RU2386746C2

RU2386746C2 - Fish-protecting jet generator

Info

Publication number: RU2386746C2
Application number: RU2008115745/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Иванов (RU); Александр Васильевич Иванов; Георгий Георгиевич Филиппов (RU); Георгий Георгиевич Филиппов; Виктор Миронович Шахин (RU); Виктор Миронович Шахин; Роман Маратович Тлявлин (RU); Роман Маратович Тлявлин
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2010-04-20
Also published as: RU2008115745A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention is related to hydraulic engineering and may be used for prevention of young fishes getting into water intake structures. Jet generator comprises discharge branch pipe with nozzles. The main discharge nozzle is arranged inside additional water intake nozzle, to which head is connected coaxially to nozzles, which generates flat water jet. Additional nozzle is arranged with uneven cross section that narrows in direction of its cross section, which is most remote from water intake holes used to connect it to water reservoir.

EFFECT: invention increases protection of fish.

2 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для предотвращения попадания молоди рыб в водозаборные сооружения.The present invention relates to hydraulic engineering and can be used to prevent the ingress of juvenile fish in water intake facilities.

Известно, что причиной попадания молоди рыб в водозабор являются ее покатные миграции в водозаборных течениях (см. книгу Д.С.Павлова и A.M.Пахорукова «Биологические основы защиты рыб от попадания в водозаборные сооружения». М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983, с.73), которые она использует в качестве транспортного средства при расселении с нерестилищ по всему водоему.It is known that the cause of juvenile fish entering the water intake is its downstream migrations in the water intake currents (see the book by D. S. Pavlov and AM Pakhorukov, “Biological Basics of Protecting Fish from Getting Into Water Intake Facilities.” M.: Light and Food Industry, 1983, p. 73), which she uses as a vehicle for resettlement from spawning grounds throughout the pond.

Известно также, что покатную молодь можно перемещать с помощью специально организованного водного течения, созданного, например, водоструйным насосом, течение воды в котором создается с помощью ее эжекции высокоскоростной осевой водяной струей (см. книгу И.И.Рипинского «Рыбозащитные устройства для водозаборных сооружений». Ассоциация гидроэкологов СССР. ПО «Совинтервод». М., 1991, с.170-184).It is also known that downstream juveniles can be moved using a specially organized water flow created, for example, by a water-jet pump, the water flow in which is created by ejecting it with a high-speed axial water jet (see I. I. Ripinsky’s book “Fish Protection Devices for Water Intakes ". Association of Hydroecologists of the USSR. Production Association Sovintervod. M., 1991, p. 170-184).

При этом известно, что по сравнению с одиночными струями большими дальнобойностью и эжектирующей способностью обладает плоская струя (см. книгу Дж.Дейли и Д.Харлемана «Механика жидкости», пер. с англ. М.: Энергия, 1971, с.435-437).Moreover, it is known that, in comparison with single streams, a flat stream has greater range and ejective ability (see the book by J. Daily and D. Harleman, “Fluid Mechanics,” translated from English. M .: Energia, 1971, p. 435- 437).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является рыбозащитное устройство, выполненное по патенту РФ №2221105, Е02В 8/08, опубл в БИ №1, 2004 г. Устройство включает струегенератор с соплами, подключенный к источнику напорной воды, например насосу. Из сопл струегенератора подаются водяные струи, которые организуют перед водозабором защитный гидравлический экран. Недостатком данного устройства является «недальнобойность» водяных струй и то, что безопасной скоростью струи, при которой отсутствует травмирование защищаемых рыб, является величина, не превышающая 10 м/с.Closest to the proposed technical solution is a fish protection device made according to the patent of the Russian Federation No. 2221105, EB 8/08, published in BI No. 1, 2004. The device includes a jet generator with nozzles connected to a source of pressure water, such as a pump. Water jets are supplied from the nozzles of the jet generator, which organize a protective hydraulic screen in front of the water intake. The disadvantage of this device is the "short range" of water jets and the fact that the safe speed of the stream, at which there is no injury to the protected fish, is a value not exceeding 10 m / s.

Большинство современных насосов могут организовать течение из сопл со значительно большими скоростями, обеспечивающими большую дальнобойность и возможность эжектирования больших водных масс при тех же энергетических затратах. Большие скорости струи обеспечивают большую транспортирующую рыб отводящую способность создаваемого гидравлического экрана. Однако при этом молодь будет травмироваться и гибнуть от открытого соприкосновения с высокоскоростной струей.Most modern pumps can organize the flow from nozzles at significantly higher speeds, providing greater range and the ability to eject large water masses at the same energy costs. High jet speeds provide a large transporting fish abduction ability created hydraulic screen. However, in this case, the young will be injured and die from open contact with a high-speed jet.

Целью изобретения является повышение защитно-транспортирующей способности безопасного для рыб гидравлического экрана.The aim of the invention is to increase the protective and transporting ability of a fish-friendly hydraulic screen.

Поставленная цель достигается тем, что в рыбозащитном струегенераторе, включающем напорный патрубок с соплами, основной патрубок размещен внутри дополнительного водозаборного патрубка, к которому соосно соплам подключен насадок, формирующий плоскую водяную струю. Дополнительный патрубок выполнен с неравномерным поперечным сечением, сужающимся в направлении его поперечного створа, наиболее удаленного от водозаборных отверстий, с помощью которых он соединен с водоемом. При этом насадок, формирующий плоскую водяную струю, соосно размещен в дополнительном транзитном насадке.This goal is achieved by the fact that in the fish protection jet generator, including the discharge pipe with nozzles, the main pipe is placed inside an additional water intake pipe to which nozzles are connected coaxially to the nozzles, forming a flat water stream. The additional nozzle is made with an uneven cross-section, tapering in the direction of its transverse alignment, the most remote from the water inlets, with which it is connected to a reservoir. In this case, the nozzle forming a flat water stream is coaxially placed in an additional transit nozzle.

Существо технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан струегенератор, продольный разрез, на фиг.2 - то же в плане.The essence of the technical solution is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a jet generator, a longitudinal section, in Fig.2 is the same in plan.

Рыбозащитный струегенератор включает основной напорный водораспределительный патрубок 1 с соплами 2, подключенный к источнику напорной воды (не показан). При этом подвод напорной воды может быть осуществлен как к торцу ассиметричного патрубка 1 при его вертикальной установке, так и в середину симметричного патрубка 1 при его горизонтальном расположении. Патрубок 1 размещен внутри соединенного с водоемом дополнительного водозаборного патрубка 3, к которому соосно соплам 2 подключен насадок формирования плоской струи 4. Вода в патрубок 3 из водоема поступает через торцевые водозаборные отверстия 5. Патрубок 3 выполнен с неравномерным поперечным сечением, сужающимся в направлении его поперечного створа, наиболее удаленного от водозаборных отверстий 5. Насадок 4 может быть размещен также внутри еще одного дополнительного транзитного насадка 6.Fish protection jet generator includes a main discharge head water pipe 1 with nozzles 2 connected to a source of pressure water (not shown). In this case, the supply of pressure water can be carried out both to the end of the asymmetric pipe 1 when it is installed vertically, and in the middle of the symmetric pipe 1 when it is placed horizontally. The pipe 1 is placed inside the additional water intake pipe 3 connected to the pond, to which the nozzles for forming a flat jet 4 are connected coaxially to the nozzles 2. Water enters the pipe 3 from the water body through the end water intake holes 5. The pipe 3 is made with an uneven cross-section, tapering in the direction of its transverse the site farthest from the water intake holes 5. Nozzles 4 can also be placed inside another additional transit nozzle 6.

Рыбозащитный струегенератор работает следующим образом.Fish protection jet generator operates as follows.

Струегенератором может быть оборудовано как водозаборное окно водопотребителя, так и плавучее устройство, предназначенное для вывода рыб из зоны их накопления в безопасное место.The jet generator can be equipped with both a water intake window of a water consumer and a floating device designed to bring fish out of their accumulation zone to a safe place.

От источника напорной воды в напорный водораспределительный патрубок 1 подается вода, которая со скоростью, превышающей допустимые безопасные для рыб значения, вытекает из сопл 2 в насадок 4, подключенный к дополнительному водоподающему патрубку 3, соединенному с водоемом. Поскольку насадок 4 изолирован от водоема и обитающих в нем рыб, то недопустимо высокие скорости течения в нем не могут на них отрицательно сказаться. Высокоскоростные водяные струи, бьющие из сопл 2, эжектируют в насадке 4 течение с большим расходом, но с меньшей скоростью, имеющей уже безопасные для рыб значения. В насадке 4 это течение преобразуется в плоскую струю, которая после выхода из него формирует мощное водное течение.From the source of the pressure water, water is supplied to the pressure water distribution pipe 1, which flows out of nozzles 2 into nozzles 4, connected to an additional water supply pipe 3, connected to a reservoir with a speed exceeding the acceptable values safe for fish. Since nozzles 4 are isolated from the reservoir and the fish that live in it, unacceptably high flow rates in it cannot adversely affect them. High-speed water jets from nozzles 2 eject in the nozzle 4 a flow with a high flow rate, but at a lower speed, which has values that are already safe for fish. In nozzle 4, this flow is transformed into a flat stream, which, after exiting it, forms a powerful water flow.

Таким образом, использование эффекта эжекции в насадке 4 формирования плоской струи, изолированном от окружающей среды, позволяет снять требование об ограничении скорости на выходе из сопла и повысить тем самым дальнобойность формируемой струи и ее расход. Так, например, чтобы в обычном струегенераторе в 3 раза увеличить дальность струи, необходимо в 3 раза увеличить диаметр сопла, а значит необходимый для этого исходный расход напорной воды должен быть увеличен в 9 раз. При использовании же эффекта эжекции, той же дальности струи можно добиться, увеличив расход напорной воды всего в 3 раза. В связи с этим для достижения одного и того же эффекта (дальность и расход струи) требуется в 3 раза меньший расход напорной воды. Кроме того, для создания на выходе из устройства водяной струи, обладающей безопасной для рыб скоростью течения, не превышающей 10 м/с, в эжектор необходимо подавать водяную струю со скоростью 30 м/с, которую способны создать надежные и относительно недорогие центробежные насосы с давлением на выходе 4-6 атмосфер. В результате это позволяет отказаться от применения специального низконапорного дорогостоящего насосного оборудования.Thus, the use of the ejection effect in the nozzle 4 of the formation of a flat jet, isolated from the environment, allows you to remove the requirement to limit the speed at the exit of the nozzle and thereby increase the range of the formed jet and its consumption. So, for example, in order to increase the jet range by 3 times in a conventional jet generator, it is necessary to increase the nozzle diameter by 3 times, which means that the initial flow rate of pressure water necessary for this should be increased by 9 times. When using the effect of ejection, the same range of the jet can be achieved by increasing the flow rate of pressure water by only 3 times. In this regard, to achieve the same effect (range and flow rate), a 3 times lower flow rate of pressure water is required. In addition, in order to create a water jet at the outlet of the device that has a fish-safe flow velocity of not more than 10 m / s, a water jet with a speed of 30 m / s must be supplied to the ejector, which can be created by reliable and relatively inexpensive centrifugal pumps with pressure at the exit of 4-6 atmospheres. As a result, this eliminates the use of special low-pressure expensive pumping equipment.

В патрубок 3 из водоема вода, необходимая для создания мощного водного течения, поступает через торцевые водозаборные отверстия 5. Последние могут быть размещены в нижнем торце патрубка 3 при его вертикальном расположении или с обоих торцов при вертикальном или горизонтальном расположении струегенератора. Поскольку патрубок 3 выполнен с неравномерным поперечным сечением, сужающимся в направлении его поперечного створа, наиболее удаленного от водозаборного отверстия 5, обеспечивается равномерная подача воды по фронту насадка 4.In the nozzle 3 from the reservoir, the water necessary to create a powerful water current flows through the end water inlet holes 5. The latter can be placed in the lower end of the nozzle 3 when it is located vertically or from both ends when the generator is vertically or horizontally. Since the nozzle 3 is made with an uneven cross-section, tapering in the direction of its transverse alignment, the most remote from the intake hole 5, a uniform water supply is provided along the front of the nozzle 4.

При размещении насадка 4 внутри еще одного дополнительного транзитного насадка 6 на выходе из струегенератора обеспечивается создание низкоскоростного, но имеющего еще больший расход течения, имитирующего естественное речное течение, оптимальное для пассивного ската рыб.When placing the nozzle 4 inside another additional transit nozzle 6 at the exit of the jet generator, a low-speed stream with a greater flow rate is simulated, simulating a natural river flow, optimal for passive fish migration.

При оборудовании струегенератором входа в водоприемник водозабора созданным им течением вдоль водозаборного фронта формируется гидравлический экран, препятствующий попаданию в водозабор и отводящий рыб из зоны его непосредственного действия в безопасное место.When a jet generator equips the entrance to the intake of the water intake with the current created along the water intake front, a hydraulic screen is formed that prevents the fish from entering the water intake and diverts the fish from its immediate area to a safe place.

При оборудовании струегенератором мобильного плавучего устройства созданное им течение используется для формирования перемещающегося вдоль водозаборного фронта локального искусственного стрежня, захватывающего, удерживающего в себе и выводящего рыб из зоны их накопления перед водозабором в безопасное место.When a jet generator is equipped with a mobile floating device, the current created by it is used to form a local artificial rod moving along the water intake front, which captures, holds and removes fish from the zone of their accumulation in front of the water intake to a safe place.

Claims

1. Fish protection jet generator, including a discharge pipe with nozzles, characterized in that the main discharge pipe is placed inside an additional water intake pipe, to which a nozzle forming a flat water stream is connected coaxially to the nozzles, while the additional pipe is made with an uneven cross-section, tapering in its direction transverse alignment, the most remote from the water intake holes, through which it is connected to a reservoir.

2. Fish protection jet generator according to claim 1, characterized in that the nozzle forming a flat water jet, coaxially placed in an additional transit nozzle.