[发明专利]一种水工闸门与启闭机故障注入装置、系统与方法

说明书

本发明提供一种水工闸门与启闭机故障注入装置，包括水箱、门槽、闸门、造浪机、卷扬提升机、液压站；其中，闸门、门槽装于水箱中前部，卷扬提升机装于门槽顶端，造浪机装于水箱前壁。本发明还提供一种水工闸门与启闭机故障注入系统，包括上述故障注入装置、传感器组、下位机、上位机，实现对各类故障信息的采集、预处理、状态监测、故障分析。本发明还提供一种水工闸门与启闭机故障注入方法，包括步骤：由上位机人机交互模块对上述故障注入装置故障注入；下位机对采集的故障信息预处理，并由上位机进行故障分析。本发明所述一种水工闸门与启闭机故障注入装置、系统及方法具有可靠性高、成本低、故障分析时间短等特点，可广泛应用于水工领域。

技术领域

本发明涉及故障注入技术，特别是涉及一种水工闸门与启闭机故障注入装置、系统与方法。

背景技术

水工钢闸门与启闭机作为水工机械装备中的重要组成部分，其在使用过程中的可靠性对于水利水电工程中的止水、泄洪、灌溉等功能的发挥起到至关重要作用。然而，在实际工作中，由于水工闸门与启闭机具有规定寿命长、设计安全裕度高、及启闭频次低等特点，故水工闸门与启闭机在全生命周期内发生故障的频率较低。为了快速了解水工闸门与启闭机在各种故障状态下的响应，以便对其安全性、适用性、耐久性等可靠度指标进行分析与评估，故研究水工闸门与启闭机的故障注入具有重要意义。

故障注入一般分为实物故障注入和非实物故障注入，两种故障注入都是通过人为方式向目标系统中引入故障，从而使该系统产生错误与失效，与此同时观察和记录故障响应数据，为后续实际系统的测试与验证进行分析。目前，考虑到工程安全和社会影响等方面的原因，无法向实际使用中的水工机械装备注入故障进行测试与试验。

在现有技术中，尚无法短时间内大量提供水工闸门与启闭机的故障原因与故障数据等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种可靠性高、成本低、能短时间内大量提供水工闸门与启闭机的故障原因与故障数据的水工闸门与启闭机故障注入装置与方法。

为了达到上述目的，本发明提出的第一技术方案为：

一种水工闸门与启闭机故障注入装置，包括：水箱箱体、门槽、平面闸门、弧形闸门、3台用于模拟波浪载荷与水体流动的造浪机、2台用于控制与驱动平面闸门启闭的卷扬提升机、用于驱动弧形闸门启闭的液压泵站、电气控制柜；其中，液压泵站、2台卷扬提升机、3台造浪机均连接电气控制柜；

水箱箱体包括：相互连通的前部水箱、中部水箱、后部水箱，沿着从前到后的方向，前部水箱底面向下倾斜，且前部水箱底面与地面之间的夹角为50°；前部水箱前壁内侧上部配置有3台造浪机；后部水箱后侧壁底部安装有出水管；门槽安装于前部水箱与中部水箱之间，前部水箱、门槽、中部水箱之间由螺栓固定，中部水箱与后部水箱之间也由螺栓固定。

门槽顶端上面由2个第一支架分别固定有1台卷扬提升机，平面闸门两侧可滑动地装设于门槽内；2台卷扬提升机通过穿过导轮、滑块的钢丝绳分别固定连接平面闸门一侧。

弧形闸门包括：弧形面板、2个三角形支臂、2个液压杆，弧形闸门安装于中部水箱内、平面闸门后侧；靠近后部水箱侧，中部水箱两侧壁上部均向内装设有销轴，2个三角支臂的尖端均通过第二支撑脚固定于对应的销轴上，两个三角支臂尖端的对边侧固定于弧形面板上；中部水箱与后部水箱连接处外侧分别装设有一个第二支架，2个液压杆一端分别固定于对应的第二支架上，2个液压杆另一端均固定于弧形面板上，2个液压杆还通过各自对应的进油管与出油管连接液压泵站。