КОМПЛЕКСНОЕ РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО
COMPLEX FISH PROTECTING DEVICE

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.
Известен струйно-абразивный аппарат, область применения которого относится к струйно-абразивной обработке поверхностей сложнопрофильных деталей, но может быть использован в различных отраслях промышленности. Струйно-абразивный аппарат содержит корпус со штуцерами для подвода абразивной суспензии и газообразного носителя, а также щелевые активное и смесительное сопла. Активное сопло выполнено в виде ряда отверстий, соосно с которыми в смесительном сопле выполнены цилиндрические выборки с равномерным шагом на внутренней поверхности смесительного сопла. В активном сопле газообразный носитель формируется в поток отдельных струй, что облегчает внедрение и ускорение частиц абразивной суспензии, подаваемой в аппарат через штуцер. В смесительном сопле происходит дальнейшее перемешивание и разгон абразивной суспензии. Цилиндрические выборки, выполненные на внутренней поверхности смесительного сопла, обеспечивают формирование плоской струи абразивной суспензии стабильной формы с малым углом раскрытия (см. авторское свидетельство СССР №1553362, МПК B24C 5/04, от 30.11.1987).
Наиболее близким к заявленному техническому решению является рыбозащитный струегенератор, включающий напорный патрубок с соплами, основной напорный патрубок размещен внутри дополнительного водозаборного патрубка, к которому соосно соплам подключен насадок, имеющий прямоугольную форму и формирующий плоскую водяную струю, при этом дополнительный патрубок выполнен с неравномерным поперечным сечением, сужающимся в направлении его поперечного створа, наиболее удаленного от водозаборных отверстий, с помощью которых он соединен с водоемом (см. патент РФ на изобретение №2386746, МПК E02B 8/00, от 24.04.2008).
Недостаток известной конструкции заключается в недостаточной эффективности функционирования устройства, возможности попадания рыбы и мусора в водозаборный патрубок и водозабор; плоская водяная струя, формируемая насадком, имеет недостаточную зону действия струи (дальнобойность) и недостаточно устойчивая к деформации при воздействии на нее потоков воды различных направлений и величин.
Задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности функционирования устройства, снижение вероятности попадания рыбы и мусора в водозаборный патрубок и водозабор, создание более дальнобойной, более сформированной и более устойчивой к деформации плоской водяной струи при воздействии на нее потоков воды различных направлений и величин.
Поставленная задача достигается тем, что предложено комплексное рыбозащитное устройство, состоящее из водоприемного кожуха (патрубка) и размещенного в нем потокообразователя с насадками и эжекционно-напорного сопла, расположенного соосно насадкам потокообразователя. При этом эжекционно-напорное сопло состоит из выполненной в форме четырехугольной призмы камеры смешения эжектируемой жидкости, поступающей из водоприемного кожуха (патрубка), с напорной жидкостью, исходящей из насадок потокообразователя, и выполненной в форме параллелепипеда камеры формирования плоской струи. Водоприемный кожух (патрубок) и потокообразователь в сечении могут иметь и круг, и эллипс, и треугольник, и квадрат и т.п., т.е. речь идет об обобщенной, а не о строгой их геометрической форме. Насадки на потокообразователе могут быть установлены в один ряд или в несколько рядов для увеличения объема эжектируемой жидкости.
Подача воды из водоисточника в водоприемный кожух (патрубок) для дальнейшего эжектирования осуществляется по одному или нескольким водозаборным патрубкам. Подача воды в потокообразователь для подачи на насадки может осуществляться как из водоприемного кожуха (патрубка), так и напрямую из водоисточника при помощи одного или нескольких отдельных водозаборных патрубков. Водозаборные патрубки могут размещаться на любом участке водоприемного кожуха (патрубка) и потокообразователя. Количество водоприемных патрубков, их конструкция и место размещения определяются в зависимости от технических характеристик водозабора, гидравлических и ихтиологических условий в месте установки устройства и расчетных параметров устройства.
Чтобы свести к минимуму вероятность попадания рыбы и мусора в водозаборный патрубок и в водозабор, забор воды в водоприемный кожух (патрубок) и в потокообразователь осуществляется из водоисточника (части водоисточника), в котором отсутствует рыба, либо из водоисточника (части водоисточника), где обитает рыба, и в этом случае обязательна установка дополнительного рыбозащитного устройства на водозаборном патрубке.
Для создания более сформированной и более устойчивой к деформации плоской водяной струи при воздействии на нее потоков воды различных направлений и величин, в состав комплексного рыбозащитного устройства могут дополнительно входить горизонтальная и/или вертикальная стенки. При этом вертикальная и горизонтальная стенки могут быть выполнены глухими или водопроницаемыми и состоять из отдельных пластин. Количество вертикальных стенок может быть любым от 1 и более. Количество горизонтальных стенок может быть любым от 1 и более. Угол установки каждой отдельной пластины к осевой линии комплексного рыбозащитного устройства и шаг установки между каждыми двумя отдельными пластинами могут быть любыми и различаться в пределах одного устройства. Количество вертикальных и/или горизонтальных стенок в составе устройства, угол установки пластин к осевой линии комплексного рыбозащитного устройства и шаг установки пластин определяются в зависимости от конструктивных особенностей водозаборного сооружения, гидравлических условий в месте установки устройства и размерно-видового состава защищаемых рыб.
Отличительные от прототипа признаки заявленного технического решения состоят в следующем: эжекционно-напорное сопло состоит из выполненной в форме четырехугольной призмы камеры смешения эжектируемой жидкости, поступающей из водоприемного кожуха (патрубка), с напорной жидкостью, исходящей из насадок потокообразователя, и выполненной в форме параллелепипеда камеры формирования плоской струи; насадки на потокообразователе могут быть установлены в один ряд или в несколько рядов; подача воды из водоисточника в водоприемный кожух (патрубок) для дальнейшего эжектирования осуществляется по одному или нескольким водозаборным патрубкам; подача воды в потокообразователь для подачи на насадки может осуществляться из водоприемного кожуха (патрубка) или напрямую из водоисточника при помощи одного или нескольких отдельных водозаборных патрубков, водозаборные патрубки могут размещаться на любом участке водоприемного кожуха (патрубка) и потокообразователя; забор воды в водоприемный кожух (патрубок) и в потокообразователь осуществляется из водоисточника (части водоисточника), в котором отсутствует рыба, либо из водоисточника (части водоисточника), где обитает рыба, и в этом случае обязательна установка дополнительного рыбозащитного устройства на водозаборном патрубке; устройство дополнительно может содержать горизонтальную и/или вертикальную стенки, горизонтальная и вертикальная стенки могут быть выполнены глухими или водопроницаемыми, состоящими из отдельных пластин, количество вертикальных и/или горизонтальных стенок в составе устройства может быть любым от 1 и более, угол установки каждой отдельной пластины к осевой линии комплексного рыбозащитного устройства и шаг установки между каждыми двумя отдельными пластинами могут быть любыми и различаться в пределах одного устройства.
Сущность заявляемого технического решения поясняется фигурами:
на фиг. 1 схематически показан частный случай выполнения устройства (забор воды осуществляется из водоприемной камеры водозабора за водозаборным окном, где отсутствует рыба);
на фиг. 2 схематически показан частный случай выполнения устройства (забор воды осуществляется из части водоисточника, где обитает рыба, с обязательной установкой дополнительного рыбозащитного устройства на водозаборном патрубке);
на фиг. 3 схематически показан частный случай выполнения устройства (забор воды в водоприемный кожух (патрубок) осуществляется из водоприемной камеры водозабора за водозаборным окном, где отсутствует рыба, а забор воды в потокообразователь - из части водоисточника, где обитает рыба, с обязательной установкой дополнительного рыбозащитного устройства на водозаборном патрубке);
на фиг. 4 схематически показан частный случай выполнения устройства (насадки на потокообразователе установлены в один (а), два (б) и три (в) ряда);
на фиг. 5 схематически показан частный случай выполнения устройства (устройство дополнительно содержит одну горизонтальную глухую стенку, вертикальную глухую стенку в виде стенки гидротехнического сооружения и вертикальную водопроницаемую стенку, состоящую из пластин);
на фиг. 6, 7 схематически показаны частные случаи выполнения устройства (устройство дополнительно содержит одну горизонтальную и одну вертикальную глухие стенки);
фиг. 8 схематически показаны частные случаи выполнения устройства при различных вариантах исполнения горизонтальной и/или вертикальных стенок водопроницаемыми, состоящими из пластин, при разных углах установки пластин к осевой линии комплексного рыбозащитного устройства и разном шаге установки пластин.
Комплексное рыбозащитное устройство (фиг. 1-4) состоит из водоприемного кожуха (патрубка) 1 и размещенного в нем потокообразователя 2 с насадками 3 и эжекционно-напорного сопла 4, расположенного соосно насадкам 3 потокообразователя 2. При этом эжекционно-напорное сопло 4 состоит из выполненной в форме четырехугольной призмы камеры 5 смешения эжектируемой жидкости, поступающей из водоприемного кожуха (патрубка) 7, с напорной жидкостью, исходящей из насадок 3 потокообразователя 2, и выполненной в форме параллелепипеда камеры 6 формирования плоской струи.
Следует отметить, что внешняя цилиндрическая форма водоприемного кожуха (патрубка) 1 применяется как частный случай исполнения заявленного технического решения. Водоприемный кожух (патрубок) 1 в сечении может иметь и круг, и эллипс, и треугольник, и квадрат и т.п., т.е. речь идет об обобщенной, а не о строгой его геометрической форме.
Диаметр/Ширина и длина водоприемного кожуха (патрубка) 1 могут быть любыми и определяются в зависимости от технических характеристик водозабора, гидравлических и ихтиологических условий в месте установки устройства и расчетных параметров устройства.
Потокообразователь 2 в сечении может иметь и круг, и эллипс, и треугольник, и квадрат и т.п., т.е. речь идет об обобщенной, а не о строгой его геометрической форме. Диаметр/ширина и длина потокообразователя 2 могут быть любыми и определяются в зависимости от технических характеристик водозабора, гидравлических и ихтиологических условий в месте установки устройства и расчетных параметров устройства.
Насадки 3 на потокообразователе 2 могут быть установлены в один ряд (фиг. 3, 4а) или в несколько рядов (фиг. 4б, в) для увеличения объема эжектируемой жидкости. Количество насадок 3 на потокообразователе 2 может быть любым от 1 и более. Расстояние между двумя отдельными насадками 3 потокообразователя 2 может быть любым и отличаться в пределах одного устройства. Количество рядов насадок 3 на потокообразователе 2, количество насадок 3 в каждом отдельном ряду и расстояние между каждыми отдельными насадками 3 в пределах одного устройства определяются в зависимости от технических характеристик водозабора, гидравлических и ихтиологических условий в месте установки устройства и расчетных параметров устройства.
Камера 5 смешения эжектируемой жидкости, поступающей из водоприемного кожуха (патрубка) 1, с напорной жидкостью, исходящей из насадок 3 потокообразователя 2, выполнена в форме четырехугольной призмы. Длина, ширина и высота боковых граней и оснований камеры смешения 5 могут быть любыми и определяются в зависимости от технических характеристик водозабора, гидравлических и ихтиологических условий в месте установки устройства и расчетных параметров устройства.
Камера 6 формирования плоской струи выполнена в форме параллелепипеда. Длина, ширина и высота камеры 6 формирования плоской струи могут быть любыми и определяются в зависимости от технических характеристик водозабора, гидравлических и ихтиологических условий в месте установки устройства и расчетных параметров устройства.
Подача воды из водоисточника в водоприемный кожух (патрубок) 1 для эжектирования осуществляется по одному или нескольким водозаборным патрубкам 7. Подача воды в потокообразователь 2 для подачи на насадки 3 может осуществляться как из водоприемного кожуха (патрубка) 1, так и напрямую из водоисточника при помощи одного или нескольких водозаборных патрубков 7. Водозаборные патрубки 7 могут размещаться на любом участке водоприемного кожуха (патрубка) 1 и потокообразователя 2. Количество водоприемных патрубков 7, их конструкция и место размещения определяются в зависимости от технических характеристик водозабора, гидравлических и ихтиологических условий в месте установки устройства и расчетных параметров устройства.
Забор воды в водоприемный кожух (патрубок) 1 и в потокообразователь 2 осуществляется из водоисточника (части водоисточника), в котором отсутствует рыба (например, из водоприемной камеры водозабора за водозаборным окном) (фиг. 1, 3), либо из водоисточника (части водоисточника), где обитает рыба, и в этом случае обязательна установка дополнительного рыбозащитного устройства 8, предотвращающего попадание рыбы и мусора в водозаборный патрубок 7 и далее в водозабор (фиг. 2, 3).
В состав рыбозащитного устройства могут дополнительно входить горизонтальная 9 и/или вертикальная стенки 10. При этом горизонтальная и/или вертикальная стенки могут быть выполнены глухими (фиг. 6, 7) или водопроницаемыми и состоять из отдельных пластин 11 (фиг. 5, 8). Горизонтальная 9 и/или вертикальная стенки 10 образуют подпор, плоской струе, сформированной в эжекционно-напорном сопле 4, в результате создается плоская водяная струя, более сформированная и более устойчивая к деформации при воздействии на нее потоков воды различных направлений и величин.
Количество горизонтальных стенок 9 в составе устройства может быть любым от 1 и более. Количество вертикальных стенок 10 в составе устройства может быть любым от 1 и более. Длина и ширина каждой отдельной горизонтальной стенки 9 в составе одного устройства могут быть любыми и отличаться друг от друга. Длина и высота каждой отдельной вертикальной стенки 10 в составе одного устройства могут быть любыми и отличаться друг от друга. Угол установки каждой отдельной пластины 11 к осевой линии комплексного рыбозащитного устройства и шаг установки между каждыми двумя отдельными пластинами 11 могут быть любыми и различаться в пределах одного устройства. Количество вертикальных 10 и/или горизонтальных 9 стенок, их длина, ширина и высота в составе одного устройства, угол установки пластин 11 к осевой линии комплексного рыбозащитного устройства и шаг установки пластин 11 определяются в зависимости от конструктивных особенностей водозаборного сооружения, гидравлических условий в месте установки устройства и размерно-видового состава защищаемых рыб.
В зависимости от расположения дополнительных горизонтальных 9 и/или вертикальных 10 стенок в составе устройства устройством может осуществляться отвод рыбы и мусора на конкретных горизонтах/створах водоисточника в зависимости от конструктивных особенностей водозаборного сооружения, гидравлических и ихтиологических условий в месте установки устройства. Так, при их размещении в верхнем горизонте водоисточника, осуществляется отвод молоди рыб и мусора из поверхностного горизонта водоисточника; при расположении в нижнем горизонте - осуществляется отвод молоди рыб и мусора из нижнего горизонта водоисточника и т.д.
Роль вертикальной/горизонтальной стенки в составе устройства может выполнять стенка гидротехнического сооружения (фиг. 5, 7).
Принцип действия заявленного устройства заключается в следующем.
Из водоисточника поток через водозаборный патрубок 7 поступает в водоприемный кожух (патрубок) 1 и далее эжектируется в камеру смешения 5 эжекционно-напорного сопла 4. В потокообразователь 2 поток поступает либо из водоприемного кожуха (патрубка) 1, либо из водоисточника при помощи водозаборного патрубка 7, и далее через насадки 3 потокообразователя 2 поток поступает в камеру смешения 5 эжекционно-напорного сопла 4. В камере смешения 5 происходит смешение эжектируемой жидкости, поступающей из водоприемного кожуха (патрубка) 1, с напорной жидкостью, исходящей из насадок 3 потокообразователя 2, в единый поток, который далее поступает в камеру 6. В камере 6 происходит формирование плоской струи, которая осуществляет отвод и перемещение рыбы и мусора из зоны влияния водозабора в безопасную зону водоисточника.
В случае, ели устройство дополнительно содержит одну или несколько горизонтальных 9 и/или вертикальных 10 стенок, последние образуют подпор плоской струе, сформированной в эжекционно-напорном сопле 4, в результате создается более сформированная плоская водяная струя, более устойчивая к деформации при воздействии на нее потоков воды различных направлений и величин.
Поставленная задача, заключающаяся в повышении эффективности функционирования устройства, снижении вероятности попадания рыбы и мусора в водозаборный патрубок и в водозабор, создании более дальнобойной, более сформированной и устойчивой к деформации плоской водяной струи при воздействии на нее потоков воды различных направлений и величин, выполнена.
Применение заявляемого технического решения позволяет использовать известные в промышленности элементы.
Технический результат заявленного технического решения заключается в повышении эффективности функционирования устройства, создании более дальнобойной и устойчивой к воздействиям водозаборного потока плоской водяной струи.
Настоящее техническое решение может быть использовано для ограждения зон скопления рыб или трасс их перемещения от попадания рыбы в водозабор.