ES2908242T3 - Fijación para un vehículo de inspección - Google Patents
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Abstract
Un sistema de fijación para un vehículo de inspección propulsado por líquido para inspeccionar un transformador que comprende: una fijación (112) configurada para conectar un sistema de control al vehículo de inspección (16); un sistema de flotabilidad controlable acoplado operativamente a la fijación, en el que el sistema de flotabilidad controlable incluye uno o más cuerpos flotantes (120) y elementos flotantes (118) conectados a la fijación (112) y en el que uno o más cuerpos flotantes (120) o elementos flotantes (118) están configurados para controlar un volumen de gas y un volumen de líquido dentro de uno o más cuerpos flotantes (120) o elementos flotantes (118) y, por lo tanto, controlar la flotabilidad o altura flotante de uno o más cuerpos flotantes (120) o los elementos flotantes (118).
Description
DESCRIPCIÓN
Fijación para un vehículo de inspección
Campo técnico
La presente solicitud se refiere generalmente a un sistema de fijación para un vehículo de inspección propulsado por líquido para inspeccionar un transformador.
Antecedentes
Un aparato con una carcasa llena de líquido tal como un transformador de energía o similar, necesita inspección y mantenimiento periódicos. Las carcasas llenas de líquido están configuradas para albergar componentes eléctricos y, a menudo, son extremadamente pesadas y difíciles de transportar y/o reemplazar. La inspección y el mantenimiento in situ pueden ser una alternativa deseable a la sustitución de tal aparato. Es posible drenar el líquido de la carcasa antes de inspeccionar y reparar los componentes internos; sin embargo, este es un proceso costoso y que requiere mucho tiempo. Se puede usar un vehículo de inspección que funcione en un medio líquido con una conexión de fijación; sin embargo, la fijación puede enredarse o interferir con los componentes internos en algunas condiciones. Algunos sistemas existentes tienen varias deficiencias en relación con ciertas aplicaciones. En consecuencia, sigue existiendo la necesidad de más contribuciones en esta área de la tecnología.
El documento JP H09 19884 A se refiere a un robot móvil. El documento WO 2012/145745 A1 se refiere a un sistema de inspección de reactores nucleares.
Compendio
En la reivindicación 1 se define un sistema de fijación para un vehículo de inspección propulsado por líquido para inspeccionar un transformador según la presente invención. En la reivindicación 10 se define un procedimiento respectivo para inspeccionar componentes dentro de una carcasa de un transformador según la presente invención. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes. Otras realizaciones, formas, características, aspectos, beneficios y ventajas de la presente solicitud se harán evidentes a partir de la descripción y las figuras proporcionadas en la presente.
Breve descripción de las figuras
La Fig. 1 es un diagrama esquemático de un sistema para la inspección in situ según una realización ejemplar de la presente descripción;
La Fig. 2 es una vista en perspectiva de un vehículo de inspección utilizado dentro del sistema según una realización ejemplar de la presente descripción;
La Fig. 3 es una vista en despiece del vehículo de inspección utilizado dentro del sistema según una realización ejemplar de la presente descripción;
La Fig. 4 es un diagrama esquemático del vehículo de inspección según una realización ejemplar de la presente descripción;
La Fig. 5 es un diagrama esquemático del vehículo de inspección según una realización ejemplar de la presente descripción donde dos bombas bajo un control mueven el dispositivo en la dirección Z;
La Fig. 6 es un diagrama esquemático del vehículo de inspección según una realización ejemplar de la presente descripción donde dos bombas bajo dos controles mueven el dispositivo en la dirección X;
La Fig. 7 es un diagrama esquemático del vehículo de inspección según una realización ejemplar de la presente descripción, donde una sola bomba bajo un control mueve el dispositivo en la dirección Y;
Las Figs. 8A y 8B son diagramas esquemáticos del vehículo de inspección según una realización ejemplar de la presente descripción donde dos bombas bajo un control operan para girar el dispositivo en sentido antihorario y en sentido horario, respectivamente;
Las Figs. 9A y 9B son diagramas esquemáticos del vehículo de inspección según una realización ejemplar de la presente descripción en la que una bomba funciona para hacer girar el vehículo en el sentido contrario a las agujas del reloj y en el sentido de las agujas del reloj, respectivamente;
La Fig. 10 es una vista en perspectiva de una realización del sistema de inspección definido en la presente solicitud; La Fig. 11 es una vista lateral esquemática de un elemento flotante que tiene una pluralidad de válvulas para controlar el nivel de flotabilidad;
La Fig. 12 es una vista esquemática de un cuerpo flotante que tiene una pluralidad de válvulas para controlar el nivel de flotabilidad y un sistema de propulsión para controlar la posición del cuerpo flotante; y
La Fig. 13 es una vista ampliada de un dispositivo de limpieza y soporte de fijación unido a una carcasa cerca de un puerto de acceso.
Descripción detallada de las realizaciones ilustrativas
Con el fin de promover la comprensión de los principios de la aplicación, se hará referencia ahora a las realizaciones ilustradas en los dibujos y se usará un lenguaje específico para describir las mismas. No obstante, se entenderá que con ello no se pretende limitar el alcance de la aplicación. Cualquier alteración y modificación adicional en las realizaciones descritas, y cualquier aplicación adicional de los principios de la aplicación como se describe en esta invención se contemplan como normalmente se le ocurriría a un experto en la técnica a la que se refiere la solicitud. La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
Con referencia a la Fig. 1, se ilustra un sistema para la inspección in situ de un transformador lleno de líquido designado generalmente por el número 10. Debe entenderse que aunque en esta solicitud se describen y se hace referencia a transformadores eléctricos llenos de líquido, los sistemas y procedimientos descritos en esta solicitud no se limitan a transformadores llenos de líquido, sino que, por el contrario, se pueden usar con cualquier carcasa o contenedor lleno de líquido en el que se desea la inspección física, recogida de datos, transmisión de datos y procedimientos de reparación o similares sin drenaje previo del líquido de la carcasa. A modo de ejemplo, y sin limitación, la inspección in situ se puede realizar en partes de cascos de barcos, interruptores eléctricos, interruptores de alto voltaje, reactores nucleares, tanques de combustible, equipos de procesamiento de alimentos, sistema de almacenamiento de techo flotante, tanque de almacenamiento de productos químicos, u otros aparatos de naturaleza similar.
En una realización ejemplar, el sistema 10 puede usarse para inspección, transmisión de datos y/o mantenimiento de un transformador 12. El transformador 12 contiene componentes eléctricos de alto voltaje sumergidos en un fluido refrigerante 14 tal como aceite. Los expertos en la técnica apreciarán que la inspección se produce normalmente cuando el transformador 12 está fuera de línea o no está en uso. El transformador 12 utiliza el fluido refrigerante 14 para mantener la temperatura y desembolsar el calor generado por los componentes internos durante el funcionamiento del transformador 12. En algunas realizaciones, el fluido refrigerante 14 puede incluir propiedades dieléctricas tales que la conducción eléctrica se reduce o elimina por completo en el fluido. 14. El transformador 12 se puede mantener en una configuración sellada para evitar que entren en él contaminantes u otras materias extrañas. Como se usa en esta invención, una "configuración sellada" del tanque o carcasa 13 permite que los conductos de canalización u otro hardware asociado con el transformador 12 se extienda a través de una pared a través de una junta sellada formada con la carcasa 13 para permitir la conexión a componentes eléctricos y/o a dispositivos de monitoreo mantenidos en la carcasa 13. La carcasa 13 incluye al menos una apertura para permitir la entrada y salida de la carcasa 13. Un vehículo de inspección 16 a veces denominado "robot" se puede insertar en la carcasa 13 del transformador 12 y se controla mediante un control remoto inalámbrico sin fijaciones o mediante una conexión de fijación. En algunas realizaciones, un vehículo de inspección o una parte separable del mismo puede ser sumergible sin tener capacidad de movimiento autopropulsado.
Un dispositivo informático 18, tal como un ordenador portátil u otro dispositivo informático apropiado, puede comunicarse con el vehículo de inspección 16 mediante una conexión directa a través de una conexión o de forma inalámbrica. El ordenador 18 puede mantener una imagen de transformador virtual 20 de la construcción interna del transformador 12. En algunas realizaciones, esta imagen virtual puede ser una imagen de diseño asistido por ordenador (CAD) generada en la construcción o diseño del transformador 12. Sin embargo, en otras formas, pueden utilizarse imágenes tales como fotografías o vídeo en tiempo real generado por sensores y cámaras asociados con el vehículo de inspección 16. Como se describirá con más detalle, el ordenador 18 puede utilizar la imagen del transformador virtual 20 junto con un vehículo de inspección virtual 22, para representar el vehículo de inspección real 16, para monitorear el posicionamiento del vehículo de inspección 16 dentro del transformador 12. Un dispositivo de entrada de control de movimiento, tal como un joystick 24, se puede conectar al ordenador 18 y/o directamente al vehículo de inspección 16 para permitir que un operador controle el movimiento del vehículo de inspección 16 dentro del transformador 12. El control del vehículo de inspección 16 puede recibir ayuda de las observaciones del vehículo de inspección virtual 22 a medida que se mueve alrededor de la imagen del transformador virtual 20. En otras palabras, un operador puede controlar el movimiento del vehículo de inspección 16 en función de la posición observada del vehículo de inspección 16 dentro del transformador 12.Se pueden emplear otros tipos de dispositivos de entrada de control de movimiento, tales como los que se usan en videojuegos, tabletas de ordenador de mano, pantallas táctiles de ordenador o similares sin desviarse de las enseñanzas contenidas en esta invención. Debe entenderse que en algunas aplicaciones el operador puede estar ubicado en el sitio o cerca del aparato que se va a inspeccionar. Sin embargo, en otras aplicaciones, el operador puede estar ubicado fuera del sitio y, de hecho, en cualquier parte del mundo a través de la comunicación a través de la conexión a Internet de la World Wide Web.
Con referencia ahora a las Figs. 2-4, el vehículo de inspección 16 incluye una carcasa de vehículo 30 que tiene una construcción sustancialmente cilíndrica o esférica sin salientes ni extensiones significativas que de otro modo podrían enredarse con los componentes internos dentro del transformador 12. La carcasa de vehículo 30 del vehículo de inspección 16 incluye una cubierta superior 32 que tiene una protuberancia que se extiende mínimamente 33, una
sección media 34 y una cubierta inferior 36. La protuberancia 33 tiene un tamaño que permite sujetar el vehículo de inspección 16 desde el interior del transformador 12 con una herramienta o con la ayuda de la mano de un operador. La protuberancia 33 podría tener otras formas, tales como un lazo, para facilitar la sujeción, según el tipo de herramienta utilizada para sujetar el vehículo de inspección 16. La cubierta 32, la sección central 34 y la cubierta 36 se pueden asegurar entre sí con aperturas de fijador 40 que se extienden a través de al menos las cubiertas 32 y 36 para recibir fijadores 42 para permitir la unión a la sección central 34. En la mayoría de las realizaciones, los fijadores 42 se mantienen al ras con la superficie de la cubierta para minimizar el arrastre y evitar que se enreden con los componentes internos del transformador 12. Se pueden usar otras formas de fijación mecánica, tal como enganche roscado, ajuste a presión o clip mecánico o similar. Además, en algunas realizaciones, el vehículo de inspección 16 puede incluir solo dos secciones y en otras realizaciones, el vehículo de inspección 16 puede incluir cuatro o más secciones.
Extendiéndose a través de la carcasa del vehículo 30 hay al menos dos canales de flujo de bomba designados generalmente por el número 44. Estos canales se extienden vertical y horizontalmente a través de la carcasa del vehículo 30 y están configurados para ser sellados a partir de los componentes internos de la carcasa del vehículo 30. Cada canal de flujo 44 proporciona un par de puertos 46. Como se muestra en los dibujos, se proporcionan designaciones numéricas y alfabéticas para identificar puertos particulares. Por ejemplo, el puerto 46A1 está en un extremo o lado de la carcasa del vehículo 30 mientras que el extremo opuesto del canal de flujo 44 está designado por el puerto 46A2. Como tal, el fluido mantenido dentro del transformador puede fluir desde un puerto 46A1 a través y salir del puerto 46A2. De manera similar, el aceite puede fluir a través del puerto 46B1 y salir por el puerto 46B2. Como se discutirá, los componentes mantenidos dentro de los canales mueven el fluido en cualquier dirección, a través del vehículo de inspección 16 y así permiten que el vehículo de inspección 16 se mueva dentro del transformador 12. Debe apreciarse que se podrían implementar configuraciones alternativas de canales de flujo. Por ejemplo, el fluido podría entrar en el vehículo de inspección 16 a través de una única entrada y las válvulas internas podrían dirigir el fluido a todos los puertos de salida. En otro ejemplo, la ruta vertical podría tener un puerto de entrada y dos o más puertos de salida. La carcasa del vehículo 30 lleva al menos un sensor 48 y, en algunas realizaciones, el sensor 48 es una cámara. Se pueden utilizar otros sensores en algunas realizaciones tales como, a modo de ejemplos no limitativos, sensores de proximidad, sensores acústicos, sensores electromagnéticos, sensores de voltaje, sensores de amperaje, sensores de presión y sensores de temperatura. La cámara 48 está configurada para recibir y transmitir imágenes a través de una pluralidad de imágenes de longitud de onda de los componentes internos del transformador 12. Las longitudes de onda pueden incluir visible, infrarrojo u otros, según se desee. Estas imágenes permiten que un operador controle e inspeccione varios componentes dentro del transformador 12.
En algunas realizaciones, la carcasa del vehículo 30 puede incluir una o más fuentes de luz 52 que facilitan la iluminación del área que rodea al vehículo de inspección 16. En algunas realizaciones, las luces 52 pueden ser diodos emisores de luz, pero se apreciará que se pueden utilizar otros dispositivos de iluminación. Por ejemplo, una o más de las luces 52 pueden incluir frecuencias ultravioleta (UV) que pueden usarse para secar adhesivos endurecidos por UV o similares. Los dispositivos de iluminación están orientados para iluminar el área de visualización de la cámara 48. En algunas realizaciones, el operador puede controlar la intensidad y la longitud de onda de la luz.
Un paquete de baterías 54 se mantiene dentro del vehículo de inspección 16 para alimentar los componentes internos tales como el sensor 48, las luces 52 y un controlador 60. El controlador 60 opera el sensor 48 y las luces 52 y también controla la operación de un motor 62 y una bomba 64 que se usan en combinación con cada uno de los canales de flujo de bomba 44 proporcionados. El controlador 60 mantiene el hardware y el software necesarios para controlar el funcionamiento de los componentes conectados y mantener la capacidad de comunicarse con el ordenador 18, así como con otros dispositivos. El controlador 60 proporciona funcionalidad además de controlar el movimiento del vehículo de inspección 16. Por ejemplo, el controlador 60 puede proporcionar una función de grabación de datos para que un vídeo de alta resolución y alta velocidad de toda el área de inspección generada por el sensor 48 pueda ser grabado y almacenado a bordo por el dispositivo de almacenamiento 68. El almacenamiento a bordo puede usarse en casos en los que la transmisión inalámbrica del vídeo se interrumpe o la transmisión de antena de las señales inalámbricas tiene un ancho de banda inferior al deseado. Los expertos en la técnica apreciarán que el sensor 48 también puede ser una cámara térmica, un sensor de sonar, un sensor de radar, un sensor de visión tridimensional o cualquier combinación de sensores.
Cada motor 62 es reversible para controlar el flujo de fluido a través de los canales de flujo de la bomba 64. En otras palabras, cada motor funciona de forma independiente entre sí para controlar el funcionamiento de la bomba asociada 64 de modo que la rotación de la bomba 64 en una dirección hace que el fluido fluya a través del canal de flujo 44 en una dirección específica y así ayuda a impulsar la carcasa del vehículo 30 en la dirección deseada. La bomba 64, a la que también se puede hacer referencia como bomba propulsora, se muestra con una configuración de tipo propulsor, pero se podrían utilizar otras configuraciones tales como una bomba de paletas o una bomba de engranajes.
En algunas realizaciones, se puede usar un solo motor para generar un flujo de fluido a través de más de un canal. En otras palabras, la carcasa del vehículo 30 podría proporcionar una única entrada y dos o más salidas. Las válvulas mantenidas dentro de la carcasa del vehículo 30 podrían usarse para controlar y redirigir el flujo interno del fluido y, como resultado, controlar el movimiento de la carcasa del vehículo 30 dentro del tanque del transformador o carcasa 13. Al coordinar la operación de los motores con el controlador y, por lo tanto, el aceite que fluye a través de la carcasa del vehículo 30, el vehículo de inspección 16 puede atravesar todas las áreas que tengan suficiente espacio dentro
del transformador 12. Además, el vehículo de inspección 16 puede mantener una estabilidad de orientación mientras maniobra en el tanque del transformador o carcasa 13. En otras palabras, el vehículo de inspección 16 es estable de modo que no se moverá de un extremo a otro mientras se mueve dentro del tanque del transformador o la carcasa 13. La carcasa del vehículo 30 del vehículo de inspección 16 proporciona un centro de gravedad designado por la letra mayúscula G. Los componentes del vehículo de inspección 16 están diseñados para que el centro de gravedad G esté más bajo que el centro de la fuerza de flotación del vehículo de inspección 16 designado por la letra F mayúscula. Como apreciarán los expertos en la técnica, esto permite que el vehículo de inspección 16 tenga estabilidad durante el movimiento transversal.
La carcasa del vehículo 30 también lleva un dispositivo de almacenamiento de datos 68 que recopila los datos del sensor 48 y tiene el tamaño adecuado para permitir el almacenamiento de vídeo o imágenes fijas tomadas por una cámara. El dispositivo de almacenamiento 68 está conectado al controlador 60 para proporcionar una transferencia fiable de datos desde el sensor/cámara 48 al dispositivo de almacenamiento 68. Se apreciará que en algunas realizaciones, el dispositivo de almacenamiento 68 está conectado directamente al sensor 48 y el controlador recibe los datos directamente del dispositivo de almacenamiento 68. Una antena 70 está conectada al controlador 60 con el fin de transmitir los datos recopilados del sensor 48 y también para enviar y recibir señales de control para controlar el movimiento y/o la dirección del vehículo de inspección 16 dentro del transformador 12. La antena genera una señal inalámbrica 72 que puede ser detectada por el ordenador 18 o cualquier dispositivo intermedio. Un módulo de detección de fallos 74 (designado como FD en la Fig. 4) puede incluirse en el controlador 60 para apagar los componentes internos dentro del vehículo de inspección 16 si se detecta un fallo del sistema. Por ejemplo, si el controlador 60 detecta un nivel bajo de batería, el módulo 74 y el controlador 60 pueden iniciar un apagado controlado del vehículo de inspección 16 que haría que el vehículo de inspección 16 flotara hacia la superficie debido a su flotabilidad positiva. En otro ejemplo, una pérdida de conexión con el sistema remoto también podría provocar un apagado.
Después de flotar hacia la superficie, la carcasa del vehículo 30 puede sujetarse por la protuberancia 33. La carcasa del vehículo 30 también puede transportar un boroscopio 76. Un extremo del boroscopio proporciona una cámara 77 u otro sensor conectado a un cable de fibra óptica retráctil 78 que está conectado en su extremo opuesto al controlador 60. Cuando está en una posición retraída, la cámara 77 está al ras con la superficie de la carcasa del vehículo 30 para evitar que se enrede con los componentes dentro del transformador 12. Cuando sea necesaria la inspección de elementos difíciles de visualizar, tales como los devanados del transformador 12, el cable 78 se extiende mientras el vehículo de inspección 16 se mantiene en una posición estacionaria. Después de que la cámara 77 recopile las imágenes y otros datos, el cable 78 se retrae. Como resultado, el boroscopio 76 permite una inspección más detallada del transformador 12.
Como se señaló anteriormente, el vehículo de inspección 16 está configurado para moverse fácilmente alrededor de los obstáculos dentro del transformador 12. La carcasa del vehículo 30 tiene forma cilíndrica con extremos esféricos o configuración en forma de esfera y está provista de un diseño flotante para permitir que el vehículo de inspección 16 flote hasta la parte superior del aceite cuando se apague deliberada o accidentalmente. El vehículo de inspección 16 está configurado para permitir que las bombas propulsoras 64 muevan el vehículo de inspección 16 mediante la actuación selectiva de cada bomba. Como resultado, el vehículo de inspección 16 tiene cuatro grados de libertad o movimiento: X, Y, Z y rotación alrededor de Z. Como resultado, al controlar la dirección de los propulsores de bomba 64, el vehículo de inspección 16 se puede mover fácilmente.
Volviendo a la Figura 1, se puede ver que el transformador 12 tiene al menos un orificio de transformador 80. En funcionamiento general, el aceite se inserta a través de cualquier número de orificios ubicados en la parte superior del tanque. También se pueden proporcionar agujeros 80 en el fondo del tanque para permitir que se drene el fluido. Los orificios 80 están provistos de tapones o tapas apropiados. En consecuencia, se apreciará que el tamaño del vehículo de inspección 16 debe ser tal que pueda caber dentro del orificio 80.
El transformador 12 se puede configurar con una pluralidad de receptores de señales de transmisión 82 montados en las esquinas superiores, los bordes u otras áreas del transformador 12, o cerca del transformador 12. Los receptores de señales de transmisión 82 reciben la señal inalámbrica 72 del vehículo de inspección 16 para determinar la posición del vehículo de inspección 16 en el tanque del transformador o carcasa 13. Los receptores 82 usan triangulación, en base a las señales 72 recibidas u otra metodología, para determinar la posición del vehículo de inspección 16 en el tanque del transformador o la carcasa 13. Esta información de posición se transmite a continuación mediante una señal 84, ya sea por cable o de forma inalámbrica, al ordenador 18. Además, la información recopilada por el sensor 48, tal como los datos visuales, se transfiere al ordenador u otro dispositivo de recepción visual por separado. En otras palabras, los datos de información generados por el sensor 48 se transmiten al ordenador 18 a través del fluido y la pared del tanque con las aperturas 80. El uso de estas rutas de comunicación diferentes puede usarse para evitar la interferencia entre las señales; sin embargo, algunas realizaciones pueden utilizar la misma ruta de comunicación para transferir datos relacionados con posicionamiento, información de datos e información de control, según corresponda. Se requiere una comunicación fiable para el control de movimiento del vehículo de inspección 16 y transmisión de datos/vídeo para la inspección in situ del transformador 12. Utilizando la característica dieléctrica del aceite refrigerante del transformador, el vehículo de inspección 16 puede controlarse mediante radiofrecuencias con bastante eficacia. Se ha demostrado que la transmisión de vídeo para una cámara Wi-Fi (por ejemplo, 4,2 GHz) es suficiente. Para garantizar una comunicación fiable entre el vehículo de inspección 16 y el ordenador 18, se puede insertar un
transceptor 85 en el tanque de aceite de enfriamiento a través de la apertura de servicio en la parte superior del transformador 12.
En la mayoría de las realizaciones, el transceptor 85 se usa para intercambiar información de datos desde el sensor 48 y la cámara 77, a través del controlador 60 al ordenador 18; y control de movimiento o señales de maniobra del joystick 24 a través del ordenador 18 al controlador 60 para operar los motores 62 y los propulsores 64. La señal 84, transmitida por el receptor 82, es utilizada por el ordenador 18 para proporcionar una confirmación separada de la posición del vehículo de inspección 16 dentro del tanque o carcasa del transformador 13.
El ordenador 18 recibe las señales de posición 84 y las señales de información 72 y, junto con la imagen virtual 20, correlaciona las señales recibidas con la imagen virtual para permitir que un operador supervise y controle el movimiento del vehículo de inspección 16. Esto permite que el operador inspeccione los componentes internos del transformador 12 y preste especial atención a ciertas áreas dentro del transformador 12 si es necesario. Al utilizar una imagen virtual de las características internas del transformador 12 y la posición del vehículo de inspección 16 con respecto a esas características virtuales, la imagen obtenida se puede comparar con el sitio correspondiente dentro del tanque o carcasa 13 reales del transformador. En base a la representación visual de la imagen del transformador 20 y el vehículo de inspección virtual 22 en relación con la imagen, un operador puede manipular la respuesta del joystick 24. El ordenador 18 recibe las señales de movimiento del joystick 24 y las transmite de forma inalámbrica a la antena 72, después de lo cual el controlador 60 implementa subrutinas mantenidas internamente para controlar los propulsores de bomba 64 para generar el movimiento deseado. Este movimiento es monitoreado en tiempo real por el operador que puede reajustar la posición del vehículo de inspección 16 según convenga.
En algunas realizaciones, el ordenador 18 se puede conectar a una red 86, tal como Internet, para permitir que las imágenes o los datos del sensor se transfieran a los expertos, que pueden estar ubicados de forma remota, designados por el bloque 88 para que su entrada se pueda proporcionar al operador para determinar la naturaleza y el alcance de la condición dentro del transformador 12 y proporcionar a continuación la acción correctiva según sea necesario. En algunas realizaciones, el control del vehículo de inspección 16 se puede transferir también a un experto, que puede estar ubicado de forma remota. En tales realizaciones, el experto tendría otro ordenador que puede enviar señales de control a través de una red al ordenador local 18 que a su vez envía señales para controlar el vehículo de inspección 16 como se describe anteriormente.
Con referencia ahora a las Figs. 5-9, puede verse que el control de los motores y propulsores de bomba y su dirección de flujo de fluido a través de los canales puede controlar el movimiento del vehículo de inspección 16 dentro de un fluido. Por ejemplo, la Fig. 5 muestra la utilización de dos bombas bajo un control para mover el vehículo de inspección 16 en una dirección Z (véase la Fig. 2). Para conducir a lo largo del eje Z y mantener una profundidad estable, los propulsores del eje Z deben funcionar continuamente. La acción del propulsor Z puede ser controlada manualmente por el operador o automáticamente por el controlador. Como se usa en esta invención, la terminología "un control" se refiere al funcionamiento de dos bombas para que funcionen en conjunto, de modo que el flujo de fluido sea uniforme en una dirección o en la otra.
En la Fig. 6 puede verse que se puede obtener una dirección X (véase la Fig. 2) utilizando dos bombas bajo dos controles para permitir el movimiento en una dirección X. Como se usa en esta invención, la operación de "dos bombas bajo dos controles" significa que el controlador opera las bombas por separado una de la otra. En la Fig. 7 puede verse que el vehículo de inspección 16 se puede mover a lo largo de la dirección Y (véase la Fig. 2) donde se utiliza una bomba bajo un control. Se apreciará que la Fig. 7 es una vista lateral de la Fig. 6 y en una elevación ligeramente diferente con respecto a los canales de flujo direccional X. Como se mencionó anteriormente, otras realizaciones podrían usar diferentes combinaciones de canales. Por ejemplo, los tres o cuatro canales podrían existir en la dirección Z. Además, otras realizaciones podrían tener un puerto de entrada y dos puertos de salida para un canal, o viceversa, o incluso usar un número diferente de entradas y salidas. El número de bombas también podría variar. Por ejemplo, se podría usar una bomba para controlar el flujo de fluido desde un puerto de entrada que sale a continuación a través de cuatro puertos de salida.
En las Figs. 8A y 8B se puede ver que dos bombas bajo un control permiten la rotación del vehículo de inspección 16. En la Fig. 8A, al dirigir el flujo de fluido en una dirección a través de un canal y en dirección opuesta en otro canal, se puede obtener la rotación en sentido antihorario. Al invertir los flujos en ambos canales, se puede obtener una rotación en el sentido de las agujas del reloj, como se ve en la Fig. 8B. En otra variación, las Figs. 9A y 9B muestran la rotación del vehículo de inspección 16 utilizando una bomba bajo un control en el que el flujo se dirige desde un lado del vehículo de inspección 16 hacia el vehículo de inspección 16 y, a continuación, sale por el mismo lado. El lado opuesto del vehículo de inspección 16 proporciona un flujo correspondiente para permitir la rotación alrededor del eje Z. La inversión del flujo proporciona una inversión correspondiente de la rotación del vehículo de inspección 16 a lo largo del eje Z.
El vehículo de inspección 16 permite la inspección visual y de otro tipo sin drenar el aceite del transformador. Esto se logra al poder controlar el vehículo de inspección 16 en el aceite y realizar una inspección visual o de otro tipo a través del aceite. El vehículo de inspección 16 está construido para ser resistente a un entorno de aceite y está debidamente sellado. Además, el vehículo de inspección 16 es lo suficientemente pequeño como para colocarlo dentro de un tanque o carcasa de transformador 13 utilizando los orificios de servicio existentes, por ejemplo, los utilizados para llenar el
aceite del transformador. Como resultado, no es necesario desprecintar completamente la tapa del tanque del transformador. Otro aspecto es que el vehículo de inspección 16 se puede controlar desde el exterior del transformador usando un joystick 24 y un dispositivo informático 18 que también se puede usar para mostrar datos visuales del sensor o sensores.
Como las regiones internas de un transformador no tienen luz ambiental, el sensor 48 utiliza una fuente de luz de apoyo transportada por el vehículo de inspección 16. Se pueden usar varias longitudes de onda de luz (luz visible y/o no visible) para la inspección detallada de los componentes des transformador 12 en el interior. También se puede usar un brazo controlado remotamente que guía una delgada cabeza de cámara de fibra óptica dentro del bloque de devanado del transformador 12. Otro aspecto más del vehículo de inspección 16 es que todos los materiales empleados en la construcción del vehículo de inspección 16 son compatibles con el aceite. Esto es para evitar cualquier tipo de contaminación introducida por el vehículo de inspección 16, de modo que el transformador 12 pueda volver a funcionar directamente después de la inspección del vehículo de inspección 16 sin tratamiento de aceite.
Con referencia ahora a la Fig. 10, se muestra una realización de la presente solicitud en la que un tanque o carcasa 102 con componentes internos 139 puede ser inspeccionado por un vehículo de inspección 16. La carcasa 102 puede incluir un fluido refrigerante 104 tal como aceite mineral o similar que llena al menos parcialmente una porción interna de la carcasa 102. La carcasa 102 puede incluir una pared superior 106 con un puerto de acceso 108 formado en ella. Un recinto 110, tal como una tapa o similar, puede abrirse o cerrarse según se desee para permitir o restringir el acceso a las regiones internas de la carcasa 102. Según la invención, el vehículo de inspección 16 está unido y controlado con una fijación 112, cuando se inserta a través del puerto de acceso 108 para operar en la carcasa 102. Un sistema de fijación 113 puede incluir un carrete o bobina 114 en algunas realizaciones. Se puede conectar un controlador 116 a la fijación 112 para proporcionar comunicación eléctrica entre el vehículo de inspección 16 y el controlador 116. Según la invención, la fijación 112 incluye uno o más elementos flotantes 118 y uno o más cuerpos flotantes 120 operablemente conectado al mismo. Los elementos flotantes 118 y los cuerpos flotantes 120 proporcionan control de posición de la fijación 112 en varias ubicaciones a lo largo de la misma.
La Fig. 11 ilustra una vista esquemática de un elemento flotante 118. La fijación 112 puede incluir conexiones y conductos mecánicos, eléctricos y neumáticos para proporcionar un control operativo de los elementos flotantes 118. El elemento flotante 118 incluye una válvula de entrada 122 y una válvula de salida 124 conectado a una parte de entrada de la fijación 112a y a una parte de salida de la fijación 112b, respectivamente. Una válvula de intercambio de descarga 126 se puede acoplar operativamente al elemento flotante 118 para controlar un volumen de gas y un volumen de líquido dentro del elemento flotante y, por lo tanto, controlar la flotabilidad o la altura flotante del elemento flotante 118. La válvula de intercambio de descarga 126 puede incluir múltiples funciones de válvula y pasajes para controlar el volumen de gas y el volumen de líquido dentro del elemento flotante 118. La válvula de intercambio de descarga 126 puede incluir flujo de líquido y/o flujo de gas de dos vías de tal manera que el líquido y/o el gas puede pasar entre el elemento flotante 118 y la carcasa 102 según se requiera. La válvula de entrada 122 puede permitir que un flujo de gas conducido a través de un conducto asociado con la fijación 112 se introduzca en el elemento flotante 118 y la válvula de salida 124 puede permitir que una parte del gas salga a través de la parte de salida de la fijación 112b de manera que el gas pueda transmitirse a otro elemento flotante 118 o a un cuerpo flotante 120 aguas abajo del mismo. Un sistema de compresor 145 (véase la Fig. 10) puede suministrar un flujo de gas presurizado tal como aire o similar, como comprenderá fácilmente un experto en la técnica. Una parte de derivación 112c de la fijación 112 puede proporcionar conexiones mecánicas, eléctricas y neumáticas que evitan un elemento flotante 118 y proporcionan una conexión directa a otro elemento flotante 118, a un cuerpo flotante 120 o al vehículo de inspección 16. Debe entenderse que el sistema de válvulas con las válvulas 122, 124 y 126 es de naturaleza ejemplar y se pueden usar otras válvulas, flujo de gas y control de líquido y se contemplan según las enseñanzas de la presente descripción.
La Fig. 12 ilustra una vista esquemática de un cuerpo flotante 120. En una forma, el cuerpo flotante 120 se puede sellar permanentemente sin válvulas o capacidad de flotabilidad variable de modo que el cuerpo flotante permanezca flotando en la parte superior del medio líquido. En otra forma, el cuerpo flotante 120 puede tener capacidades de flotabilidad variables. De esta forma, el cuerpo flotante 120 puede incluir una válvula de entrada 132 conectada a una parte de entrada 112a de la fijación 112 y una válvula de salida 134 conectada a una parte de salida 112b. Se puede operar una válvula de intercambio de descarga 136 para controlar una cantidad de gas y líquido dentro del cuerpo flotante 120. Una porción de derivación 112c de la fijación 112 puede proporcionar conexiones mecánicas, eléctricas y neumáticas que evitan el cuerpo flotante 120 y proporcionan una conexión de dirección a otro cuerpo flotante 120, a un elemento flotante 118 o al vehículo de inspección 16. El funcionamiento del cuerpo flotante 120 puede ser similar al funcionamiento del elemento flotante 118. Sin embargo, el cuerpo flotante 120 incluye también un sistema de propulsión 138 que permite el control direccional del cuerpo flotante 120. El sistema de propulsión 138 puede incluir una hélice o una bomba de fluido o similar, y puede estar conectado de forma giratoria al cuerpo flotante 120 para controlar el movimiento direccional del mismo. El sistema de propulsión 138 funciona para impulsar el cuerpo flotante 120 en la dirección deseada para maniobrar la fijación 112 alrededor de ciertos componentes dentro de la carcasa 102 tal como un componente 139 ilustrado en la Fig. 10. En una forma, el componente 139 puede ser un componente eléctrico tal como una bobina para un transformador o similar. Sin embargo, en esta invención se contemplan otros componentes.
Haciendo referencia a la Fig. 13, un soporte de control de fijación 140 se puede acoplar a la carcasa 102 durante una operación de inspección o mantenimiento del vehículo de inspección 16. El soporte de control 140 se puede operar
para empujar o tirar de la fijación 112 dentro o fuera de la carcasa 102. En algunas formas, el soporte de control 140 puede incluir un dispositivo de limpieza 141 como parte de un solo dispositivo. En otras formas, el soporte de control 140 puede estar separado del dispositivo de limpieza 141. El dispositivo de limpieza de fijación 141 puede incluir limpiadores de tipo esponja o cepillo 142 operables para limpiar una parte del fluido 104 de la fijación 112 a medida que la fijación 112 se retrae de la carcasa 102. El aceite puede drenar de nuevo al tanque o carcasa 102 de una manera conocida por los expertos en la materia. El dispositivo de limpieza de fijación 140 también puede incluir un tanque de detergente 144 para limpiar y eliminar más fluido de la fijación 112 antes de rebobinar en el carrete o bobina 114 o almacenarlo de otro modo para uso futuro. En una forma, la fijación se puede pasar a través de un baño de detergente, en otras formas, se puede rociar una solución de detergente sobre la fijación 112 a través de una boquilla, como entendería un experto en la técnica.
En un aspecto, la presente descripción incluye un sistema de inspección que comprende: un vehículo de inspección que tiene un dispositivo de propulsión que funciona en un medio líquido; al menos un sensor acoplado operativamente con el vehículo de inspección; un sistema de control que incluye un controlador electrónico acoplado operativamente con el vehículo de inspección; una fijación conectada al vehículo de inspección; y un sistema de flotabilidad controlable acoplado operativamente a la fijación y al sistema de control.
Según la invención, el sistema de flotabilidad controlable incluye uno o más cuerpos flotantes y elementos flotantes conectados a la fijación, como se define en la reivindicación 1. Según realizaciones preferidas, un conducto de gas y un conducto eléctrico asociado con la fijación pueden estar conectados a uno o más cuerpos flotantes y elementos flotantes; en el que al menos uno de los cuerpos flotantes y los elementos flotantes comprenden además una válvula de entrada conectada a la fijación configurada para que entre un flujo de gas y/o líquido; una válvula de salida conectada a la fijación configurada para hacer salir un flujo de gas y/o líquido; una válvula de intercambio de descarga en comunicación fluida con el medio líquido en la carcasa configurada para controlar un volumen de gas y un volumen de líquido dentro de los cuerpos flotantes y los elementos flotantes; una bomba de gas conectada operativamente al conducto de gas en el que el controlador transmite comandos de control a la bomba de gas y a las válvulas para definir un nivel de flotabilidad de los cuerpos flotantes y los elementos de flotabilidad de manera que el nivel de flotabilidad de los cuerpos flotantes y los elementos de flotabilidad pueda cambiarse individualmente o en conjunto; en el que uno o más cuerpos flotantes incluyen un sistema de propulsión de cuerpo flotante operable para generar un empuje controlado direccionalmente al cuerpo flotante en el medio líquido de manera que los cuerpos flotantes se pueden controlar individualmente o juntos; en el que un carrete conectado a la fijación, siendo operable el carrete para desplegar y retraer la fijación hacia/desde el medio líquido; el carrete incluye al menos uno de los medios de control manual y un medio controlado eléctricamente; en el que un dispositivo de limpieza de fijación opera para eliminar una parte del medio líquido de la fijación durante la retracción; en el que el dispositivo de limpieza de fijación incluye un limpiador de esponja o cepillo; en el que el dispositivo de limpieza de fijación incluye un dispositivo de limpieza con detergente; y una estación de control remoto operable para transmitir y recibir señales de control del vehículo a través de la fijación.
En otro aspecto, la presente descripción incluye un procedimiento para inspeccionar componentes dentro de una carcasa llena al menos parcialmente con un líquido, comprendiendo el procedimiento: conectar una fijación a un vehículo de inspección; desplegar el vehículo de inspección en la carcasa; mover el vehículo de inspección dentro de la carcasa con un dispositivo de propulsión de accionamiento líquido; detectar una parte de los componentes con un sensor acoplado operativamente al vehículo de inspección; y controlar el movimiento de la fijación con un sistema de flotabilidad controlable.
Según la invención, el movimiento de la fijación está controlado por un sistema de flotabilidad controlable, que incluye uno o más cuerpos flotantes conectados a la fijación ajustando un volumen de gas y un volumen de líquido dentro de uno o más cuerpos flotantes para controlar un nivel de flotabilidad. Según realizaciones preferidas, el ajuste incluye controlar el flujo de gas con una o más válvulas acopladas a uno o más cuerpos flotantes; maniobrar uno o más cuerpos flotantes por medio de un sistema de propulsión de cuerpos flotantes operable dentro del líquido; controlar automáticamente una ubicación de un cuerpo flotante en base a un algoritmo de control predeterminado; en el que el sistema de flotabilidad controlable incluye uno o más elementos flotantes conectados a la fijación; controlar un nivel de flotabilidad de cada uno de los uno o más elementos flotantes individualmente o juntos; desplegar y retraer la fijación desde/sobre un carrete;
en el que el despliegue y la retracción incluyen al menos uno de los medios de control manual y un medio de control eléctrico que limpian la fijación con un dispositivo de limpieza de fijación; en el que la limpieza incluye eliminar líquido de la fijación con una esponja o un paño acoplado al dispositivo de limpieza; en el que la limpieza incluye aplicar una solución de detergente a la fijación; controlar el sistema de flotabilidad de fijación y el vehículo de inspección a través de una estación de control remoto.
En la reivindicación 1 se define un sistema de fijación para un vehículo de inspección propulsado por líquido para inspeccionar un transformador según la presente invención. En la reivindicación 10 se define un procedimiento respectivo para inspeccionar componentes dentro de una carcasa de un transformador según la presente invención. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.
Aunque la aplicación se ha ilustrado y descrito en detalle en los dibujos y la descripción anterior, la misma debe considerarse ilustrativa y no de carácter restrictivo, entendiéndose que solo se han mostrado y descrito las realizaciones preferidas. La invención se define en las reivindicaciones adjuntas. Debe entenderse que aunque el uso de palabras como preferible, preferiblemente, preferido o más preferido utilizadas en la descripción anterior indica que la característica así descrita puede ser más deseable, no obstante, puede no ser necesaria y se pueden contemplar realizaciones que carezcan de la misma como dentro del alcance de la solicitud, siendo definido el alcance por las reivindicaciones que siguen. Al leer las reivindicaciones, se pretende que cuando se utilicen palabras tales como "un", "una", "al menos una" o "al menos una parte", no se pretenda limitar la reivindicación a un solo elemento, a menos que se especifique lo contrario en la reivindicación. Cuando se usa el lenguaje "al menos una porción" y/o "una porción", el elemento puede incluir una porción y/o el elemento completo a menos que se indique específicamente lo contrario.
A menos que se especifique o se limite de otro modo, los términos "montado", "conectado", "soportado" y "acoplado" y variaciones de los mismos se usan ampliamente y abarcan montajes, conexiones, soportes y acoplamientos tanto directos como indirectos. Además, "conectado" y "acoplado" no se limitan a conexiones o acoplamientos físicos o mecánicos.
Claims (16)
1. Un sistema de fijación para un vehículo de inspección propulsado por líquido para inspeccionar un transformador que comprende:
una fijación (112) configurada para conectar un sistema de control al vehículo de inspección (16);
un sistema de flotabilidad controlable acoplado operativamente a la fijación, en el que el sistema de flotabilidad controlable incluye uno o más cuerpos flotantes (120) y elementos flotantes (118) conectados a la fijación (112) y en el que uno o más cuerpos flotantes (120) o elementos flotantes (118) están configurados para controlar un volumen de gas y un volumen de líquido dentro de uno o más cuerpos flotantes (120) o elementos flotantes (118) y, por lo tanto, controlar la flotabilidad o altura flotante de uno o más cuerpos flotantes (120) o los elementos flotantes (118).
2. Un sistema de inspección para inspeccionar un transformador que comprende:
un vehículo de inspección (16) que tiene un dispositivo de propulsión que funciona en un medio líquido;
al menos un sensor (48) acoplado operativamente con el vehículo de inspección
un sistema de control que incluye un controlador electrónico (60) acoplado operativamente con el vehículo de inspección (16);
la fijación (112) según la reivindicación 1 conectada al vehículo de inspección (16); en el que el sistema de flotabilidad controlable está acoplado operativamente a la fijación (112) y al sistema de control.
3. El sistema de inspección de la reivindicación 2, que comprende además un conducto de gas y un conducto eléctrico asociado con la fijación (112) que está conectado a uno o más cuerpos flotantes (120) y elementos flotantes (118).
4. El sistema de inspección de la reivindicación 3, en el que al menos uno de los cuerpos flotantes (120) y los elementos flotantes comprenden además:
una válvula de entrada (122) conectada a la fijación configurada para ingresar un flujo de gas y/o líquido;
una válvula de salida (124) conectada a la fijación configurada para hacer salir un flujo de gas y/o líquido; y una válvula de intercambio de descarga (126) en comunicación fluida con el medio líquido en la carcasa configurada para controlar un volumen de gas y un volumen de líquido dentro de los cuerpos flotantes y el elemento flotante.
5. El sistema de inspección de la reivindicación 4, que comprende además una bomba de gas (64) operativamente conectada al conducto de gas, y en el que el controlador transmite comandos de control a la bomba de gas y a las válvulas para definir el nivel de flotabilidad de los cuerpos flotantes (120) y los elementos de flotabilidad (118) de manera que el nivel de flotabilidad de los cuerpos flotantes (120) y los elementos de flotabilidad (118) se pueden cambiar individualmente o juntos.
6. El sistema de inspección de la reivindicación 2, en el que uno o más cuerpos flotantes (120) incluyen un sistema de propulsión de cuerpo flotante (138) operable para generar un empuje controlado direccionalmente al cuerpo flotante en el medio líquido de manera que los cuerpos flotantes (120) puedan ser controlados individualmente o en conjunto.
7. El sistema de inspección de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 2 - 6, que comprende además un carrete (114) conectado a la fijación, siendo el carrete operable para desplegar y retraer la fijación hacia/desde el medio líquido, en el que el carrete incluye preferiblemente al menos uno de medios de control manual y medios controlados eléctricamente.
8. El sistema de inspección de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 2 - 7, que comprende además un dispositivo de limpieza de fijación (141) que funciona para eliminar una parte del medio líquido de la fijación durante la retracción, en el que el dispositivo de limpieza de fijación incluye una esponja o un cepillo limpiador, o un dispositivo de limpieza de detergente.
9. El sistema de inspección de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 2 a 8, que comprende además una estación de control remoto operable para transmitir y recibir señales de control del vehículo a través de la fijación.
10. Un procedimiento para inspeccionar componentes dentro de una carcasa de un transformador lleno al menos parcialmente con un líquido, comprendiendo el procedimiento:
conectar una fijación (112) a un vehículo de inspección (16);
desplegar el vehículo de inspección (16) en la carcasa;
mover el vehículo de inspección (16) dentro de la carcasa con un dispositivo de propulsión de accionamiento líquido;
detectar una parte de los componentes con un sensor (48) acoplado operativamente al vehículo de inspección (16); y controlar el movimiento de la fijación con un sistema de flotabilidad controlable, que incluye uno o más cuerpos flotantes (120) conectados a la fijación y elementos flotantes (118) ajustando un volumen de gas y un volumen de líquido dentro de uno o más cuerpos flotantes ( 120) para controlar un nivel de flotabilidad.
11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que el ajuste incluye controlar el flujo de gas con una o más válvulas (122, 124, 126) acopladas a uno o más cuerpos flotantes.
12. El procedimiento de la reivindicación 10 u 11, que comprende además maniobrar uno o más cuerpos flotantes por medio de un sistema de propulsión de cuerpos flotantes (138) operable dentro del líquido, y controlar automáticamente la ubicación de un cuerpo flotante en base a un algoritmo de control predeterminado.
13. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 10 - 12, que comprende la etapa de controlar un nivel de flotabilidad de cada uno o más elementos flotantes (118) individualmente o juntos.
14. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 10-13, que comprende además desplegar y retraer la fijación desde/sobre un carrete (114), en el que desplegar y retraer incluye al menos un medio de control manual y un medio de control eléctrico.
15. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 10 - 14, que comprende además limpiar la fijación con un dispositivo de limpieza de fijación (141), en el que la limpieza incluye eliminar líquido de la fijación con una esponja o un paño acoplado al dispositivo de limpieza, o en el que la limpieza incluye la aplicación de una solución de detergente a la fijación.
16. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 10-15, que comprende además controlar el sistema de flotabilidad de fijación y el vehículo de inspección (16) a través de una estación de control remoto.
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