CN110461763A - 具电动致动器和用于每个致动器的制动装置的流体输送线 - Google Patents

Abstract

一种用于输送流体的系统(10)，其包括管状的流体输送管线(2)，该输送管线包括：位于输送管线的端部中的一个端部处的联接系统(32)，其适于连接到用于输送流体的目标管道(33)；致动器(11‑13)，其用于各自经由致动轴来控制输送管线在空间中的运动，其特征在于，用于控制输送管线的运动的致动器中的每个致动器均包括：具有输出轴的电马达；减速器，所述致动轴通过可逆的减速器而被马达的输出轴旋转驱动，以便当致动转矩直接施加到致动轴上时使得致动轴能够转动；制动装置，其用于在运动控制过程中并且致动器针对该控制未被激活时将致动器锁定在适当位置。

Description

具电动致动器和用于每个致动器的制动装置的流体输送线

技术领域

本发明主要涉及流体输送系统，更具体地涉及船用输油(marine loading)系统，特别是诸如用于将流体从一个位置输送到另一个位置(装载和/或卸载的位置)的铰接式输油臂。

背景技术

在本文中将流体理解为液体或气体产物，例如石油、天然气或化学产品。

例如在船与码头或栈桥之间或在两艘船之间输送这种类型的产品。在实践中，输送系统因此被紧固至地面、车辆或船舶上。

对于船用输油系统，其可以是：

﹣传统的船用输油臂，例如在专利申请FR2813872、FR2854156和FR2931451中所限定的那样；

﹣不带有能够达到低连接点的基座的船用输油臂，例如在专利申请FR2964093中所限定的那样；

﹣加油臂或混合输油臂(刚性部件和柔性部件)，例如在专利申请FR3003855中所限定的那样。

这些船用输油系统可以与电动致动器一起操作。

在上述专利申请FR2931451中已经提供了对这种致动器的使用。

当在该专利申请FR2931451中描述的输油臂的联接器被连接到目标管道时，计算机向所有致动器发送脱离接合指令，以便使系统自由运动，使得联接器能够跟随目标管道的运动(即“放任”(free wheel)模式)。

这具有以下优点：不必主动引导臂以使其跟随承载了所述臂和目标管道的结构件的运动，从而以在输送阶段期间不消耗电力。

在电动致动器的情况下，这种脱离接合导致必须在减速器和致动器的致动齿轮之间实施离合器，从而必然会有损致动器的紧凑性。

更具体地说，本发明旨在消除这一缺点。更一般地说，本发明涉及具有改进性能的完全电动的流体输送系统。

发明内容

为此，本发明提供了一种用于将流体从存储位置输送到目标管道或从该目标管道输送到存储位置的系统，该系统包括：管状的流体输送管线，该流体输送管线在其端部中的一个端部包括联接系统，所述联接系统适于连接到用于输送流体的目标管道；以及电动致动器，其用于各自经由致动轴来控制输送管线在空间中的运动，其特征在于，用于控制输送管线的运动的致动器中的每个致动器均包括：带有输出轴的电马达；减速器；致动轴，其由马达的输出轴通过减速器旋转地驱动，所述减速器是可逆的，以便在致动转矩被直接施加到致动轴时使得致动轴能够转动；以及制动装置，其用于在运动控制过程中且在致动器针对该控制还未被激活时将致动器锁定在适当的位置。

与预期相反，市场上可获得的可逆的减速器被证实能够以可逆模式运行并且具有在带管状输送管线的流体输送系统领域中所需的非常高的减速比(其中在实践中可能高达700)，从而在具有可接受的可逆性转矩的情况下获得寻求紧凑性的目标。

此外，所得到的致动器几乎不需要维护。致动器所需的维护小于传统液压致动器所需的维护，并且没有离合器也进一步减少了这种维护需求。

此外，上述设置使得在期望时可以实现其他目的。

特别地，在放任模式中，致动器的可逆性可以使得所述致动器能够通过作为电流产生器运行来产生电流。由此产生的流体输送系统特别经济，因为在放任模式下，致动器不仅消耗能量而且产生能量。在对臂进行制动的情况下(特别是在紧急释放时)，该致动器也可以以电流产生器模式起作用。

本发明还提供了一种用于流体输送的铰接式臂，该铰接式臂包括如上所限定的输送系统，该输送系统包括安装在支撑件上的铰接式管，该铰接式管在空间中相对于所述支撑件具有三个旋转自由度，自由度中的每个自由度的运动由电动致动器中的至少一个控制，以用于控制输送管线在空间中的运动。

本发明的其他特征和优点将出现在以下描述中。

附图说明

在通过非限制性示例给出的附图中：

图1是根据第一实施例的安装有电气部件的用于在码头上输送流体的铰接式臂的示意图；

图2示出了根据第一实施例的对带齿轮进行驱动的两个电动致动器的透视图；

图3a示出了根据本发明第一实施例的联接器的分支件的透视图；

图3b示出了处于安装位置的先前示出的联接器的透视图；

图3c示出了当使用夹紧力传感器来执行检查时对联接器的闭合进行检查的操作图；

图3d是当使用夹紧转矩传感器来执行检查时对联接器的闭合进行检查的操作图；

图4是根据本发明的电气架构的变体方案的示图；

图5示出了能量回收的概括性电路图。

具体实施方式

现在将参照图1描述用于将流体从存储位置输送到位于船3上的目标管道33以及从该目标管道33输送到存储位置的系统10的示例，该流体输送系统10包括流体输送管线，该流体输送管线在其端部中的一个端部处包括：“QCDC”型的联接器31，“QCDC”代表“快速连接和断开的联接”，所述联接器构造成连接到目标管道33以用于输送流体；和电动致动器11、12、13，其用于各自经由致动轴来控制输送管线在空间中的运动。

这里，用于输送流体的系统10是船用输油臂。

此外，流体输送系统10连接到图中未示出的用于流体的储存器。

由此得出，流体输送系统10包括电气结构和机械结构。

机械结构包括流体流动结构和操纵结构。电气结构将在说明书中随后描述。

操纵结构包括基座21、内管22、外管23和联接系统32，该基部、内管、外管和联接系统一起形成铰接式臂2。

铰接式臂2在此是通过配重19a和19b进行平衡的铰接式臂，特别是通过设置在内管22的一端处的配重19a和设置在缩放装置(pantograph)15上的另一配重19b进行平衡的铰接式臂。

基座21固定至码头5。基座21也可以固定至车辆或船舶。

内管22通过第一端部连接到基座21，并且经由旋转接头通过第二端部连接到外管23的第一端部。外管23经由旋转接头通过该第二端部连接到联接系统32的第一端部。

操纵性电动致动器11、12、13使得流体输送系统能够铰接。

实际上，流体输送系统尤其是由缩放装置系统15致动。缩放装置系统15通常位于基座21上方、内管22上。

通过操纵性电动致动器12的旋转来控制围绕由管22和23形成的罗盘状部件的垂直轴线的旋转。

通过操纵性第二电动致动器13的旋转来控制缩放装置15的致动，并且使得外管23能够伸长。

此外，通过操纵性电动致动器11来提供内管22围绕一平行于外管23的水平旋转轴线的水平轴线的旋转。

此外，联接系统32包括用于紧急释放系统14’(或“ERS”)的电动致动器14。本身已知的紧急释放系统14’包括两个阀，使用轴套联接所述两个阀，其中所述轴套的打开至少由电动致动器14控制。

在实践中，联接系统32具有表示为32a、32b和32c的三个旋转接头并且在其自由端处配备有联接器31，而且所述联接系统还包括紧急释放系统14’。

紧急释放系统14’位于旋转接头32b和旋转接头32c之间。

此外，联接器32包括四个联接器电动致动器31a、31b、31c、31d(进一步参见图3a-图3d的描述)。

完整的机械结构在此设置于ATEX区域中。ATEX的名称来源于94/9/EC指令的法文标题：Appareils destinés à être utilisés en ATmosphères Explosives。

在两个区域：ATEX区域和安全区域之间共享电气结构。

然后，ATEX区域对应于具有爆炸性环境的区域。在这种环境中，存在气体、蒸气或粉尘形式的易燃物质与空气的混合物。在存在火花或过度升温的情况下，这种环境存在爆炸的风险。因此，必须对电气结构进行布置以避免在ATEX区域中形成电弧。

这就是为什么在ATEX区域中某些装置是电绝缘的，以便避免在连接阶段期间因船3的目标管道33与联接系统32之间的过大电位差而产生电弧的原因。

另一方面，安全区域是原则上不具有爆炸风险环境的区域。

在ATEX区域中设置有机械结构，该机械结构设置有电动致动器11、12、13、14、31a、31b、31c、31d。

电气柜43也位于ATEX区域中，所述电气柜在控制柜42和电动致动器11、12、13、14、31a、31b、31c、31d之间建立连接。

电气柜43是包含连接端子的防爆柜。其具有标记有“Ex d”的外壳。这代表着外壳能够承受爆炸性混合物的内部爆炸所产生的压力，从而防止爆炸传播到外壳周围的环境中。

作为变体方案，电气柜43是具有标记有“Ex e”的外壳的柜。这代表着外壳具有增强的安全性。

在ATEX区域中还存在控制柜42。控制柜42针对每个电动致动器(在实践中是驱动器)包括一个控制器。通过绝缘变压器46为控制柜42供电并且所述控制柜与控制台41通信。此外，控制柜42经由电气柜43向电动致动器11、12、13、14、31a、31b、31c、31d发送信息。

控制柜42具有标记有“Ex p”的外壳。这代表着通过在外壳内部保持保护性气体的压力大于周围大气的压力来防止周围大气进入控制柜42的外壳内。

控制台LCP 41也位于ATEX区域中，借助于所述控制台操作员可以将设置发送到电动致动器11、12、13、14、31a、31b、31c、31d。控制台LCP 41同样也受到保护。

PLC 44(PLC代表可编程逻辑控制器)和应急电源45位于安全区域中。

当主电源不再能够提供供电(特别是不再能够提供用于电动致动器11、12、13、14、31a、31b、31c、31d的供电)时，可运行应急电源45。应急电源45使得可以在短时间内操纵电动致动器11、12、13、14、31a、31b、31c、31d，从而使得铰接式臂2能够在几米内进行紧急释放连同紧急缩回并且使得所述铰接式臂可能完全缩回。

现在将参照图2给出电动致动器200的描述，该电动致动器包括：具有未示出的输出轴的电马达201；减速器202；致动轴205，其由马达的输出轴通过减速器202旋转地驱动，所述减速器是可逆的，以便当致动转矩直接施加到致动轴上时能够使所述致动轴转动；未示出的制动器，当移动命令正在处理中并且电动致动器200尚未针对该命令而被激活时，所述制动器将电动致动器200锁定在适当位置。

此外，图2更具体地示出了两个电动致动器200，每个电动致动器经由连接到致动轴205的齿轮203来驱动成段状的带齿轮204。通常，单个电动致动器200能够驱动带齿轮204。然而，当单个电动致动器200没有足够的动力来旋转地驱动带齿轮时，可以安装两个电动致动器204。

在实践中，对于电动致动器200，利用减速器202所获得的减速比介于25至700之间。这些是非限制性数值。必要的是增加带齿轮204和齿轮203之间的比率，所述比率可以介于2至20之间。

这里所采用的电动马达201是无刷马达。

减速器202是具有行星齿轮系的减速器。这种减速器202能够可逆操作，这是因为只产生很小的摩擦并且减速器202的效率较高(大约为90％)。将在后面详述该可逆的操作。

未示出的制动器在此是电动激活的机械制动器，其配备有摩擦衬片。该制动器在电马达201之前进行安装。换句话说，具有以下构造：制动器连接到电马达201，该电马达连接到减速器202，该减速器自身连接到齿轮203。

作为变体方案，该制动器也可以集成到电马达200中。

由两个致动器200和带齿轮204形成的这样的组件可以在图1的输送系统中、在由与带齿轮啮合的电动致动器11、12、13构成的组件中的每个组件的位置处实施。

如图3a和图3b清楚所示，配备联接系统32，用于与配备有四个电动致动器31a、31b、31c和31d的联接器31的目标管道33相连接。目的是在连接的位置处提供最佳夹紧。联接器31为此包括四个夹爪404，所述四个夹爪使得能够提供至目标管道33的紧固。

如图3b所示，由四个电动致动器31a、31b、31c和31d来致动四个夹爪404。替代实施例将采用一个电动致动器来致动四个夹爪404。

包括减速器400和电马达401的每个电动致动器31a、31b、31c和31d均连接到驱动系统和位置传感器。未示出的位置传感器可以是编码器。

驱动系统包括驱动螺杆402和驱动螺母403。

上述电动致动器31a、31b、31c和31d的技术特征是增加对通过驱动器施加的夹紧转矩或力的测量。

参照图3c和图3d，夹爪404由电马达401致动，该电马达401产生马达转矩。马达转矩经由减速器和驱动系统传递到夹爪404。

在实践中，位置传感器指示驱动系统的线性平移。有利地，该位置传感器也可以是电马达401的转数的传感器。

为了核实夹爪404的夹紧转矩，通过测量消耗的电流来执行对夹紧转矩的间接测量。

在图3c示出的操作原理的第一替代方案中，力传感器是对电马达401消耗的电流的传感器。

在图3d示出的操作原理的第二替代方案中，力传感器是对被消耗以产生旋转转矩的电流的传感器。

如图3c所示，电马达401产生驱动夹爪404的夹紧的电马达转矩。更具体地，当电马达401产生马达转矩时，电马达401驱动驱动螺杆402。位置传感器向API 44发送位置的测量值。API 44将位置的测量值传送到命令控制台41。操作者可以发出设置值，该设置值被发送到API 44。根据夹爪404的夹紧转矩的设置值、测量值和间接测量的值，API 44经由控制柜42向电马达发送设置值。

图3d中所示的夹紧的验证原理与前面所述的相同。夹紧转矩值的测量被电马达401处的旋转转矩的测量所代替。通过测量经由使用驱动器所消耗的电流来测量该旋转转矩。

在操作的变体方案中，设置值可以由API 44自动发送到控制柜42。

在所有情况下，夹紧核实的目的是在夹爪404处获得最佳且均匀的夹紧力。

根据图4中呈现的本发明的另一个实施例，示出了整个系统的电路图。

电气部件分布在两个区域中，这两个区域在图4的示图中由虚线分隔开。

电动致动器11、12、13、14、31a至31d存在于工作区域中。

操纵性电动致动器11、12、13尤其包括制动器17a至17e。

电动致动器31a、31b、31c、31d尤其包括紧急释放装置20a、20b、20c和20d。紧急释放装置20a、20b、20c和20d使得可以在紧急释放装置14’被致动时电动地断开电马达31a、31b、31c和31d。

这里所有的电动致动器11、12、13、14、31均包括编码器16a-16j。编码器16a-16j使得可以实时确定机械结构2的位置，并且更具体地，使得可以确定内管22和外管23以及夹爪404和紧急释放系统14的位置。基于该信息，尤其将可以从中推断出机械结构2的与目标管道33形成连接的端部的位置。

来自不同编码器16a-16e的信息还可以使得能够实现PMS(即“位置监控系统”)的功能，从而实现对机械结构2进入工作范围的关键区域进行检测，由此触发警报。因此，来自不同编码器16a-16e的信息还使得可以经由电动致动器14自动启动用于紧急释放ERS的程序。

更具体地，关于电动致动器31a、31b、31c、31d，在每个电动致动器上设置编码器16f-16i在进行连接和断开两者时都具有优点。

在与地面、在车辆或水运工具(特别是船3)上进行连接时，联接器31将以三个步骤联接。

在第一步骤中，联接器31必须克服联接器31的不同部件(特别是夹爪404)的摩擦转矩。在第一步骤中，必要的马达转矩高但转速低。

第二步骤对应于联接器31的不同部件的接近阶段。在第二步骤中，马达转矩低但转速高。

第三步骤对应于夹紧阶段。在第三步骤中，马达转矩高但转速低。

每个电动致动器31a、31b、31c、31d具有一个编码器16f-16i还使得能够知道联接器31的不同部件的位置并且对由API 44传递的马达转矩和转速进行适配。

每个电动致动器31a、31b、31c、31d的一个编码器16f-16i还使得能够发送关于联接器31的连接或未连接状态的信息并且基于在每个编码器16f-16i处读取的电流消耗信息来确保夹爪404中的每个夹爪处的最佳和均匀锁定。

在与地面、在车辆或水运工具上(特别是船3上)断开连接时，联接器31将以三个步骤脱离。

在第一步骤中，联接器31必须克服联接器31的不同的连接部件(特别是夹爪404)的摩擦转矩。在第一步骤中，必要的马达转矩高但转速低。

第二步骤对应于联接器31的不同部件的缩回阶段。在第二步骤中，马达转矩低但转速高。

第三步骤对应于放置成抵接的阶段。在第三步骤中，马达转矩高但转速低。

本发明具有在每个电动致动器31a、31b、31c、31d上安装编码器的优点。

每个电动致动器31a、31b、31c、31d具有一个编码器16f-16i使得能够知道联接器31的不同部件的位置并且对由API 44传递的马达转矩和转速进行适配。

每个电动致动器31a、31b、31c、31d具有一个编码器16f-16i还使得能够发送关于联接器31的连接或未连接状态的信息。

此外，借助于经由编码器16f-16i对夹爪404的位置的实时读取，将检测到在装载或卸载操作时由于一个或多个夹爪404的无意打开而在联接区域处发生任何泄漏风险。因此提高了安全等级。

此外，返回到图4的电路图，每个电动致动器31a、31b、31c、31d均经由隔离开关20a至20d而电连接到控制柜42。

此外，每个操纵性电动致动器11、12、13均包括制动器。这些制动器17a-17e使得能够在操纵输油臂期间、在不使用对应的致动器时固定所述对应的致动器的位置。

制动器17a-17e还用作停机制动器以便将臂固定在静止位置。因此，该制动器使得能够为位于输油臂周围的设备或人员提供安全性。

所有的电动致动器11、12、13、14、31a、31b、31c、31d都电连接并且还通过EtherCAT型现场总线而连接到控制柜43。而且每个电动致动器11、12、13、14、31a、31b、31c、31d均连接到特定的控制装置18a-18j。控制装置18a-18j包括控制电动致动器所必需的电气设备，例如驱动器和滤波器(filter)。

控制装置18f-18j经由稍后详述的隔离变压器46连接到电源45。

在图4的实施例中，控制柜42包含用于管理编码器16a-16j的控制装置。至于前面提到的控制装置，它们位于安全区域。

为了管理编码器16a-16j，控制柜43直接定位在工作区域中，但仅用作继电器。出于信号传输可靠性的原因，控制柜43不能放置在安全区域中。然而，API 44定位于安全区域中。因此，减小了在安全区域中占据的空间，并且电气部件的限制条件变得不太重要。

机械结构的不同的操作模式是可行的，特别是驱动模式、固定模式和放任模式。

在驱动模式中，由电动致动器11、12、13、14、31a、31b、31c、31d提供机械结构的运动。在连接、断开和维护时使用驱动模式。

在固定模式中，经由集成到致动器中的机械制动器17a-17d来固定操纵性电动致动器11、12、13。

在放任模式中，一旦连接机械结构，该机械结构便在装载和卸载期间跟随船3的运动。因此，对于放任模式，操纵性电动致动器11、12、13跟随施加在它们上的运动，同时借助于可逆的减速器来最小化阻力转矩和/或阻力。在该放任模式中，输油臂直接将转矩施加到每个致动器的致动轴上，从而使所述致动轴沿着与连接阶段期间观察到的旋转方向相反的旋转方向转动。

这种放任模式也可以适用于紧急释放模式。在放任模式的此情况下，制动器必须是未夹紧的。

特别地，放任模式还可以引入能量回收原理。图5示出了能量回收原理的电路图，其中致动器11、12、13的电马达可以为此目的而转变成电流发生器。

图5示出了电动致动器11、12、13、14、31a、31b、31c、31d的供电的不同可能性。

在驱动模式中，供电可以由主电源52或由应急电源45提供。

当来自应急电源45的电源运行时，开关KB和KI闭合而开关Ks断开。

当来自应急电源45的电源不运行时，开关KI和Ks闭合而开关KB断开。换句话说，供电由主电源52提供。

当应急电源45从操纵性电动致动器11、12、13回收电能时，开关KI和Ks断开而开关Kb闭合。

作为变体方案，如果执行电力领域中所需的电力转换操作，则所产生的电流也可以被反馈到主电源52中。

当使用的马达是无刷马达时，能够在放任模式或紧急释放模式中进行能量的回收，而当马达是异步马达时，能量回收仅能够在紧急释放模式下进行。事实上，在放任模式下，不向致动器供电。

在实践中，这些马达中的一个或另一个马达根据传统原理运行以产生电流。

由于减速器是可逆的，因此机械结构的每个非致动运动均使得能够产生电流并且通过上致动轴以同步速度的旋转而向能量回收装置供应该电流。

更一般地，关于上述实施例的主题及其可能的变体方案方面，还应注意以下几点。参照附图描述的流体输送系统是铰接式臂，该铰接式臂的内管和外管是自支撑的。作为变体方案，这些内管和外管可以由支撑结构支撑。更一般地，其可以是与上述专利申请中所描述类型相同类型的流体输送系统。

在上述实施例的情况下，可逆的减速器与旋转联接到输送管线的带齿轮啮合或者被联接到输送管线的驱动系统。更具体地，可逆的减速器紧固在一组弯曲部的旋转接头上和多个旋转接头上，所述旋转接头通常连接输送管线的管的两个管段或连接到缩放装置系统，以用于旋转驱动输送管线的一段管。当实施支撑结构时，带齿轮当然可以联接到该支撑结构。

上文参照附图描述的可逆的减速器是具有行星齿轮系的减速器。作为变体方案，所述可逆的减速器可以是具有平行轴的减速器或是具有垂直轴的减速器，只要它们是可逆的即可。作为变体方案，可逆的减速器还可以经由链条、齿形带或传动系统联接到输送管线或其支撑结构，所述传动系统包括：至少一个滑轮；缠绕在滑轮或多个滑轮上的缆索；以及至少一个可逆的线性致动器，其连接到缆索并且利用可逆的减速器与致动器中的一个相接合。例如，滑轮可以是具有参照附图所描述的滑轮和缆索的缩放装置系统的滑轮，在这种情况下，联接到滑轮的带齿轮将由这种传动系统代替。

这里，可逆的线性致动器是指非液压或非电动的致动器。在实践中，利用可逆的减速器致动器，形成电动千斤顶。线性致动器本身可以是例如球形或滚柱螺旋千斤顶。

马达和减速器也可以采用齿轮传动马达(geared motor)的形式。而且，电马达可以是同步或异步的。

在上文参考附图描述的实施例的情况下，制动装置采用集成到致动器中的机械制动器的形式。作为变体方案，这些制动装置可以例如适配成通过马达本身和位置反馈来执行制动。

上述的联接系统包括通过所采用的旋转接头而铰接到输送管线的端部的联接器，所述联接器具有三个旋转自由度。在可能的情况下，三个旋转自由度中的至少一个可以由电动致动器控制。在实践中，从输送管线开始，这是三个旋转自由度中的第二个旋转自由度。

通常，联接器可以是手动或电动夹紧在目标管道上的联接器，并且该联接器在电动夹紧的情况下包括至少一个电动致动器，所述至少一个电动致动器适于驱动该联接器的一个或多个夹爪的致动系统。

如上所述，联接系统配备有紧急释放系统，该紧急释放系统包括两个阀，这两个阀使用轴套而并排放置，该轴套的打开由至少一个电动致动器控制，所述至少一个电动致动器还至少控制阀的关闭。在实践中，例如可以通过杆的平移运动来获得该控制，如在专利申请WO2007/017559中所述的那样。

如上所述，联接系统的电动致动器或多个电动致动器有利地经由绝缘变压器而连接到电源。作为变体方案，该电动致动器或这些电动致动器可以在马达的轴和减速器之间以及在马达上具有电绝缘构件。此外，除了上述的装置之外，联接系统优选地包括在其旋转接头上的机械性质的电绝缘屏障。在实践中，这是上文提到的三个接头中的第二个接头。

上文已经参考附图描述了特定数量的传感器和测量装置。更一般地，可以实施以下设置。

﹣用于控制输送管线的运动的电动致动器可以配备有适于使得输送管线的构造能够被确定的传感器；和/或

﹣具有电动夹紧的联接器的电动致动器或每个电动致动器可以设置有测量装置，该测量装置适于使得能够获得由夹爪和其致动系统形成的组件的位置的信息；和/或

﹣输送系统包括联接器的若干电动致动器以及与联接器的每个电动致动器相联的驱动器，而且所述驱动器包括用于测量致动器所消耗的电流的装置，以便能够基于关于电流消耗的信息而在相联的夹爪的每个夹爪处提供相同的夹紧，并且以便使联接器能够流体密封地连接到目标管道，驱动器还可以包括使得驱动器能够获知联接器是否处于目标管道上的夹紧位置以及能够根据其位置调整由夹爪及其致动系统形成的组件的速度和/或转矩的测量装置，或者所述驱动器还可以包括使得能够根据该系统的阀的位置来调整与紧急释放系统相关联的电动致动器的速度和/或转矩的装置；和/或

﹣紧急释放系统的电动致动器可以设置有适于使得能够获得该紧急释放系统的阀的位置的信息。

设置在致动器上的测量装置优选是编码器。这些传感器和/或测量装置被证明在自动连接过程或半自动连接过程(操作员在连接过程中得到辅助)的背景下尤为有用。在手动连接的背景下，此后尤其可以设置传感器，例如倾斜仪，以为了获得作为输送管线构造的目标的反馈的信息。

在参考附图所描述的实施例的情况下，用于控制输送管线在空间中的运动的电动致动器中的一个或多个的电马达是这样的马达：当致动转矩直接施加到对应的电动致动器或多个电动致动器的致动轴上时，所述马达的操作能够转换成电流产生器模式。

作为变体方案，用于控制输送管线在空间中的运动的一个或多个电动致动器的致动轴可以与电流发生器相联，以便由直接施加到所述致动轴上的致动转矩发电。

因此，通常，用于控制输送管线在空间中的运动的一个或多个电动致动器可以与用于产生电流的装置相联以便发电。

可以在电池或可逆的应急电源中回收产生的电流，或者甚至可以将产生的电流反馈回电路中或者为产生的电流寻找消耗部件，例如制动电阻。

更一般地，并且根据如此的原始设置，输送系统可以包括：与输送管线相联的电动致动器的第一控制装置，其位于距输送管线一定距离处；与电动致动器相联的一个或多个测量装置的第二控制装置，所述第二控制装置安装在输送管线附近的防爆外壳中。

上文已经针对图4的特定实施例描述了这些设置。应该注意的是，在这方面，可以在不需实施如上所述的特定的电动致动器的情况下实施该设置，但可以利用传统的电动致动器来实施该设置。

此外，在这种情况下，上文限定的测量装置也可以由任意类型的一个或多个测量装置来代替，这些测量装置通常与电动致动器相联。

根据各种情况，许多其他的变体方案也是可行的，并且在这方面应注意的是本发明不限于所表示和描述的示例。

Claims (20)

1.一种用于将流体从存储位置输送到目标管道(33)或从所述目标管道(33)输送到所述存储位置的系统(10)，所述系统包括：管状的流体输送管线(22，23)，所述输送管线在其端部中的一个端部处包括联接系统(32)，所述联接系统适于连接到用于输送流体的所述目标管道(33)；以及电动致动器，所述电动致动器用于各自经由致动轴(205)来控制所述输送管线在空间中的运动，其特征在于，用于控制所述输送管线的运动的所述致动器(11-13，200)中的每个致动器均包括：具有输出轴的电马达(201)；减速器(202)，由所述马达的输出轴通过所述减速器(202)来旋转驱动所述致动轴，所述减速器是可逆的，以便当致动转矩直接施加到所述致动轴上时使所述致动轴(205)能够转动；和制动装置(17a-17e)，所述制动装置用于在运动控制过程中且所述致动器(11-13，200)针对该控制未被激活时将所述致动器(11-13，200)锁定在适当位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，可逆的所述减速器(202)是具有行星齿轮系的减速器、具有平行轴的减速器或具有垂直轴的减速器。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的系统，其特征在于，可逆的所述减速器与带齿轮(204)啮合，所述带齿轮旋转地连接到所述输送管线或者联接到所述输送管线的支撑结构或者联接到驱动所述输送管线的系统。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述带齿轮(204)紧固在一组弯曲部的旋转接头上，所述旋转接头连接所述输送管线的两个管段或连接到用于旋转驱动所述输送管线的管段的缩放装置系统。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，可逆的所述减速器经由链条、齿形带或传动系统(15)而联接到所述输送管线或所述输送管线的支撑结构，所述传动系统包括至少一个滑轮、缠绕在所述滑轮或多个所述滑轮上的缆索以及至少一个可逆的线性致动器，所述至少一个可逆的线性致动器连接到所述缆索并且利用可逆的减速器与所述致动器中的一个致动器接合。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述制动装置(17a-17e)能够通过集成到所述致动器中的机械制动器或通过马达和位置反馈来提供制动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述联接系统包括联接器(31)，所述联接器在具有三个旋转自由度的情况下铰接在所述输送管线的端部处，而且能够由电动致动器来控制所述三个旋转自由度中的至少一个旋转自由度。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述联接器(31)是手动或电动夹紧到所述目标管道上的联接器，所述联接器在电动夹紧的情况下包括至少一个电动致动器，所述至少一个电动致动器适于驱动所述联接器的一个或多个夹爪的致动系统。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其特征在于，所述联接系统配备有紧急释放系统(14’)，所述紧急释放系统包括两个阀，两个阀使用轴套而并排放置，所述轴套的打开由至少一个电动致动器控制，所述至少一个电动致动器还至少控制所述阀的关闭。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其特征在于，所述联接系统的一个或多个电动致动器经由绝缘变压器(46)连接到电源(52)或者在所述马达的轴与所述减速器之间以及在所述马达上具有电绝缘构件，所述联接系统在其旋转接头中的一个旋转接头上包括机械性质的电绝缘屏障。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其特征在于，用于控制所述输送管线的运动的所述电动致动器配备有适于使得能够确定所述输送管线的构造的传感器(16a-16e)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其特征在于，带有电动夹紧的所述联接器的电动致动器或每个电动致动器(31a-31d)设置有测量装置(16f-16i)，所述测量装置适于使得能够获得由夹爪及其致动系统形成的组件的位置的信息。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括联接器的多个电动致动器(31a-31d)和与所述联接器的每个电动致动器相联的驱动器，并且所述驱动器包括(i)用于测量所述致动器消耗的电流的装置，以便能够基于电流消耗的信息而在相联的夹爪中的每个夹爪处提供相同的夹紧并且能够使所述联接器流体密封地连接到所述目标管道；(ii)使得能够获知所述联接器是否在所述目标管道上处于夹紧位置的测量装置；(iii)使得能够根据所述夹爪的位置来调整由所述夹爪和其致动系统形成的组件的速度和/或转矩的测量装置；或(iv)使得能够根据所述紧急释放系统的所述阀的位置来调整与所述紧急释放系统相联的所述电动致动器的速度和/或转矩的测量装置。

14.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述紧急释放系统(14’)的电动致动器(14)设置有适于使得能够获得所述紧急释放系统的所述阀的位置的信息的测量装置(16j)。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，其特征在于，用于控制所述输送管线在空间中的运动的一个或多个电动致动器(11-13，200)与用于产生电流的装置相联以便发电。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，用于控制所述输送管线在空间中的运动的一个或多个电动致动器(11-13，200)的所述致动轴与电流发生器相联，以便由直接施加在所述致动轴上的致动转矩发电。

17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，用于控制所述输送管线在空间中的运动的所述电动致动器(11-13，200)中的一个或多个电动致动器的电马达是这样的马达：所述马达的运行能够在致动转矩被直接施加到对应的电动致动器或多个电动致动器的致动轴时转换成电流产生器模式。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括：能够记录所述输送管线(22，23)、用于控制所述输送管线在空间中的运动的所述电动致动器(11-13，200)和/或与所述联接系统相联的电动致动器或多个电动致动器(31a-31d)的预定参数的至少一个测量系统(16a-16j)；以及控制装置(44)，其连接到所述测量系统或连接到出于执行维护操作或预防性维护操作的目的而能够检测到可能的故障的系统。

19.根据权利要求11至14中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括：与所述输送管线相联的电动致动器的第一控制装置(44)，所述第一控制装置位于距所述输送管线一定距离处；与电动致动器相联的一个或多个测量装置的第二控制装置(43)，所述第二控制装置安装在所述输送管线附近的防爆外壳中。

20.一种用于流体输送的铰接式臂，其包括根据前述权利要求中任一项所述的系统，所述系统包括安装在支撑件上的铰接管(22，23)，所述铰接管在空间中相对于所述支撑件具有三个旋转自由度，由所述电动致动器中的至少一个电动致动器来控制所述自由度中的每个自由度上的运动，以用于控制所述输送管线在空间中的运动。