RU20110U1 - Водозаборный фильтр (варианты) - Google Patents

Abstract

1. Водозаборный фильтр, содержащий горизонтальный водопроводящий лоток, в котором соосно вращательно смонтирован полый сетчатый усеченный конус и средства его вращения, отличающийся тем, что лоток выполнен в виде цилиндрической трубы, разомкнутой по ее верхней образующей.2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что средствами вращения конуса служат радиально закрепленные на конусе винтовые лопасти.3. Водозаборный фильтр, содержащий полый усеченный сетчатый конус и средства промывки его сетки, отличающийся тем, что средствами промывки служат гидродинамические плоскости, размещенные на поверхности воображаемого конуса, коаксиально вращательно смонтированного относительно сетчатого, причем средствами вращения воображаемого конуса являются скрепленные с его плоскостями радиальные винтовые лопасти.4. Водозаборный фильтр, содержащий горизонтально вращательно смонтированный в водопроводящем лотке полый усеченный сетчатый конус, средства его вращения и средства промывки его сетки, отличающийся тем, что лоток выполнен в виде цилиндрической трубы, разомкнутой по ее верхней образующей, средствами вращения сетчатого конуса служат радиально закрепленные на нем винтовые лопасти, а средства промывки представлены гидродинамическими плоскостями, размещенными на поверхности вооображаемого конуса, коаксиально вращательно смонтированного относительно сетчатого и снабженного скрепленными с плоскостями другими винтовыми лопастями, шаг винта которых обратен шагу лопастей сетчатого конуса.

Description

ВОДО&АБОРЫНй ФШ1ЬТР

Заяаяенная полезная модель относится к элементшу гидротехнических конструкций и предназначена, в частности, длл пршленешш в водозаборных сооружениях.

Известно, что попадание молоди рыб в водозаборные сооружения приводит к ее массово гибели. Как отмечает ряд авторов, ущерб, наносшлый водозаборами рыбно:, хозяйству, превышает продукцию рыбоводных заводов.

Отсутствие долзшого внимания к указанной проблеме подтверж дайтся тем, что длительное создание изобретений по водозаборным фильтрам велось по принщ-iny не рыбоза11щтные устройства, а защита водозаборных устройств от рыб т.е. в итоге изобретения сводились к защите водозабора от uiycopa.

Исследования показали, что водозаборные фильтры в виде неподвижных сетчатых поверхностей с периодической их промывкой обусловливают ушогократное пржсатие молоди к сетке, в то врегда как уже двухкратное увеличивает молоди в два раза (см., например, Д.С.Павлов, А.М.Пахоруков. Биологическою основы зшщты рыб от попадашш в водозаборные соору лешш. и., Легкая про лышленность ,1963)

В результате исследований было уст б15влено, что в конструкциях рыбозацйтных фильтров с вращавщамся сетчатш полотном достигается однократное прийсатие и одногсратное воздеиствие сг-жвного потока на рыб, что способствует сохранению молоди.

ЛШК Е 02 в 8/08 (его варианты)

св. 264231, ЖЯС Е 02 В 8/08.

Пришщп, заложенный в указ;анном изобретешш, был развит в разл11чш« проглышяеНЮ реализованных установках, представителем которых может служить разработанное в БолШШ Ив Сг,Энгельс Саратовской обл.) рыбозапдатное устройство по авт.св. СССР Ш 6272IS. МЖ Е 02 В 8/08, типа Конусная сетка с рыбоотводом для плавучих насосных станций (КСР-ХбОО П),

Известное устройство содержит горизонтально ориентированный прямоугольный водопроводящи лоток, внутри которого вращательно смонтирован полый сетчатый усеченный кощгс. Со стороны болылего основания конуса лоток закрыт грубой решеткой, препятстврм.ей проникновению в конус крупного мусора, а со стороны малого ocHOBaHi-ui лоток соединен с водозаборншл трубопроводом. Внутри лотка параллельно образующей конуса неподвмшо смонтирована называе1.гая флейтой водонапорная труба с лножеством отверстий, направленных на сетчатую стенку вращающегося Еонуса.

По окру/люсти большего основания конуса закреплены радиаяьные лопатет, на которые из сопла воздействует струя воды, врац1а1ощая конус. Выходное отверстие на меньшем основашш конуса связано с эжектором.

Во работы известного устройства отдельно смонтированные от него насосы откачива:чзт из лотка со стороны меньшего основания конуса воду, поступающую в лоток с противополо}шой стороны сначала в конус, а затед .через его сетчатые стенки в лоток. При этом вода под давлегшем подается ташш в сопло, вршдая конус, в трубу-флейту, прогшвая снаружи вовнутрь сетчатые стенки конуса, и в соединенный с выходным отверстием конуса трубопровод, через который попавшие в полость колуса мелкий мусор и рыба выбрасываются эжектором обратно в водоем.

Известное устройство имеет сле,цугощие недостатки,

Главншл из них является высокая турбулентность проходящего через устройство потока, с1ШЕающая производительность устройства, приво,1щщая к повышенной гибеж молоди рыб ж повышающая энергозатраты (энергия силовых установок затрачивается не на полезную работу, а на турбулжзшщ о пото1ш),

Этот недостаток с неизбежностью присущ известно лу устройству, так как обусловлен его конструхщией.

Taic, турбулентность вызывается, с одной стороны, взашшо пересекшощи.шся потокшш воды, проходящей через лоток и поступающей в него под давлением из сопла, вршдаюк его конус, из отверстий (1У1ейты, и, с другой стороны, лопатки привода конуса при его вращении переме;1шва1эт воду в лотке (во избежание последнего иногда вместо лопаток устанавливается механический привод конуса, что более СЛОЕНО конструктивно и менее надежно в эксплуатащш).

Нельзя признать удачной и общую ко шоновку устройства. Напршлер, несовпадение контуров поперечного сечения пршдоугольного ЛОТ1Ш и круглого конуса (неэкв1Од1Стантные кривые) приводат к HapyineKi-m формироващШ потока воды, вызывая неравномерность распределения скоростей фильтрации вдоль образующих конуса, что такяе приводит к турбулентности.

Известное устройство громоздко, его вес составляет около 10 тонн, в связи с чем предъявляег.ше к Her.iy эксплуатационные требоБшпш не выполняются. Так, с настушяешшм зшш устройство требуется вынуть на берег, а поскольку во многих случаях отсутствие технических средств этого сделать не позволяет, устройство вглерзает в лед, подвикки которого его разщшают, и с наступ яением оче.редного сезона устройство становится непригодныгл к эксплуатации.

задача создать устройство с уменьшенными весогабаритными характеристикагущ при coxpaiieBHH его производите.яьности, облегчаюгфйли ремонт и обслужившшо устройства, при этом турбулентность ПОТ01Ш. воды, проходящей через устройство, должна быть сшшена, что будет повышать эффективность зшщты рыб и сни/шть знергозатраты на работу устройства.

Поставленная задача решается тем, что предтоден водозаборный ф /1льтр, содерка1ций горизонтажьный водопроводащй лоток, в котором соосчо вращательно смонтирован иолш сетчатый усечешшй конус и с.редства его вращешш.

Новым в предлоненном фильтре явлчется то, что лоток выполененввиде цилиндрической трубы, разомкнутой по ее верхней образующей.

При таком выполнении лотка )фект1шншж средства -ти вращения конуса могут служить радйаяьно закрепленные на конусе винтовые лопасти.

Технический результат от предложенного релешм заключается в том, что оно позволяет при ут 1еньп1ешш общего веса и габаритов устройства гораздо более эгМзективно пршленить другие средства (по сравнению с известны ли) для вршцепия конуса, напрЕлер, винтовые лопасти, которые работать в более упорядоченном потоке, чем снизятся энергозатраты. При зтом, хотя выполнение лотка в виде цилиндрической трубы известно из уровня техштки, однако известное решение представляет собой зш.шнутзта трубу, что приводат при щске и остановке сетевых насосов к возникновению гидроударов, разрушаю1щх относительно слабые сетчатые стенки вращаюш,егося конуса. Предложенная в заявленном устройстве труба, разожнутая по верхней образующей, позволяет, во-первых, если и не устранить гидроуцары вообще, то значительно снизить их ciuiy.

Е, во-вторых, дать рыбе возмо:;сность световож ориентафш (в дв1шешш рыба ориентируется, всего, на свет), что способствует ее сохране1шю.

Поставленная задача решается ташке тем, что предлонен водозаборный фильтр, содержаищй полый усечепиш сетчатый конус и средства прошсвки его сетки.

Новьм в преддо::се1шом фаяьтре является то, что средатваim проглывки слр-сат гидродикаглггаестше плоскости, размещенные на поверхности воображаемого кощ-са, коаксиально вра1цательно смонтироваьшшо относительно сетчатого конуса, причем средствагущ вращешш вообракаемого конуса скроплешшо с шюскостящ радиаяьныо винтовые лопасти.

Технический резуж тат предаоженного решения закжочается в том, что гидродиналй1ческие плоскости сщвшот к сетке конуса рыбу с, плавным нарастанием давлешм с.ч-швающего потока, в то как известное прошшное устройство- |щейта резко отбивает рыбу вясошш дав.шнием, что приводит к ее гибели.

Дрофой техничесшш результат пред яояенного решешш зшлючается в pacani ffim технических возмошюстей устройства, поскольку в заявленной совокупности конструктивных признаков оно мозкет быть использовано не только как водозаборный фшгьтр для сохранения рыбы, но и более эстфективно по сравнению .с известным фи ньтраш при перекачке других текучих жидаостей, например, керосина, дизтоплива и т.д.

Поставленная задача решается такке тем, что пгю рюнен водозаборный ф1.11ьтр, содеркапщй горизонтально вращательно смонтироБштый в водопроводятцем лотке полый усечошш1| сетчатый конус, сродства его вргоцения и средства прошшкр его сетки.

Новш В пред-тонепном фильтре является то, что лоток выполнен в виде цшшндрической трубы, разош н; той по ее верхней образзпощей, средетваш враиешш сетчатого конуса служат радиально закрепленные на нем винтовые лопа®1И, а средства промшки представ-ленн гидpoдIшa жчecшL Ш плоскостшж, размещенишяи на поверхности вообршкаемого конуса, кошхиально вращательно смонтировшшого относительно сетчатого и снабженного скренленншда с плоскостялж дрз/тшли винтовш.ш лопастяш, шаг винта .KOTOpiix обратен шагу лонастей сетчатого конуса.

Технический результат от заявленной совокупности признаков заключается в С1шжении турбулентности проходящего через лоток потохш за счет изменения когшоновии устройства, позволяющей применить в нем оригинальные средства нро.швки сетчатого конуса, которые улучшают рыбозащит и cijmia T энергопотребле1ше, при этом весовые 11а1:) устройства сш жаются почти на порядок: при весе известного водозаборного фильтра около 10 тонн заякиенный весит пршлерно 1,6 тонны, что значительно облегчает его плановое техническое обслрк шание и ремонт не только в межсезонье, но и в процессе эксплуатации.

На чертеде схе&итически показано заявленное устройство, вид сбоку в разрезе.

Устройство 1шеет корщс-лоток, выполненный в виде горизоята тьной щшиндрической трубы I, разогжщтой по верхней образующей, что конструктивно вьшолнено как окно 2 сверху трубы. Окно 2 зшслгочоно в колодец 3, обнесенный по периметру смотровшл мостиком даю обслумишшэщего персонала (на чертеде не показан),и слу/шт как для освещения внутренности

трубы, предотвращающего потерю рыбшли ориентировки, так и длн ослабле1шя воздействия гидравлического удара на рыбу и коне тру ктшные элементы устройства внутри трубы.

Внутри трубы с возможностью BpaiiemiH вокруг горизонтальной оси О смонтирован усеченный полш сетчатый конус 4, на спицах башшего основания которого с Б031-ло шостью регулировки установлены винтовые лопасти 5, жюкшще подобно лопаст ям известного судового гребного винта ташю SB характеристики, как шаг винта (левый-правый, болыяе- ю1п,ше), упор винта (ширина лопастей) и т.д. Очеви/аю, что лопасти СШ.Ш могут СЛу5ЖТЬ СШЩШуЖ.

Средствами прог.швки сетчатых стенок конуса 4 сдулсат гидродиналхшчесШЮ плоскости 6 (в реащзованном варианте конструктивного исполнения - две оштозитно закрепленные плоскости, чем обеспечивается балансировка конструкции), размещенные на поверхности вообра темого усечешюго конуса, установленного с возможностью коаксиального вршцешта относительно 4. Коаксиальность установки означает, что воображаеьш монет быть установлен как внутри, так и сетчатого конуса 4, что опреде-днется требовань-шгли заказчика (кшздая из установок шлеет свои преш.зутцества). В реализованном варианте исполнешш, показанном на чертеже, воображаегш конус установлен внутри сетчатого конуса 4.

Тершш воображае лый (конус), несмотря на кажущузгюя негуттеришгьность, определяет вполне 1шатериальное понятие, посколы хара1-:теризуется такшли конкретныш числовьш значениями, как угол при верппгае конуса, его высота, лшпейный размер меньшего ьиш большего основания и т.д. (сравнить, например, с начаяышгл конусом конического зубчатого колеса, который глатериально не существует, но без числовых зеачений которого спроектировать передачз нэвозмогшо).

Плоскости б являются гидродина й1ческ14А щ потомз, что они подвшйш относительно окрр аюпюй их водной среда и 1шеют соответствующие 11ошреч1шй, продольный пробили z угол атаки к Haderafameiviy потоку.

Плоскости 6 у диаметра вообра-саемого конуса соедииеиы с Н8С741Ш iix валом (ось О) сгшцахш 7, которые одновременно винтовыми лопастя ш, подобными винтовым лопастжл 5. Очевидно, что лопасти 7 быть установле1ш и у МШ10ГО основания вообрахш-емого конуса (чт-о предпочтительно, если воображаеГуШй конус установлен снаружи сетчатого).

На чертеже контур, образовшпшй ипоскостя ли б и лопаотяг ж 7, дает представление о материальных параметрах воображаемого KOiiyca.

8 обеспечивает кинематический переход от врап ающогося конуса 4 к неподвикноглу трубопроводу 9.

Со стороны большего основш-сет конуса 4 корщснаа труба I закрыта грубой решеткой 10, а с противополокной стороны соеданяется с водозаборные трубопроводом Сна чертеже не доказан), напршлер, яосредство:л прйвалочного фланца II,

icTpOiicTBO работает следуюощгл образом.

При вкл1оче1шп главных (сетевых) насосов (на чортэже не показ.аны) вода из водоема по стрелкшл я попа;1ает в конус 4, откуда, от-|ильтровываясь от мелкого мусора и рыбы, выходит по ст1)елк.аь5 Б в трубу I и дане в по стрелкшя В в водозаборный трубопровод. При этом крушшЁ задерживагется решеткой 10, а движущийся поток водгы начинает воздействовать на винтовые лопасти 5, застав-шш юс вращаться вглесте с кеетко соединешшл с ниш1 4. При вршдении конуса 4 у его сетчатого полотна возникает вращшэпщйся влесте

С конусом пристеночный слой воды, затрудншсщй контакт глусора и рыбы с сеткой. Однако проледший с водой через решетку 10 в полость конуса 4 мелкий тем не менее будет забивать сетку конуса 4, для предотвраиршш чего в устройстве предусмотре1ш средства сетки в виде вращающихся гидрода11аш1ческих плоскостей б. За счет соответствующего профиля и угла атаки к набегающе лу noToi они на своей поверхности, обращенной к сетке конуса, будут создавать разрежоние, протягивая воду из трубы I внутрь конуса 4 через его сетчатую поверхность по стрелка л препятствуя тем сшлым пршсатию рыбы к сетке.

Поскольку напрааяение и скорость враи1ешш: плоскостей 6 устанавливается винтовыми лод.астяг/ш 7, то изме1-1ял шаг их винта, так же как и шаг винта лопастей 5 конуса 4, молшо свести турбулентность потока, протекающего через трубу I, к глиншлу ;.

Эфсрективность работы плоскостей 6 достигается тем, что воображ гжй и сетчатый конусы вращаются в разные стороны, поскаяьку лопасти 7 шлеют шаг винта обратный шагу лопастей 5.

Попавшая в полость конуса 4 рыба вместе с мелшта глусором выводится из него по стрелке Д в трубопровод 10, из которого по стрелке 5 выбрасывается обратно в водоем потоком воды, создаваешАМ общеизвестншу эжектором (на чертеяе не показан), пршленяегщол в аналогичных устройствах.

Claims (4)

1. Водозаборный фильтр, содержащий горизонтальный водопроводящий лоток, в котором соосно вращательно смонтирован полый сетчатый усеченный конус и средства его вращения, отличающийся тем, что лоток выполнен в виде цилиндрической трубы, разомкнутой по ее верхней образующей.

2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что средствами вращения конуса служат радиально закрепленные на конусе винтовые лопасти.

3. Водозаборный фильтр, содержащий полый усеченный сетчатый конус и средства промывки его сетки, отличающийся тем, что средствами промывки служат гидродинамические плоскости, размещенные на поверхности воображаемого конуса, коаксиально вращательно смонтированного относительно сетчатого, причем средствами вращения воображаемого конуса являются скрепленные с его плоскостями радиальные винтовые лопасти.

4. Водозаборный фильтр, содержащий горизонтально вращательно смонтированный в водопроводящем лотке полый усеченный сетчатый конус, средства его вращения и средства промывки его сетки, отличающийся тем, что лоток выполнен в виде цилиндрической трубы, разомкнутой по ее верхней образующей, средствами вращения сетчатого конуса служат радиально закрепленные на нем винтовые лопасти, а средства промывки представлены гидродинамическими плоскостями, размещенными на поверхности вооображаемого конуса, коаксиально вращательно смонтированного относительно сетчатого и снабженного скрепленными с плоскостями другими винтовыми лопастями, шаг винта которых обратен шагу лопастей сетчатого конуса.