 2, соединяющий водозаборные секции 7 с всасывающим патрубком 1, причем малые основания усеченных конусов 8 потоконаправляющих элементов примыкают к водопроводящему тракту, водозаборные отверстия 9 всасывающего патрубка 1, выполненные внутри фильтрующего экрана 2 и распределенные по его длине.

Водопроводящий тракт выполнен в виде автономных коаксиально установленных труб 10, образующих между собой водозаборные отверстия 9 всасывающего патрубка 1 в виде кольцевого зазора, причем концевые части автономных коаксиально установленных труб 10 введены внутрь всасывающего патрубка 1, а их начальные части жестко соединены с малыми основаниями усеченных конусов 8 потоконаправляющих элементов.

Помимо того, автономные коаксиально установленные трубы 10 могут образовывать между собой водозаборные отверстия 9 всасывающего патрубка 1 в виде равномерного кольцевого зазора, с одинаковой шириной.

Кроме того, боковая поверхность усеченных конусов 8 потоконаправляющих элементов может быть выполнена криволинейной и выпуклой поверхностью обращена к оси фильтрующего экрана 2.

Помимо того, концевые части автономных коаксиально установленных труб 10 могут быть расположены в разных поперечных створах, при этом концевая часть центральной трубы 10 расположена в поперечном створе, наиболее удаленном от вершины фильтрующего экрана 2.

Кроме того, подводящий трубопровод 4 гидросмывателя 3 может быть расположен внутри фильтрующего экрана 2 вдоль его боковой образующей.

Помимо того, дополнительные сопла 6 могут быть снабжены насадками 11, формирующими сегнерово колесо, и расположены в той же плоскости, что и выпускные отверстия дополнительных сопл 6.

Кроме того, выпускные отверстия дополнительных сопл 6 могут быть ориентированы в направлении по часовой стрелке.

Помимо того, выпускные отверстия дополнительных сопл 6 могут быть ориентированы в направлении против часовой стрелки.

Кроме того, отверстия перфорации 12 фильтрующего экрана 2 могут быть выполнены прямоугольной формы.

Помимо того, отверстия перфорации 12 большим размером могут быть расположены в поперечной плоскости.

Кроме того, отверстия перфорации 12 большим размером могут быть расположены в продольной плоскости.

Помимо того, отверстия перфорации 12 могут быть расположены в шахматном порядке.

Кроме того, отверстия перфорации 12 фильтрующего экрана 2 могут быть выполнены круглой формы.

Вместе с тем, отверстия перфорации 12 могут быть расположены в шахматном порядке.

Кроме того, гидросмыватель 3 может быть выполнен в виде конуса, вершина которого обращена навстречу потоку.

Помимо того, гидросмыватель 3 может быть выполнен обтекаемой формы, при этом его выпуклая поверхность обращена навстречу потоку.

Автономные коаксиально установленные трубы 10 закреплены между собой и к всасывающему патрубку 1 на ребрах жесткости 13.

Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения работает следующим образом.

В режиме забора воды на нужды потребителей расход воды из водотока поступает через отверстия перфорации 12 фильтрующего экрана 2 и далее по по всасывающему патрубку 1 к насосу (не показан). Благодаря дополнительным соплам 6 гидросмывателя 3 он постоянно вращается и перемещает основные сопла 5 вдоль образующей фильтрующего экрана 2. Гидравлические струи, выходящие из дополнительных сопл 6, кроме формирования струереактивного момента, уже на предварительном этапе способствуют отводу большей части скатывающейся молоди рыбы и влекомого мусора от зоны влияния фильтрующего экрана 2. Гидравлические струи, выходящие из основных сопл 5, распространяются вдоль поверхности фильтрующего экрана 2 и промывают его от мусора. За счет вращения камеры гидросмывателя 3 эти струи равномерно промывают всю площадь фильтрующего экрана 2, при этом не наблюдается непромытых и "мертвых зон" не доступных промывке.

Выполнение водопроводящего тракта в виде автономных коаксиально установленных труб 10, образующих между собой водозаборные отверстия 9 всасывающего патрубка 1 в виде кольцевого зазора, позволяет перераспределить всасывающий факел по длине фильтрующего экрана 2 и сформировать локальные всасывающие участки на его поверхности в виде водозаборных секций 7.

Выполнение концевых частей автономных коаксиально установленных труб 10, введенных внутрь всасывающего патрубка 1, позволяет обеспечить устойчивый режим отбора всасываемого расхода воды, причем из каждой водозаборной секции 7.

Выполнение начальных частей автономных коаксиально установленных труб 10 жестко соединенными с малыми основаниями усеченных конусов 8 потоконаправляющих элементов позволяет сформировать независимые водопроводящие тракты, обеспечивающие автономный транспорт отбираемых удельных расходов воды. При этой компоновке независимые водопроводящие тракты и их начальные части за счет своей геометрии и углов наклона позволяют сформировать локальные гидравлические сопротивления по длине фильтрующего экрана 2, что обеспечивает равномерность скорости фильтрации на поверхности рыбозащитного оголовка.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда автономные коаксиально установленные трубы 10 образуют между собой водозаборные отверстия 9 всасывающего патрубка 1 в виде равномерного кольцевого зазора, с одинаковой шириной, что является частным конструктивным решением.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда боковая поверхность усеченных конусов 8 потоконаправляющих элементов выполнена криволинейной и выпуклой поверхностью обращена к оси фильтрующего экрана 2, что позволяет оптимизировать эпюру всасывающего потока и выровнить эпюру фильтрующих скоростей.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда концевые части автономных коаксиально установленных труб 10 расположены в разных поперечных створах, при этом концевая часть центральной трубы 10 расположена в поперечном створе, наиболее удаленном от вершины фильтрующего экрана 2, обеспечивает пропорциональность отбираемых расходов в каждом автономном водопроводящем тракте. Максимальная скорость всасывающего потока приходится на продольную ось всасывающего патрубка 1 и максимальная длина всасывания также совпадает с ней, поэтому концевая часть центральной трубы 10 расположена в поперечном створе всасывающего патрубка 1, наиболее удаленного от вершины фильтрующего экрана 2.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда подводящий трубопровод 4 гидросмывателя 3 расположен внутри фильтрующего экрана 2 вдоль его боковой образующей, что уменьшает величину гидравлического сопротивления всасываемому потоку.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда дополнительные сопла 6 снабжены насадками 11, формирующими сегнерово колесо, и расположены в той же плоскости, что и выпускные отверстия дополнительных сопл 6, что является вариантом струереактивного привода камеры гидросмывателя 3.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда выпускные отверстия дополнительных сопл 6 ориентированы в направлении по или против часовой стрелки, что является модификациями привода камеры гидросмывателя 3.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда отверстия перфорации 12 фильтрующего экрана 2 выполнены прямоугольной формы, что является частным конструктивным его решением.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда отверстия перфорации 12 большим размером расположены в поперечной плоскости, то есть большая сторона прямоугольника расположена перпендикулярно продольному вектору транзитной скорости потока, что позволяет уменьшить вероятность попадания молоди рыбы в оголовок.

Вариант, когда отверстия перфорации 12 большим размером расположены в продольной плоскости, является модификацией поверхности фильтрующего экрана 2.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда отверстия перфорации 12 расположены в шахматном порядке, что уменьшает неравномерность фильтрующих скоростей по площади фильтрующего экрана 2.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда отверстия перфорации 12 фильтрующего экрана 2 выполнены круглой формы, что является вариантом его исполнения.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда отверстия перфорации 12 круглой формы расположены в шахматном порядке, что уменьшает неравномерность фильтрующих скоростей по площади фильтрующего экрана 2.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда гидросмыватель 3 выполнен в виде конуса, вершина которого обращена навстречу потоку, что является частным его конструктивным решением.

Возможен вариант работы рыбозащитного устройства, когда гидросмыватель 3 выполнен обтекаемой формы, при этом его выпуклая поверхность обращена навстречу потоку, что позволяет оптимизировать гидравлику в зоне размещения гидросмывателя 3.

Предлагаемая конструкция оголовка сочетает в себе лучшие качества и оптимизированные конструктивные элементы, имеющие место в аналогах, и позволяет повысить эффективность рыбозащиты. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет обеспечить равномерное поле скоростей фильтрации на всей поверхности фильтрующего экрана.

Источники информации

1. А.С. СССР (SU) №1191517. "Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения". Опубл. Б.И. №42, 1985.11.15. Автор: Кулябко В.А., Сивков А.А., Синявская В.М., Гаврилов Е.Н.

2. А.С. СССР (SU) №1493731. "Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения". Опубл. Б.И. №26, 1989.07.15. Авторы: Черкасов В.А., Чистяков А.А., Вострова Л.И., Прокопов Н.А.

3. А.С. СССР (SU) №1641936. "Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения". Опубл. Б.И. №14, 1991.04.15. Авторы: Чистяков А.А., Парулава И.И., Черкасов В.А., Шкура В.Н.

4. А.С. СССР (SU) №1671766. "Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения". Опубл. Б.И. №31, 1991.08.23. Авторы: Парулава И.И., Чистяков А.А., Черкасов В.А., Шкура В.Н.

5. А.С. СССР (SU) №1802039. "Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения". Опубл. Б.И. №10, 1993.03.15. Авторы: Парулава И.И., Черкасов В.А., Чистяков А.А., Михеев П.А.

6. А.С. СССР (SU) №949059. "Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения". Опубл. Б.И. №29, 1982.08.07. Авторы: Кулябко В.А., Синявская В.М., Сивков А.А., Гаврилов Е.Н.

7. Патент Австралии (AU) №7211781. "Screen device for a suction pipe". Опубл. 1983.01.06. Kulyabko V.A., Sinyavskaya V.M., Sivkov А.А., Gavrilov E.N.

8. Патент Канады (СА) №1140351. "Apparatus for fish protection". Опубл. 1983.02.01. Kulyabko V.A., Sinyavskaya V.M., Sivkov A.A., Gavrilov E.N.

9. Патент Франции (FR) №2508512. "Dispositif de protection des poissons contre leur aspiration dans des prises d'eau". Опубл. 1983.12.31. Kulyabko V.A., Sinyavskaya V.M., Sivkov A.A., Gavrilov E.N.

10. Патент Италии (IT) №1146304. "Fish protection appts. with water permeable screen". Опубл. 1986.11.12. Kulyabko V.A., Sinyavskaya V.M., Sivkov A.A., Gavrilov E.N.

11. Патент США (US) №4337008. "Apparatus for fish protection". Опубл. 1982.06.29. Kulyabko V.A., Sinyavskaya V.M., Sivkov A.A., Gavrilov E.N.

12. A.C. СССР (SU) №1469011. "Водозаборный оголовок". Опубл. Б.И. №12, 1989,03.30. Автор: Синявская В.М., Халаджиев В.П., Гаврилов Е.Н., Вьючнов B.C.

13. А.С. СССР (SU) №1641935. "Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения". Опубл. Б.И. №14, 1991.04.15. Авторы: Чистяков A.A., Черкасов В.А., Парулава И.И., Шкура В.Н.

Н.Патент РФ №2234568. "Рыбозащитное сооружение". Опубл. 2004.08.20. Авторы: Барекян А.Ш., Рыбаков А.Е.

15. Патент РФ №2250297. "Рыбозащитный омываемый оголовок". Опубл. 2005.04.20. Автор: Барекян А.Ш.

16. Патент США (US) №6051131. "Flow modifier for submerged intake screen". Опубл. 2000.04.18. Автор: Maxson Richard С.(Фигура №5).

17. А.С. СССР (SU) №1585450. "Рыбозащитный оголовок". Опубл. Б.И. №30, 1990.08.15. Авторы: Чистяков А.А., Черкасов В.А., Парулава И.И., Бауэр В.Я., Шкура В.Н.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам в составе водозаборных сооружений. Рыбозащитное устройство включает всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, расположенный соосно всасывающему патрубку фильтрующий экран в виде усеченного конуса, большее основание которого размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана соосно ему и с возможностью вращения относительно горизонтальной оси. Гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса, снабжен основными и дополнительными соплами. Основные сопла выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса. Дополнительные сопла расположены в плоскости, перпендикулярной оси фильтрующего экрана, и установлены на внешней поверхности камеры гидросмывателя под углом к ней, а их выпускные отверстия ориентированы в одном направлении. Внутри фильтрующего экрана размещены соосно ему потоконаправляющие элементы, расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана и формируют водозаборные секции, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, выполненными в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями к вершине фильтрующего экрана. Водопроводящий тракт выполнен в виде трубы, расположен соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану и соединяет водозаборные секции со всасывающим патрубком. Малые основания усеченных конусов потоконаправляющих элементов примыкают к водопроводящему тракту. Водозаборные отверстия всасывающего патрубка выполнены внутри фильтрующего экрана и распределены по его длине. Водопроводящий тракт выполнен в виде автономных коаксиально установленных труб, образующих между собой водозаборные отверстия всасывающего патрубка в виде кольцевого зазора. Концевые части автономных коаксиально установленных труб введены внутрь всасывающего патрубка, а их начальные части жестко соединены с малыми основаниями усеченных конусов потоконаправляющих элементов. Изобретение повышает эффективность рыбозащиты благодаря обеспечению равномерного поля скоростей фильтрации на всей поверхности фильтрующего экрана. 15 з.п. ф-лы, 23 ил.

1. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, включающее всасывающий патрубок, расположенный в водотоке и подсоединенный к всасывающей магистрали насоса, фильтрующий экран в виде усеченного конуса, расположенный соосно всасывающему патрубку, при этом большее основание усеченного конуса размещено со стороны всасывающего патрубка, гидросмыватель, установленный в вершине фильтрующего экрана соосно ему и с возможностью вращения относительно горизонтальной оси, причем гидросмыватель соединен подводящим трубопроводом с напорной магистралью насоса, снабжен основными и дополнительными соплами, при этом основные сопла выполнены на камере гидросмывателя и расположены с внешней стороны фильтрующего экрана, а их выпускные отверстия ориентированы в сторону основания усеченного конуса, дополнительные сопла расположены в плоскости, перпендикулярной оси фильтрующего экрана, и установлены на внешней поверхности камеры гидросмывателя под углом к ней, а их выпускные отверстия ориентированы в одном направлении, потоконаправляющие элементы, размещенные внутри фильтрующего экрана соосно ему и расположенные по его длине, при этом их внешние кромки примыкают к внутренней поверхности фильтрующего экрана и формируют водозаборные секции, размещенные в промежутках между потоконаправляющими элементами, выполненными в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями к вершине фильтрующего экрана, водопроводящий тракт в виде трубы, расположенный соосно всасывающему патрубку и фильтрующему экрану, соединяющий водозаборные секции со всасывающим патрубком, причем малые основания усеченных конусов потоконаправляющих элементов примыкают к водопроводящему тракту, водозаборные отверстия всасывающего патрубка, выполненные внутри фильтрующего экрана и распределенные по его длине, отличающееся тем, что водопроводящий тракт выполнен в виде автономных коаксиально установленных труб, образующих между собой водозаборные отверстия всасывающего патрубка в виде кольцевого зазора, причем концевые части автономных коаксиально установленных труб введены внутрь всасывающего патрубка, а их начальные части жестко соединены с малыми основаниями усеченных конусов потоконаправляющих элементов.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что автономные коаксиально установленные трубы, образуют между собой водозаборные отверстия всасывающего патрубка в виде равномерного кольцевого зазора с одинаковой шириной.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковая поверхность усеченных конусов потоконаправляющих элементов выполнена криволинейной и выпуклой поверхностью обращена к оси фильтрующего экрана.4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что концевые части автономных коаксиально установленных труб расположены в разных поперечных створах, при этом концевая часть центральной трубы расположена в поперечном створе, наиболее удаленном от вершины фильтрующего экрана.5. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что подводящий трубопровод гидросмывателя расположен внутри фильтрующего экрана вдоль его боковой образующей.6. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что дополнительные сопла снабжены насадками, формирующими сегнерово колесо и расположенными в той же плоскости, что и выпускные отверстия дополнительных сопел.7. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что выпускные отверстия дополнительных сопел ориентированы в направлении по часовой стрелке.8. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что выпускные отверстия дополнительных сопел ориентированы в направлении против часовой стрелки.9. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что отверстия перфорации фильтрующего экрана выполнены прямоугольной формы.10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что отверстия перфорации большим размером расположены в поперечной плоскости.11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что отверстия перфорации большим размером расположены в продольной плоскости.12. Устройство по любому из пп.10-11, отличающееся тем, что отверстия перфорации расположены в шахматном порядке.13. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что отверстия перфорации фильтрующего экрана выполнены круглой формы.14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что отверстия перфорации расположены в шахматном порядке.15. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что гидросмыватель выполнен в виде конуса, вершина которого обращена навстречу потоку.16. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что гидросмыватель выполнен обтекаемой формы, при этом его выпуклая поверхность обращена навстречу потоку.