Устройство для подачи поверхностной воды в глубинные слои водоема

 

Изобретение относится к охране и восстановлению биоресурсов водоемов, в частности предназначено для борьбы с заморами рыбы при недостатке кислорода в биссальной зоне и нехватке веществ в поверхностном слое. Целью изобретения является повышение производительности путем увеличения амплитуды движения и времени закачки воды и эффективности аэрации. Под действием волн устройство совершает вертикальные колебания, при этом движение воды внутри трубы 1 ниже обратного клапана 4 при движении устройства вниз ускоряется. Затем движение устройства замедляется, а вода из него выходит через низ трубы 1. При прохождении устройством скатов волн вода поступает в сквозное отверстие 3 через боковые каналы 6, при этом другие боковые каналы 6, находящиеся выше уровня воды водоема, закрыты обратными клапанами 7. Устройство подает аэрированную воду верхних слоев в нижние слои, что вызывает конвекционный подъем биогенных веществ в поверхностные слои. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (5)) 4 F 03 В 13/12 А 01 К 61/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4261426/31-13 (22) 12.06.87 (46) 15.05.89. Бюл. И 18 (71) Московский инженерно-строительный институт им. В.В.Куйбьппева и Всесоюзный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии (72) Б.П.Пшеничный, Д.Я.Фащук, В.В.Волшаник, А.Л.Зуйков, А.П.Мордасов, Г.В.Орехов и Б.Е.Монахов (53) 639.321 (088.8) (56) Патент США Р 4051810, кл. 119-3, опублик. l975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1153103, кл. F 03 В 13/12, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ПОВЕРХНОС-.

ТНОЙ ВОДЫ В ГЛУБИННЫЕ СЛОИ ВОДОЕМА (57) Изобретение относится к охране и восстановлению биоресурсов водоемов, в частности предназначено для борьбы с эаморами рыбы при недостатке кислорода в биссальной зоне и нехватке веществ в поверхностном слое. Целью изобретения является повьппение производительности путем увеличения амплитуды движения и времени закачки воды и эффективности аэра" ции. Под действием волн устройство совершает вертикальные колебания, при этом движение воды внутри трубы 1 ни1479693

40 же обратного клапана 4 при движении устройства вниз ускоряется. Затем движение устройства замедляется, а вода из него выходит через ниэ трубы

I. При прохождении устройством скатов волн вода поступает в сквозное отверстие 3 через боковые каналы 6, при

Изобретение относится к охране и восстановлению биоресурсов водоемов, в частности предназначено для борьбы с заморами рыбы при недостатке кисло5 рода в абиссальной зоне и нехватке веществ в поверхностном слое.

Цель изобретения — повышение производительности устройства путем увеличения амплитуды движения и времени закачки воды.

На фиг. 1 изображено устройство для аэраций глубинных и насыщения биогенными веществами поверхностных слоев водоемов; на фиг.2 — принцип работы 15 предлагаемого устройства за период волны, Устройство для подачи поверхностной воды в глубинные слои водоема 2р включает вертикальную трубу 1, соосно соединенную в верхней части с поплавком 2, имеющим сквозное вертикальное отверстие 3, соосное с отверстием трубы 1 и коаксиальное оси поплав - 25 ка 2. Внутри трубы 1 с возможностью перекрытия ее отверстия установлен обратный клапан 4, а в нижней части трубы 1 укреплен груз 5.

В поплавке 2 выполнены сквозные 30 боковые водопропускные каналы 6 между наружной поверхностью поплавка 2 и его сквозным вертикальным отверстием 3. Каждый из боковых каналов 6 в месте сопряжения со сквозным отверстием 3 оборудован. обратным клапаном 7.

Устройство устанавливают в определенном месте водоема с помощью якоря 8. Водопропускные каналы выполнены так, что верхние кромки их вход-. ных отверстий расположены на уровне ватерлинии поплавка. этом другие боковые каналы 6, нахо-. дящиеся выше уровня воды водоема, закрыты обрат ными клапа нами 7 . Ус тр ойство подает аэрированную воду верхних слоев в нижние слои, что вызывает конвекционный подъем биогеннык веществ в поверхностные слои. 2 ил.

Устройство для подачи поверхностной воды в глубинные слои водоема работает следующим образом.

Посредством, якоря 8 устройство устанавливается в требуемом месте водоема.

Поплавок 2 обеспечивает положительную плавучесть всего устройства таким образом, чтобы водопропускные каналы 6 находились под уровнем воды, а при отсутствии ветрового волнения их верхняя кромка располагается на уровне воды. Под действием ветровых волн, имеющихся на поверхности водоемов больших площадей (морей, озер, водохранилищ и т. д.) и движущихся со скоростью С при длине волны Я, устройство совершает вынужденные вертикальные колебания. Вода из богато-. го кислородом поверхностного слоя поступает в сквозное отверстие 3 через водопропускные каналы 6 и через верхнюю кромку поплавка 2 при погружении его под волну. При этом вода дополнительно аэрируется за счет турбулентности движения при протекании через каналы 6 и кромку. При движении устройства вниз на скате волны обратный клапан 4 в вертикальной трубе 1 закрывается под действием инерционных массовых сил жидкости, возникающих при ускоренном движении устройства. После закрытия обратного клапана 4 вертикальный столб жидкости, находящийся под обратным клапаном 4,движется ускоренно совместно с устройством. Однако движение устройст- ва на скате волны после прохождения средней линии спокойного уровня воды замедляется и наступает момент (момент

А на фиг. 2), когда скорость находящей-! ся в вертикальной трубе 1 жидкости

9693

4 поверхности в сквозном отверстии Э.

При этом достигается то, что время закачки воды описываемым устройством превышает половину периода волны, т. е. t ъ A /С (фиг.2), а также создается дополнительное периодическое изменение суммарной массы описываемого устройства за счет вливающейся в него через водопропускные каналы 6 воды. Периодичность этого изменения массы, влияющая на плавучесть устройства, совпадает с периодом волн и приводит к увеличению амплитуды вер- .

15 тикальных колебаний устройства, что также увеличивает количество закачиваемой в глубинные слои поверхностной воды, насьпценной кислородом, и вызванный этим подъем к поверхности насьпценной биогенными веществами глубинной воды.

147 за счет инерционных сил начинает превосходить скорость опускания устройства. В этот момент открывается обратный клапан 4 и вода начинает двигаться вниз относительно устройства. Происходит закачка порции обогащенной кислородом поверхностной воды в абиссальную зону (даунвеллинг). Процесс закачки продолжается и после прохождения впадины волны,так как изменяется направление движения устройства (оно начинает двигаться вверх). Обратный клапан 4 закрывается после прохождения гребня волны (момент В на фиг.2), поскольку в этот момент скорость устройства, двигающая вниз, начинает превьппать замедляющую скорость движения жидкости в вертикальной трубе 1. Далее процесс повторяется с периодом

9/С. Время закачки показано на фиг.2 отрезком tс :Выходя внизу из вертикальной трубы 1, насьпценная кислородом поверхностная вода смешивается с водой абиссальной эоны и таким образом обогащает ее кислородом. При этом поверхностная более теплая вода, поданная устройством вниз, имея меньшую плотность по сравнению с глубинными водами, поднимается вверх, увлекая за собой некоторое количество холодной воды из абиссальной зоны, обогащенной биогенными веществами. Движение воды в устройстве и в толще воды показано стрелками на фиг.2. Колеблющийся на волнах поплавок 2 сам является источником круговых расходящихся волн вытеснения, что дополнительно повышает эффективность аэрации поверхностного слоя водоема. Обратные клапаны 7 предотвращают вытекание воды из сквозного отверстия 3 через те водопропускные каналы 6, которые при прохождении устройством. скатов волн, оказываются выше поверхности воды в водоеме, но ниже ее

Формула и з о б р е т е н и я

25 Устройство для подачи поверхностной воды в глубинные слои водоема преимущественно для их аэрации и насьпцения биогенными элементами поверхностных слоев воды, содержащее

30 поплаврк с водопропускными каналами, выполненными в его теле, соосно соединенную с поплавком вертикальную трубу для выпуска воды и расположенный в последней обратный клапан, отличающее с я тем, что, с целью повышения производительности путем увеличения амплитуды. движения и времени закачки воды, в поплавке по его вертикальной оси образован

4О сквозной канал, сообщенный с вертикальной трубой и водопропускными каналами, а в последних установлены обратные клапаны, при этом водопропускные каналы выполнены так, что верхние кромки их входных отверстий расположены на уровне ватерлинии поплавка.

1479693

Составитель Т. Красюкова

Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар

Редактор М.Келемен

Заказ 2520/34 Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101