Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения насосной станции Российский патент 2024 года по МПК E02B8/08 

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к рыбозащитным устройствам водозаборных сооружений насосных станций.

Известен рыбозаградитель насосной станции (1), включающий промывное приспособление в виде перфорированного трубопровода, установленного внутри сетчатого барабана с днищем, который смонтирован на входном патрубке всасывающей трубы с размещенной внутри ее крыльчатки и насосом, вал которого соединен с крыльчаткой.

Известно водозаборное сооружение (2), содержащее вертикально расположенный цилиндрический корпус, с установленной на нем внутри корпуса на валу крыльчатки, размещенного над корпусом отбойного устройства в виде горизонтально расположенных лопаток, с приводом от вала и всасывающий трубопровод.

Известно рыбозащитное устройство (3), включающее перфорированный барабан, установленный в водотоке с возможностью вращения, и промывную флейту с соплами, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем предупреждения возможности контакта молоди рыб с барабаном, оно снабжено крыльями и обтекателем, размещенным перед барабаном, при этом обтекатель выполнен треугольнообразного сечения вершина которого направлена навстречу потоку, а основание имеет с-образную форму, причем сопла промывной флейты направлены в выступ основания, а по бокам промывной флейты закреплены крылья, установленные вдоль перфорированной поверхности барабана в пределах проекции обтекателя на перфорированную поверхность.

Недостатком данных устройств является низкая эффективность рыбозащиты, сложность конструкции, затрудняющая возможность оперативного ремонта при относительной труднодоступности к отдельным элементам, особенно к вращающимся, находящимся внутри закрытых камер и патрубков.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбозащитное устройство (4) водозаборного сооружения насосной станции, включающее установленный на оси с возможностью вращения в плоскости входного отверстия всасывающего патрубка рыбозадерживающий экран, содержащий сетчатое полотно и опорный обод, имеющие форму круга с диаметром не менее чем в два раза превосходящим диаметр отверстия всасывающего патрубка, с приводом, выполненным в виде лопаток, взаимодействующих со всасываемым потоком, при чем лопатки закреплены на внешней поверхности сетчатого полотна, защитный козырек, размещенный на наружной стороне рыбозадерживающего экрана, имеющей проемы для прохода лопаток, промывное приспособление, выполненное в виде перфорированной трубы, сообщенной с нагнетателем промывной воды и установлено над сетчатым полотном вне зоны входного отверстия всасывающего патрубка и расположено вдоль радиуса сетчатого полотна и рыбоотпугивающее устройство в виде сетчатого полотна.

Недостатком данного устройства является низкая надежность привода рыбозадерживающего элемента, связанная со значительным гидравлическим сопротивлением приводных лопаток при вращательном движении его, в толще воды и возрастающем сопротивлением от движении лопатки против течения при применении устройства на водоисточниках с течением. А также низкая эффективность рыбозащиты, связанная с тем, что рыбоотпугивающее устройство в виде вращающегося сетчатого полотна не исключает травмирование рыбной молоди при притягивании ее к сетке в зоне всасывающего патрубка, и дальнейшем выносе ее из зоны всасывания и смывания ее струями вне зоны.

Целью изобретения является повышение надежности привода рыбозадерживающего экрана и расширения технологических возможностей устройства в водоисточниках с течением (реках, ирригационных каналах), а также повышение эффективности рыбозащиты.

Сущность изобретения заключается в следующем:

По п. 1 формулы изобретения. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения насосной станции включает установленный с возможность вращения в плоскости входного отверстия всасывающего патрубка, на оси, закрепленной в его наиболее удаленной от берега точке, горизонтально расположенный рыбозадерживающий экран, выполненный из сетчатого полотна и опорного обода в форме круга, с диаметром, не менее чем в два раза большим диаметра отверстия всасывающего патрубка. С верхней стороны сетчатого полотна, вне зоны входного отверстия всасывающего патрубка, установлено промывное приспособление, расположенное вдоль радиуса сетчатого полотна. С нижней стороны рыбозадерживающего экрана установлен защитный козырек. К нижней стороне сетчатого полотна прикреплены стойки, между которыми радиально установлены лопатки с профилем каплеобразного сечения, выполненные с возможностью вращения относительно проходящей вблизи кромки их утолщенных частей оси. Свободная кромка лопатки, находящейся в проекции отверстия всасывающего патрубка, под действием гидродинамических сил всасываемого потока приподнимается до упора в сетчатое полотно рыбозащитного экрана, приводя его во вращательное движение. При выходе из зоны всасываемого потока, лопатка под действием собственного веса опускается в горизонтальное положение, и в остальных зонах при вращении рыбозадерживающего экрана лежит, опираясь на установленный ниже ограничитель. Защитный козырек имеет проемы для прохода лопаток, выполненные параллельно плоскости рыбозадерживающего экрана. Используемая при этом форма лопатки и горизонтальное положение параллельно потоку значительно снижает при движении в толще воды сопротивление, что повышает надежность привода рыбозадерживающего экрана.

По п. 2 формулы изобретения. Рыбозадерживающий экран выполнен с возможностью реверса направления вращения, для чего свободная кромка лопатки имеет возможность перевода через нижние ограничители на 180°, при этом свободная кромка лопатки устанавливается таким образом, чтобы направление движения лопатки в зоне внешнего полукруга рыбозадерживающего экрана совпадало с направлением течения.

По п. 3 формулы изобретения. Для надежной работы привода рыбозадерживающего экрана необходимо, чтобы в проекции отверстия всасывающего патрубка в любой момент времени находится как минимум одна лопатка.

По п. 4 формулы изобретения. Рыбоотпугивающее устройство выполнено в виде одной или нескольких трещоток, связанных с рыбозадерживающим экраном, при взаимодействии которых, создается звук, отпугивающий рыбную молодь.

По п. 5 формулы изобретения. Зубья трещоток выполнены с переменным шагом, что обеспечивает многотональность излучаемого звука, усиливая рыбоотпугивающий эффект

По п. 6 формулы изобретения. Проемы защитного козырька оснащены дополнительным рыбоотпугивающим устройством, выполненным в виде погремушек из дискретно установленных эластичных армированных элементов, консольно закрепленных на горизонтальном срезе проёма, на свободных концах которых находятся герметичные пустотелые ёмкости, частично заполненные мелкими твердыми частицами, что расширяет спектр создаваемых звуков и расширяет диапазон звука для отпугивания рыбной молоди. При этом ёмкости выполнены с возможностью взаимодействия с движущимися лопатками.

По п. 7 формулы изобретения. Выполнение защитного козырька замкнутым вокруг проекции всасывающего патрубка предотвращает попадание во всасывающий поток рыбной молоди по его периметру.

Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения представлен на следующих фигурах:

фиг. 1 - рыбозащитное устройство, продольный разрез;

фиг. 2 - то же, план;

фиг. 3 - вид С, на фиг. 2;

фиг. 4 - разрез АА, на фиг. 4;

фиг. 5 - вид В, на фиг. 5;

фиг. 6 - вид D, на фиг. 1.

Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения насосной станции включает установленный на оси 5, закрепленной на наиболее удаленной от берега точке всасывающего патрубка 1, с возможность вращения в плоскости входного отверстия патрубка 1 горизонтально расположенный рыбозадерживающий экран 9, состоящий из сетчатого полотна 3, опорного обода 4 в форме круга, приводных лопаток 6, выполненных из гидродинамического профиля каплеобразного сечения, имеющих возможность взаимодействовать со всасывающим потоком в зоне входного отверстия 2 патрубка 1, причем лопатки 6 выполнены вращающимися между стойками 13, которые закреплены на полотне 3, съемные нижние ограничители 14, фиксирующие горизонтальное положение лопаток 6. Рыбоотпугивающее устройство выполнено из одной или нескольких трещоток, каждая из которых состоит из зубчатого диска 15, установленного на неподвижной оси 5, зубья которого выполнены с переменным шагом и взаимодействующие с упругой пластиной 16, закрепленной на полотне 3 рыбозадерживающего экрана 9.

На всасывающем патрубке 1 установлены ролики 7, поддерживающие рыбозадерживающее устройство 9 за опорный обод 4. В зоне гидродинамической тени с верхней стороны сетчатого полотна 3 установлена перфорированная труба 8, через которую вода из нагнетателя (не показан), поступающая по трубопроводу 12, смывает струями рыбную молодь и загрязнения с полотна 3 в направлении, противоположному всасываемому потоку.

Защитный козырек 10, выполненный замкнутым вокруг проекции всасывающего патрубка и закрепленный на оси 5, отводит смытые с плотна 3 струями из трубы 8 загрязнения и рыбную молодь от зоны всасывания. Для прохода лопаток 6 в козырьке 10 выполнены проемы, в которых установлено дополнительно рыбоотпугивающее устройство в виде «погремушки», которое выполнено в виде эластичных армированных элементов 17, консольно установленных на горизонтальном срезе проема 11, на свободных концах которых закреплены пустотелые емкости 18 частично заполненные твердыми мелкими частицами меньшего размера.

Устройство работает следующим образом. После запуска водозаборного сооружения поток воды через всасывающий патрубок 1 (фиг. 1) направляется потребителю. Проходя через сетчатое полотно 3, поток фильтруется и рыба, рыбная молодь и загрязнения остаются на последней. Одновременно лопатки 6 (фиг. 3 и 4), находящиеся в зоне всасывающего патрубка 1 под действием гидродинамических сил всасываемого потока проворачиваются свободной кромкой от нижних ограничителей 14 до упора в сетчатое полотно 3 и, принимая наклонное положение, приводят во вращательное движение рыбозащитный экран 9 относительно оси 5. При выходе из зоны всасывающего патрубка 1 через проемы 11 защитного козырька, лопатки 6 опускаются под действием собственного веса и в остальных зонах при вращении рыбозадерживающего экрана свободно лежат, опираясь на нижние ограничители 14 в горизонтальном положении.

При монтаже устройства на водоисточнике с течением, если есть необходимость изменения направления вращения рыбозадерживающего экрана 9, то для этого выполняется съем нижних ограничителей 14, на которых находятся лопатка 6 и, поворачивая ее на 180°, фиксируем теми же нижними ограничителями 14, так, чтобы направление движения лопаток 6 в зоне внешнего полукруга рыбозадерживающего экрана, совпадало с направлением течения водоисточника.

При вращательном движении рыбозадерживающего экрана 9 упругая пластина 16, рыбоотпугивающего устройства (фиг. 1 и 5), закрепленная на сетчатом полотне 3 взаимодействует с зубьями диска 15, закрепленного на неподвижной оси 5, причем зубчатые элементы диска 15 выполнены с переменным шагом, что обеспечивает многотональность излучаемого звука, который отпугивает рыбную молодь от зоны всасывающего патрубка 1.

А так же при вращении рыбозадерживающего экрана 9, обеспечивается непрерывное обновление поверхности сетчатого полотна 3 и вынос механических примесей, в том числе рыбы и рыбной молоди, прижатых к полотну 3 всасываемым потоком, из зоны всасывания в зону гидродинамической тени, где происходит их отделение от сетки струями воды, подаваемой от нагнетателя по трубопроводу 12 через перфорированную трубу 8 (фиг. 1), а защитный козырек 10, выполненный замкнутым вокруг проекции всасывающего патрубка 1, отводит смытые с полотна 3 струями из трубы 8 загрязнения и рыбную молодь от зоны всасывания. Для прохода лопаток 6 в козырьке 10 (фиг. 1) выполнены проемы 11, в которых установлено дополнительное рыбоотпугивающее устройство в виде «погремушки» (фиг. 6), которое выполнено в виде эластичных армированных элементов 17, консольно установленных на горизонтальном срезе проема 11, на свободных концах которых закреплены пустотелые емкости 18, частично заполненные твердыми мелкими частицами меньшего размера, с которыми при вращении рыбозадерживающего экрана 9 приводные лопатки 6 взаимодействуют и при соударении мелких твердых тел между собой и внутренней поверхностью емкости, получаем звук, отпугивающий рыбную молодь.

Для усиления рыбоотпугивающего эффекта полая емкость 18 заполнена твердыми мелкими частицами различных размеров, изготовленных из материалов различных удельных весов, что расширяет диапазон звука для отпугивания рыбной молоди.

Гидродинамические силы, воздействующие на рыбозадерживающий экран 9 в зоне всасывания, воспринимаются осью 5 и роликами 7. Смытые механические загрязнения и рыбная молодь отводятся щитком 10 от зоны всасывания, который выполнен замкнутым, что предотвращает попадание рыбной молоди в зоне боковой поверхности обечайки козырька 10.

Источники информации

1. АС. СССР №549545 «Рыбоотделитель насосной станции» МПК Е02В 8/08, П.Д. Гарвич и Н.Я. Орлов, опубл. 05.03.1977, бюл. №9

2. АС. СССР №1094919 «Водозаборное сооружение» МПК Е02В 8/08, Б.А. Мостовой и В.П. Трушин, опубл. 07.05.1987, бюл. №17

3. АС. СССР №1404581 «Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения» МПК Е028В 8/08, МПК Е02В 9/04, В.В Марьин и В.В. Самодуров, опубл. 23.06.1988, бюл. №23

4. АС №2013491 «Рыбозащитное устройство» МПК Е02В 8/08, МПК Е02В 9/04, Иванов А.В., опубл 1994.05.03

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к рыбозащитным устройствам водозаборного сооружения насосной станции. Рыбозащитное устройство включает установленный с возможность вращения в плоскости входного отверстия всасывающего патрубка, на оси, закрепленной в его наиболее удаленной от берега точке, горизонтально расположенный рыбозадерживающий экран, выполненный из сетчатого полотна и опорного обода в форме круга, с диаметром, не менее чем в два раза большим диаметра отверстия всасывающего патрубка. С верхней стороны сетчатого полотна, вне зоны входного отверстия всасывающего патрубка, установлено промывное приспособление, расположенное вдоль радиуса сетчатого полотна. С нижней стороны рыбозадерживающего экрана установлен защитный козырек. К нижней стороне сетчатого полотна прикреплены стойки, между которыми радиально установлены лопатки с профилем каплеобразного сечения, выполненные с возможностью вращения относительно проходящей вблизи кромки их утолщенных частей оси. Свободная кромка лопатки, находящейся в проекции отверстия всасывающего патрубка, под действием гидродинамических сил всасываемого потока приподнимается до упора в сетчатое полотно рыбозащитного экрана, приводя его во вращательное движение. При выходе из зоны всасываемого потока, лопатка под действием собственного веса опускается в горизонтальное положение, и в остальных зонах при вращении рыбозадерживающего экрана лежит, опираясь на установленный ниже ограничитель. Защитный козырек имеет проемы для прохода лопаток, выполненные параллельно плоскости рыбозадерживающего экрана. Изобретение обеспечивает повышение эффективности рыбозащиты. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения насосной станции, характеризующееся тем, что включает установленный с возможность вращения в плоскости входного отверстия всасывающего патрубка, на оси, закрепленной в его наиболее удаленной от берега точке, горизонтально расположенный рыбозадерживающий экран, выполненный из сетчатого полотна и опорного обода в форме круга, с диаметром, не менее чем в два раза большим диаметра отверстия всасывающего патрубка, с верхней стороны сетчатого полотна, вне зоны входного отверстия всасывающего патрубка, установлено промывное приспособление, расположенное вдоль радиуса сетчатого полотна, с нижней стороны рыбозадерживающего экрана установлен защитный козырек, к нижней стороне сетчатого полотна прикреплены стойки, между которыми радиально установлены лопатки с профилем каплеобразного сечения, выполненные с возможностью вращения относительно проходящей вблизи кромки их утолщенных частей оси, при этом свободная кромка лопатки, находящейся в проекции отверстия всасывающего патрубка, под действием гидродинамических сил всасываемого потока приподнимается до упора в сетчатое полотно рыбозащитного экрана, приводя его во вращательное движение, при выходе из зоны всасываемого потока, лопатка под действием собственного веса опускается в горизонтальное положение, и в остальных зонах при вращении рыбозадерживающего экрана лежит, опираясь на установленный ниже ограничитель, а защитный козырек имеет проемы для прохода лопаток, выполненные параллельно плоскости рыбозадерживающего экрана.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рыбозадерживающий экран выполнен с возможностью реверса направления вращения, для чего свободная кромка лопатки имеет возможность перевода через нижние ограничители на 180°, при этом свободная кромка лопатки устанавливается таким образом, чтобы направление движения лопатки в зоне внешнего полукруга рыбозадерживающего экрана совпадало с направлением течения.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что в проекции отверстия всасывающего патрубка в любой момент времени находится как минимум одна лопатка.

4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что включает рыбоотпугивающее устройство, в виде одной или нескольких трещоток, связанных с рыбозадерживающим экраном.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что зубья трещоток выполнены с переменным шагом, что обеспечивает многотональность излучаемого звука.

6. Устройство по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что проемы защитного козырька оснащены дополнительным рыбоотпугивающим устройством, выполненным в виде погремушек из дискретно установленных эластичных армированных элементов, консольно закрепленных на горизонтальном срезе проёма, на свободных концах которых находятся герметичные пустотелые ёмкости, частично заполненные мелкими твердыми частицами, при этом ёмкости выполнены с возможностью взаимодействия с движущимися лопатками.

7. Устройство по любому из пп.1 - 6, отличающееся тем, что защитный козырек выполнен замкнутым вокруг проекции всасывающего патрубка.