СПОСОБ ПРОМЫВКИ СЕТНОГО ПОЛОТНА РЫБОЗАЩИТНОГО СООРУЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО, ЕГО ОСУЩЕСТВЛЯЮЩЕЕ 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, а именно к способам и устройствам для промывки сетного полотна.

Известен способ формирования водовоздушной смеси [1], состоящий в подаче воды от насоса в гидродинамический кавитационный аппарат, эжектировании воздуха из атмосферы, смешении его с водой, последующем процессе турбулизации водовоздушной смеси и одновременном эжектировании дополнительного расхода воздуха из атмосферы и подаче сформированного потока к рабочим элементам, предназначенным для ее выпуска в водоем.

Недостатком способа является низкий уровень энергоемкости водовоздушной смеси.

Известен способ формирования водовоздушной смеси [2], состоящий в подаче воды от насоса в гидродинамический кавитационный аппарат, эжектировании воздуха из атмосферы, смешении его с водой, последующем процессе кавитации водовоздушной смеси для формирования мелкодисперстной смеси и подаче сформированного потока к рабочим элементам рыбозащитного устройства, предназначенным для ее выпуска в водоем.

Недостатком способа является низкий уровень энергоемкости водовоздушной смеси.

Известен способ формирования ультразвукового поля [3], состоящий в формировании ультразвуковых колебаний с высокой интенсивностью, целенаправленном воздействии созданного излучения на водный поток и отводе влекомых примесей (наносов, молоди рыбы, мелкого мусора) от зоны влияния водозабора.

Недостатком способа является низкая эффективность воздействия на водный поток.

Известен способ формирования водовоздушной смеси [4], состоящий в подаче от насоса расхода воды в промывное устройство, последующем насыщении гидравлических струй воздухом из атмосферы и выпуске сформированных водовоздушных гидравлических струй на поверхность сетного полотна рыбозащитного сооружения.

Недостатком способа является низкий уровень диффузии при формировании водовоздушной смеси.

Известен способ формирования рыбозащитного экрана [5], состоящий в подаче от насоса расхода воды к устройству для формирования в водотоке рыбозадерживающего экрана в виде гидравлических струй, последующем создании ультразвукового гидродинамического потока путем воздействия гидравлических струй на пластины и отводе мусора и отпугивания молоди рыбы от зоны влияния водозабора.

Недостатком способа является низкий уровень воздействия на водный поток.

Наиболее близким по технологии и достигаемому результату является способ промывки сетного полотна рыбозащитного сооружения [6], состоящий в подаче рабочего расхода воды от насоса в перфорированную промывную трубу, формировании на выходе из отверстий перфорации гидравлических водовоздушных струй, последующем возбуждении их тела путем введения в них рассекателей потока и промывке сетного полотна сформированными гидравлическими водовоздушными гидродинамическими струями.

Недостатком устройства является низкая степень воздействия промывного потока на сетное полотно.

Известно устройство для промывки сетного полотна рыбозащитного сооружения [7], включающее установленный на тележке насос, сообщенную с насосом и расположенную за сетным полотном вертикальную перфорированную трубу, обращенную отверстиями перфорации в сторону сетного полотна, приспособление для насыщения воды воздухом из атмосферы, снабженное воздухоподводящим патрубком, рыбоотвод примыкающий к нижнему по течению концу сетного полотна.

Недостатком устройства является сложность устройства и низкая эффективность промывки поверхности сетного полотна.

Известно устройство для промывки сетного полотна рыбозащитного сооружения [8], включающее установленный на тележке насос, сообщенную с насосом и расположенную за сетным полотном вертикальную перфорированную трубу, обращенную отверстиями перфорации в сторону сетного полотна, приспособление для насыщения воды воздухом из атмосферы, снабженное воздухоподводящим патрубком, рыбоотвод примыкающий к нижнему по течению концу сетного полотна, струеформирующие насадки, закрепленные к перфорированной трубе соосно отверстиям перфорации.

Недостатком устройства является низкая эффективность промывки поверхности сетного полотна.

Известно устройство для промывки сетного полотна рыбозащитного сооружения [9], включающее установленный на тележке насос, сообщенную с насосом и расположенную за сетным полотном вертикальную перфорированную трубу, обращенную отверстиями перфорации в сторону сетного полотна, приспособление для насыщения воды воздухом из атмосферы, снабженное воздухоподводящим патрубком, рыбоотвод, примыкающий к нижнему по течению концу сетного полотна.

Недостатком устройства является сложность конструкции и низкая эффективность промывки поверхности сетного полотна.

Известно устройство для промывки сетного полотна рыбозащитного сооружения [10], включающее насос, сообщенную с насосом и расположенную за сетным полотном перфорированную трубу, обращенную отверстиями перфорации в сторону сетного полотна, приспособление для насыщения воды воздухом из атмосферы, снабженное воздухоподводящим патрубком, рыбоотвод, примыкающий к верхнему концу сетного полотна, струеформирующие насадки, закрепленные к перфорированной трубе соосно отверстиям перфорации.

Недостатком устройства является сложность конструкции и низкая эффективность промывки поверхности сетного полотна.

Известно устройство для промывки сетного полотна рыбозащитного сооружения [11], включающее насос, сообщенную с насосом и расположенную за сетным полотном вертикальную перфорированную трубу, обращенную отверстиями перфорации в сторону сетного полотна, приспособление для насыщения воды воздухом из атмосферы, снабженное воздухоподводящим патрубком, струеформирующие насадки, закрепленные к воздухоподводящему патрубку соосно отверстиям перфорации, и средство для подачи абразивного материала.

Недостатком устройства является сложность конструкции и низкая эффективность промывки поверхности сетного полотна.

Известен аэратор [1], включающий насос соединенный с гидродинамическим кавитационным аппаратом, состоящим из конфузора, камеры смешения и диффузора, воздухоподводящих патрубков, соединенных с конфузором и с камерой смешения, кавитатора в виде закручивающего приспособления, расположенного соосно камере смешения.

Недостатком устройства является сложность конструкции и низкая энергоемкость формируемой водовоздушной смеси.

Известен гидродинамический кавитационный аппарат для формирования водовоздушной смеси для рыбозащитного устройства [2], включающий насос с задвижкой, соединенный с гидродинамическим кавитационным аппаратом, состоящим из конфузора, камеры смешения и диффузора, воздухоподводящего патрубка, соединенного с конфузором, кавитатора в виде тела вращениия, расположенного соосно камере смешения, при этом выходная часть гидродинамического кавитационного аппарата соединена с входом перфорированной трубы, расположенной в водоеме.

Недостатком устройства является низкая энергоемкость формируемой водовоздушной смеси.

Известно устройство для промывки сетного полотна рыбозащитного сооружения [4], включающее установленный на тележке насос, сообщенную с насосом и расположенную за сетным полотном вертикальную перфорированную трубу, обращенную отверстиями перфорации в сторону сетного полотна, приспособление для насыщения воды воздухом из атмосферы, снабженное воздухоподводящим патрубком, мусорорыбоотводящий лоток, размещенный в верхней части сетного полотна, рыбоотвод, примыкающий к нижнему по течению концу сетного полотна, струеформирующие насадки, закрепленные к воздухоподводящему патрубку соосно отверстиям перфорации.

Недостатком устройства является низкая энергоемкость формируемой водовоздушной смеси и эффективность промывки поверхности сетного полотна.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для промывки сетного полотна рыбозащитного сооружения [6], включающее установленный на тележке насос, сообщенную с насосом и расположенную за сетным полотном вертикальную перфорированную трубу, обращенную отверстиями перфорации в сторону сетного полотна, приспособление для насыщения воды воздухом из атмосферы, снабженное воздухоподводящим патрубком, рыбоотвод, примыкающий к нижнему по течению концу сетного полотна, струеформирующие насадки, закрепленные к перфорированной трубе соосно отверстиям перфорации, и рассекатели потока, закрепленные к перфорированной трубе посредством фиксаторов и расположенные перед выпускными отверстиями струеформирующих насадков.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность очистки сетного полотна.

Целью изобретения является повышение эффективности промывки сетного полотна.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По п.1 формулы изобретения. В процессе обтекания гидравлических водовоздушных струй рассекателей потока, плоскость пластин испытывает продольные колебания от гидродинамического давления гидравлических водовоздушных струй, при этом пластины постоянно вибрируют, излучая акустические волны в ультразвуковом диапазоне частот. Таким образом, на поверхность сетного полотна поступают гидродинамические водовоздушные струи, структура которых включает интенсивное ультразвуковое поле, которое, встречая на своем пути препятствие в виде сетного полотна и обладая избыточной энергоемкостью, активно воздействует на частицы мусора, осевшие в ячее сетного полотна. Частицы мусора испытывают упругое давление и отрываются от сетного полотна, поскольку величина этого давления прямо пропорциональна произведению квадрата частоты колебания ультразвукового поля на квадрат амплитуды этого колебания. Кроме того, преобразование избыточной кинетической энергии водовоздушных струй в энергию упругих акустических колебаний позволяет формировать промывные гидродинамические струи в виде интенсивного гидродинамического поля, характеризующегося акустическим раздражителем в ультразвуковом диапазоне частот. Испытывая воздействие акустического раздражителя, молодь рыбы проявляет реакцию испуга и покидает зону расположения сетного полотна. Помимо того, ультразвуковое поле предотвращает осаждение донных наносов перед сетным полотном.

По п.2 формулы изобретения. Выполнение приспособления для насыщения воды воздухом из атмосферы в виде гидродинамического кавитационного аппарата, причем выход гидродинамического кавитационного аппарата соединен с входом перфорированной трубы, а вход гидродинамического кавитационного аппарата посредством задвижки соединен с напорной линией насоса, позволяет сформировать интенсивный водовоздушный поток в виде микропузырьковой смеси, который под давлением поступает в перфорированную трубу промывного устройства.

Выполнение отверстий перфорации перфорированной трубы прямоугольной формы, при этом рассекатели потока выполнены в виде пластин с заостренными торцевыми кромками, установлены стационарно относительно выпускных отверстий струеформирующих насадков и закреплены фиксаторами в узловых точках к боковым сторонам пластин, позволяет сформировать конструкцию ультразвуковых излучателей в виде гидравлических свистков. Прямоугольная форма отверстий перфорации позволяет сформировать плоскопараллельную гидравлическую струю, тело которой соответствует форме пластин рассекателей.

Выполнение воздухоподводящего патрубка сообщенным с гидродинамическим кавитационным аппаратом, выполненным в виде цилиндрического корпуса с конфузором, проточной камерой и диффузором, внутри которого соосно проточной камере размещено тело кавитации, позволяет активно эжектировать воздух из атмосферы и интенсивно насыщать им расход воды, поступающий от насоса.

По п.3 формулы изобретения. Вариант, когда струеформирующие насадки размещены в два ряда, со смещением струеформирующих насадков одного ряда относительно струеформирующих насадков другого ряда на величину, равную шагу размещения отверстий перфорации, позволяет подавать гидравлические водовоздушные струи по всей высоте сетного полотна.

По п.4 формулы изобретения. Вариант, когда струеформирующие насадки расположены перпендикулярно сетному полотну, позволяет в полной мере использовать избыточную кинетическую энергию гидравлических водовоздушных струй для промывки сетного полотна.

По п.5 формулы изобретения. Вариант, когда струеформирующие насадки расположены под углом к сетному полотну, при этом их выпускные отверстия направлены в сторону рыбоотвода, позволяет сформировать вдоль сетного полотна "волну противодавления" и направленное течение, способствующее отводу молоди рыбы и мусора в рыбоотвод.

По п.6 формулы изобретения. Вариант, когда струеформирующие насадки в обоих рядах расположены под углом к сетному полотну, при этом выпускные отверстия струеформирующих насадков одного ряда направлены в сторону рыбоотвода, а выпускные отверстия струеформирующих насадков другого ряда направлены в противоположную сторону, является модификацией устройства.

По п.7 формулы изобретения. Вариант, когда устройство снабжено мусорорыбоотводным лотком, размещенным со стороны водозабора, в верхней части сетного полотна и параллельно ему, при этом мусорорыбоотводной лоток сообщается с рыбоотводом, позволяет эффективно транспортировать молодь рыбы и мусор в рыбоотвод.

По п.8 формулы изобретения. Вариант, когда сетное полотно и мусорорыбоотводной лоток, в плане, размещены под углом к транзитному потоку водотока, позволяет улучшить гидравлические условия для отвода молоди рыбы и мусора в рыбоотвод, а также структуру фильтрации через сетное полотно.

По п.9 формулы изобретения. Вариант, когда тело кавитации выполнено в виде тела вращения, является частным случаем его конструктивного решения.

По п.10 формулы изобретения. Вариант, когда тело кавитации выполнено с усеченным наконечником, также является частным случаем его конструктивного решения.

По п.11 формулы изобретения. Вариант, когда тело кавитации выполнено в виде шара, закрепленного гибким тросом к кронштейну, позволяет расширить зону влияния области разряжения и интенсифицировать процесс смешения воды с воздухом.

По пп.12 и 13 формулы изобретения. Варианты, когда шар выполнен из материала с удельным весом, равным удельному весу воды, или с удельным весом меньше, чем удельный вес воды, являются модификациями его конструктивного исполнения.

По п.14 формулы изобретения. Вариант, когда рассекатели потока и струеформирующие насадки расположены внутри потокоотклоняющего корпуса, позволяет обеспечить условия для стабилизации начальных участков гидравлических водовоздушных струй.

По п.15 формулы изобретения. Вариант, когда тело кавитации выполнено в виде закручивающего приспособления, позволяет интенсифицировать процесс смешения воды и воздуха.

По п.16 формулы изобретения. Вариант, когда закручивающее приспособление выполнено в виде шнека, является частным случаем его конструктивного решения.

По п.17 формулы изобретения. Вариант, когда потокоотклоняющий корпус выполнен перфорированным, позволяет эжектировать дополнительный расход воды из окружающего водного пространства, присоединяя его к гидравлическим водовоздушным струям.

По п.18 формулы изобретения. Вариант, когда шар выполнен полым, позволяет уменьшить общий вес тела кавитатора, при этом увеличивается амплитуда колебаний полого шара, поскольку он более подвержен воздействию потока камеры смешения.

По п.19 формулы изобретения. Вариант, когда поверхность шара, обращенная к входу перфорированной трубы, выполнена перфорированной, позволяет дестабилизировать положение полого шара, поскольку из его внутреннего пространства постоянно, с определенной периодичностью, будет отсасываться часть объема воздуха за счет влияния зоны разрежения, образующейся при его обтекании потоком.

По п.20 формулы изобретения. Вариант, когда внутри шара размещены шары меньшего диаметра, позволяет шарам меньшего диаметра интенсивно, в хаотичном порядке перемещаться внутри полого шара. Шарики при своем перемещении интенсивно соударяются о корпус полого шара, при этом образуется акустический эффект в достаточно широком диапазоне звуковых частот, который отпугивает молодь рыбы. Шарики малого диаметра при своем хаотичном перемещении на некоторое время (доли секунды) перекрывают отверстия перфорации полого шара, при этом автоматически происходит пространственное смещение зоны разрежения, что способствует повышению эффективности процесса смешения воды и воздуха.

Решение поставленной задачи достигается путем создания нового способа промывки сетного полотна и новой конструкции устройства для его промывки. Графический материал, иллюстрирующий предлагаемое изобретение, представлен на следующих чертежах:

фиг.1 - продольный разрез сетного полотна, вид на промывное устройство;

фиг.2 - рыбозащитное сооружение, план;

фиг.3 - то же, вариант установки сетного полотна параллельно транзитному потоку;

фиг.4 - гидродинамический кавитационный аппарат, продольный разрез, тело кавитации выполнено в виде тела вращения с усеченным наконечником;

фиг.5 - каркас крепления кронштейна тела кавитации;

фиг.6 - гидродинамический кавитационный аппарат, продольный разрез, вариант, когда тело кавитации выполнено в виде усеченого конуса;

фиг.7 - то же, вариант, когда тело кавитации выполнено в виде тела вращения с наконечником;

фиг.8 - фрагмент перфорированной трубы промывного устройства, вид на пластину рассекателя и струеформирующий насадок;

фиг.9 - гидродинамический кавитационный аппарат, продольный разрез, вариант, когда тело кавитации выполнено в виде закручивающего приспособления;

фиг.10 - разрез А-А на фиг.9;

фиг.11 - закручивающее приспособление, изометрия;

фиг.12 - гидродинамический кавитационный аппарат, продольный разрез, вариант, когда тело кавитации выполнено в виде закручивающего приспособления - шнека;

фиг.13 - поперечный разрез перфорированной трубы промывного устройства, вариант расположения струеформирующих насадков перпендикулярно сетному полотну;

фиг.14 - поперечный разрез перфорированной трубы промывного устройства, вариант расположения струеформирующих насадков под углом к сетному полотну, при этом их выпускные отверстия направлены в сторону рыбоотвода;

фиг.15 - поперечный разрез перфорированной трубы промывного устройства, вариант струеформирующих насадков в обоих рядах, расположенных под углом к сетному полотну, при этом выпускные отверстия струеформирующих насадков одного ряда направлены в сторону рыбоотвода, а выпускные отверстия струеформирующих насадков другого ряда направлены в противоположную сторону;

фиг.16 - поперечный разрез перфорированной трубы промывного устройства, вариант, когда рассекатели потока и струеформирующие насадки расположены внутри потокоотклоняющего корпуса;

фиг.17 - то же, потокоотклоняющий корпус выполнен перфорированным;

фиг.18 - гидродинамический кавитационный аппарат, продольный разрез, вариант, когда тело кавитации выполнено в виде шара, закрепленного гибким тросом к кронштейну;

фиг.19 - то же, шар выполнен полым;

фиг.20 - то же, поверхность шара, обращенная к входу перфорированной трубы, выполнена перфорированной;

фиг.21 - гидродинамический кавитационный аппарат, продольный разрез, вариант, когда тело кавитации выполнено в виде полого шара, закрепленного гибким тросом к кронштейну, при этом внутри него размещены шарики меньшего диаметра;

фиг.22 - рыбозащитное сооружение, план, вариант, когда оно снабжено мусорорыбоотводным лотком, размещенным со стороны водозабора, в верхней части сетного полотна и параллельно ему, при этом мусорорыбоотводной лоток сообщается с рыбоотводом;

фиг.23 - вид на пластины рассекателей.

Устройство для промывки сетного полотна рыбозащитного сооружения включает, установленный на тележке 1 насос 2, сообщенную с насосом 2 и расположенную за сетным полотном 3 вертикальную перфорированную трубу 4, обращенную отверстиями перфорации в сторону сетного полотна 3, приспособление для насыщения воды воздухом из атмосферы, снабженное воздухоподводящим патрубком 5, рыбоотвод 6, примыкающий к нижнему по течению концу сетного полотна 3, струеформирующие насадки 7, закрепленные к перфорированной трубе 4 соосно отверстиям перфорации, и рассекатели потока, закрепленные к перфорированной трубе 4 посредством фиксаторов 8 и расположенные перед выпускными отверстиями струеформирующих насадков 7.

Приспособление для насыщения воды воздухом из атмосферы выполнено в виде гидродинамического кавитационного аппарата 9, причем выход гидродинамического кавитационного аппарата 9 соединен с входом перфорированной трубы 4, а вход гидродинамического кавитационного аппарата 9 посредством задвижки соединен с напорной линией насоса 2, причем отверстия перфорации выполнены прямоугольной формы, при этом рассекатели потока выполнены в виде пластин 10 с заостренными торцевыми кромками, установлены стационарно относительно выпускных отверстий струеформирующих насадков 7 и закреплены фиксаторами 8 в узловых точках к боковым сторонам пластин 10, а воздухоподводящий патрубок 5 сообщен с гидродинамическим кавитационным аппаратом 9, выполненным в виде цилиндрического корпуса с конфузором 11, проточной камерой 12 и диффузором 13, внутри которого соосно проточной камере 12 размещено тело кавитации 14.

Вместе с тем струеформирующие насадки 7 могут быть размещены в два ряда, со смещением струеформирующих насадков 7 одного ряда относительно струеформирующих насадков 7 другого ряда на величину, равную шагу размещения отверстий перфорации.

Кроме того, струеформирующие насадки 7 могут быть расположены перпендикулярно сетному полотну 3.

Вместе с тем струеформирующие насадки 7 могут быть расположены под углом к сетному полотну 3, при этом их выпускные отверстия направлены в сторону рыбоотвода 6.

Кроме того, струеформирующие насадки 7 в обоих рядах могут быть расположены под углом к сетному полотну 3, при этом выпускные отверстия струеформирующих насадков 7 одного ряда направлены в сторону рыбоотвода 6, а выпускные отверстия струеформирующих насадков 7 другого ряда направлены в противоположную сторону.

Вместе с тем устройство может быть снабжено мусорорыбоотводным лотком 15, размещенным со стороны водозабора 16 в верхней части сетного полотна 3 и параллельно ему, при этом мусорорыбоотводной лоток 15 сообщается с рыбоотводом 6.

Вместе с тем сетное полотно 3 и мусорорыбоотводной лоток 15, в плане, могут быть размещены под углом к транзитному потоку водотока. Кроме того, тело кавитации 14 может быть выполнено в виде тела вращения.

Вместе с тем тело кавитации 14 может быть выполнено с усеченным наконечником.

Кроме того, тело кавитации 14 может быть выполнено в виде шара 17, закрепленного гибким тросом 18 к кронштейну 19.

Вместе с тем шар 17 может быть выполнен из материала с удельным весом, равным удельному весу воды.

Кроме того, шар 17 может быть выполнен из материала с удельным весом меньше, чем удельный вес воды.

Вместе с тем рассекатели потока 10 и струеформирующие насадки 7 могут быть расположены внутри потокоотклоняющего корпуса 20.

Кроме того, тело кавитации 14 может быть выполнено в виде закручивающего приспособления 21.

Вместе с тем закручивающее приспособление 21 может быть выполнено в виде шнека.

Кроме того, потокоотклоняющий корпус 20 может быть выполнен перфорированным.

Вместе с тем шар 17 может быть выполнен полым.

Кроме того, поверхность шара 17, обращенная к входу перфорированной трубы 4, может быть выполнена перфорированной.

Вместе с тем внутри шара 17 могут быть размещены шары 22 меньшего диаметра.

Способ промывки сетного полотна рыбозащитного сооружения осуществляется следующим образом.

Рабочий расход воды от насоса 2 поступает в гидродинамический кавитационный аппарат 9, где интенсивно насыщается воздухом, поступающим по воздухоподводящему патрубку 5 из атмосферы. Насыщенный воздухом расход воды подается в перфорированную промывную трубу 4, из которой через отверстия перфорации поступает в направлении сетного полотна 3 в виде гидравлических водовоздушных струй. На пути к сетному полотну 3 гидравлические водовоздушные струи обтекают пластины 10 рассекателей потока, при этом их тело возбуждается за счет преобразования избыточной кинетической энергии водовоздушных струй в энергию упругих акустических колебаний, при этом формируют промывные гидродинамические струи в виде интенсивного гидродинамического поля, характеризующегося акустическим раздражителем в ультразвуковом диапазоне частот.

Устройство для промывки сетного полотна рыбозащитного сооружения работает следующим образом.

Расход воды, поступающий по подводящему каналу, проходит створ установки сетного полотна 3, очищается от мусора и молоди рыбы и поступает в водозабор 16 и далее разбирается потребителями. По мере работы рыбозащитного сооружения рабочая поверхность сетного полотна 3 засоряется плавающим мусором, листьями, водорослями и снулой рыбой. При этом сквозность сетного полотна 3 уменьшается, увеличивается напор на его рабочей поверхности и, соответственно, увеличиваются средние значения скорости фильтрации в ячее сетного полотна 3, что негативно сказывается на эффективности защиты молоди рыбы и снижает надежность работы конструкции. Для промывки сетного полотна 3 включается в работу промывное устройство, и тележка 1 начинает перемещаться вдоль плоскости установки сетного полотна 3, при этом, соответственно, включается насос 2, подающий в систему питания и гидродинамический кавитационный аппарат 9 рабочий расход воды. Технология очистки сетного полотна 3 от мусора состоит в следующем. При движении тележки 1 вдоль сетного полотна 3 его засоренная поверхность подвергается активному воздействию гидравлических водовоздушных струй, которые формируются отверстиями перфорации вертикальной перфорированной трубы 4. Формирование микропузырьковой водовоздушной смеси обеспечивает приспособление для насыщения воды воздухом из атмосферы, выполненное в виде гидродинамического кавитационного аппарата 9, входная часть которого соединена с напорной линией системы питания, а выходная часть - с вертикальной перфорированной трубой 4. Использование гидродинамического кавитационного аппарата 9 позволяет гарантированно подавать водовоздушную смесь непосредственно к отверстиям перфорации перфорированной трубы 4.

Благодаря выполнению отверстий перфорации перфорированной трубы 4 прямоугольной формы, при этом рассекатели потока выполнены в виде пластин 10 с заостренными торцевыми кромками, установлены стационарно относительно выпускных отверстий струеформирующих насадков 7 и закреплены фиксаторами 8 в узловых точках к боковым сторонам пластин 10, позволяет сформировать конструкцию ультразвуковых излучателей в виде гидравлических свистков. Прямоугольная форма отверстий перфорации позволяет сформировать плоскопараллельные гидравлические струи, тело которой соответствует форме пластин 10 рассекателей. В процессе обтекания гидравлическими водовоздушными струями рассекателей потока плоскость пластин 10 испытывает продольные колебания от гидродинамического давления гидравлических водовоздушных струй, при этом пластины 10 постоянно вибрируют, излучая акустические волны в ультразвуковом диапазоне частот. Таким образом, на поверхность сетного полотна 3 поступают гидродинамические водовоздушные струи, структура которых включает интенсивное ультразвуковое поле, которое, встречая на своем пути препятствие в виде сетного полотна 3 и обладая избыточной энергоемкостью, активно воздействует на частицы мусора, осевшие в ячее сетного полотна 3. Частицы мусора испытывают упругое давление и отрываются от сетного полотна 3, поскольку величина этого давления прямо пропорциональна произведению квадрата частоты колебания ультразвукового поля на квадрат амплитуды этого колебания. Кроме того, преобразование избыточной кинетической энергии водовоздушных струй в энергию упругих акустических колебаний, позволяет формировать промывные гидродинамические струи в виде интенсивного гидродинамического поля, характеризующегося акустическим раздражителем в ультразвуковом диапазоне частот. Испытывая воздействие акустического раздражителя, молодь рыбы проявляет реакцию испуга и покидает зону расположения сетного полотна 3. Помимо того, ультразвуковое поле предотвращает осаждение донных наносов перед сетным полотном 3.

Смытый с сетного полотна 3 мусор отводится в рыбоотвод 6.

Вариант, когда струеформирующие насадки 7 размещены в два ряда, со смещением струеформирующих насадков 7 одного ряда относительно струеформирующих насадков 7 другого ряда на величину, равную шагу размещения отверстий перфорации, позволяет подавать гидравлические водовоздушные струи по всей высоте сетного полотна 3.

Вариант, когда струеформирующие насадки 7 расположены перпендикулярно сетному полотну 3, позволяет в полной мере использовать избыточную кинетическую энергию гидравлических водовоздушных струй для промывки сетного полотна 3.

Вариант, когда струеформирующие насадки 7 расположены под углом к сетному полотну 3, при этом их выпускные отверстия направлены в сторону рыбоотвода 6, позволяет сформировать вдоль сетного полотна 3 "волну противодавления" и направленное течение, способствующее отводу молоди рыбы и мусора в рыбоотвод 6.

Вариант, когда струеформирующие насадки 7 в обоих рядах расположены под углом к сетному полотну 3, при этом выпускные отверстия струеформирующих насадков 7 одного ряда направлены в сторону рыбоотвода 6, а выпускные отверстия струеформирующих насадков 7 другого ряда направлены в противоположную сторону, является модификацией устройства.

Вариант, когда устройство снабжено мусорорыбоотводным лотком 15, размещенным со стороны водозабора 16 в верхней части сетного полотна 3 и параллельно ему, при этом мусорорыбоотводной лоток 15 сообщается с рыбоотводом 6, позволяет эффективно транспортировать молодь рыбы и мусор в рыбоотвод 6.

Вариант, когда сетное полотно 3 и мусорорыбоотводной лоток 15, в плане, размещены под углом к транзитному потоку водотока, позволяет улучшить гидравлические условия для отвода молоди рыбы и мусора в рыбоотвод 6, а также структуру фильтрации через сетное полотно 3.

Вариант, когда тело кавитации 14 выполнено в виде тела вращения, является частным случаем его конструктивного решения.

Вариант, когда тело кавитации 14 выполнено с усеченным наконечником, также является частным случаем его конструктивного решения.

Вариант, когда тело кавитации 14 выполнено в виде шара 17, закрепленного гибким тросом 18 к кронштейну 19, позволяет расширить зону влияния области разряжения и интенсифицировать процесс смешения воды с воздухом.

Варианты, когда шар 17 выполнен из материала с удельным весом, равным удельному весу воды, или с удельным весом меньше, чем удельный вес воды, являются модификациями его конструктивного исполнения.

Вариант, когда рассекатели потока 10 и струеформирующие насадки 7 расположены внутри потокоотклоняющего корпуса 20, позволяет обеспечить условия для стабилизации начальных участков гидравлических водовоздушных струй.

Вариант, когда тело кавитации 14 выполнено в виде закручивающего приспособления 21, позволяет интенсифицировать процесс смешения воды и воздуха.

Вариант, когда закручивающее приспособление 21 выполнено в виде шнека, является частным случаем его конструктивного решения.

Вариант, когда потокоотклоняющий корпус 20 выполнен перфорированным, позволяет эжектировать дополнительный расход воды из окружающего водного пространства, присоединяя его к гидравлическим водовоздушным струям.

Вариант, когда шар 17 выполнен полым, позволяет уменьшить общий вес тела кавитации 14, при этом увеличивается амплитуда колебаний полого шара 17, поскольку он более подвержен воздействию потока проточной камеры 12.

Вариант, когда поверхность шара 17, обращенная к входу перфорированной трубы 4, выполнена перфорированной, позволяет дестабилизировать положение полого шара 17, поскольку из его внутреннего пространства постоянно, с определенной периодичностью, будет отсасываться часть объема воздуха, за счет влияния зоны разрежения, образующейся при его обтекании потоком.

Вариант, когда внутри шара 17 размещены шары 22 меньшего диаметра, позволяет шарам 22 меньшего диаметра интенсивно, в хаотичном порядке перемещаться внутри полого шара 17. Шарики 22 при своем перемещении интенсивно соударяются о корпус полого шара 17, при этом образуется акустический эффект в достаточно широком диапазоне звуковых частот, который отпугивает молодь рыбы. Шарики 22 малого диаметра, при своем хаотичном перемещении, на некоторое время (доли секунды) перекрывают отверстия перфорации полого шара 17, при этом автоматически происходит пространственное смещение зоны разрежения, что способствует повышению эффективности процесса смешения воды и воздуха.

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность промывки сетного полотна за счет активизации процесса вибрации частиц воды в промывных водовоздушных струях. Устройство для промывки сетного полотна позволяет реализовать предлагаемый способ.

Источники информации

1. Патент РФ (RU) №2194024. Аэратор. Опубл. 2002.12.10. Авторы: Булгаков Б.Б., Булгаков А.Б.

2. Патент РФ (RU) №2144107. Способ гидродинамической микропузырьковой рыбозащиты водозаборов и устройство для его осуществления. Опубл. 2000.01.10. Авторы: Булгаков Б.Б., Булгаков А.Б., Банцевич З.Л., Преснов Г.В., Романцов В.П.

3. А.С. СССР (SU) №54851. Способ очистки воды от механических примесей. Опубл. 1939.05.31. Автор: Шакунов Л.Н.

4. А.С. СССР (SU) №1629384. Устройство для промывки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения. Опубл. Б.И. №7, 1991.02.23. Авторы: Герман Г.М., Чистяков А.А., Шкура В.Н., Реусов М.П., Волошков В.М.

5. А.С. СССР (SU) №1437474. Рыбозащитное устройство. Опубл. Б.И. №42, 1988.11.15. Авторы: Вострова Л.И., Черкасов В.А.

6. А.С. СССР (SU) №1701807. Устройство для промывки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения. Опубл. Б.И. №48, 1990.12.30. Авторы: Чистяков А.А., Шкура В.Н., Черкасов В.А.

7. А.С. СССР (SU) №1372004. Устройство для промывки сетчатого полотна. Опубл. Б.И. №5, 1988. Авторы: Фоменко В.А., Чистяков А.А., Черкасов В.А., Иванов П.В.

8. А.С. СССР (SU) №1493730. Устройство для промывки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения. Опубл. Б.И. №26, 1989.07.15. Авторы: Герман Г.М., Шкура В.Н., Михеев П.А., Чистяков А.А., Ефремкина Л.В.

9. А.С. СССР (SU) №1604908. Устройство для промывки сетчатого полотна. Опубл. Б.И. №7, 1991. Авторы: Чистяков А.А., Черкасов В.А., Фоменко В.А., Иванов П.В., Пурас Г.Н., Шкура В.Н.

10. А.С. СССР (SU) №1802041. Устройство для промывки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения. Опубл. Б.И. №10, 1993.03.15. Авторы: Чистяков А.А., Шкура В.Н.

11. А.С. СССР (SU) №1802040. Устройство для промывки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения. Опубл. Б.И. №10, 1993.03.15. Авторы: Новойдарский А.В., Чистяков А.А., Шкура В.Н., Волошков В.М.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам в составе водозаборных сооружений. Способ промывки сетного полотна состоит в подаче рабочего расхода воды от насоса в перфорированную промывную трубу, формировании на выходе из отверстий перфорации гидравлических водовоздушных струй, последующем возбуждении их тела путем введения в них рассекателей потока и промывке сетного полотна сформированными гидравлическими водовоздушными гидродинамическими струями. При обтекании рассекателей потока преобразуют кинетическую энергию водовоздушных струй в энергию упругих акустических колебаний, при этом формируют промывные гидродинамические струи в виде интенсивного гидродинамического поля, характеризующегося акустическим раздражителем в ультразвуковом диапазоне частот. Приведено устройство для промывки сетного полотна, реализующее данный способ. Изобретение обеспечивает повышение эффективности промывки сетного полотна. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 23 ил.

1. Способ промывки сетного полотна рыбозащитного сооружения, состоящий в подаче рабочего расхода воды от насоса в перфорированную промывную трубу, формировании на выходе из отверстий перфорации гидравлических водовоздушных струй, последующем возбуждении их тела путем введения в них рассекателей потока и промывке сетного полотна сформированными гидравлическими водовоздушными гидродинамическими струями, отличающийся тем, что при обтекании рассекателей потока преобразуют кинетическую энергию водовоздушных струй в энергию упругих акустических колебаний, при этом формируют промывные гидродинамические струи в виде интенсивного гидродинамического поля, характеризующегося акустическим раздражителем в ультразвуковом диапазоне частот.2. Устройство для промывки сетного полотна рыбозащитного сооружения, включающее установленный на тележке насос, сообщенную с насосом и расположенную за сетным полотном вертикальную перфорированную трубу, обращенную отверстиями перфорации в сторону сетного полотна, приспособление для насыщения воды воздухом из атмосферы, снабженное воздухоподводящим патрубком, рыбоотвод, примыкающий к нижнему по течению концу сетного полотна, струеформирующие насадки, закрепленные к перфорированной трубе соосно отверстиям перфорации, и рассекатели потока, закрепленные к перфорированной трубе посредством фиксаторов и расположенные перед выпускными отверстиями струеформирующих насадков, отличающееся тем, что приспособление для насыщения воды воздухом из атмосферы выполнено в виде гидродинамического кавитационного аппарата, причем выход гидродинамического кавитационного аппарата соединен с входом перфорированной трубы, а вход гидродинамического кавитационного аппарата посредством задвижки соединен с напорной линией насоса, причем отверстия перфорации выполнены прямоугольной формы, при этом рассекатели потока выполнены в виде пластин с заостренными торцевыми кромками, установлены стационарно относительно выпускных отверстий струеформирующих насадков и закреплены фиксаторами в узловых точках на боковых сторонах пластин, а воздухоподводящий патрубок сообщен с гидродинамическим кавитационным аппаратом, выполненным в виде цилиндрического корпуса с конфузором, проточной камерой и диффузором, внутри которого соосно проточной камере размещено тело кавитации.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что струеформирующие насадки размещены в два ряда со смещением струеформирующих насадков одного ряда относительно струеформирующих насадков другого ряда на величину, равную шагу размещения отверстий перфорации.4. Устройство по любому из пп.2 и 3, отличающееся тем, что струеформирующие насадки расположены перпендикулярно сетному полотну.5. Устройство по любому из пп.2 и 3, отличающееся тем, что струеформирующие насадки расположены под углом к сетному полотну, при этом их выпускные отверстия направлены в сторону рыбоотвода.6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что струеформирующие насадки в обоих рядах расположены под углом к сетному полотну, при этом выпускные отверстия струеформирующих насадков одного ряда направлены в сторону рыбоотвода, а выпускные отверстия струеформирующих насадков другого ряда направлены в противоположную сторону.7. Устройство по любому из пп.2 и 3, отличающееся тем, что оно снабжено мусорорыбоотводным лотком, размещенным со стороны водозабора в верхней части сетного полотна и параллельно ему, при этом мусорорыбоотводной лоток сообщается с рыбоотводом.8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что сетное полотно и мусорорыбоотводной лоток в плане размещены под углом к транзитному потоку водотока.9. Устройство по любому из пп.2 и 3, отличающееся тем, что тело кавитации выполнено в виде тела вращения.10. Устройство по любому из пп.2 и 3, отличающееся тем, что тело кавитации выполнено с усеченным наконечником.11. Устройство по любому из пп.2 и 3, отличающееся тем, что тело кавитации выполнено в виде шара, закрепленного гибким тросом к кронштейну.12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что шар выполнен из материала с удельным весом, равным удельному весу воды.13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что шар выполнен из материала с удельным весом, меньшим удельного веса воды.14. Устройство по любому из пп.2 и 3, отличающееся тем, что рассекатели потока и струеформирующие насадки расположены внутри потокоотклоняющего корпуса.15. Устройство по любому из пп.2 и 3, отличающееся тем, что тело кавитации выполнено в виде закручивающего приспособления.16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что закручивающее приспособление выполнено в виде шнека.17. Устройство по п.14, отличающееся тем, что потокоотклоняющий корпус выполнен перфорированным.18. Устройство по п.11, отличающееся тем, что шар выполнен полым.19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что поверхность шара, обращенная к входу перфорированной трубы, выполнена перфорированной.20. Устройство по п.18, отличающееся тем, что внутри шара размещены шары меньшего диаметра.