RU2298063C1

RU2298063C1 - Streamlined fish passing mouth

Info

Publication number: RU2298063C1
Application number: RU2005131546/03A
Authority: RU
Inventors: н Аршак Шаваршович Барек (RU); Аршак Шаваршович Барекян; Алексей Николаевич Стариленков (RU); Алексей Николаевич Стариленков
Original assignee: Тверской государственный технический университет
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2007-04-27

Abstract

FIELD: hydraulic engineering, particularly fish-protective devices used in water intake structures for water pumping from fishery water bodies.

SUBSTANCE: fish passing mouth comprises water inlet pipe of pumping plant, water-permeable screen located along mouth axis, water-impervious cone, partitions, water-impervious jet-forming conoidal screen installed along longitudinal mouth axis, jet generator arranged in mouth top and connected with waterway and bell member communicating water inlet pipe with mouth. The jet generator is provided with conical converging nozzles. Partitions are symmetrically arranged in pairs and fastened to outer jet generator perimeter by the first ends thereof so that common edge is created. Other partition ends are fastened to bell member so that the ends are spaced equal distances apart. The partitions are directed along mouth axis so that inner edges of adjacent partition pairs create water-permeable screen made as windows. Water-impervious screens are connected to inner edges of common partition pairs. Conical converging nozzles are arranged on jet generator between common edges of the nearest partition pairs. Water-impervious cone has taper angle of α=90-100°. Water-impervious conoidal screen top is directed towards water inlet pipe of pumping plant. Partition heights are equal to 0.25D, where D is diameter of water-impervious cone base adjoining the jet generator.

EFFECT: increased young fish protection and improved fine rubbish removal along with increased water intake structure capacity.

5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к рыбозащитным устройствам, позволяющим осуществить водозабор насосными станциями из водоемов как проточных, так и непроточных водоисточников рыбохозяйственного назначения.The invention relates to hydraulic engineering, in particular to fish protection devices, which allow water intake by pumping stations from reservoirs of both flowing and non-flowing fishery water sources.

Известное устройство рыбозащитного омываемого оголовка предназначенно для использования как в реках, так и в водохранилищах, которое включает установленный на перфорированной всасывающей трубе насоса водопроницаемый экран, выполненный перфорированным. Причем между экраном и трубой установлены перегородки, соединяющие экран с перфорированной трубой, выполненные в виде усеченных конусов, диаметры оснований которых имеют уменьшающиеся в направлении к входной части перфорированной трубы размеры. На входной части перфорированной всасывающей трубы, на ее оси расположен гидросмыватель, выполненный в виде конусного водонепроницаемого экрана (SU 949059, кл. Е02В 8/08, 1982 г.). Кроме этих основных узлов деталей, в устройство входят также водоприемная труба, а также балластные отсеки, служащие для удобства монтажа и демонтажа.The known device fish-washable head is designed for use both in rivers and in reservoirs, which includes mounted on a perforated suction pipe of the pump permeable screen made perforated. Moreover, partitions are installed between the screen and the pipe, connecting the screen with the perforated pipe, made in the form of truncated cones, the diameters of the bases of which are smaller in size toward the inlet of the perforated pipe. At the inlet of the perforated suction pipe, on its axis, there is a hydraulic washer made in the form of a conical waterproof screen (SU 949059, class EВВ 8/08, 1982). In addition to these main components, the device also includes a water intake pipe, as well as ballast compartments, which serve for ease of installation and dismantling.

Производительность такого рыбозащитного оголовка может составлять от 0.25 до 0.5 м³/c. Напор создаваемый насосной станцией желательно иметь не менее 20 м.The productivity of such a fish protection head can range from 0.25 to 0.5 m ³ / s. The pressure generated by the pumping station is desirable to have at least 20 m.

Однако известное устройство не обеспечивает равномерность притока воды через водопроницаемую поверхность экрана, т.е. постоянство средней скорости в различных поперечных сечениях по его длине, что существенно ухудшает условия защиты и отвода молоди от экрана. Кроме того, известное устройство обладает повышенной энергоемкостью, имеет трудность при эксплуатации, небольшую производительность водозабора, низкую эффективность защиты ранней молоди рыб и удаления мелкого мусора.However, the known device does not ensure uniform flow of water through the permeable surface of the screen, i.e. the constancy of the average speed in various cross sections along its length, which significantly worsens the conditions of protection and removal of juveniles from the screen. In addition, the known device has a high energy intensity, has difficulty in operation, low water intake performance, low efficiency of protection of young fish and the removal of small debris.

Задачей создания изобретения является упрощение условий ее эксплуатации и снижение энергоемкости, повышение эффективности, а также надежности защиты молоди рыб и удаления мелкого мусора, с одновременным увеличением производительности водозабора.The objective of the invention is to simplify the conditions of its operation and reduce energy consumption, increase efficiency, as well as the reliability of the protection of juvenile fish and the removal of small debris, while increasing the productivity of water intake.

Поставленная задача достигается тем, что в рыбоотводящем омываемом оголовке, включающем водоприемную трубу насоса, водопроницаемый экран, расположенный вдоль оси оголовка, водонепроницаемый конус и перегородки, согласно изобретению, он дополнительно снабжен водонепроницаемым струеформирующим экраном, выполненным коноидальной формой, установленным соосно продольной оси оголовка, струегенератором, смонтированным в вершине оголовка, связанным с водоводом и снабженным конически сходящимися насадками и раструбом, соединяющим водоприемную трубу насоса с оголовком, при этом перегородки симметрично попарно закреплены одним концом на струегенераторе по его внешнему периметру, образуя одну общую грань, а другим - на раструбе на одинаковом расстоянии друг от друга и направлены вдоль оси оголовка таким образом, что внутренние грани перегородок смежных пар образуют водопроницаемый экран в виде окон, а на внутренних гранях перегородок общих пар установлены водонепроницаемые экраны. При этом конически сходящиеся насадки расположены на стуегенераторе между общими гранями ближайших пар перегородок. Водонепроницаемый конус выполнен с углом конусности α=90-100°, а водонепроницаемый коноидальный струеформирующий экран вершиной направлен к водоприемной трубе насоса. Кроме того, высота перегородок выполнена равной 0.25 D, где D диаметр основания водонепроницаемого конуса, примыкающего к струегенератору.The problem is achieved in that in the fish outlet washed head, including a water intake pipe of the pump, a permeable screen located along the axis of the head, a waterproof cone and partitions, according to the invention, it is additionally equipped with a waterproof jet-forming screen made in a conoidal shape, mounted coaxially to the longitudinal axis of the head, a jet generator mounted at the top of the head, connected to a water conduit and equipped with conically converging nozzles and a bell connecting the water intake a pump tube with a head, while the partitions are symmetrically paired with one end on the generator along its outer perimeter, forming one common face, and the other on the socket at the same distance from each other and directed along the axis of the head so that the inner faces of the adjacent partitions pairs form a water-permeable screen in the form of windows, and waterproof screens are installed on the inner faces of the partitions of the common pairs. In this case, conically converging nozzles are located on the stuegenerator between the common faces of the nearest pairs of partitions. The waterproof cone is made with a taper angle α = 90-100 °, and the waterproof conoidal jet-forming screen with its apex is directed to the water intake pipe of the pump. In addition, the height of the partitions is made equal to 0.25 D, where D is the diameter of the base of the waterproof cone adjacent to the jet generator.

Данная конструкция создает одинаковые, благоприятные гидравлические условия отведения молоди рыб по всей длине рыбоотводящего оголовка. Он отвечает основным гидробиологическим требованиям для эффективной защиты ранней молоди рыб и удаления мелкого мусора. За счет конической формы водонепроницаемого конуса молодь рыб перераспределяется на входе в рыбоотводящий оголовок, переконцентрируется по его длине и отводиться в безопасную часть водоема. При этом наилучшие гидробиологические условия для эффективной защиты молоди рыб обеспечивает угол конусности α=90°-100°, и высоте перегородок 0.25D. С увеличением или уменьшением высоты перегородок ухудшается влияние струй насадок на усиление транзитных течений вдоль перегородок.This design creates the same, favorable hydraulic conditions for the removal of juvenile fish along the entire length of the fish head. It meets basic hydrobiological requirements for the effective protection of early juvenile fish and the removal of small debris. Due to the conical shape of the waterproof cone, juvenile fish are redistributed at the entrance to the fish head, re-concentrated along its length and diverted to a safe part of the reservoir. Moreover, the best hydrobiological conditions for the effective protection of juvenile fish provides a taper angle α = 90 ° -100 °, and a height of partitions of 0.25D. With increasing or decreasing height of the partitions, the effect of nozzle jets on the amplification of transit flows along the partitions deteriorates.

Форма водопроницаемого экрана в виде окон и форма водонепроницаемого коноидального струеформирующего экрана обеспечивают равномерность поступления расхода оттока во внутреннюю полость рыбоотводящего оголовка, что существенно повышает выживаемость молоди рыб и, следовательно, эффективность рыбозащиты. Конически сходящиеся насадки вдоль рыбоотводящего оголовка создают направленный ток воды вдоль перегородок, с высокими скоростями для отвода молоди рыб и мелкого мусора вниз по течению, полнее используя энергию струй для улучшения рыбоотводящих гидродинамических полей вдоль внутренней полости оголовка.The shape of the water-permeable screen in the form of windows and the shape of the waterproof conoidal jet-forming screen provide a uniform flow of outflow into the internal cavity of the fish head, which significantly increases the survival rate of juvenile fish and, therefore, the effectiveness of fish protection. Conically converging nozzles along the fish head create a directed flow of water along the partitions, at high speeds to divert young fish and small debris downstream, making fuller use of the energy of the jets to improve the fish head hydrodynamic fields along the inner cavity of the head.

Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 - рыбоотводящий омываемый оголовок представлен в аксонометрии;figure 1 - fish drain washed head is presented in a perspective view;

на фиг 2 - рыбоотводящий омываемый оголовок, вид сбоку;in Fig 2 is a fish outlet washed head, side view;

на фиг 3 - рыбоотводящий омываемый оголовок, вид сверху;in Fig 3 - fish outlet washed head, top view;

на фиг 4 - рыбоотводящий омываемый оголовок, вид без раструба водоприемной трубы, и одной парой перегородок с водонепроницаемым экраном.Fig. 4 is a fish outlet washed head, a view without a bell of a water intake pipe, and one pair of partitions with a waterproof screen.

Рыбоотводящий омываемый оголовок включает водоприемную трубу 1 насоса, водопроницаемый экран, выполненный в виде окон 2 и расположенный вдоль оси оголовка. Оголовок спереди оснащен водонепроницаемым конусом 3. Соосно продольной оси оголовка расположен водонепроницаемый струеформирующий экран 4, выполненный коноидальной формой. За водонепроницаемым конусом 3 установлен струегенератор 5, связанный с водоводом 6 и снабженный конически сходящимися насадками 7. В конце оголовка смонтирован раструб 8, соединяющий водоприемную трубу 1 насоса с оголовком. На струегенераторе 5 и раструбе 8 по внешнему периметру симметрично и попарно закреплены перегородки 9, каждая из которых имеет высоту 0.25 D, где D - диаметр основания водонепроницаемого конуса 3 примыкающего к струегенератору, при этом на струегенераторе 5 пара перегородок 9 образуют общую грань 10, а на раструбе 8 перегородки 9 закреплены на одинаковом расстоянии друг от друга таким образом, что внутренние грани 11 перегородок 9 смежных пар образуют водопроницаемые окна 2. На внутренних гранях 11 общих пар перегородок 9 установлены водонепроницаемые экраны 12. При этом конически сходящиеся насадки 7 расположены на струегенераторе 5 между ближайшими гранями 10 общих пар перегородок 9. Водонепроницаемый конус 3 выполнен с углом конусности α=90-100° и диаметром основания D, примыкающим к струегенератору, а водонепроницаемый коноидальный струеформирующий экран 4 вершиной направлен к водоприемной трубе 1 насоса.The washed fish head includes a water intake pipe 1 of the pump, a permeable screen made in the form of windows 2 and located along the axis of the head. The head of the front is equipped with a waterproof cone 3. Coaxial to the longitudinal axis of the head is a waterproof jet-forming screen 4 made in a conoidal shape. Behind the waterproof cone 3 there is a jet generator 5 connected to the water conduit 6 and equipped with conically converging nozzles 7. At the end of the head, a socket 8 is mounted connecting the water intake pipe 1 of the pump to the head. Partitions 9 are symmetrically and pairwise mounted on the generator 5 and the bell 8 along the outer perimeter, each of which has a height of 0.25 D, where D is the diameter of the base of the waterproof cone 3 adjacent to the generator, while on the generator 5, a pair of partitions 9 form a common face 10, and on the socket 8, the partitions 9 are fixed at the same distance from each other so that the inner faces 11 of the partitions 9 of adjacent pairs form watertight windows 2. On the inner faces 11 of the common pairs of partitions 9 are installed waterproof screens 12. In this case, conically converging nozzles 7 are located on the jet generator 5 between the nearest faces 10 of the common pairs of partitions 9. The waterproof cone 3 is made with a taper angle α = 90-100 ° and the base diameter D adjacent to the generator, and a waterproof conoidal jet forming screen 4 vertex directed to the intake pipe 1 of the pump.

Рыбоотводящий омываемый оголовок работает следующим образом.The fish head washed head works as follows.

Оголовок располагают в открытой части водоисточника, а лучше в зоне выражения транзитных течений таким образом, чтобы его ось была параллельна оси течения, а направление струй воды конически сходящихся насадок 7 совпадало с направлением потока в водоисточнике. Удаление оголовка от ложа водоисточника должно гарантировать стабильность его работы и не допускать местных размывов. Заглубление водоприемной поверхности - окна 2 по минимальному уровню воды в водостоке должно быть не менее 0,5 D.The head is placed in the open part of the water source, and preferably in the zone of expression of transit flows so that its axis is parallel to the axis of the flow, and the direction of the water jets of the conically converging nozzles 7 coincides with the direction of the flow in the water source. Removing the tip from the bed of the water source should guarantee the stability of its work and prevent local erosion. The depth of the water intake surface - window 2 at the minimum water level in the drain must be at least 0.5 D.

Вода из водоисточника с молодью рыб и мелким мусором обтекает водонепроницаемый конус 3, движется вдоль оголовка, происходит равномерный отток путевого расхода воды через окна 2 вдоль водонепроницаемого коноидального струеформирующего экрана 4, а затем через раструб 8 в водоприемную трубу 1, оттуда часть расхода воды по водоводу 6 посредством струегенератора 5 к насадкам 7, которые создают струи воды, направленные вдоль перегородок 9. Благодаря высоким скоростям этих струй усиливаются транзитные течения вдоль перегородок 9 оголовка. В этих условиях молодь рыб и мелкие наносы минуют участок водоприемной поверхности - окна 2 и сносится вниз по течению водоисточника. Равномерность оттока воды во внутреннюю полость оголовка обусловлена криволинейностью перегородок 9, водонепроницаемыми экранами 12 и коноидальной формой водонепроницаемого струеформирующего экрана 4.Water from a water source with young fish and small debris flows around a waterproof cone 3, moves along the head, there is a uniform outflow of the water flow rate through the windows 2 along the waterproof conoidal jet-forming screen 4, and then through the socket 8 into the water intake pipe 1, from there a part of the water flow through the water conduit 6 by means of a jet generator 5 to nozzles 7, which create jets of water directed along the partitions 9. Due to the high speeds of these jets, transit flows along the partitions 9 of the head are amplified. Under these conditions, juvenile fish and small sediments bypass the area of the water intake surface - window 2 and drift downstream of the water source. The uniformity of the outflow of water into the inner cavity of the head is due to the curvature of the partitions 9, the waterproof screens 12 and the conoidal shape of the waterproof jet-forming screen 4.

Данная конструкция оголовка обеспечивает возможность удаления мелкого мусора с одновременным увеличением производительности водозабора, повышая тем самым надежность и эффективность защиты молоди рыб и улучшая условия эксплуатации рыбоотводящего устройства в целом.This design of the head provides the ability to remove small debris while increasing the productivity of the intake, thereby increasing the reliability and effectiveness of the protection of juvenile fish and improving the operating conditions of the fish removal device as a whole.

Рыбоотводящий омываемый оголовок может быть использован на водозаборах, базирующихся как на приточных, так и неприточных водоисточниках рыбохозяйственного значения. Изобретение в настоящее время находится на стадии технического проекта.The washed fish head can be used at water intakes based on both supply and non-supply water sources of fishery value. The invention is currently at the stage of a technical project.

Claims

1. Рыбоотводящий омываемый оголовок, включающий водоприемную трубу насоса, водопроницаемый экран, расположенный вдоль оси оголовка, водонепроницаемый конус и перегородки, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен водонепроницаемым струеформирующим экраном, выполненным коноидальной формы, установленным соосно с продольной осью оголовка, струегенератором, смонтированным в вершине оголовка, связанным с водоводом и снабженным конически сходящимися насадками, и раструбом, соединяющим водоприемную трубу насоса с оголовком, при этом перегородки симметрично попарно закреплены одним концом на струегенераторе по его внешнему периметру, образуя общую грань, а другим - на раструбе на одинаковом расстоянии друг от друга и направлены вдоль оси оголовка таким образом, что внутренние грани перегородок смежных пар образуют водопроницаемый экран в виде окон, а на внутренних гранях перегородок общих пар установлены водонепроницаемые экраны.1. Fish-water washable head including a water intake pipe of the pump, a permeable screen located along the axis of the head, a waterproof cone and partitions, characterized in that it is additionally equipped with a waterproof jet-forming screen made of a conoidal shape, mounted coaxially with the longitudinal axis of the head, a jet generator mounted in the top of the head, connected to the water conduit and equipped with conically converging nozzles, and a socket connecting the water intake pipe of the pump to the head, while partitions are symmetrically paired with one end on the jet generator along its outer perimeter, forming a common face, and the other on the socket at the same distance from each other and directed along the axis of the head in such a way that the inner faces of the partitions of adjacent pairs form a permeable screen in the form of windows, and on the inner edges of the partitions of common pairs installed waterproof screens.

2. Рыбоотводящий омываемый оголовок по п.1, отличающийся тем, что конически сходящиеся насадки расположены на струегенераторе между общими гранями ближайших пар перегородок.2. The washed fish head according to claim 1, characterized in that the conically converging nozzles are located on the jet generator between the common faces of the closest pairs of partitions.

3. Рыбоотводящий омываемый оголовок по п.1, отличающийся тем, что водонепроницаемый конус выполнен с углом конусности α=90-100°.3. The fish head washed head according to claim 1, characterized in that the waterproof cone is made with a taper angle α = 90-100 °.

4. Рыбоотводящий омываемый оголовок по п.1, отличающийся тем, что водонепроницаемый коноидальный струеформирующий экран вершиной направлен к водоприемной трубе насоса.4. The washed fish head according to claim 1, characterized in that the waterproof conoidal jet-forming screen with its apex is directed towards the water intake pipe of the pump.

5. Рыбоотводящий омываемый оголовок по п.1, отличающийся тем, что высота перегородок выполнена равной 0,25 D, где D - диаметр основания водонепроницаемого конуса, примыкающего к струегенератору.5. The washed fish head according to claim 1, characterized in that the height of the partitions is 0.25 D, where D is the diameter of the base of the waterproof cone adjacent to the jet generator.