Речной водоприемник с защитой рыб

 

Использование: в гидротехнических сооружениях, обеспечивающих защиту молоди рыб при заборе воды из рек, имеющих рыбохозяйственное значение. Сущность изобретения: водоприемник содержит корпус со скругленной вершиной, вертикальные боковые грани, имеющие жалюзийные решетки, заднюю стенку с жалюзийными решетками и горизонтальные грани, также огражденные жалюзийными решетками. Водоприемник опирается на патрубок в узле с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. На горизонтальной грани расположен стабилизатор для ориентации водоприемника по потоку. Через просветы жалюзийных решеток вода поступает внутрь водоприемника и по патрубку подводится к потребителю, а мусор и молодь рыб транзитным потоком реки сносятся вниз по течению. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к гидротехническим природоохранным сооружениям, в частности к устройствам, защищающим молодь рыб от попадания в насосы при заборе воды из рек, имеющих рыбохозяйственное значение, мутных и засоренных продуктами размыва (деревьями, корчагами и проч.).

Известен водозаборный оголовок с направленным встречно потоку реки водоприемным пирамидальным отсеком в форме пятигранника с двумя горизонтальными и двумя вертикальными боковыми водопропускными гранями в концевой части отсека, огражденными жалюзийными решетками. Водоприемная труба расположена в отсеке у его вершины и закреплена на всасывающей трубе с возможностью поворота вокруг вертикальной оси. Для стабилизации в горизонтальной плоскости в вершине оголовка размещен балластный отсек, а к задней водонепроницаемой грани (пятой) примыкает воздушный отсек. В водоприемной трубе размещен струепродуктор с направленными вдоль жалюзийных решеток насадками, имеющий возможность поворота совместно с водоприемным отсеком. (Авторское свидетельство СССР N 1631118, кл. Е 02 В 9/04,1988).

Недостатками этого устройства являются: большая масса и металлоемкость (обшивка, балластный и воздушный отсеки, стуепродуктор), увеличивающие стоимость устройства и затрудняющие монтаж на водозаборе; высокая вероятность заклинивания фланцев в узле поворота, в частности, при потере герметичности воздушным отсеком, что, в свою очередь, исключает возможность демпфирования ударов по оголовку и выравнивания его на течение и, в конечном счете, снижает эксплуатационную надежность; кроме того, при потере горизонтальности водоприемным отсеком ухудшаются гидравлические защитные свойства жалюзийных решеток; значительные габариты оголовка затрудняют размещение его в группах всасывающих труб; невозможность при высокой массе изделия смонтировать его вдали от берега в транзитном течении реки вызывает необходимость установки струепродуктора, омывающего оголовок для отведения молоди рыб, что осложняет конструкцию и удорожает эксплуатацию из-за расхода электроэнергии на автономный насос с высоким напором.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности, технологичности и экономичности изготовления и эксплуатации водоприемника при обеспечении высокой эффективности защиты молоди рыб от попадания в насосы.

Указанная цель достигается тем, что горизонтально расположенный с возможностью поворота в горизонтальной плоскости пирамидальный со скругленной вершиной корпус водоприемника выполнен шестигранным, все грани являются водопропускными и ограждены жалюзийными решетками, при этом задняя стенка корпуса образована двумя вертикальными гранями, размещенными под тупым углом друг к другу. Использование всех граней для водопропуска позволяет снизить габариты корпуса на данный расход воды. Водоприемная труба размещена в центральной части водоприемника и имеет два отверстия, одно из которых обращено к вершине корпуса и заканчивается водоподводящей насадкой; второе отверстие обращено к задней стенке и оборудовано двумя делителями расхода, разделяющими забираемый расход между двумя отверстиями водоприемной трубы. Водоподводящая насадка имеет форму усеченной пирамиды с перфорированными гранями, направлена меньшим основанием к вершине корпуса, причем степень перфорации граней усеченной пирамиды уменьшается по направлению к водоприемной трубе. Делители расхода прикреплены к вертикальным боковым кромкам отверстия, обращенного к задней стенке, и к вертикальным боковым граням корпуса. Горизонтальные грани корпуса водоприемника снабжены пластинчатыми стабилизаторами ориентации вдоль течения. Водоприемник подвешен на всасывающую трубу или опирается на ее патрубок, при этом участок всасывающей трубы, примыкающий к патрубку, снабжен направляющими ребрами и уложен на дно водотока.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид водоприемника сбоку; на фиг.2 вид в плане; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг. 4 водоприемник, смонтированный на всасывающей трубе насоса, на фиг.5 сечение по концевой ее части.

Водоприемник содержит корпус 1 со скругленной вершиной 2, вертикальные боковые грани 3, огражденные жалюзийными решетками с их концевыми участками 4, заднюю стенку 5 с жалюзийными решетками, установленными под тупым углом, и горизонтальные грани 6, также огражденные жалюзийными решетками, в которые вмонтирована водоприемная труба 7, с глухими стенками 8, опирающаяся на патрубок 9 всасывающей трубы 10 насоса (не показан). Отверстие 11 водоприемной трубы 7 обращено к вершине 2, отверстие 12 к задней стенке 5, отверстие 11 соединено с водоподводящей насадкой 13, в форме усеченной пирамиды, образованной перфорированными гранями 15 и имеющей входное отверстие 14. К краям отверстия 12 примыкают делители 16 расхода воды, разграничивающие передний 17 и задний 18 водоприемные отсеки, пропускающие по половине расхода, забираемого насосом.

Водоприемник опирается на патрубок 9 в узле 19 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. Во избежание попадания молоди в водоприемную трубу 7 через горизонтальные грани 6, они имеют обшивку 20 в узлах примыкания к ним водоприемной трубы 7.

На горизонтальной грани 6 размещен стабилизатор 21 для ориентации водоприемника вдоль транзитного течения 22. Конец всасывающей трубы 23 насоса оборудован направляющими ребрами 24 и уложен на дно водотока 25. Створ 26 "начало решетки" в заднем водоприемном отсеке 18 является критериальным по скорости течения в водоприемнике.

В зависимости от местных условий водоприемник может быть подвешен на всасывающей трубе без изменения его конструкции.

Устройство работает следующим образом. Вследствие совмещения оси опоры (или подвески) на патрубок 9 с центром тяжести водоприемника, а также в связи с равным распределением расходов воды между водоприемными отсеками 17 и 18 исключается перекос и заклинивание в узле 19 вращения водоприемника по несущему патрубку 9. Благодаря этому, водоприемник при ударе проплывающим предметом поворачивается вокруг вертикальной оси, демпфируя удар и пропуская проплывающий предмет, а затем, под давлением воды на боковую грань 3 и стабилизатор 21, возвращается в первоначальное положение вершиной 2 корпуса 1 встречно течению 22.

Равномерное распределение скоростей течения в просветах жалюзи, с допускаемыми значениями их по требованиям защиты молоди рыб, необходимое для эффективной работы устройства, достигается, при отсутствии бортовой обшивки и при полной проточности граней, несколькими конструктивными функционально зависимыми решениями.

Характерное для боковых отводов воды из водотоков неравномерное распределение скоростей по длине водопропускного фронта с акцентом на концевые участки, преодолевается следующим образом.

В переднем водоприемном отсеке 17: поток в концевых частях 4 решеток 3 подпирается глухими стенками 8 водоприемной трубы 7, удлинен путь движения воды от концевых частей 4 решеток 3 до входного отверстия 14 насадки 13; - проникновение воды через грани 15 насадки 13 отрегулировано их перфорацией, уменьшающейся к водоприемной трубе; укорочен путь движения воды от начальных просветов жалюзи до входного отверстия 14 насадки 13; через передний отсек 17, проходит половина изымаемого насосом расхода воды.

В заднем водоприемном отсеке 18: скорости течения в концевых участках 4 жалюзи не превышают допускаемых за счет увеличения площади живого сечения в трапецеидальных горизонтальных решетках 6 и удаленности от водоприемной трубы 7, а также за счет проточности задней стенки 5, оборудованной жалюзийными решетками; за счет смещения водоприемной трубы 7 в более широкую часть расширяющегося в плане корпуса 1 и за счет пропуска в отверстии 12 лишь половины расхода, изымаемой насосом воды, скорость течения внутри водоприемника по створу "начало решетки" сформировалась в пределах допускаемых значений, что снижает вероятность вовлечения молоди в водоприемник.

При опирании водоприемника на патрубок 9 всасывающей трубы 10, лежащей на дне реки, повышается эффективность защиты молоди рыб донного обитания, например осетровых, за счет отпугивания ее патрубком 9 и вследствие меньшей площади проточности нижней грани, занятой врезкой водоприемной трубы.

Перечисленные конструктивные решения позволяют создать оптимальное кинематическое взаимодействие потока с конструкциями и получить, по данным испытаний, эффективность защиты молоди рыб более 80% (без струепродуктора) при высокой эксплуатационной надежности водоприемника, снижении его габаритов и материалоемкости и, соответственно, стоимости изготовления и эксплуатации.

Формула изобретения

1. Речной водоприемник с защитой рыб, включающий горизонтально расположенный пирамидальный корпус со скругленной вершиной и горизонтальными и вертикальными боковыми гранями, в которых размещены жалюзийные решетки, водоприемную трубу, сообщенную с внутренним пространством пирамидального корпуса, и всасывающую трубу насоса, причем пирамидальный корпус установлен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, отличающийся тем, что он снабжен делителями расхода, водопроводящей насадкой и патрубком, соединяющим водоприемную трубу с всасывающей трубой насоса, при этом пирамидальный корпус выполнен шестигранным, задняя стенка которого образована двумя вертикальными гранями, размещенными под тупым углом друг к другу, а водоприемная труба размещена в центральной части водоприемника, прилегает к горизонтальным боковым граням корпуса и имеет два отверстия, одно из которых обращено к вершине корпуса и заканчивается водопроводящей насадкой, имеющей форму усеченной пирамиды с перфорированными гранями, направленной меньшим основанием к вершине корпуса, причем степень перфорации граней усеченной пирамиды уменьшается по направлению к водоприемной трубе, при этом второе отверстие обращено к задней стенке, делители расхода прикреплены к его вертикальным боковым кромкам и вертикальным боковым граням корпуса, а узлы прилегания водоприемной трубы к корпусу выполнены водонепроницаемыми.

2. Водоприемник по п. 1, отличающийся тем, что одна или две горизонтальные боковые грани корпуса снабжены пластинчатыми стабилизаторами ориентации вдоль течения, при этом водоприемник подвешен или опирается на патрубок, а участок всасывающей трубы, прилегающий к патрубку, снабжен направляющими ребрами и уложен на дно водотока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5