РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО

Предполагаемая полезная модель относится к области гидротехники, в частности, к устройствам, обеспечивающим защиту рыб от попадания в водозаборы.
Известно рыбозащитное устройство, включающее установленное с возможностью вращения в водоводе между водоисточником и водопотребителем сетчатое заграждение, выполненное в форме усеченного конуса, большое основание которого обращено к водоисточнику, а к меньшему подключен рыбоотвод, неподвижный перфорированный промывной трубопровод, размещенный с внешней стороны конуса по его образующей и подключенный к водонапорному источнику, и рыбонаправляющее приспособление, расположенное неподвижно внутри конуса, выполненное в виде двух пластин, образующих щелевой канал расположенных по обе стороны радиальной плоскости, проходящей через промывной трубопровод (а.с. №1254105, Е 02 В 8/08, 1986 г.).
Недостатком устройства является низкая эффективность защиты рыб и отведения мусора.
Смыв мусора и молоди рыб предусматривается в рыбонаправляющее приспособление, при этом используются высокоскоростные струи из промывного трубопровода, которые травмируют молодь рыб. Кроме этого даже высокие скорости промывных струи не обеспечивают необходимую быстроту отвода длинноволокнистого мусора (водной растительности и т.п.). Фронт промывных струй, промывающий в своем поперечнике узкую полосу перемещающегося сетчатого полотна, как правило, не захватывает всю длину такого мусора, а только его небольшую часть, что приводит к попеременному отбиванию струями от сетки различных участков длинноволокнистого мусора. В тоже время участки длинноволокнистого мусора, на которые в данный момент не воздействуют струй, прижимаются фильтрующимся потоком к сетке, чем блокируется перемещение такого мусора в рыбоотвод. Медленное перемещение мусора в рыбоотвод может привести к его накапливанию на сетчатой поверхности, что в свою очередь, является причиной нарушения требуемых параметров фильтрации и снижения эффективности защиты рыб устройством. Вращающийся сетчатый конус имеет такие недостатки как необходимость содержания большого периметрического уплотнения у большого основания сетчатого конуса, повышающего усилие на вращение конуса, необходимость усиленного каркаса сетчатого конуса обеспечивающего динамическую жесткость конструкции, повышенное гидравлическое сопротивление устройства от вращающейся сетки и каркаса, повышенный износ сетчатого
полотка вследствие его перемещения в водозаборном потоке и потребность дополнительных фильтров для тонкой очистки воды, поступающей в водоструйные флейты, усложняющих конструкцию устройства и его эксплуатацию, что в итоге снижает эффективность работы устройства. Кроме того, для работы привода вращения и водоструйной флейты требуются многочисленные водопроводящие коллектора и регулирующая арматура, что также усложняет конструкцию устройства и процесс эксплуатации в зимний период времени из за возможности замерзания воды в коллекторах. Техническая задача, поставленная перед полезной моделью состоит в повышении эффективности работы устройства. Данная техническая задача решается тем, что в рыбозащитном устройстве, включающем установленное в водоводе между водоисточником и водопотребителем сетчатое заграждение, выполненное в форме усеченного конуса, большое основание которого обращено к водоисточнику, стационарный рыбоотвод и рыбонаправляющее приспособление, выполненное в виде пары пластин, образующих щелевой канал, по оси конуса установлен с возможностью вращения и соединен со стационарным рыбоотводом трубопровод, на котором жестко закреплено рыбонаправляющее приспособление, выполненное в виде спиралевидных пратрубков, сообщенных с одной стороны с полостью трубопровода, а с другой посредством раструбов с щелевым каналом, заглушенным со
стороны основания конуса, причем устройство снабжено турбиной, установленной на оси вращения трубопровода со стороны вершины конуса. Предлагаемая конструкция рыбозащитного устройства позволяет повысить его эффективность и снизить затраты энергии на его работу. На Фиг.1 изображен общий вид устройства с частичным разрезом. На Фиг.2 сечение по А-А.
Рыбозащитное устройство состоит из установленного в водозаборном тракте сетчатого заграждения в виде неподвижного усеченного конуса 1, основание которого обращено к водоисточнику и закреплено на входном отверстии водоприемника 2. По оси конуса 1 в подшипниках 3 и 4 установлен вращающийся рыбоотвод 5, сообщенный со стационарным рыбоотводом 6, подключенным к всасывающему патрубку рыбонасоса (на чертежах не показан). На трубопроводе 5 жестко закреплено рыбонаправляющее приспособление, состоящее из спиралевидных патрубков 7, сообщенных с одной стороны с полостью трубопровода 5, а другим - посредством раструбов 8, с щелевым каналом 9, образованным пластинами 10 и заглушенным со стороны основания конуса. При этом пластины щелевого канала в поперечном сечении расположены вдоль сетчатой поверхности конуса 1. Со стороны вершины конуса 1 на оси 11, соединенной с трубопроводом 5, закреплена турбина 12 гидропривода с направлением вращения в сторону водозаборного окна щелевого канала 9.
Рыбонаправляющих приспособлений может быть несколько, расположенных симметрично относительно оси вращения сетчатого конуса 1. Устройство работает следующим образом. Водозаборный поток, включающий молодь рыб и мусор, поступает в полость сетчатого конуса 1. При работе стационарного рыбоотвода 6 и вращении рыбонаправляющего приспособления происходит засасывание молоди рыб и мусора с присеточной поверхности конуса 1 в щелевой канал 9, откуда они через раструбы 8 и спиралевидные патрубки 7 попадают в трубопровод 5 и выносятся в стационарный рыбоотвод 6.
Поступление массы воды при засасывании в щелевой канал 9 вызывает ответную реакцию перемещения щелевого канала навстречу засасываемому потоку, скорость перемещения которого определяется скоростью засасывания потока (эффект обратный реактивному, возникающему при вытекании воды из насадков). Таким образом, возникающее усилие обеспечивает вращения рыбонаправляющего приспособления относительно центральной оси конуса.
Повышение крутящего момента вращения рыбонаправляющего приспособления осуществляется турбиной 12, размещенной в водотоке за вершиной конуса.
Для обеспечения работы устройства требуется меньшие затраты энергии, что подтверждается следующим расчетом:
Основной показатель сравнительного приближенного расчета - энергия водного потока (W), требуемая для работы устройства, выраженная в виде произведения двух основных показателей: расхода (Q м3/с) и напора (Н м) потребляемой воды.
Для рыбозащитного устройства по а.с. №1254105, Е 02 В 8/08, 1986 г. (прототип) с диаметром основания сетчатого конуса D=1,75 м и длиной образующей L=3,6 м энергетические затраты складываются:
из необходимых затрат энергии на привод вращения сетчатого конуса
Wпр=Qпр×Нпр=0,03×25=0,75;
на работу двух водоструйных промывных флейт
Wф=2Qф×Нф=2×0,025×30=1,5;
на рыбоотвод с эжекционным устройством
Wp=Qp×Hp=0,04×20=0,8
Итого: W=Wпр+Wф+Wp=0,75+1,5+0,8=3,05.
Для предлагаемой полезной модели с теми же геометрическими размерами сетчатого конуса L=3.6 м, с шириной щели в=0,015 м и скоростью входа воды в каналы щелевых пластин V=1,0 м/с расход в рыбоотводе
Qp=в×L×V=0,015×3.6×1=0,054 м3/с, а напор Нр=20 м,
Wщ=Qp×Нр=0,054×20=1,08 на один щелевой канал. Для двух щелевых каналов 2Wщ=2,16 что на 30% ниже чем в известном устройстве. При этом дополнительный привод в виде турбинки повышает надежность вращения рыбонаправляющего приспособления на 20-25%.
При наличии естественных перепадов уровней воды на сооружении (приплотинные водозаборные узлы, размещенные в верхнем бъефе) рыбоотведение осуществляется в нижний бъеф гидроузла, что еще более упрощает рыбозащитное сооружение и работу рыбозащитного устройства т.к. для вращения рыбонаправляющего приспособления не требуется рыбонасос, а, следовательно, затраты энергии можно условно считать равными нулю.
Повышение эффективности защиты рыб устройством на 30-50% определяется отсутствием травмирующих рыб струй и быстрого отведения мусора из полости устройства.