SU1479693A1 - Device for supplying surface water into deep layers of a water reservoir - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к охране и восстановлению биоресурсов водоемов, в частности предназначено дл  борьбы с заморами рыбы при недостатке кислорода в биссальной зоне и нехватке веществ в поверхностном слое. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности путем увеличени  амплитуды движени  и времени закачки воды и эффективности аэрации. Под действием волн устройство совершает вертикальные колебани , при этом движение воды внутри трубы 1 ниже обратного клапана 4 при движении устройства вниз ускор етс . Затем движение устройства замедл етс , 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, наход щиес  выше уровн  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.The invention relates to the protection and restoration of the biological resources of reservoirs, in particular, it is intended to combat fish blockages with a lack of oxygen in the byssal zone and a shortage of substances in the surface layer. The aim of the invention is to increase productivity by increasing the amplitude of movement and the time of water injection and the efficiency of aeration. Under the action of waves, the device makes vertical oscillations, while the movement of water inside pipe 1 below the check valve 4 as the device moves down is accelerated. Then the movement of the device slows down, and water flows out through the bottom of pipe 1. When the device passes waves, water enters the through hole 3 through the side channels 6, while the other side channels 6 that are above the water level of the reservoir are closed by non-return valves 7 The device delivers aerated water of the upper layers to the lower layers, which causes convective lifting of biogenic substances to the surface layers. 2 Il.

Description

77 //// /7777777777777777  77 //// / 7777777777777777

же обратного клапана 4 при движении устройства вниз ускор етс . Затем движение устройства замедл етс , а вода из него выходит через низ трубы I. При прохождении устройством скатов волн вода поступает в сквозное отверстие 3 через боковые каналы 6, приhowever, the check valve 4 is accelerated when the device moves down. Then the movement of the device slows down, and water leaves it through the bottom of the pipe I. When the device passes waves, water enters the through hole 3 through the side channels 6,

этом другие боковые каналы 6, наход щиес  выше уровн  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.This other side channels 6, located above the water level of the reservoir, are closed with non-return valves 7. The device supplies aerated water of the upper layers to the lower layers, which causes a convective rise of biogenic substances to the surface layers. 2 Il.

1one

Изобретение относитс  к охране и . восстановлению биоресурсов водоемов, в частности предназначено дл  борьбы с заморами рыбы при недостатке кислорода в абиссальной зоне и нехватке веществ в поверхностном слое.This invention relates to security and. Restoration of the biological resources of reservoirs, in particular, is intended to combat fish blockages with a lack of oxygen in the abyssal zone and a shortage of substances in the surface layer.

Цель изобретени  - повышение производительности устройства путем увеличени  амплитуды движени  и времени закачки воды.The purpose of the invention is to improve the performance of the device by increasing the amplitude of movement and the time of water injection.

На фиг.1 изображено устройство дл  аэрации глубинных и насыщени  биогенными веществами поверхностных слоев водоемовj на фиг.2 - принцип работы предлагаемого устройства за период волны.Figure 1 shows a device for aeration of deep and saturation of nutrients of the surface layers of water bodies in figure 2 - the principle of the proposed device for the period of the wave.

Устройство дл  подачи поверхностной воды в глубинные слои водоема включает вертикальную трубу 1, соос- но соединенную в верхней части с поплавком 2, имеющим сквозное вертикальное отверстие 3, соосное с отверстием трубы 1 и коаксиальное оси поплавка 2. Внутри трубы 1 с возможностью перекрыти  ее отверсти  установлен обратный клапан 4, а в нижней части трубы 1 укреплен груз 5.The device for supplying surface water to the deep layers of the reservoir includes a vertical pipe 1, coaxially connected in the upper part with a float 2, having a through vertical opening 3, coaxial with the opening of pipe 1 and coaxial to the axis of the float 2. Inside pipe 1 with the possibility of blocking its opening a check valve 4 is installed, and a load 5 is fixed in the lower part of the pipe 1.

В поплавке 2 выполнены сквозные боковые водопропускные каналы 6 между наружной поверхностью поплавка 2 и его сквозным вертикальным отверстием 3. Каждый из боковых каналов 6 в месте сопр жени  со сквозным отверстием 3 оборудован обратным клапа- ном 7.In the float 2, there are through side lateral culverts 6 between the outer surface of the float 2 and its through vertical opening 3. Each of the lateral channels 6 at the interface with the through opening 3 is equipped with a check valve 7.

Устройство устанавливают в определенном месте водоема с помощью  кор  8. Водопропускные каналы выполнены так, что верхние кромки их входных отверстий расположены на уровне ватерлинии поплавка.The device is installed in a certain place of the reservoir with the help of the core 8. The water through channels are made so that the upper edges of their inlets are located at the level of the float's waterline.

Устройство дл  подачи поверхностной воды в глубинные слои водоема работает следующим образом. Посредством  кор  8 устройство устанавливаетс  в требуемом месте водоема.Device for supplying surface water into the deep layers of the reservoir works as follows. By means of the core 8, the device is installed in the required place of the reservoir.

5five

00

5five

00

5five

00

Поплавок 2 обеспечивает положительную плавучесть всего устройства таким образом, чтобы водопропускные каналы 6 находились под уровнем воды, а при отсутствии ветрового волнени  их верхн   кромка располагаетс  на уровне воды. Под действием ветровых волн, имеющихс  на поверхности водоемов больших площадей (морей, озер, водохранилищ и т. д.) и движущихс  со скоростью С при длине волны , устройство совершает вынужденные вертикальные колебани . Вода из богатого кислородом поверхностного сло  поступает в сквозное отверстие 3 через водопропускные каналы 6 и через верхнюю кромку поплавка 2 при погружении его под волну. При этом вода дополнительно аэрируетс  за счет турбулентности движени  при протекании через каналы 6 и кромку. При движении устройства вниз на скате волны обратный клапан 4 в вертикальной трубе 1 закрываетс  под действием инерционных массовых сил жидкости, возникающих при ускоренном движении устройства. После закрыти  обратного клапана 4 вертикальный столб жидкости , наход щийс  под обратным клапаном 4,движетс  ускоренно совместно с устройством.Однако движение устройст-1 ва на скате волны после прохождени  средней линии спокойного уровн  воды замедл етс  и наступает момент (момент А на фиг.2), когда скорость наход щейс  в вертикальной трубе 1 жидкостиFloat 2 ensures the positive buoyancy of the entire device so that the culvert canals 6 are below the water level, and in the absence of wind waves their top edge is located at the water level. Under the action of wind waves, which are located on the surface of water bodies of large areas (seas, lakes, reservoirs, etc.) and moving with speed C at a wavelength, the device performs forced vertical oscillations. Water from the oxygen-rich surface layer enters the through hole 3 through the culvert channels 6 and through the upper edge of the float 2 when it is submerged under the wave. At the same time, water is additionally aerated due to turbulence of movement during flow through channels 6 and the edge. When the device moves downward on the slope of the wave, the check valve 4 in the vertical pipe 1 closes under the action of the inertial mass forces of the liquid, which arise during the accelerated movement of the device. After the check valve 4 is closed, the vertical column of fluid under the check valve 4 moves rapidly with the device. However, the movement of the device 1 on the slope of the wave after passing the middle line of the quiet water level slows down and a moment comes (moment A in Fig. 2 ) when the velocity of a fluid in a vertical pipe 1

J147J147

за счет инерционных сил начинает превосходить скорость опускани  устройства . В этот момент открываетс  обратный клапан 4 и вода начинает двигатьс  вниз относительно устройства . Происходит закачка порции обогащенной кислородом поверхностной воды в абиссальную зону (даунв ел- линг). Процесс закачки продолжаетс  и после прохождени  впадины волны,так как измен етс  направление движени  устройства (оно начинает двигатьс  вверх). Обратный клапан 4 закрываетс  после прохождени  гребн  волны (момент В на фиг.2), поскольку в этот момент скорость устройства , двигающа  вниз, начинает превышать замедл ющую скорость движени  жидкости в вертикальной трубе 1. Далее процесс повтор етс  с периодом /С. Врем  закачки показано на фиг.2 отрезком t.- Выход  внизу из вертикальной трубы 1, насыщенна  кислородом поверхностна  вода смешиваетс  с водой абиссальной зоны и таким образом обогащает ее кислородом. При этом поверхностна  более тепла  вода, поданна  устройством вниз, име  меньшую плотность по сравнению с глубинными водами, поднимаетс  вверх, увлека  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. Колеблющийс  на волнах поплавок 2 сам  вл етс  источником круговых расход щихс  волн вытеснени , что дополнительно повышает эффективность аэра ции поверхностного сло  водоема. Обратные клапаны 7 предотвращают вытекание воды из сквозного отверсти  3 через те водопропускные каналы 6 которые при прохождении устройством скатов волн, оказываютс  выше поверхности воды в водоеме, но ниже ееdue to inertial forces, it begins to exceed the speed of lowering the device. At this point, the check valve 4 opens and the water begins to move downward relative to the device. A portion of the oxygen-enriched surface water is pumped into the abyssal zone (downwell). The injection process continues even after the wave trough passes, as the direction of movement of the device changes (it begins to move upwards). The check valve 4 is closed after passing the crest of the wave (moment B in Fig. 2), because at this moment the device’s speed, moving down, begins to exceed the decelerating speed of the fluid in the vertical pipe 1. Then the process repeats with period C. The injection time is shown in Fig. 2 by the segment t. - The outlet at the bottom of the vertical pipe 1, the oxygen-rich surface water mixes with the water of the abyssal zone and thus enriches it with oxygen. In this case, the surface water is more superficial, the water supplied by the device downwards, having a lower density as compared with the deep waters, rises upwards, carries along some quantity of cold water from the abyssal zone enriched with biogenic substances. The movement of water in the device and in the water column is shown by arrows in FIG. 2. The oscillating float 2 on the waves is itself a source of circular diverging displacement waves, which further increases the efficiency of aeration of the surface layer of the reservoir. The check valves 7 prevent the outflow of water from the through hole 3 through those drainage channels 6 which, when the device passes waves, appear above the surface of the water in the pond, but below it

00

5five

00

5five

00

5five

поверхности в сквозном отверстии 3. При этом достигаетс  то, что врем  закачки воды описываемым устройством превышает половину периода волны, т. е. t А/С (фиг.2), а также создаетс  дополнительное периодическое изменение суммарной массы описываемого устройства за счет вливающейс  в него через водопропускные каналы 6 воды. Периодичность этого изменени  массы, вли юща  на плавучесть устройства , совпадает с периодом волн и приводит к увеличению амплитуды вер-. тикальных колебаний устройства, что также увеличивает количество закачиваемой в глубинные слои поверхностной воды, насыщенной кислородом, и вызванный этим подъем к поверхности, насыщенной биогенными веществами глубинной воды.surface in the through hole 3. In this case, it is achieved that the time of water injection by the described device exceeds half the wave period, i.e. t A / C (Fig. 2), and also creates an additional periodic change in the total mass of the described device due to him through the culvert 6 water. The frequency of this change in mass, which affects the buoyancy of the device, coincides with the period of the waves and leads to an increase in the amplitude of ver. ticking vibrations of the device, which also increases the amount of oxygen-rich surface water pumped into the deeper layers of the surface water and, as a result, rise to the surface saturated with nutrients of the deep water.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  подачи поверхностной воды в глубинные слои водоема преимущественно дл  их аэрации и насыщени  биогенными элементами поверхностных слоев воды, содержащее поплаврк с водопропускными каналами, выполненными в его теле, соосно соединенную с поплавком вертикальную трубу дл  выпуска воды и расположенный в последней обратный клапан, отличающее с  тем, что, с целью повышени  производительности путем увеличени  амплитуды, движени  и времени закачки воды, в поплавке по его вертикальной оси образован 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.A device for supplying surface water to the deep layers of the reservoir, mainly for aeration and saturation with biogenic elements of the surface water layers, contains a float with water throughput channels made in its body, a vertical water outlet pipe coaxially connected to the float and located in the latter non-return valve the fact that, in order to increase productivity by increasing the amplitude, movement and time of water injection, a through channel is formed in the float along its vertical axis, communicating with vertical pipe and culverts, and in the latter are installed check valves, while the culvert canals are made so that the upper edges of their inlets are located at the waterline level of the float.