Рыбозаградительная система и комплексный электрод этой системы
FISH BARRIER SYSTEM AND COMPLX ELECTRODE OF SUCH SYSTEM

Группа изобретений относится к защите открытых водоемов и рек и может быть применена для создания заградительных зон, препятствующих попаданию рыб в водозаборные сооружения, таких как плотины, здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, гидроэлектростанции, тепловые электростанции, судоходные шлюзы и другие аналогичные сооружения, и может быть применена в энергетической или транспортной отрасли промышленности, либо рыбоводстве, а также в иных отраслях промышленности, где существует риск попадания рыбы в водозабор, в том числе водозаборы промышленных предприятий, водоканалов ЖКХ, оросительных каналов и др.
Известна рыбозаградительная система, содержащая электрозаградительный и водозаградительный комплексы, при этом электрозаградительный комплекс содержит источник электрических импульсов и подключенные к нему электроды в виде труб, а водозаградительный комплекс содержит насос и подключенные к его выходу перфорированные трубы [RU2745160, дата публикации: 22.03.2021 г., МПК: Е02В 8/08].
Недостатком известного технического решения являются неудовлетворительные массогабаритные характеристики рыбозаградительной системы из-за большой массы электродов, выполненных в виде труб, вследствие чего, при интенсивном волнении на акватории, возможен обрыв электродов, выход рыбозаградительной системы из строя и попадание рыбы в водозаборный шлюз гидротехнического сооружения.
В качестве прототипа выбрана рыбозаградительная система, содержащая источник электрических импульсов и подключенные к нему электроды, выполненные полыми и имеющими отверстия на периферии [CN201451078, дата публикации: 12.05.2010 г., МПК: A01K 79/02].
Преимуществом прототипа перед известным техническим решением является сниженная масса электродов за счет того, что они выполнены в виде полых труб с отверстиями на периферии, что снижает риск обрыва электродов при интенсивном волнении на акватории и риск выхода из строя рыбозаградительной системы. Однако недостатком прототипа является низкая эффективность рыбозаградительной системы из-за использования в ней для отвода рыбы только электрического поля. При этом возможно дополнительное снабжение такой системы известным водозаградительным комплексом, содержащим перфорированные трубы, однако такое решение ухудшит массогабаритные характеристики системы, повысит громоздкость и не только усложнит установку такой системы на акватории, но и снизит ее надежность, поскольку увеличится количество элементов системы и также возникнет риск выхода из строя каждого из них.
Ввиду существующего недостатка возникает необходимость в создании такой системы, которая имела бы расширенные функциональные возможности, обеспечивающие отвод рыбы из зоны действия рыбозаградительной системы, как за счет электрического поля, так и за счет заградительного водного потока, и при этом имела бы высокую компактность конструкции.
Техническая проблема, на решение которой направлена группа изобретений, заключается в необходимости расширения функциональных возможностей рыбозаградительной системы.
Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в обеспечении водозаградительной функции рыбозаградительной системы посредством электрода ее электрозаградительного комплекса.
Сущность первого изобретения из группы изобретений заключается в следующем.
Рыбозаградительная система содержит электрозаградительный комплекс в виде источника электрических импульсов и подключенных к нему электродов, при этом по меньшей мере один электрод выполнен в виде полой трубы из токопроводящего материала и имеет отверстие на периферии. В отличие от прототипа система содержит напорное устройство, а электрод, выполненный в виде полой трубы из токопроводящего материала, подключен к выходу напорного устройства, что обеспечивает возможность подачи жидкости во внутреннюю полость электрода, и создания электродом заградительного водного потока и электрического поля.
Сущность второго изобретения из группы изобретений заключается в следующем.
Комплексный электрод рыбозаградительной системы представлен в виде полой трубы из токопроводящего материала, имеющей отверстие на периферии. В отличие от прототипа комплексный электрод выполнен с возможностью подключения к выходу напорного устройства, что обеспечивает возможность подачи жидкости во внутреннюю полость электрода, и создания электродом заградительного водного потока и электрического поля.
Электрозаградительный комплекс обеспечивает возможность создания заградительного электрического поля в акватории. Источник электрических полей может быть представлен в виде шкафа управления, генератора или электрической подстанции, снабженных блоком управления или контроллером. Подключение электродов к источнику электрических импульсов может обеспечиваться посредством проводников в виде кабелей или проводов. Электроды, для подключения к источнику электрических импульсов, могут иметь элементы для подключения проводников, которые могут быть представлены в виде клемм, разъемов, или площадок для неразъемного присоединения проводников. Электроды могут иметь любую форму поперечного сечения, в том числе круглую, треугольную или прямоугольную или электрод может иметь сложную форму поперечного сечения. Электроды могут быть выполнены прямыми, либо изогнутыми.
Один из электродов представлен в виде полой трубы, имеющей отверстие на периферии, и выполнен с возможностью подключения к выходу напорного устройства, что обеспечивает возможность подачи жидкости во внутреннюю полость электрода для одновременного создания таким образом электрического поля и заградительного водного потока, обеспечивая комплексную электро- и водозаградительную функции системы. Аналогичную конструкцию могут иметь и другие электроды, что при их неизменном количестве дополнительно повысит эффективность системы с сопутствующим сохранением или улучшением ее массогабаритных характеристик. В таком случае, для повышения эффективности рыбозаградительной системы, полые электроды могут быть расположены относительно друг друга таким образом, чтобы оси их отверстий на периферии пересекались друг с другом в одной или разных плоскостях. Полая труба имеет элемент для подключения к выходу напорного устройства, который может быть представлен в виде резьбового или полого отверстия, патрубка, шланга и др. Для направления потока жидкости в отверстие на периферии внутренняя полость может быть ограничена за счет установленных внутри или с торцов трубы преград, которые могут быть представлены в виде приварного дна, редуцированного участка, пробки, клапана и др. Полая труба может иметь любую форму поперечного сечения и может быть выполнена из любого токопроводящего материала.
Отверстие на периферии электрода обеспечивает возможность направления потока жидкости из внутренней полости электрода во внешнюю среду. Отверстие может иметь любую форму и размер и может быть расположено в любом месте периферии трубы. При этом электрод может иметь дополнительные отверстия, образовывающие на его периферии группы. Отверстие или группы отверстий могут быть расположены по всей длине электрода. При этом для улучшения прочностных характеристик электрода, отверстие или группа отверстий может покрывать одну часть электрода. Такая конструкция позволяет повысить его деформационную стойкость. При этом его другая часть может быть выполнена жесткой и представлена в виде трубы, прутка или стержня. При этом, для обеспечения возможности установки электрода в акватории со сложным рельефом дна, а также для улучшения массогабаритных характеристик рыбозаградительной системы, другая часть электрода может быть выполнена гибкой и представлена в виде соединенных между собой сегментов, цепи, полосы, провода или кабеля.
Напорное устройство обеспечивает возможность повышения давления жидкости во внутренней полости электрода. Напорное устройство может быть представлено в виде напорного трубопровода водозаборного сооружения, емкости с водой, или насоса. Насос содержит вход, через который обеспечивается забор воды из акватории и выход, через который вода под давлением перемещается во внутреннюю полость электрода. Насос может быть расположен отдельно или закреплен на электроде. Насос, расположенный отдельно, может быть подключен к электроду посредством жесткого или гибкого трубопровода, шланга и др.
Дополнительно, для улучшения водозаградительного эффекта рыбозаградительной системы посредством электрода ее электрозаградительного комплекса, комплексный электрод может снаружи содержать установленный потокоформирующий кожух, упорядочивающий поток жидкости, движущийся из комплексного электрода. Потокоформирующий кожух представляет собой полую трубу любой формы сечения, включая сложные и комбинированные формы. Потокоформирующий кожух имеет прорези и/или отверстия, обращенные во внешнюю среду. Потокоформирующий кожух может перекрывать весь комплексный электрод, либо его часть. Потокоформирующий кожух может быть выполнен из токопроводящих материалов, либо из диэлектриков.
Группа изобретений может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Группа изобретений характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что система содержит напорное устройство, а полый электрод подключен к выходу напорного устройства, что обеспечивает возможность одновременной подачи электрического импульса источником электрических импульсов на электрод, а также потока жидкости насосом во внутреннюю полость электрода и вывода ее через отверстие на его периферии и создания таким образом заградительного электрического поля и водного потока посредством электрода рыбозаградительной системы.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в обеспечении водозаградительной функции рыбозаградительной системы посредством электрода ее электрозаградительного комплекса, тем самым расширяются функциональные возможности рыбозаградительной системы.
Группа изобретений обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Из уровня техники известна рыбозаградительная система, содержащая электрозаградительный и водозаградительный комплексы. Также из уровня техники известна рыбозаградительная система, содержащая электрозаградительный комплекс с облегченными полыми перфорированными электродами.
Однако из уровня техники не известна рыбозаградительная система, у которой полый электрод с отверстием на периферии подключен к насосу для создания одновременно заградительных электрического поля и водного потока. Такая конструкция электрода обеспечивает его многофункциональность и комплексную электро- и водозаградительную защиту и не только повышает эффективность системы, но и обеспечивает компактность и сравнительно небольшой вес, что упрощает установку и обслуживание рыбозаградительной системы на акватории. Также представленная конструкция комплексного электрода обеспечивает возможность создания заградительного водного потока высокой однородности с минимальным импульсом вдоль всего рыбозаградительного фронта, что позволяет исключить необходимость использования высокоимпульсного заградительного водного потока отдельной водозаградительной системы, направляющего большие массы воды длинными струями с высокой начальной скоростью, и исключить риск возникновения эффекта оглушения мальков и молоди рыб, из-за которого они теряют возможность ориентироваться в потоке и в итоге получают травмы или погибают. Ввиду этого группа изобретений соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретения из группы изобретений связаны между собой и образуют единый изобретательский замысел, который заключается в том, что электрод является частью рыбозаградительной системы, что свидетельствует о соответствии группы изобретений критерию патентоспособности «единство изобретения».
Группа изобретений поясняется следующими фигурами.
Фиг. 1 - Электроды рыбозаградительной системы, изометрия.
Фиг. 2 - Электрод, выполненный в виде полой закрытой трубы, с патрубком для подключения к насосу, изометрия
Фиг. 3 - Электрод, по Фиг. 2, продольный разрез.
Фиг. 4 - Электрод, выполненный в виде полой закрытой трубы, имеющий группы отверстий на периферии, которые расположены на одной части электрода, изометрия.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути группы изобретений ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая группа изобретений ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Рыбозаградительная система содержит электрозаградительный комплекс в виде электрической подстанции, насоса и подключенных проводами 1 к электрической подстанции электродов 2, 3 и 4, при этом электроды 2 и 4 выполнены в виде стержней, а комплексный электрод 3 выполнен в виде закрытой с одной стороны трубы, имеет отверстия на периферии и патрубок 5, которым он посредством шланга 6 подключен к выходу насоса.
Группа изобретений работает следующим образом.
Рыбозаградительная система вводится в эксплуатацию путем монтажа электродов в акватории вблизи водозаборного шлюза гидротехнического сооружения. Затем активируется насос, а с подстанции поочередно или одновременно на электроды 2-4 подаются электрические импульсы, при этом внутрь комплексного электрода 3 через патрубок 5 поступает вода от насоса, что обеспечивает возможность одновременного создания электрического поля в шлюзе гидротехнического сооружения, а также преграждающих потоков жидкости, обеспечивая принудительный отвод рыбы из зоны действия рыбозаградительной системы.
Таким образом достигается технический результат, заключающийся в обеспечении водозаградительной функции рыбозаградительной системы посредством электрода ее электрозаградительного комплекса, тем самым расширяются функциональные возможности рыбозаградительной системы.