基于TRIZ的變電站擋鼠板改進

金廣偉

鞍鋼教育培訓中心 遼寧 鞍山 114032

一、前言

鼠類對工業(yè)的危害主要是在電力方面,鼠類常常進入變電站配電室高壓柜內(nèi),或啃咬電纜絕緣材料,或竄入變壓器中,引起短路造成停電事故甚至引發(fā)火災(zāi),經(jīng)濟損失非常巨大。擋鼠板廣泛應(yīng)用于電廠、變電站、糧庫、加油站、化工廠等單位,對鼠害起到了很好的防護作用。

現(xiàn)有擋鼠板均采用固定安裝,即先將擋鼠板的兩側(cè)卡槽沿門框固定,再將擋鼠板順卡槽的內(nèi)徑滑入卡槽中,從而起到防止鼠害的作用。擋鼠板高度一般在500mm 左右,寬度與門的寬度一致,如圖1所示。

圖1 變電站擋鼠板

擋鼠板對于防止鼠害方面確實有效,能擋住鼠類進入各室。但卻對通過裝有擋鼠板的工作人員造成安全隱患。據(jù)了解,幾乎每天都有在人員在通過裝有擋鼠板的門時發(fā)生不同程度的擦碰更有甚者被其絆倒導致骨折,因此需要對此擋鼠板進行改進。既能保證有效防鼠害,又能滿足不危機人身安全。

二、問題分析與矛盾模型的建立

當前的擋鼠板為剛性結(jié)構(gòu),因此對防止鼠害是很有效,但正是由于剛性結(jié)構(gòu),對進出的工作人員造成傷害。因此,建立矛盾模型。

物理矛盾1:擋鼠板要剛性的,以便防止老鼠進入；擋鼠板要柔性,以便防止人員受到傷害。

物理矛盾2:擋鼠板要有,以便防止老鼠進入；擋鼠板要無,以便人員進入不受傷害。

三、解決矛盾

針對上述矛盾問題,運用分離方法進行分析,提出解決問題的方案設(shè)想。

對于物理矛盾1,運用時間分離思想給出的提示:有老鼠時,擋鼠板是剛性的；當人員進入時,擋鼠板是柔性的。要求擋鼠板具有時間可變性,且能夠自動識別人員的到來。運用空間分離思想給出的提示:擋鼠板在一個空間上是剛性的,在另一個空間上是柔性的,如下圖設(shè)計。

圖2中下面采用剛性材料,而上部采用柔性材料；圖3中是對圖2的改進,即上中部采用柔性材料,其它地方采用剛性材料。圖4中下面采用剛性材料,上部采用可在外力作用下能打開但又能自動閉合的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

圖2 擋鼠板設(shè)計1

圖3 擋鼠板設(shè)計2

圖4 擋鼠板設(shè)計3

運用系統(tǒng)級別的分離思想給出啟示:整個擋鼠板用小的剛性材料拼接而成,拼接要做到表面近似光滑(防鼠攀爬),而整體上具有柔性(保護人員)。如圖5

圖5 擋鼠板設(shè)計4

圖中的每一小格是剛性材料,而整個拼接后的整體是柔性的。

結(jié)合圖3的方案將圖5想法進行改進后為圖6所示。

圖6 擋鼠板設(shè)計5

設(shè)計5只是在上部中間改成柔性連接件,與設(shè)計4相比較減少了制作工作量。

對物理矛盾2,運用時間分離思想啟示為:當老鼠來時要有擋鼠板,而當人員來時擋鼠板要沒有。這就是提示擋鼠板要根據(jù)不同情況可變(變有和變無)。

考慮將擋鼠板智能化,設(shè)計一款能夠感知人類來到時移動的擋鼠板或通過光電感應(yīng)的擋鼠板。

在擋鼠板或墻壁一定高度增加一個感應(yīng)裝置,當人員到了時擋鼠板自動縮回地面以下,如圖7。

圖7 擋鼠板設(shè)計6

四、方案評價

對上述方案,根據(jù)可行性、經(jīng)濟性等常用的評價依據(jù)進行評價,選出較好的問題解決方案。

首先看設(shè)計6方案,方案很好地解決了問題,但采用光電或智能化設(shè)計,系統(tǒng)較為復(fù)雜,成本不具有優(yōu)勢,電子系統(tǒng)需要經(jīng)常維護。如果不太在乎成本,此方案可行。

設(shè)計4和設(shè)計5(設(shè)計5是設(shè)計4的改進)也很好地解決了問題,但在制造上比較復(fù)雜,且要考慮小部件組合后表面的光滑度(防止老鼠攀爬)。如果采用向上逐漸加寬的方案可能比較容易制造。

設(shè)計1、2在制造上相對容易實現(xiàn),但必須要找到合適的柔性材料。

設(shè)計3是一個很好的方案。它的下半部分采用固定剛性材料,上半部分也可采用同樣的剛性材料,但上半部分為可開閉的。當其受到外力沖擊時會自動打開,然后自動閉合,這里可利用彈簧和磁性材料來實現(xiàn)開閉。為防止上下之間留有縫隙(有利于老鼠攀爬),可將上部做的比下部稍寬,這樣比較容易制造。進一步的改進是在最上部邊緣處貼上柔性材料防撞條(如橡膠條),增強保護作用,如圖8所示。

圖8 擋鼠板設(shè)計7

五、分析結(jié)論

綜合以上的評價分析,作為設(shè)計3的改進,設(shè)計7是較好的解決方案。它的制造更容易,材料容易找到,成本也有優(yōu)勢。在增加了防撞條后對人員的保護作用進一步得到提升。