ES2921307T3 - Aparato para el mantenimiento de una estructura - Google Patents
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Abstract
Aparato para el servicio de una estructura comprende un marco (1) para el ensamblaje alrededor de la estructura (30), el marco tiene al menos un par de brazos primeros y segundos (6, 7) unidos fundamentalmente en los extremos proximales del mismo al marco (1) y transportando Los respectivos miembros giratorios (8, 9) dispuestos para contactar a la estructura y manejables para mover el marco (1) a lo largo de la estructura (30). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato para el mantenimiento de una estructura
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un aparato para el mantenimiento de una estructura, como una estructura de soporte que incluye, pero no se limita, a estructuras de soporte marinas como elevadores, bajantes, pilotes tubulares o patas para plataformas marinas, embarcaderos o muelles, o una tubería.
Antecedentes de la invención
Las estructuras de soporte marinas suelen sufrir envejecimiento y degradación, en particular en la "zona de salpicaduras", que es la parte de la estructura que queda periódicamente cubierta y descubierta por el agua, por ejemplo, como resultado de la amplitud de las mareas, la acción de las olas y/o las salpicaduras. El envejecimiento puede incluir corrosión y daños físicos causados por la acción de las olas y los impactos. La degradación puede incluir la acumulación de crecimientos marinos, como algas, percebes, etc.
Por lo tanto, las estructuras de soporte marinas necesitan un mantenimiento, por ejemplo, mediante limpieza, inspección y revestimiento o pintura, para garantizar un rendimiento continuo y prolongar su vida útil. Por lo general, el mantenimiento lo realizan los buzos, pero esto puede ser extremadamente difícil y peligroso, sobre todo en la zona de salpicaduras, y a menudo no es del todo eficaz.
El documento US-A-2014/158171 divulga un aparato para la limpieza de residuos marinos de un pilote, que comprende una jaula de celosía que comprende dos mitades que se sujetan alrededor de un pilote, y motores de tracción con orugas para el movimiento vertical. Un carrito se desplaza por las pistas del exterior del bastidor y lleva un chorro de agua para limpiar el pilote.
El documento US-A-2016/059939 divulga un aparato según el preámbulo de las reivindicaciones independientes 1 y 4.
Declaraciones de la invención
La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.
Según una realización, se proporciona un aparato para el mantenimiento de una estructura, que comprende un bastidor para el montaje o posicionamiento alrededor de la estructura, incluyendo el bastidor un primer y un segundo soportes en los extremos axialmente opuestos del mismo; al menos un par de brazos primero y segundo de soporte unidos pivotantemente en los extremos proximales del mismo al primer soporte y que llevan miembros giratorios respectivos dispuestos para entrar en contacto con la estructura y accionables para mover el bastidor a lo largo de la estructura; y un carro dispuesto para el movimiento circunferencial, que lleva una o más herramientas para el mantenimiento de la estructura.
La disposición anterior puede permitir ventajosamente que las herramientas se monten en el bastidor sin interferencia de los miembros y brazos giratorios, ya que éstos están montados en el extremo opuesto del bastidor con respecto al carro.
La disposición anterior puede permitir ventajosamente que los brazos sean fácilmente accesibles, por ejemplo para el montaje, particularmente cuando se proporcionan en un extremo superior del bastidor.
Los brazos pueden fijarse de forma removible al bastidor, por ejemplo para facilitar el montaje y/o para permitir que los brazos se fijen a bastidores de diferentes tamaños, para mantenimiento de estructuras de diferentes tamaños. El aparato puede proporcionarse como un kit de piezas (no reivindicado) que incluye bastidores o secciones de bastidores de diferentes tamaños, a los que los brazos pueden unirse de forma intercambiable.
El bastidor tiene una forma generalmente cilíndrica, sin necesidad de partes concéntricas de diferentes radios, lo que permite que el bastidor sea relativamente ligero y/o compacto.
Los brazos primero y segundo pueden extenderse en direcciones axialmente opuestas, de tal manera que el primer brazo se extiende más allá de un extremo del bastidor, y el segundo brazo se extiende a través del bastidor, por ejemplo a través de una abertura entre los puntales que conectan el primer y el segundo soporte juntos. Esto también puede permitir que el aparato sea ligero y compacto.
Los brazos pueden estar unidos independientemente al primer soporte. Los brazos pueden ser accionados por cilindros hidráulicos, lo que permite modificar los ángulos de pivote de los brazos, que llevan los miembros giratorios, a medida que el bastidor se desplaza a lo largo de la estructura. Esto puede mejorar la capacidad del aparato para moverse por encima de los obstáculos, como las envolturas compuestas preenvueltas, las uniones de tuberías u
otras obstrucciones de este tipo. Esta disposición puede permitir o facilitar que el aparato escale una estructura cónica.
El aparato puede incluir uno o más sensores de distancia o de posición dispuestos para determinar la posición absoluta o relativa de al menos una parte del aparato con respecto a la estructura, por ejemplo la distancia recorrida por el bastidor a lo largo de la estructura y/o la posición circunferencial del carro.
Según otra realización de la invención, se proporciona un aparato para mantenimiento de una estructura, que comprende un bastidor para el montaje o la disposición alrededor de la estructura, el bastidor que incluye un soporte en una posición intermedia de los extremos axiales del bastidor; al menos un par de brazos primero y segundo unidos pivotantemente en los extremos proximales de los mismos al soporte; y al menos un par de miembros giratorios primero y segundo, unidos a los extremos distales de los respectivos brazos primero y segundo, para el contacto con la estructura; los brazos primero y segundo que se extienden en direcciones axialmente opuestas y que son pivotantes para mover los correspondientes miembros giratorios primero y segundo hacia o fuera de la estructura.
El aparato puede comprender un primer módulo conectable a uno o más módulos adicionales en serie a lo largo de la estructura, estando el primer módulo configurado como módulo de tracción o accionamiento y el o los módulos adicionales configurados para mantenimiento de la estructura.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se describirán realizaciones específicas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una vista en perspectiva desde arriba de un aparato según una primera realización de la invención;
La figura 2 es un primer alzado lateral del aparato según la primera realización;
La figura 3 es un segundo alzado lateral del aparato según la primera realización, ortogonal al primer alzado lateral;
La figura 4 es una sección transversal a través del plano A-A de la figura 2, que indica la posición de una estructura de soporte;
La figura 5 es una vista superior del aparato según la primera realización;
La figura 6 es una vista en perspectiva desde arriba de un aparato según una segunda realización de la invención;
La figura 7 es una vista en perspectiva desde abajo del aparato según la segunda realización;
La figura 8 es un primer alzado lateral del aparato según la segunda realización;
La figura 9 es un segundo alzado lateral del aparato según la segunda realización,
ortogonal al primer alzado lateral;
La figura 10 es una sección transversal en el plano A-A de la figura 9;
La figura 11 es una sección transversal en el plano B-B de la figura 9;
La figura 12 es una vista superior del aparato según la segunda realización;
La figura 13 es una vista de un kit de piezas para ensamblar el aparato según la primera o segunda realización; La figura 14 es un diagrama de las operaciones de un aparato según las realizaciones de la invención;
La figura 15 es un diagrama de parte de un sistema hidráulico de un aparato según las realizaciones de la invención;
La figura 16 es un diagrama que ilustra un sistema de control remoto para el funcionamiento de un aparato según las realizaciones de la invención;
La figura 17 es un primer alzado lateral de un aparato según una tercera realización de la invención;
La figura 18 es un segundo alzado lateral del aparato según la tercera realización,
ortogonal al primer alzado lateral;
La figura 19 es una vista en perspectiva desde arriba del aparato según la tercera realización;
La figura 20 es una vista inferior del aparato según la tercera realización;
La figura 21 es una vista superior del aparato según la tercera realización;
La figura 22 es una vista en sección transversal parcial en el plano A-A de la figura 21;
La figura 23 es un diagrama que muestra diferentes configuraciones del aparato de la tercera realización como módulo de tracción, con módulos adicionales; y
La figura 24 muestra una vista detallada de un sistema de conexión entre módulos según las configuraciones de la figura 23.
Descripción detallada de las realizaciones
En la descripción que sigue, la orientación del aparato se describirá como ensamblado alrededor de una estructura de soporte 3o verticalmente alargada. "Circunferencial" y "tangencial" se refieren a una circunferencia alrededor de un eje vertical central ficticio, y "radial" a una dirección perpendicular a ese eje.
Cuando se muestran las dimensiones en los dibujos, éstas se indican en milímetros. Las dimensiones no son limitativas del tamaño de las realizaciones específicas y se proporcionan puramente a modo de ejemplo.
Para mayor claridad, no todas las instancias de una parte en particular se indican con números de referencia en los dibujos. Mediante la inspección de los dibujos en su conjunto se entenderá a qué partes se hace referencia. Las partes similares entre las diferentes realizaciones se indican con el mismo número de referencia.
A continuación se describe una primera realización de la invención con referencia a las figuras 1 a 5. Una jaula o bastidor 1 comprende segmentos o secciones de jaula o bastidor 1a, 1b, 1c que se conectan de forma desmontable entre sí en los puntos de conexión del bastidor 2a, 2b, 2c, por ejemplo mediante pasadores desmontables. En uso, los segmentos del bastidor 1a, 1b, 1c se ensamblan alrededor de la estructura de soporte 30 para su mantenimiento. Los segmentos del bastidor 1a, 1b, 1c incluyen puntos de elevación 23 para la fijación de cables o similares, para elevar los segmentos del bastidor 1a, 1b, 1c a su posición y/o para recuperarlos después de su uso. Preferiblemente, cada segmento del bastidor 1a, 1b, 1c es lo suficientemente ligero como para ser levantado manualmente en su posición.
El bastidor 1 comprende un soporte superior 3 y un soporte inferior 4, interconectados por puntales 5. En esta realización, los soportes superior e inferior 3, 4 son de forma circular y coaxial. Los puntales 5 se extienden generalmente de forma vertical entre los soportes superior e inferior 3, 4. El soporte superior 3, el soporte inferior 4 y los puntales 5 son preferiblemente sustancialmente rígidos y se conectan entre sí para que el bastidor 1, una vez montado, sea sustancialmente rígido.
Una pluralidad (en este caso 3) de pares de brazos superiores e inferiores 6, 7 están conectados al soporte superior 3 en diferentes posiciones circunferenciales, preferiblemente espaciadas uniformemente alrededor del soporte superior 3, por ejemplo en 120° en esta realización.
Cada brazo 6, 7 está conectado pivotantemente al soporte superior 3 alrededor de un eje de pivote tangencial y horizontal, por ejemplo mediante un eje o husillo respectivo. En esta realización, los brazos 6, 7 son pivotantes sobre los ejes respectivos de los lados superior e inferior del soporte superior 3, pero alternativamente pueden ser pivotantes sobre el mismo eje. Los brazos superior e inferior 6, 7 son pivotantes en direcciones opuestas entre sí, de modo que ambos pueden moverse simultáneamente hacia la estructura de soporte 30 o alejarse de ella. Los brazos superior e inferior 6, 7 pueden ser pivotantes independientemente el uno del otro, de modo que el ángulo entre los brazos superior e inferior 6, 7 puede variar.
Cada brazo 6, 7 lleva una rueda respectiva, un rodillo u otro miembro giratorio 8, 9 dispuesto para entrar en contacto con la estructura de soporte 30. Las ruedas 8, 9 pueden tener superficies de contacto dispuestas para mejorar la tracción contra la estructura de soporte 30 y/o para reducir el desgaste de las ruedas 8, 9. Cada par de ruedas 8, 9, transportadas por su correspondiente par de brazos 6, 7, pueden girar de forma independiente.
Al menos uno de los pares de brazos 6, 7 son alternativamente accionables para pivotar hacia y fuera de la estructura de soporte 30, de manera que las ruedas correspondientes 8, 9 sujetan y liberan respectivamente la estructura de soporte 30. Preferentemente, este par de brazos 6, 7 es accionado por los respectivos cilindros hidráulicos 10, 11. El control de los cilindros hidráulicos 10, 11 puede estar interconectado para que el par de brazos se accione de forma sincronizada. Los cilindros hidráulicos 10, 11 pueden ser alimentados por mangueras hidráulicas respectivas (no mostradas), aseguradas por una abrazadera de manguera 24.
Otros de los pares de brazos 6, 7 pueden ser sostenidos de forma ajustable en una posición pivotante, por ejemplo mediante barras de longitud ajustable o manguitos roscados 12, 13, de acuerdo con el diámetro de la estructura de soporte 30 a mantener.
Los brazos inferiores 7 están dispuestos para pasar entre los puntales 5 y permitir que las ruedas 9 correspondientes entren en contacto con la estructura de soporte 30.
Al menos una de las ruedas 8, 9 es accionable alternativamente en cualquiera de las direcciones opuestas (por ejemplo, hacia adelante y hacia atrás) para mover el aparato respectivamente hacia arriba y hacia abajo de la estructura de soporte 30. Preferiblemente, las ruedas motrices 8, 9 están dispuestas en los brazos accionables alternativamente 6, 7. Otras de las ruedas 8, 9 pueden no ser accionadas, pero pueden girar libremente, preferiblemente de forma independiente, para actuar como guías para el movimiento del aparato hacia arriba y hacia abajo de la estructura de soporte 30.
El soporte inferior 4 soporta un carril guía 14 para guiar un carro 15 circunferencialmente alrededor de la parte inferior del bastidor 1. El carro 15 tiene un engranaje de transmisión 16 que se acopla a una pista de engranajes 17 dispuesta circunferencial y horizontalmente alrededor de la parte inferior del bastidor 1. El engranaje de transmisión 16 se acciona de modo que el carro 15 se desplaza circunferencialmente alrededor del carril de guía 14. El carro 15 puede ser impulsado circunferencialmente a través de aproximadamente 360°, pero preferentemente el movimiento del carro 15 está limitado a una rotación completa por un tope de carro 18 provisto adyacente al carril guía 14, como se muestra en la figura 4.
Es preferible que el carro 15 no entre en contacto con la estructura de soporte 30, ya que la acumulación en la estructura de soporte 30 podría impedir el avance del carro 15. En su lugar, el carro 15 se apoya en un par de rodillos interiores 19 que entran en contacto con un lado interior del carril guía 14, y un par de rodillos exteriores 20 que entran en contacto con un lado exterior del carril guía 14. Los rodillos interiores 19 están montados en los respectivos brazos del carro 21 que se extienden horizontalmente a ambos lados del carro 15, para mejorar la estabilidad.
En una realización alternativa, las funciones del carril guía 14 y de la pista de engranajes 17 pueden combinarse. Por ejemplo, la pista de engranajes 17 y el engranaje de transmisión 16 podrían omitirse y uno o más de los rodillos interiores o exteriores 19, 20 podrían ser accionados para impulsar el carro 15 alrededor del carril guía 14. Alternativamente, el carril de guía 14 puede omitirse y la pista de engranajes 17 modificarse para proporcionar una función de guía. En lugar de un engranaje/pista de engranajes o una disposición de cremallera y piñón, puede utilizarse una disposición de accionamiento lineal alternativo, como un piñón de rodillos o un accionamiento por fricción.
El carro 15 está dispuesto para transportar una o más herramientas 22 para el mantenimiento de la estructura de soporte 30. Al mover el bastidor 1 hacia arriba y hacia abajo de la estructura de soporte 30 utilizando las ruedas motrices 8, 9, y moviendo el carro 15 circunferencialmente alrededor de la estructura de soporte 30, la(s) herramienta(s) 22 puede(n) alcanzar sustancialmente cualquier parte de la superficie externa de la estructura de soporte 30, al menos dentro de la zona de salpicadura y sujeto a cualquier restricción debida a líneas hidráulicas y similares.
La(s) herramienta(s) 22 puede(n) estar montada(s) de forma móvil en el carro 15, para permitir el movimiento de la(s) herramienta(s) 22 en relación con el carro 15. Por ejemplo, la(s) herramienta(s) 22 puede(n) ser accionable(s) alternativamente hacia y desde la estructura de soporte 30, por ejemplo en una dirección radial.
Ejemplos de la(s) herramienta(s) que puede(n) ser montada(s) individualmente o juntas en el carro 15, y que pueden ser intercambiables, incluyen:
- una boquilla de agua a alta presión para limpiar la superficie de la estructura de soporte 30
- una sonda de medición del espesor de la pared de la estructura de soporte 30, por ejemplo mediante ultrasonidos
- una cámara de vídeo 27 para la inspección del lugar de mantenimiento
- un sensor de holgura para detectar la holgura desde la superficie de la estructura de soporte
- una herramienta para pintar, como un rodillo o brochas, para pintar la superficie de la estructura de soporte 30 - una herramienta para envolver para aplicar una envoltura protectora a la estructura de soporte 30
- una herramienta de corte para cortar una parte de la estructura de soporte 30, por ejemplo mediante corte abrasivo de alta presión.
En la segunda realización, el carro 15 lleva una cámara 27, como una cámara de vídeo, además de una herramienta de limpieza 22.
El aparato puede incluir uno o más sensores de distancia, para determinar la distancia recorrida a lo largo de la estructura de soporte 30. El (los) sensor(es) de distancia puede(n) determinar, por ejemplo, el número de rotaciones de la(s) rueda(s) 8, 9, utilizando, por ejemplo, uno o más sensores ópticos o magnéticos de posición angular.
El carro 15 puede incluir uno o más sensores de posición rotacional (por ejemplo, sensores ópticos o magnéticos) capaces de detectar una posición circunferencial absoluta o relativa del carro 15 con respecto al bastidor 1, por ejemplo, detectando marcas de posición de referencia en el carril de guía 14 o en la pista de engranajes 17.
El (los) sensor(es) de distancia y/o el (los) sensor(es) de posición rotacional pueden utilizarse para determinar la posición de la herramienta 22, el carro 15 u otra parte del aparato en la estructura de soporte 30. Esto puede permitir que el aparato se desplace a una posición absoluta predeterminada o que regrese a una posición visitada anteriormente, por ejemplo, cuando se ha detectado una anomalía o discrepancia.
El aparato puede alinearse con una o más marcas de referencia en la estructura de soporte 30, para permitir que el aparato vuelva a una posición previamente visitada en relación con las marcas de referencia. En un ejemplo, se hace una marca visible horizontal y/o vertical en la estructura de soporte 30 correspondiente a una posición inicial de una o más partes del aparato, como la posición vertical del soporte superior 3 y la posición circunferencial de un puntal predeterminado de los puntales 5, identificada por ejemplo por una marca como una marca de pintura distintiva. El (los) sensor(es) de distancia está(n) puesto(s) a cero. El carro 15 está en su posición circunferencial máxima (ya sea en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario), y el (los) sensor(es) de posición rotacional está(n) puesto(s) a cero. A medida que el aparato se desplaza a lo largo de la estructura de soporte 30, el/los sensor/es de distancia y el/los sensor/es de posición rotacional miden la distancia recorrida en una dirección axial y circunferencial en relación con la posición inicial. De este modo, se puede cartografiar la posición de cualquier anomalía o discrepancia en la estructura de soporte y volver a ella, si es necesario.
La primera realización está diseñada para mantenimiento de estructuras de soporte 30 con un diámetro en el rango de 22 - 36 pulgadas (0,56-0,91 metros). Se pueden proporcionar realizaciones alternativas de diferentes tamaños y/o números de segmentos de bastidor 1a, 1b, 1c para mantenimiento de estructuras de soporte de otros diámetros. Por ejemplo, las figuras 6 a 12 muestran una segunda realización que es similar en construcción a la primera realización pero tiene un bastidor 1 de menor diámetro diseñado para mantenimiento de una estructura de soporte 30 con un diámetro en el rango de 9 - 22 pulgadas (0,24 - 0,56 metros). El bastidor 1 comprende dos segmentos de bastidor 1a, 1b, que son semicilíndricos y se ensamblan entre sí para formar un bastidor cilíndrico 1.
La segunda realización tiene tres pares de brazos superiores e inferiores 6, 7 como en la primera realización, espaciados uniformemente alrededor del soporte superior 3. En otras realizaciones, especialmente las diseñadas para mantenimiento de estructuras de soporte de mayor diámetro, puede haber más de tres pares de brazos 6, 7. Los brazos 6, 7, junto con las ruedas 8, 9, los cilindros hidráulicos 10, 11 y las barras de longitud ajustable 12, 13, pueden fijarse de forma desmontable a los segmentos del bastidor 1a, 1b, 1c. Estos componentes pueden entonces utilizarse indistintamente con los segmentos del bastidor 1a, 1b, 1c de la primera realización y los segmentos del bastidor 1a, 1b de la segunda realización. Pueden ser necesarios diferentes carros 15 para la primera y la segunda realización, debido a los diferentes radios de curvatura. Alternativamente, un único carro ajustable 15 puede utilizarse indistintamente entre la primera y la segunda realización, por ejemplo con brazos de carro ajustables 21. Las figuras 17 a 22 muestran un aparato según una tercera realización, que difiere de la primera y segunda realizaciones en que la jaula o bastidor 1 incluye un soporte central 33 al que se conectan dos pares de brazos superiores e inferiores 6, 7, que llevan las correspondientes ruedas 8, 9. Por lo tanto, la jaula 1 comprende tres piezas horizontales anulares (soporte inferior 3, soporte central 33 y soporte superior 4) conectadas entre sí por puntales 5 que se extienden verticalmente para formar una estructura generalmente cilíndrica. Por lo tanto, la tercera realización puede considerarse como un desarrollo de las realizaciones primera y segunda en la que el soporte central 33 realiza una función similar al soporte superior 4 de las realizaciones primera y segunda, y el soporte superior 4 de la tercera realización es una parte estructural adicional que se extiende más allá de los brazos superiores 6.
La jaula 1 comprende dos secciones semicilíndricas 1a, 1b conectadas entre sí mediante bisagras en los puntos de conexión 2a, 2b, y bloqueables entre sí, de forma similar a la segunda realización. La jaula de este ejemplo puede diseñarse en una versión más grande para ajustarse alrededor de estructuras 30 con un diámetro de entre 22 y 36 pulgadas (0,56 - 0,91 m), o en una versión más pequeña para estructuras 30 con un diámetro de entre 8 y 22 pulgadas (0,20-0,56 m).
Un par de brazos 6, 7 tiene un par correspondiente de cilindros de accionamiento 10, 11, mientras que el otro par de brazos tiene un par correspondiente de barras de longitud ajustable 12, 13. Las ruedas 8, 9 de al menos un par de brazos 6, 7 son accionables alternativamente para mover el aparato hacia arriba y hacia abajo de la estructura 30.
En esta realización, el aparato no tiene carril guía 14 ni carro 15 para transportar las herramientas 22. Por lo tanto, el centro de gravedad (COG) está cerca del centro geométrico de la jaula 1, como se muestra en las figuras 17 y 18. Como se muestra en las figuras 23 y 24, el aparato está configurado como un módulo de tracción para ser conectado en serie a lo largo y alrededor de la estructura 30 a uno o más módulos de mantenimiento 34, como un módulo de limpieza, un módulo de NDT (ensayos no destructivos) y/o un módulo de corte. Cada módulo adicional comprende una jaula o bastidor de construcción similar a la del módulo de tracción, y puede comprender dos o más pares de brazos 6, 7 con las correspondientes ruedas 8, 9 similares a las del módulo de tracción, excepto que ninguna de las ruedas 8, 9 del módulo adicional es accionable; en cambio, los módulos de mantenimiento 34 son impulsados a lo largo de la estructura 30 por el módulo de tracción. Alternativamente, los uno o más módulos de mantenimiento pueden ser movidos a lo largo de la estructura 30 por algún otro medio, como uno o más cabrestantes unidos a la estructura 30 o a una plataforma.
La distancia recorrida a lo largo de la estructura 30 puede ser medida por una rueda de medición 43 que se apoya en el bastidor 1, por ejemplo en el soporte central 33, y es pivotante en contacto con la estructura 30. La rueda de medición puede ser una rueda de codificación a partir de la cual se puede detectar la distancia recorrida óptica y/o electrónicamente.
Como se muestra en la figura 24, los módulos primero y segundo adyacentes pueden conectarse entre sí mediante una o más partes de acoplamiento en un primer módulo que se acopla con una o más partes de acoplamiento correspondientes del segundo módulo; por ejemplo, la(s) primera(s) parte(s) de acoplamiento puede(n) comprender una o más sondas de acoplamiento macho 35 y la(s) segunda(s) parte(s) de acoplamiento puede(n) comprender uno o más receptáculos 36 en los que encajan la(s) sonda(s) de acoplamiento macho 35 correspondientes. La conexión puede asegurarse mediante un sistema de bloqueo, como un perno de liberación rápida 37 que pasa a través de las aberturas de la sonda de acoplamiento macho y del receptáculo. Se pueden utilizar mecanismos alternativos de acoplamiento y/o fijación.
El módulo de tracción puede tener una pluralidad de patas de apoyo 42 fijadas al soporte inferior 4. Preferiblemente, las patas de apoyo 42 son desmontables para permitir la conexión de un módulo adicional debajo del módulo de tracción.
El módulo de tracción incluye un controlador maestro 38 que es conectable de forma removible por medio de cables 40 a uno o más controladores esclavos correspondientes 39 en uno o más módulos adicionales. El controlador maestro 38 es controlado desde la superficie por la unidad de control remoto 25, y pasa señales de comunicación y/o energía eléctrica a los controladores esclavos 39.
La figura 13 muestra un conjunto de piezas que pueden proporcionarse para permitir el montaje de aparatos de la primera o segunda realización, que comprende al menos los segmentos del bastidor 1a, 1b, 1c de la primera realización, los segmentos del bastidor 1a, 1b de la segunda realización, los brazos 6, 7 junto con las ruedas 8, 9, los cilindros hidráulicos 10, 11 y las barras de longitud ajustable 12, 13 (mostradas aquí unidas a los segmentos del bastidor 1a, 1b de la segunda realización), los carros 15 para la primera y la segunda realización, un conjunto de mangueras hidráulicas 29, y una fuente de alimentación hidráulica 28. En este ejemplo, el kit de piezas se suministra en un contenedor transportable 32 que incluye un banco de trabajo 31, para facilitar el montaje parcial del aparato antes de ensamblarlo alrededor de la estructura de soporte 30.
En realizaciones diseñadas para estructuras de soporte 30 de un solo diámetro, o de una pequeña gama de diámetros, algunos de los pares de brazos no accionados 6, 7 y ruedas 8, 9 pueden ser sustituidos por otros tipos de guías, como rodillos o ruedas de posición radial fija.
La figura 14 muestra ejemplos de funciones accionables del aparato según las realizaciones de la invención, como las realizaciones descritas anteriormente:
i. Abrir/cerrar la abrazadera, accionando los brazos pivotables superior e inferior accionables 6, 7 para que pivoten radialmente hacia fuera/hacia delante, respectivamente;
ii. Subir/bajar, accionando la(s) rueda(s) motrices 8, 9 en contacto con la superficie de la estructura de soporte 30 en direcciones de avance/retroceso respectivamente;
iii. Girar el carro en el sentido horario/antihorario, accionando el engranaje de transmisión 16 en dirección de avance/retroceso respectivamente;
iv. Ajustar la herramienta hacia adelante/hacia atrás, accionando la herramienta 22 radialmente hacia adelante/hacia atrás, respectivamente, con respecto al carro 15.
Cada una de las funciones accionables puede ser alimentada y/o controlada por energía hidráulica o eléctrica, por ejemplo, mediante mangueras hidráulicas y/o cables eléctricos conectados al aparato. La energía hidráulica es preferible para al menos algunas aplicaciones, por ejemplo para reducir el peso del aparato y/o para evitar el uso de electricidad en un entorno marino. Una unidad de energía hidráulica puede estar montada en una plataforma y conectada al aparato mediante mangueras hidráulicas flexibles.
En la figura 15 se muestra un ejemplo de sistema de accionamiento hidráulico para el aparato, en el que el pivote de uno de los pares de brazos 6, 7, la rotación de las ruedas correspondientes 8, 9, y en el caso de la primera y segunda realización, la rotación del engranaje de accionamiento 16, y el accionamiento recíproco de la herramienta 22 son accionados por líneas hidráulicas separadas, conectadas a una unidad de energía hidráulica (no mostrada). El aparato se controla preferentemente mediante una unidad de control remoto 25, como se muestra por ejemplo en la figura 16, que permite controlar algunas o todas las funciones descritas anteriormente, preferentemente mediante los correspondientes controles accionables por el usuario. La unidad de control remoto 25 puede estar conectada mediante una conexión por cable o inalámbrica a un controlador 26 de las funciones descritas anteriormente. La energía para el accionamiento de las funciones puede ser proporcionada por una fuente de alimentación 28, bajo el control del controlador 26.
Preferiblemente, las velocidades de accionamiento de las ruedas 8, 9 y del engranaje de accionamiento 16 son controlables independientemente para ajustarse al mantenimiento requerido. Alternativa o adicionalmente, la unidad de control remoto 25 o el controlador 26 pueden ser programables o estar programados para llevar a cabo un servicio particular mediante el control coordinado de las diferentes funciones, opcionalmente en respuesta a la distancia recorrida detectada por el/los sensor/es de distancia, y/o la posición circunferencial del carro 15 detectada por el/los sensor/es de posición circunferencial. Esto puede permitir el mantenimiento de una sección predeterminada de la estructura de soporte 30.
El ángulo de pivote de los brazos 6, 7 puede ser variado durante el uso, por ejemplo para permitir que el aparato sea conducido hacia arriba o hacia abajo de un miembro de soporte inclinado o curvo.
El número de ruedas 8, 9 que se accionan puede variar en función de la carga que debe transportar el aparato o de las condiciones de funcionamiento del mismo. El pivote de más de uno de los pares de brazos 6, 7 puede ser accionado, dependiendo de la capacidad de ajuste o de la fuerza de sujeción requerida.
Las realizaciones de la presente invención pueden ser utilizadas para el mantenimiento de estructuras de soporte cónicas, variando el grado de pivoteo de los brazos 6, 7 para ajustar el diámetro variable a medida que el aparato se mueve hacia arriba y hacia abajo de la estructura de soporte.
En una realización alternativa, los brazos 6, 7 pueden estar montados en el soporte inferior 4 y el carril guía 14 puede estar montado en el soporte superior 3.
Preferiblemente, los segmentos del bastidor 1a, 1b, 1c están construidos con tubo de aluminio para que sean ligeros. Por ejemplo, el peso del aparato, excluyendo las líneas hidráulicas o eléctricas, puede estar en el rango de 200-300 kg.
En realizaciones de mayor tamaño, el procedimiento de cierre mediante pasadores extraíbles puede sustituirse por un procedimiento de cierre hidráulico, en el que dos o más de los segmentos de la jaula o bastidor 1a, 1b, 1c se conectan entre sí con conexiones de bisagra, accionadas, por ejemplo, por arietes o cilindros hidráulicos 41, como se muestra, por ejemplo, en la figura 17. Los segmentos 1a, 1b, 1c pueden estar conectados entre sí en una superficie adecuada, como un pontón o barcaza flotante, apoyados, por ejemplo, en las patas de apoyo 42. Las conexiones con bisagras pueden abrirse de manera que la jaula o bastidor 1 encaje alrededor de la estructura de soporte 30 para su mantenimiento, y luego cerrarse para asegurar el bastidor 1 alrededor de la estructura 30. Los segmentos 1a, 1b, 1c pueden estar asegurados entre sí por uno o más mecanismos de bloqueo, como los cilindros de bloqueo 44.
Las realizaciones anteriores están diseñadas para mantenimiento de una estructura de soporte cilíndrica circular, como una pila, y por lo tanto el bastidor 1 es aproximadamente cilíndrico circular, teniendo un diámetro interior ligeramente mayor que el diámetro de la estructura de soporte 30. Otras realizaciones pueden tener formas y tamaños alternativos para adaptarse al tipo de estructura de soporte 30 para la que están diseñadas. Por ejemplo, un bastidor cilíndrico cuadrado o rectangular 1, preferiblemente con un par de brazos 5, 6 en cada uno de los cuatro lados, puede utilizarse en una realización diseñada para mantenimiento de una estructura de soporte cilíndrica cuadrada o rectangular 30.
Las realizaciones anteriores pueden utilizarse en una zona de salpicaduras marinas o acuáticas, o a poca profundidad por debajo de la superficie, como 10 metros. Las realizaciones pueden ser modificadas para operar por debajo de los 10 metros de profundidad, por ejemplo, mediante el uso de sellos hidráulicos adecuados. Las realizaciones pueden utilizarse para el mantenimiento de tuberías, en la medida en que no se vean obstaculizadas por el soporte de las mismas.
Otras realizaciones de la presente invención pueden utilizarse para el mantenimiento de estructuras de soporte no marinas o en tierra, como turbinas eólicas o mástiles de radio. Para estas aplicaciones, los segmentos del bastidor 1a, 1b, 1c pueden estar provistos de una o más ruedas desmontables o permanentemente unidas para u otros miembros de transporte, permitiendo que los segmentos del bastidor se muevan a su posición alrededor de la estructura de soporte, a lo largo del suelo. Por ejemplo, cada segmento del bastidor 1a, 1b, 1c puede tener una o más ruedas fijadas a cada lado y una rueda adicional desmontable en una cercha en el vértice de un triángulo
formado por dos ruedas en el bastidor 1 y en el exterior del bastidor. A continuación, los segmentos 1a, 1b, 1c pueden ensamblarse o cerrarse alrededor de la estructura de soporte 20, por ejemplo, mediante pasadores extraíbles o mediante los cilindros hidráulicos descritos anteriormente.
La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.
Lista de partes y referencias correspondientes
Claims (15)
1. Aparato para el mantenimiento de una estructura, que comprende:
un bastidor (1) para el montaje o la disposición alrededor de la estructura, incluyendo el bastidor (1) soportes superiores e inferiores (3, 4) provistos en los extremos axiales del bastidor (1) y un soporte central (33) provisto entre dichos extremos opuestos del bastidor (1), conectados entre sí por puntales (5) que se extienden verticalmente para formar una estructura generalmente cilíndrica;
al menos un par de brazos primero y segundo (6, 7) unidos pivotantemente en sus extremos proximales al soporte central (33); y
al menos un par de miembros giratorios primero y segundo (8, 9), unidos a los extremos distales de los respectivos brazos primero y segundo (6, 7), para el contacto con la estructura;
los brazos primero y segundo (6, 7) son pivotantes para desplazar los correspondientes miembros giratorios primero y segundo (8, 9) hacia o desde la estructura;
caracterizado porque:
los brazos primero y segundo (6, 7) se extienden en direcciones axialmente opuestas;
y porque:
al menos uno de los brazos primero y segundo (6, 7) está dispuesto para pasar entre puntales adyacentes de los puntales (5) de manera que el correspondiente miembro giratorio primero o segundo (8, 9) pueda entrar en contacto con la estructura.
2. Aparato según la reivindicación 1, que incluye un carro (15) dispuesto para el movimiento circunferencial en o cerca de un extremo axial del bastidor (1), el carro (15) lleva, o está dispuesto para llevar, una o más herramientas (22) para el mantenimiento de la estructura.
3. Aparato según cualquier reivindicación anterior, que incluye medios de conexión (35) para conectar de forma removible el aparato a uno o más módulos (34) para el mantenimiento de la estructura.
4. Aparato para el mantenimiento de una estructura, que comprende:
un bastidor (1) para su montaje o disposición alrededor de la estructura, incluyendo el bastidor (1) unos soportes primero y segundo (3, 4) en los extremos axialmente opuestos del mismo, conectados entre sí por puntales (5) que se extienden axialmente para formar una estructura generalmente cilíndrica;
al menos un par de brazos primero y segundo (6, 7) unidos pivotantemente en sus extremos proximales al primer soporte (3); y
al menos un par de miembros giratorios primero y segundo (8, 9), unidos a los extremos distales de los respectivos brazos primero y segundo (6, 7), para el contacto con la estructura;
los brazos primero y segundo (6, 7) son pivotantes para acercar o alejar los correspondientes elementos giratorios primero y segundo (8, 9) de la estructura de soporte;
caracterizado porque:
los brazos primero y segundo (6, 7) se extienden en direcciones axialmente opuestas, estando el segundo brazo dispuesto para pasar entre puntales adyacentes de los puntales, de tal manera que el segundo miembro giratorio es capaz de contactar con la estructura;
y caracterizado además por:
un carro (15) dispuesto para el movimiento circunferencial en o cerca del segundo soporte (4), el carro (15) lleva, o está dispuesto para llevar, una o más herramientas (22) para el mantenimiento de la estructura.
5. Aparato según la reivindicación 4, que incluye un carril de guía (14) para guiar el carro (15) circunferencialmente, estando el carril de guía (14) unido al segundo soporte (4).
6. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, que incluye una pista (17) dispuesta circunferencialmente alrededor del bastidor (1), teniendo el carro (15) un miembro de accionamiento (16) que se acopla a la pista (17) y es accionable para mover el carro (15) alrededor de la pista (17).
7. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, que incluye medios para conducir la o las herramientas (22) con respecto al carro (15).
8. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, que incluye dicha una o más herramientas (22) transportadas en el carro (15), comprendiendo la una o más herramientas (22) al menos una de una herramienta, una herramienta de medición del espesor de la pared, una cámara de vídeo, un sensor de holgura, una herramienta para pintar, una herramienta para envolver y una herramienta de corte.
9. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, que incluye un sensor de posición circunferencial para detectar una posición circunferencial del carro.
10. Aparato según cualquier reivindicación anterior, que incluye medios (10, 11) para accionar el brazo primero y/o segundo (6, 7) de manera que pivote hacia la estructura y ponga en contacto el respectivo miembro giratorio (8, 9) con la estructura.
11. Aparato según cualquier reivindicación anterior, que incluye una pluralidad de dichos pares de brazos primero y segundo (6, 7) y miembros giratorios primero y segundo (8, 9), circunferencialmente espaciados alrededor de uno de los soportes (3, 33) al que están unidos los brazos (6, 7).
12. Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que el bastidor (1) comprende una pluralidad de segmentos de bastidor (1a, 1b, 1c) dispuestos para ser ensamblados alrededor de la estructura.
13. Aparato según la reivindicación 12, en el que un par adyacente de los segmentos del bastidor (1a, 1b, 1c) están conectados entre sí mediante bisagras.
14. El aparato según cualquier reivindicación anterior incluye un sensor de distancias para detectar la distancia recorrida por el aparato a lo largo de la estructura.
15. Aparato según la reivindicación 14, en el que el sensor de distancias comprende una rueda (43) dispuesta para entrar en contacto con la estructura.
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