КОМПЛЕКСНОЕ РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ОГРАДИТЕЛЬНО-ФИЛЬТРУЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ (КРУОФ)
COMPLEX FISH PROTECTION DEVICE OF BARRIER-FILTERING ACTION (CFDBF)

Заявляемое техническое решение относится к области рыбного хозяйства и может быть использовано для направленного перемещения рыб, преимущественно для ограждения зон скопления рыб или трасс их перемещения от попадания рыбы в водозабор.
Известны конструкции фильтров водозаборных рыбозащитных, общим признаком которых является наличие фильтрующих воду сетчатых, перфорированных или жалюзийных поверхностей и других средств, препятствующих непосредственному контакту молоди рыб с этими поверхностями.
Конструктивные различия между известными фильтрами вызваны различными условиями их работы: по виду водоисточника, по режиму эксплуатации, по условиям применения и т.д.
Известна конструкция фильтра водозаборного рыбозащитного, фильтрующие поверхности которого образованы вертикальными, шевронными в поперечном сечении жалюзи, который выполнен в виде вертикальной трехгранной призмы, ребрами которой служат трубы с глубинными насосами, открытые внутрь призмы, а грани призмы выполнены в виде вертикальных смежных жалюзийных кассет, при этом вдоль каждой трубы смонтирована связанная с напорными трубопроводами насосов рыбоотводная флейта (см. патент РФ на полезную модель №36115, МПК E02B 8/08, 2003).
Недостатком устройства является вероятный контакт молоди с фильтрующей поверхностью, вызывающий большой процент гибели рыб.
В то же время известны технические решения, основанные на другом принципе управления поведением рыб, например отпугивания рыб от фильтрующих поверхностей.
Известно устройство для направленного перемещения рыб, состоящее из источника импульсного тока, распределителя импульсов, блока управления и секций электродов, в котором на рыбу воздействуют полем постоянной полярности, создаваемым последовательным подключением анода и катода на соседних электродах с опережением во времени перемещения анода, что позволяет обеспечить «бегущее» поле постоянной полярности (см. «Способ привлечения рыбы» по авт. свид. СССР №390799, М. кл. A01K 79/02, 1970).
Недостатком известной конструкции является то, что устройство предназначено для привлечения рыб и не позволяет осуществлять их отпугивание.
Известно устройство для направленного перемещения рыб, состоящее из источника импульсного тока, распределителя импульсов, блока управления и секций электродов, в котором распределитель импульсов состоит из попарно соединенных управляемых ключей, количество пар которых равно количеству секций электродов, при этом пары ключей установлены последовательно и подключены параллельно к источнику импульсного тока так, что один из ключей каждой пары связан с положительным выходом, а другой - с отрицательным, при этом секции электродов подключены соответственно к участку цепи, соединяющему ключи каждой пары (см. «Устройство для направленного перемещения рыб» по авт. свид. СССР №535930, М. кл. A01K 61/00, 79/02, 1975).
Недостатками известной конструкции являются недостаточно эффективное функционирование устройства, возможность попадания рыбы в водозабор, невозможность создания выровненной гидравлической структуры подходного потока.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является фильтр водозаборный рыбозащитный, содержащий установленную перед водозаборным окном фильтрующую поверхность из электропроводных жалюзи и электрический рыбозаградитель, имеющий источник импульсного тока, блок управления и формирователь импульсов с альтернативно подключаемыми к нему разделенными на секции жалюзийными катодными пластинами и общий анод (см. патент РФ на полезную модель №90804, МПК E02B 8/08, 2009).
Недостаток известного фильтра заключается в недостаточной эффективности функционирования устройства, возможности попадания рыбы в водозабор.
Задачей заявляемого технического решения является сведение к минимуму контакта молоди рыб с фильтрующей поверхностью, повышение эффективности функционирования устройства, создание выровненной гидравлической структуры подходного потока.
Поставленная задача достигается тем, что предложено комплексное рыбозащитное устройство оградительно-фильтрующего действия (КРУОФ), представляющее собой водопроницаемый экран, состоящий из фильтрующих сетчатых или жалюзийных элементов (кассет), выполненных из электропроводящего материала и объединенных по горизонтали в ряды и по вертикали в модули, причем устройство может содержать секции электродов, а фильтрующие элементы (кассеты) (или некоторые из них) могут быть выполнены из материала, не проводящего электрический ток.
Минимальное количество фильтрующих элементов (кассет), из которых состоит водопроницаемый экран, составляет два фильтрующих элемента (кассеты). Количество рядов фильтрующих элементов (кассет) по горизонтали и модулей фильтрующих элементов (кассет) по вертикали может быть любым и составляет от 1 и более. Каждый ряд по горизонтали состоит либо из сетчатых фильтрующих элементов (кассет), либо из жалюзийных фильтрующих элементов (кассет). Каждый модуль по вертикали может состоять как из сетчатых, так и из жалюзийных фильтрующих элементов (кассет) или из сетчатых и жалюзийных одновременно. Число фильтрующих элементов (кассет) в одном ряду по горизонтали и в одном модуле по вертикали может быть любым и составляет от 1 и более. Размер ячеи (сквозность) сетного полотна сетчатого фильтрующего элемента (кассеты) составляет от 1 мм и более. Просвет между пластинами жалюзи жалюзийного фильтрующего элемента (кассеты) составляет от 10 мм и более.
Устройство может включать только водопроницаемый экран, состоящий из фильтрующих элементов (кассет), объединенных по горизонтали в ряды и по вертикали в модули, так и представлять собой комбинацию водопроницаемого экрана из фильтрующих элементов (кассет) и секций электродов. При этом импульсный ток подается либо только на фильтрующие элементы (кассеты), либо только на электродные секции, либо в комплексе и на фильтрующие элементы (кассеты), и на электродные секции. Число секций электродов в устройстве может быть любым и составляет от 2 и более. В состав электродной секции может входить любое количество электродов, но не менее 2.
Каждый отдельный фильтрующий элемент (кассета) водопроницаемого экрана изолирован от других фильтрующих элементов (кассет) при помощи диэлектрического материала и выполнен из электропроводящего материала либо материала, не проводящего электрический ток. Таким образом, водопроницаемый экран может состоять только из электропроводящих фильтрующих элементов (кассет), только из фильтрующих элементов (кассет), выполненных из неэлектропроводящего материала, так и одновременно сочетать в себе оба вида фильтрующих элементов (кассет).
Заявляемое техническое решение является новым, так как характеризуется наличием новой совокупности признаков, отсутствующих во всех известных нам объектах техники аналогичного назначения, а именно конфигурацией водопроницаемого экрана, состоящего из фильтрующих сетчатых и/или жалюзийных элементов (кассет), объединенных по горизонтали в ряды и по вертикали в модули, при этом каждый отдельный фильтрующий элемент (кассета) водопроницаемого экрана изолирован от других фильтрующих элементов (кассет) при помощи диэлектрического материала и выполнен из электропроводящего материала либо материала, не проводящего электрический ток; количество рядов фильтрующих элементов (кассет) по горизонтали и модулей фильтрующих элементов (кассет) по вертикали может быть любым и составляет от 1 и более; каждый ряд состоит только из сетчатых или только из жалюзийных кассет, тогда как модуль может состоять либо из сетчатых, либо жалюзийных фильтрующих элементов (кассет), либо и сетчатых, и жалюзийных одновременно, при этом число фильтрующих элементов (кассет) в одном ряду по горизонтали и в одном модуле по вертикали может быть любым и составляет от 1 и более; размер ячеи (сквозность) сетного полотна сетчатого фильтрующего элемента (кассеты) составляет от 1 мм и более, просвет между пластинами жалюзи жалюзийного фильтрующего элемента (кассеты) составляет от 10 мм и более; а также наличием в устройстве секций электродов, причем импульсный ток подается либо на фильтрующие элементы (кассеты), выполненные из электропроводящего материала, либо на электродные секции, либо в комплексе и на фильтрующие элементы (кассеты), и на электродные секции.
Технический результат предложенного устройства проявляется в повышении эффективности функционирования устройства и создании выровненной гидравлической структуры подходного потока.
Сущность заявляемого технического решения поясняется фигурами:
на фиг.1 схематически показан частный случай выполнения устройства;
на фиг.2 схематически показан частный случай возможных вариантов выполнения устройства при минимальном количестве фильтрующих элементов (кассет) в водопроницаемом экране;
на фиг.3 схематически показан частный случай выполнения устройства при использовании разноразмерных фильтрующих элементов (кассет) в водопроницаемом экране;
на фиг.4 схематически показан частный случай выполнения устройства, оснащенного секциями электродов;
на фиг.5 схематически показан частный случай распределения потенциалов электрического тока по водоприемному экрану;
на фиг.6 схематически показаны возможные варианты расположения устройства в плане водозабора насосной станции;
на фиг.7 схематически (в разрезе) показаны возможные варианты компоновки водопроницаемого экрана и секции электродов.
1
1
1
1
1
Комплексное рыбозащитное устройство оградительно-фильтрующего действия (КРУОФ) (фиг.1-4) представляет собой водопроницаемый экран, состоящий из фильтрующих сетчатых или жалюзийных элементов (кассет) 1 (a, b, c, d, e и т.д.), объединенных по горизонтали в ряды (А, В, С и т.д.) и по вертикали в модули (A, B, C, D, E и т.д.), причем устройство может содержать секции электродов 2.
Каждый отдельный фильтрующий элемент (кассета) 1 водопроницаемого экрана изолирован от других фильтрующих элементов (кассет) при помощи диэлектрического материала 3 и может быть выполнен из электропроводящего материала, так и из материала, не проводящего электрический ток. Таким образом, водопроницаемый экран может состоять только из электропроводящих фильтрующих элементов (кассет), только из фильтрующих элементов (кассет), выполненных из неэлектропроводящего материала, так и одновременно сочетать в себе оба вида фильтрующих элементов (кассет).
Минимальное количество фильтрующих элементов (кассет) 1, из которых состоит водопроницаемый экран (фиг.2), составляет два фильтрующих элемента (кассеты).
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Количество рядов (A, B, C и т.д.) фильтрующих элементов (кассет) 1 по горизонтали и модулей (A, B, C, D, E и т.д.) фильтрующих элементов (кассет) 1 по вертикали может быть любым и составляет от одного и более. Каждый ряд (A, B, C и т.д.) состоит либо из сетчатых фильтрующих элементов (кассет) 1, либо из жалюзийных фильтрующих элементов (кассет) 1. Каждый модуль (A, B, C, D, E и т.д.) может состоять как из сетчатых, так и из жалюзийных фильтрующих элементов (кассет) 1 или из сетчатых и жалюзийных одновременно, при этом число фильтрующих элементов (кассет) 1 в одном ряду по горизонтали и в одном модуле по вертикали может быть любым, от одного и более. Габариты фильтрующих элементов (кассет) в составе одного водопроницаемого экрана могут быть различными (фиг.3).
Размер ячеи (сквозность) сетного полотна сетчатого фильтрующего элемента (кассеты) составляет от 1 мм и более. Просвет между пластинами жалюзи жалюзийного фильтрующего элемента (кассеты) составляет от 10 мм и более. При этом размер ячеи (сквозность) сетного полотна сетчатых фильтрующих элементов (кассет), так же как и просвет между пластинами жалюзи жалюзийного фильтрующего элемента (кассеты) в разных рядах по горизонтали и модулях по вертикали, может быть разным в зависимости от ихтиологической ситуации в зоне работы водозабора.
В водоеме обычно можно наблюдать разделение рыб в толще воды по размерному составу. В верхних слоях водоема обитает рыба небольших размеров, в то время как в придонных слоях - рыба крупных размеров. Рассмотрим частный случай, когда, например, ряд A состоит из сетчатых фильтрующих элементов (кассет) 1, размер ячеи (сквозность) сетного полотна которых составляет 5 мм для защиты молоди рыб небольших размеров. А в каждом последующем ряду размер ячеи (сквозность) сетного полотна возрастает, составляя в ряду B - 25 мм, где обитает более крупная рыба, и в ряду C - 50 мм для защиты обитающей в этом горизонте рыбы крупных размеров. Аналогичную ситуацию можно наблюдать и с жалюзийными фильтрующими элементами (кассетами), входящими в состав устройства. По горизонтали ряды сетчатых фильтрующих элементов (кассет) и жалюзийных могут чередоваться и располагаться в любой очередности, размер ячеи (сквозность) сетного полотна сетчатых фильтрующих элементов (кассет) и просвет между пластинами жалюзи жалюзийного фильтрующего элемента (кассеты) в разных рядах по горизонтали и модулях по вертикали может быть различным и изменяется в зависимости от распределения размерного состава рыб в створе водоема в зоне работы водозабора.
Устройство может включать только водопроницаемый экран, состоящий из фильтрующих элементов (кассет) 1, все или часть из которых находится под действием электрического тока, так и представлять собой комбинацию водопроницаемого экрана из фильтрующих элементов (кассет) 1 и секций электродов 2 (фиг.4). Число секций электродов 2 в устройстве может быть любым и составляет от двух и более. В состав электродной секции 2 может входить любое количество электродов, но не менее двух.
При этом импульсный ток подается либо только на фильтрующие элементы (кассеты) 1, либо только на электродные секции 2, либо в комплексе и на фильтрующие элементы (кассеты), и на электродные секции. В то же время все фильтрующие элементы (кассеты) (a, b, c, d, e и т.д.) могут запитываться импульсным током, либо запитка может осуществляться лишь отдельных рядов или модулей фильтрующих элементов (кассет) 1 или отдельных фильтрующих элементов (кассет) 1.
Варианты создания электрического поля могут быть различными. Исходя из ихтиологической ситуации в зоне работы водозабора и створа размещения и функционирования устройства определяется режим работы заявленного технического решения.
1
Катодом может быть как один ряд фильтрующих элементов (кассет) 1 (например, А), а оставшиеся фильтрующие элементы (кассеты), на которые подается импульсный ток, становятся анодами. Катодом может быть один модуль фильтрующих элементов (кассет) 1 (например, A), а оставшиеся фильтрующие элементы (кассеты), на которые подается импульсный ток, становятся анодами. Так, катодом может быть и один отдельный фильтрующий элемент (кассета) 1 (например, a), а оставшиеся фильтрующие элементы (кассеты), на которые подается импульсный ток, становятся анодами. Катодом может становиться каждый последующий по цепочке фильтрующий элемент (кассета), либо ряд, либо модуль фильтрующих элементов (кассет), или через один фильтрующий элемент (кассету), либо ряд, либо модуль фильтрующих элементов (кассет), или в шахматном порядке. Катодом может становиться одновременно несколько рядов, модулей фильтрующих элементов (кассет) 1 или несколько отдельных фильтрующих элементов (кассет) 1, а анодами становятся оставшиеся фильтрующие элементы (кассеты), на которые подается импульсный ток.
При подаче электрического тока на водопроницаемый экран последний может условно делиться на три части, каждая их которых может состоять из одного или нескольких рядов фильтрующих элементов (кассет), или одного или нескольких модулей фильтрующих элементов (кассет), или одного отдельного или нескольких отдельных фильтрующих элементов (кассет), при этом катодом становится первая часть фильтрующих элементов (кассет), тогда как вторая часть фильтрующих элементов (кассет) выключена, а третья часть фильтрующих элементов (кассет) становится анодом (например, фиг.5).
Катодом может быть и одна из секций электродов 2, а все остальные секции электродов, включая и фильтрующие элементы (кассеты), на которые подается импульсный ток, становятся анодами. Катодом могут становиться несколько секций электродов 2 одновременно, а все остальные секции электродов, включая и фильтрующие элементы (кассеты), на которые подается импульсный ток, становятся анодами. Одна секция электродов или группа из нескольких секций электродов поочередно может становиться катодом, в то время как остальные электродные секции выключены, а анодами становятся фильтрующие элементы (кассеты), на которые подается импульсный ток. Одна секция электродов или группа из нескольких секций электродов поочередно может становиться катодом, в то время как фильтрующие элементы (кассеты) выключены, а анодами становятся оставшиеся электродные секции.
В результате возникает «сильное» катодное поле и «слабое» пульсирующее анодное поле, создавая обширную отпугивающую зону, ориентирующую и уводящую рыбу от защищаемого водозабора.
В случаях использования электрорыбозаградителей в акватории, где обитает рыба длиной тела менее 50 мм, эффективность функционирования электрорыбозаградителей резко снижается. При эксплуатации комплексного рыбозащитного устройства оградительно-фильтрующего действия (КРУОФ), основанного на сочетании действия водопроницаемого экрана из фильтрующих элементов (кассет) и электрического поля, эффективность устройства возрастает даже при его эксплуатации в водоеме, где обитает молодь рыб небольших размеров. При подаче импульсного тока на фильтрующие элементы (кассеты) водопроницаемого экрана происходит более эффективное воздействие электрического поля на рыб, т.к. электрическое поле распределяется по большей площади.
Установка водопроницаемого экрана из фильтрующих элементов (кассет) под разным углом к подходному потоку в зависимости от гидравлических и гидродинамических условий в зоне функционирования водозабора позволяет изменять гидравлическую структуру потока, выбирая наиболее оптимальный вариант, что важно при использовании поведенческих рыбозащитных устройств, к каким относятся рыбозаградители в виде секций электродов, поскольку при их эксплуатации отсутствует возможность создания выровненной гидравлической структуры подходного потока.
Расположение в плане водозабора насосной станции (фиг.6) водопроницаемого экрана, состоящего из фильтрующих элементов (кассет) 1, может быть различным, как прямолинейным (I), перекрывая створ водозабора, так и по диагонали (II), V-образно (III), зигзагообразно (IV) и т.п.
Компоновка фильтрующих элементов (кассет) 1 и секций электродов 2 может быть различной (фиг.7).
Секции электродов могут располагаться в одном створе под водопроницаемым экраном из фильтрующих элементов (кассет) или над ним (фиг.7а). Секции электродов могут прерывать водопроницаемый экран из фильтрующих элементов (кассет), т.е. в створе размещается один или несколько рядов фильтрующих элементов (кассет), под которыми располагаются секции электродов, ниже которых размещается один или несколько рядов фильтрующих элементов (кассет) (фиг.7б).
Секции электродов могут располагаться непосредственно за водопроницаемым экраном из фильтрующих элементов (кассет) (фиг.7в) или перед ним (фиг.7г). Секции электродов могут располагаться под водопроницаемым экраном из фильтрующих элементов (кассет), но в последующем за ним створе (фиг.7д) или в предыдущем створе (фиг.7е) и т.д.
Заявляемое устройство может размещаться на опорах на тросовых растяжках, так и крепиться к плавающим понтонам.
Поставленная задача, заключающаяся в сведении к минимуму контакта молоди рыб с фильтрующей поверхностью, повышении эффективности функционирования устройства, создании выровненной гидравлической структуры подходного потока, выполнена.
Применение заявляемого технического решения позволяет использовать известные в промышленности элементы.
Настоящее техническое решение может быть использовано для ограждения зон скопления рыб или трасс их перемещения от попадания рыбы в водозабор.