РЫБОЗАЩИТНЫЙ СТРУЕГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к гидротехнике и предназначена для защиты молоди рыб от попадания в водозаборы.
При заборе воды из рыбохозяйственных водоемов в водозаборы вместе с водой попадает значительное количество молоди рыб. Для предотвращения гибели рыб на водозаборах их водоприемники оборудуют рыбозащитными устройствами.
Известна сороудерживающая решетка, включающая несущую раму, состоящую из опорно-концевых стоек и ригелей, на которой смонтированы сороудерживающие стержни (Г.А.Полонский «Механическое оборудование и металлические конструкции гидротехнических сооружений и их монтаж». Энергия, М., 1967, с.199, рис.14-1).
Однако она не обеспечивает условия, необходимые для предотвращения попадания молоди рыб в водозабор.
Известен также водоструйный насос, течение воды в котором создается с помощью ее эжекции высокоскоростной осевой водяной струей (И.И.Рипинский «Рыбозащитные устройства для водозаборных сооружений». Ассоциация гидроэкологов СССР. ПО «Совинтервод». М., 1991, с.170-184).
Водоструйный насос может быть применен для создания течения в рыбоотводящем тракте, но не предназначен непосредственно для предотвращения попадания рыб в водозабор.
Кроме того, известно рыбозащитное устройство по патенту РФ №2219308, Е02В 8/08, опубл. 20.12.2003, Б.И. №35 за 2004, включающее напорные патрубки струегенератора с соплами, обрамляющими водозаборные окна. Истекающие из сопл водяные струи, растекаясь и сливаясь друг с другом, формируют перед водозабором защитный гидравлический экран.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является рыбозащитное устройство по патенту №2221105, Е02В 8/08, опубл. 10.01.2004, Б.И. №1 за 2004, включающее напорные патрубки струегенератора, на которых расположено по два ряда сопл, установленных под разными углами к водозаборному фронту и совместно формирующих защитный объемный гидравлический экран.
Однако в обоих устройствах на начальном участке развития струй между ними образуются треугольные зоны, не перекрытые защитным течением. В результате рыбы имеют возможность беспрепятственно проникать сквозь них в водозабор. Кроме того, эффективность работы гидравлического экрана зависит от расхода воды, подаваемого на образование струй. На крупных водозаборах это приводит к необходимости применения крупных насосных установок, что является существенным недостатком данной конструкции.
Целью изобретения является недопущение возможности беспрепятственного прохода рыб в водозабор через незащищенные струями участки гидравлического экрана, а также снижение расхода воды, требуемого для его эффективной работы.
Поставленная цель достигается тем, что в рыбозащитном струегенераторе, включающем основные и дополнительные сопла, размещенные на напорном водораспределительном патрубке, дополнительные сопла расположены между основными соплами и имеют меньший, чем основные сопла диаметр. При этом между основными соплами размещена симметричная группа дополнительных сопл, таким образом, что диаметр ее четных сопл больше диаметра нечетных смежных с ними сопл. Сопла размещены в транзитной галерее эжектора. Водоприемник обрамляют не менее одного напорного водораспределительного патрубка. Напорные водораспределительные патрубки могут быть размещены на фасаде, в стенках, а также непосредственно в самом водоприемнике стационарно или подвижно в его пазах. В последнем случае они образуют несущую раму сороудерживающей решетки. Питание напорных водораспределительных патрубков осуществляется как из напорной сети водопотребителя, так и от автономного насоса, причем последний смонтирован непосредственно на несущей раме сороудерживающей решетки.
Существо изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано рыбозащитное устройство, продольный разрез, на фиг.2, 3 и 4, показано размещение струегенератора на фасаде, в стенках и внутри водоприемника соответственно, в плане
Рыбозащитный струегенератор включает напорный водораспределительный патрубок 1 с основными 2 и дополнительными 3 соплами. Основные сопла 2 имеют диаметр больший, нежели дополнительные сопла 3, которые могут быть объединены в симметричную группу, таким образом, что диаметр ее четных сопл больше диаметра нечетных смежных с ними сопл.
Напорные водораспределительные патрубки 1 могут быть размещены на фасаде 4, в стенках 5, а также непосредственно в самом водоприемнике 6 стационарно или подвижно в его пазах 7. В последнем случае они образуют несущую раму сороудерживающей решетки 8, сопла 2 и 3 которой обрамляют вход в водозабор и размещены в транзитной галерее эжектора 9, примыкающей к стенкам 5 водоприемника 6.
Питание напорных водораспределительных патрубков 1 может осуществляться как из напорной сети водопотребителя, так и от автономного насоса, причем последний может быть смонтирован непосредственно на несущей раме сороудерживающей решетки 8.
Устройство работает следующим образом.
Струегенератор предназначен для создания сплошного гидравлического экрана 10, перекрывающего свободный доступ рыбе в водозабор.
max
min
k
Защитный гидравлический экран создается струями, дальнобойность которых прямо пропорциональна диаметру сопл и скорости истечения воды из них. Диаметр основных сопл 2 выбирается таким образом, чтобы при истечении с максимально допустимой, нетравмирующей рыб скоростью V водяная струя добила бы до конца защищаемого участка водозаборного фронта и имела бы, при этом скорость V, превышающую в 1,5-2,5 раза критическую скорость для защищаемых рыб V.
Истекающие из основных сопл 2 высокоскоростные струи 11, растекаясь и сливаясь между собой, формируют основной гидравлический экран 10, обеспечивающий защиту и вывод защищаемых рыб из зоны действия водозабора.
Диаметр дополнительных сопл 3 выбирается таким образом, чтобы создать локальные гидравлические экраны 12 со схожими с основным экраном 10 характеристиками, но в пределах только треугольных зон 13, расположенных между основными струями 11 на начальных участках их развития.
Применение системы основных 2 и дополнительных 3 сопл с различными диаметрами позволяет не только создать сплошной защитный гидравлический экран 10, но и снизить расход воды, требуемой на струеобразование. Это достигается тем, что для обеспечения перекрытия дополнительными струями зон 13, незащищаемых основными струями 11, появляется возможность увеличить шаг между основными соплами 2, т.е. существенно снизить расход воды на создание основного гидравлического экрана 10. Поскольку расход струи зависит от квадрата диаметра сопла, то расход воды, требуемый для перекрытия локальных зон 13 дополнительными струями меньшего диаметра, значительно меньше, чем расход основных струй. При этом дополнительные сопла 3 также могут быть разного диаметра, что позволяет еще более рационально распределить расходы воды на создание сплошного гидравлического экрана 10. Так, например, размещение между основными соплами 2 симметричной группы из трех дополнительных сопл 3, диаметр среднего (четного) из которых принят большим, нежели диаметры боковых от него нечетных сопл, позволяет еще более увеличить шаг основных сопл 2, не разрушив при этом сплошности защитного гидравлического экрана 10.
При оборудовании соплами сороудерживающей решетки 8, последняя работает следующим образом.
Вода к потребителю поступает через сороудерживающую решетку 8 в установленную в пазах 7 водоприемника 6. При этом скорости втекания воды в него через прутья стержни могут превышать критические скорости течения воды для защищаемых рыб. Из сопл 2 и 3 подают водяные струи, с помощью которых в транзитных галереях 9 эжектируют систему многоводных защитных гидравлических экранов 10, обрамляющих вход в водозабор и вынесенных в водоем. В водоеме на удалении от водоприемника гидравлические экраны 10 сливаются вместе, образуя единое полноводное течение, удерживающее рыб на безопасном от него расстоянии. Площадь поверхности образованного течения значительно превышает площадь водоприемного окна, поэтому вода к потребителю растекается через него со скоростями, не превышающими критические для защищаемых рыб значения. Поскольку вместе с рыбой защитное течение удерживает от попадания в водозабор и плавающий мусор, то дооборудование сороудерживающей решетки 8 водоструйной защитой позволяет улучшить и ее основные функциональные характеристики.
Наличие в струегенераторе эжектора 9 позволяет значительно сократить расход воды на формирование необходимого для защиты рыб гидравлического экрана 10, а также подавать из сопл водяные струи со скоростью, превышающей внутри эжектора 9 безопасные для рыб значения и улучшить, тем самым, его функциональные характеристики.
Выполнение рыбозащитного устройства в виде сороудерживающей решетки 8 позволяет иметь быстросъемную унифицированную конструкцию, легко заменяемую и пригодную к использованию в различных условиях.
Устройство не имеет движущихся и сетчатых элементов, нуждающихся в обслуживании и профилактике, кроме того, в водоем не вынесены никакие механические элементы конструкции, что повышает его надежность.
Таким образом, система основных и дополнительных струй, а также размещение их начальных участков в транзитной галерее эжектора позволяет перед водоприемником сформировать сплошной защитный гидравлический экран, предотвращающий попадание рыб в водозабор с наименьшими затратами на струеобразование.