Рыбопропускное сооружение Советский патент 1992 года по МПК E02B8/08 

Изобретение относится к гидротех- нике и может быть использовано при строительстве гидротехнических, гидроэнергетических сооружений на реках и водоемах для пропуска рыб, идущих на нерест, и молоди, скатывающейся в нижний бьеф для нагула.

Целью изобретения является повышение эффективности работы.

На фиг. 1 изображено рыбопропускное сооружение в разрезе, вид со стороны нижнего бьефа1, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. k - разрез В- В на фиг. 1; на фиг. 5 - узел I на фиг. 1, механизм реверсирования рыбопропускного сооружения для рыбопро- пуска или обратного/ската; на фиг.6 - диаграмма пропуска рыб, идущих на нерест, через кассету рыбохода; на фиг. 7 - диаграмма обратного ската отнерестившихся особей и молоди рыб

через гидротурбину дополнительного привода; на фиг. 8 - диаграмма обратного ската отнерестившихся особей и молоди рыб.через кассету рыбохода, на фиг. 9 - расположение кассет рыбохода в створе гидротехнического сооружения, вид сверху; на фиг. 10 - схема каскада рыбопропускных сооружений на водотоке.

Сооружение состоит из опор подпорного сооружения 1, выполняющих роль подходного лотка с расположенными в его стенках монтажными пазами 2, в которых установлены металлические кассеты рыбохода 3 и привод в виде низкооборотной гидротурбины Ь. Для фиксации кассет рыбохода 3 и турбины 4 их корпуса имеют упоры 5, входящие в монтажные пазы 2 подпорного сооружения 1. Внутри кассеты рыбохода 3 размещен перфорированный лопастной рабочий элемент 6 пересадки в виде

сл

с

VJ

( V|

О 00 О

лопастного колеса, выполненный с возможностью вращения его на горизонтальном валу 7 в подшипниках 8. Лопасти рабочего элемента пересадки 6 имеют отверстия 9 перфорации, расположенные по всей их поверхности, и снабжены ребрами 10 жесткости. Горизонтальный вал 7 соединен через редуктор 11 с электроприводом-генерато ром 12, обеспечивающим вращение перфорированного рабочего элемента 6 пересадки. Для насыщения привлекающего потока кислородом и его подогрева кассета рыбохода 3 в нижней части 13 имеет форсунки И, обеспечивающие насыщение потока подогретой воздушной смесью через воздуховод 15 от ресси- вера 16 компрессорной установки. Разогрев воздушной смеси в рессивере выполняется им за счет работы компрессора и сжатия смеси, а также за счет элемента 17 подогрева, вмонтированного в рессивер t6.

Для обеспечения дублирующего привода перфорированного рабочего элемента 6 пересадки, уменьшения энергозатрат, попутной выработки электрической энергии в пазы 2 смежных опор подпорного сооружения 1 установ лены кассеты низкооборотной гидротурбины Ь, выполняющей одновременно рол элемента подпорного сооружения и ры- бопропуска обратного ската отнерестившихся особей рыб и малька. Фиксация кассеты гидротурбины 4 идентична фиксации кассеты рыбохода 3. Внутри кассеты гидротурбины k размещен мно- голопастный рабочий элемент 18, выполненный с возможностью вращения его на горизонтальном валу 19 в подшипниках 20. Сплошные лопасти рабочего элемента 18, выполняя роль вращающегося подпорного гидрозатвора, од- повременно осуществляют функции обратного рыбопропуска и низкооборотной гидротурбины.

Горизонтальный вал 19 через двух- венцовые шес ерни 21 и шестерни 22 реверсивного включения передает вращательный момент на вал 23 реверса с передачей части его через редуктор 11 на электропривод-генератор 12.

Для качественной и надежной работы кассеты рыбохода 3 и низкооборот- ной турбины 4 при любом задаваемом диаметре их рабочих элементов в зависимости от высоты подпорного сооружения 1, размер дуги нижней сегмент

5

0

5

Q

Q

®

35

0

5

0

ной части 13 кассет рыбохода 3 и гидротурбины k должен перекрывать объем пространства между двумя соседними лопастями рабочих элементов 6 и 18, что исключит прорыв нерегулируемого потока. На период пропуска рыб, идущих на нерест в верховьях рек и с целью исключения их случайного обратного ската через кассету низкооборотной турбины, перед ней в этот период устанавливается рыбозаградитель 2k, убирающий при обратном скате отнерестившихся особей и малька.

Редуцирование заданного объема пропуска через перфорированную лопасть элемента 6 пересадки определяется суммарной площадью отверстий перфораций на ней и максимальным уровнем воды в верхнем бьефе. Регулировка скоростных параметров привлекающего потока в подходном водоводе опор подпорного сооружения 1 в зависимости от колебаний уровней нижнего и верхнего бьейювна всевозможные породы рыб обеспечивается рабочим затвором 25. Регулировка величины крутящего момента на валу 19 гидротурбины обеспечивается рабочим затвором 26,

Рыбопропускное сооружение работа-. ет следующим образом.

Мигрирующая рыба, привлеченная созданным в подходном водоводе привлекающим потоком, сформированным по скорости на лопастях рабочего элемента 6 пересадки, свободно вплывает в корпус кассеты рыбохода 3 при вклю чении электропривода 12 через понижающий редуктор 11. Лопасти элемента б пересадки, враи{аясь против тока потока, 8 своих межлопастных секторах, сопровождают в непрерывном цикле вплывшую в корпус кассеты рыбу, исключая ее обратный скат встречным движением лопастей. Для гарантированного привлечения косяков мигрирующих рыб к опорам подходного лотка шлейф потока привлечения насыщается подогретой воздушно-кислород ной. смесью.

Обогащение шлейфа потока привлечения осуществляется накопленной под давлением в ресивере компрессорной установки 16, доведенной до высокой температуры элементом 17 и работой компрессора, воздушно-кислородной смесью, поданной по воздуховоду 15 на форсунки И. Отличительная насыщенность шлейфа потока привлечения по кислороду и повышенной температу5

ре гарантирует точное направление мигрирующих рыб в кассету рыбохода 3

Проход косяков мигрирующих рыб идет по всем горизонтам водотока нижнего бьейа и ограничен только шириной расстановки опор подпорного сооружения 1, выполняющих роль подходного лотка. Частота вращения перфорированного элемента 6 пересадки регулируется редуктором 11 электропривода 12 и равна 2-3 оборотам в минуту. Водрегулировка привлекающего потока в створе опор подпорного сооружения 1 на ту или иную породу рыб, идущих через кассету рыбохода 3, осуществляется за счет изменения положения рабочего затвора 25. Рабочий элемент пересадки кассеты рыбохода 3 прост, самоочищается от загрязнения и инородных предметов при повороте его на 1бО° под действием потока воды из верхнего бьефа.

Для вращения перфорированного элемента 6 пересадки против тока водовода электропривод-генератор 12 потребляет значительное количество электроэнергии. Это нежелательное явление компенсируется установкой в смежном створе опор подпорного сооружения 1 кассеты низкооборотной гидро- .турбины 4, работающей в едином кинематическом цикле с кассетой рыбохода 3 следующим образом.

Напорный водоток со стороны верхнего бьефа, попадая в кассету гидротурбины Ц, раскручивает рабочий элемент 18 и через шестерни 22 реверса, включенные на внутренние венцы двух- венцовых шестерен 21, (позиция 1 фиг. k) гидротурбины, передает крутящий момент на вал 7 кассеты 3 рыбохода , обеспечивая вращение элемента 6 пересадки против тока воды. В этом цикле рыбопропуска редуктор 1Т и электропривод-генератор 12 будут выполнять роль регулятора частоты вращения элемента 6 пересадки. Обязательным условием работы дублирующего гидропривода является то, чтобы площадь лопасти рабочего элемента 18 гидротурбины Ц была равна или больше площади неперфорированной части лопасти рабочего элемента пересадки 6 кассеты рыбохода 3.

В цикле обратного рыбопропуска отнерестившихся особей и мальков шестерни 22 реверса переключаются на наружный венец двухвенцовых шестерен

670806

21 гидротурбины 4. В этом случае рабочие элементы 1В гидротурбины b и элементов 6 пересадки кассеты рыбо- хода 3 вращаются согласовано как по частоте, так по направлению (по течению водотока) и выполняют роль обратного рыбопропуска с одновременной передачей крутящего момента с валов

10 7 19 и 23 через редуктор 11 на электропривод-генератор 12, отдавая попутно выработанную электрическую энергию потребителям.

Предлагаемая конструкция кассеты

15 рыбохода 3 с перфорированным элементом 6 пересадки на горизонтальном валу 7 вращения дает возможность выполнять подпорные сооружения энергетического и мелиоративного значения

20 экологически безвредными, позволяющими удерживать заданную отметку уровня верхнего бьефа водовода с пропуском регулируемого объема воды, одновременно выполняя беспрепятственный

25 проход косяков мигрирующих рыб к местам нереста и их обратный скат с воспроизведенной молодью.

Встроенные между опор подпорного сооружения кассеты рыбохода 3 и кас30 сеты гидротурбины Ц могут образовать кинематическую цепь с включенными шестернями 22 реверса. Экологическая плотина станет единой гидротурбиной выработки электрической энергии. А строительство каскада подпорных соо35

40

ружении предлагаемой конструкции с расчетом суммарной пропускной способности через элементы 6 и 8 на минимальный санитарный водоток реки позволит зарегулировать ее сток на оптимальных отметках и позволит обеспечить использование русла реки для круглогодичной работы судам по перевозке народнохозяйственных грузов на реках, деже ранее не судоходных, при этом суда шлюзуются через судоходные

шлюзы 27. I

Руслб реки между плотинами 28 станет естественной чашей-накопителем 50 энергии или /шя целей полива воды. Сброс объемов воды, превышающих расчетный пропуск через кассеты, производится через катастрофический водосброс 29,

45

55

Формула изобретения

Рыбопропускное сооружение, включающее соединяющую верхний и нижний

20

A. MU 2122 2 125229 JLt В ПОЗ 52JfffffftSffff B

I Щ-//1.Л .

- ., ., , - .-.-.- --,--.

/t 7T 7 7s r/7//5y

SS2SZSSS 2 S2l /// /// /7/WiJ 7 ZZQ

ZJ

c

Wtte.f

W

77

Использование: пропуск через гидротехническое сооружение идущей , на нерест рыбы, а также пропуск в нижний бьеф отнерестившейся рыбы и рыбной молоди. Сущность изобретения: идущая на нерест рыба, привлеченная потоками воды, вплывает в корпус кассеты рыбохода. Благодаря вращению лопастного колеса элемента пересадки рыба в межлопастных секторах сопровождается в верхний бьеф. Для гарантированного привлечения мигрирующих рыб привлекающий поток через форсунки насыщается подогретой воздушно- кислородной смесью. При пропуске рыб в нижний бьеф обеспечивают вращение лопастного колеса элемента пересадки в противоположном направлении. 10 ил.

А-А

Фиг. 2

y r rVfcrJUTTtr

Фие.З

№

№й

II

/г гясй

yO/nM.fioffaopa

- - - -

Л г . Фогй

27

2

( , rjffm.ffo ъОтм.ло$л ;XLxL -: :..

}7/// ///

VM.JQ