MX2010012701A - Dispositivo para proporcionar informacion sobe la posicion de un acoplamiento movil de un sistema de carga de fluido marino. - Google Patents
Dispositivo para proporcionar informacion sobe la posicion de un acoplamiento movil de un sistema de carga de fluido marino.Info
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Abstract
Un dispositivo (1) para proporcionar información sobre la posición de por lo menos un acoplamiento movible (26) de un sistema marino de carga (2), el sistema presenta por lo menos una línea de transferencia de fluido que tiene una línea extremo fijado una base (21), y una línea movible extrema provista con un acoplamiento (26) adaptada para la conexión a un ducto objetivo, el acoplamiento o un miembro inmediatamente vecino al acoplamiento que tiene por lo menos un medio para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento (33) adaptado para cooperar directamente con los medios (34) para proporcionar la información sobre la posición de la base dispuesta en la base o en un miembro inmediatamente vecino a la base para proporcionar, en base de la información sobre la posición de la base, información sobre la posición relativa del acoplamiento directamente en relación a la base, o adaptado para proporcionar la información sobre la posición absoluta del acoplamiento (26) en el espacio y, la base que tiene una posición fija en el espacio, el dispositivo tiene medios de cálculo que permiten calcular en base de la información sobre la posición absoluta del acoplamiento y de los datos en la posición de la base fija en el espacio, información sobre la posición relativa del acoplamiento directamente en relación a la base.
Description
DISPOSITIVO PARA PROPORCIONAR INFORMACIÓN SOBRE LA POSICIÓN DE UN ACOPLAMIENTO MÓVIL DE UN SISTEMA DE CARGA DE FLUIDO MARINO
Campo de la Invención
La presente invención se refiere generalmente a los sistemas para ¦ cargar y/o descargar fluidos para embarcaciones, designados comúnmente sistemas marinos de carga. Estos sistemas se utilizan para transferir un producto fluido entre una embarcación y un muelle o entre dos embarcaciones.
Antecedentes de la Invención
El producto fluido se pretende que signifique un producto fluido o gaseoso.
Más particularmente, la presente invención se refiere a un dispositivo .para proporcionar la información sobre la posición de un acoplamiento y para la disposición de la alarma, para el movimiento de tal sistema de carga y/o descarga.
Generalmente, los sistemas marinos de carga tienen una línea de transferencia de fluido extremo fijado a una base y está conectada con un tanque de fluido que se transferirá, y una linea extrema opuesta que sea movible y está provista con un acoplamiento adaptado para conectarse a un ducto objetivo, conectado con un tanque de fluido.
El movimiento del acoplamiento movible es controlado por los actuadores controlados por un dispositivo de control previsto para un operador.
Cuando el acoplamiento se mueve también lejos de la base, hay un riesgo de daños al sistema, particularmente por la ruptura o interferencia. Cuando el acoplamiento se mueve demasiado lejos de la base durante la extensión hay un riesgo de ruptura del sistema. Cuando el acoplamiento se gira en relación a la base, particularmente cuando varios sistemas de carga se disponen paralelamente en un muelle, hay un riesgo de colisión con los sistemas vecinos de carga: se utiliza el término daño por interferencia. Además, hay también un riesgo de ruptura durante la rotación.
Para evitar el daño o la ruptura del sistema marino de carga, se han proporcionado los dispositivos de alarma en ciertos tipos de dispositivos de carga
Breve Descripción de la Invención.
De modo general; la presente invención tiene el objetivo de mejorar éstos dispositivos de la alarma para los dispositivos de carga de fluidos para las embarcaciones.
Se conocen dos familias de sistemas fluidos de carga para las embárcaciones, que se distinguen por su estructura: sistemas para la transferencia mediante tuberías rígidas y sistemas para la transferencia -mediante tuberías flexibles.
En la familia de sistemas para la transferencia por las tuberías rígidas, los sistemas de brazos de carga y los sistemas de pantógrafo pueden ser distinguidos.
El brazo de carga es un arreglo articulado de tubería, teniendo una base, conectada con el tanque de fluido, en el cual se monta una primera tubería, designada como tubería interna, vía una porción de tubo con una curva de 90° permitiendo la rotación de uno de sus extremos sobre un eje vertical, y el otro extremo sobre un eje horizontal. En el extremo contrario del tubo interno, una segunda tubería, designada como tubería externa, se monta rotatoriamente sobre un eje horizontal. Un acoplamiento se monta en el extremo de la tubería externa. Cada uno de las tres rotaciones es controlada por un gato o un motor hidráulico.
En el caso de los brazos de carga, se conoce el uso de detectores de proximidad para las alarmas de accionamiento. Estos detectores de proximidad se colocan en la base para las alarmas referentes a la rotación de la tubería interna e relación a la base, y en el tubo interno y externo para accionar alarmas durante la extensión del brazo de carga. En la práctica, la operación de tales detectores de proximidad es simple: una leva, montada en un miembro del brazo de carga, pasa delante de un detector de proximidad correspondiente, unido a otro miembro del brazo de carga, que acciona una o más alarmas. De acuerdo la posición de los sensores, se acciona la alarma por ejemplo cuando el sistema está demasiado extendido o tiene un ángulo demasiado elevado en relación a la base.
Este tipo de detector da solamente la información del tipo encendido-apagado, es decir que las alarmas son accionadas cuando el operador hace que el brazo de carga salga de una zona predefinida, señalada como zona de funcionamiento. Es decir una alarma informa al operador solamente cuando sale de la zona de funcionamiento pero no tiene ninguna información cuando está dentro de zona de funcionamiento, o se acerca al límite de la zona de funcionamiento.
Otro sistema conocido para un brazo de carga presenta los sensores del ángulo dispuestos en diversos miembros movibles del brazo de carga. Esto permite saber en cualquier momento los ángulos relativos de cada miembro del brazo de carga en relación a un miembro vecino o en relación a la vertical, usando sensores del péndulo, y determinar de tal modo la posición del acoplamiento en relación a la base, y deducir de ahí si es necesario accionar una alarma o no.
Estos dispositivos de alarma permiten a una alarma ser accionada con un mayor o menor grado de alarma, y además, en ciertos casos, permiten accionar secuencias de emergencia. Por otra parte, estos dispositivos permiten alarmas o las secuencias de la emergencia que se accionarán en anticipación, cuando el brazo de carga se acerca al límite de la zona de funcionamiento a una velocidad mayor que una velocidad predeterminada.
Los sistemas de pantógrafo, como los brazos de carga, tienen una base conectada con un tanque. Una grúa se monta rotatoriamente en esa base. La grúa tiene una pluma que porta una tubería para el fluido. En el extremo de la pluma se monta un pantógrafo integrado por tuberías articuladas para el fluido, y permitir el movimiento de un acoplamiento que se monta en el extremo libre del pantógrafo. La inclinación del pantógrafo es controlada por una rotación en el extremo de la pluma. El movimiento del pantógrafo es controlado por motores hidráulicos y por un gato para la rotación en la base.
En el caso de sistemas de pantógrafo, se conoce el uso de los sistemas accionados por los sensores de proximidad para la rotación en relación a la base y por el alambre o el sensor incremental para la longitud a lo largo de la pluma y la longitud revelada del pantógrafo.
Generalmente, los dispositivos de alarma p,ara sistemas de carga con la tubería rígida tienen otras desventajas. El sistema.de carga debe imprescindible tener una estructura con la cinemática exacta conocida por adelantado para poder localizar juiciosamente los sensores de ángulo y posición y/o sensores de sobretiro.
Es necesario localizar los sensores entre cada miembro articulado de la base al acoplamiento para obtener la información sobre la posición del acoplamiento en relación a la base. Los sensores dependen así de la estructura del sistema de carga. El error acumulativo de esta "cadena" de sensores tiene un impacto negativo en la precisión de la posición del acoplamiento.
Finalmente, los sistemas de tuberías flexibles tienen generalmente una línea en la cual se transporte el producto fluido y un sistema mecánico permitiendo a la línea ser maniobrada. Hay varios tipos de sistema de maniobra, pero en todos los casos incluyen una grúa o una estructura de manipulación que apoyen el acoplamiento para conectar la tubería flexible.
Hasta la fecha, no existe sistema de medición de la distancia que permita que las alarmas sean accionadas para los sistemas con tubería flexible.
De modo general, la presente invención se refiere a la disposición de una mejora para un dispositivo para proporcionar la información sobre la posición de un acoplamiento de un sistema marino de carga que sea movible en relación a su base, para mejorar la precisión de la información de posición y para simplificar los dispositivos conocidos, y además se refiere a la disposición de un dispositivo para proporcionar la información sobre la posición de un acoplamiento movible capaz de ser adaptado a cualquier tipo de sistema marino de carga no equipado de esa manera, sea cual sea su estructura, con tubería rígida o flexible.
A tal efecto proporciona un dispositivo para proporcionar la información sobre la posición por lo menos de un acoplamiento movible de un sistema marino de carga, el sistema presenta por lo menos una línea de transferencia de fluido que tiene una línea extrema fijada a una base, y una línea movible extrema provista con un acoplamiento adaptado para la conexión a un ducto objetivo, el acoplamiento o un miembro inmediatamente vecino el acoplamiento presenta por lo menos un medio para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento
ya sea adaptado para cooperar directamente con los medios para proporcionar la información sobre la posición de la base dispuesta en la base o en un miembro inmediatamente vecino la base para proporcionar, en base de la información sobre la posición de la base, información sobre base a la posición del acoplamiento directamente en relación a la base, o adaptado para proporcionar la información sobre la posición absoluta del acoplamiento en el espacio, y, la base que tiene un de posición fija en el espacio, el dispositivo presenta medios de cálculo que permiten calcular en base a la información sobre la posición absoluta del acoplamiento y de los datos en la posición de la base fijada en el espacio, información sobre la posición relativa del acoplamiento directamente en relación a la base.
Ventajosamente, la presente invención utiliza medios que permiten proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento directamente en relación a la base, o capturando la información sobre la posición absoluta del acoplamiento y entonces calcular la distancia relativa del acoplamiento directamente en relación a la base.
En ambos casos, ventajosamente, las medidas ya no se basan en la posición relativa de los miembros del sistema de carga, sino sobre la posición del acoplamiento directamente en relación a la base. Esto permite estar libre en relación al tipo de estructura mecánica que puede haber entre la base y el acoplamiento (por ejemplo un brazo o un pantógrafo), y así adaptar fácilmente este sistema a cualquier tipo de sistema marino de carga en ambos casos igualmente bien con los sistemas de transferencia con tubería rígida, como con los sistemas de transferencia con tubería flexible. Con el dispositivo de acuerdo la invención, la precisión de la información sobre la posición del acoplamiento es mayor, puesto que no hay sensores intermedios. Esto hace el dispositivo de acuerdo la invención más simple y más exacto que los dispositivos conocidos.
De acuerdo una característica ventajosa de la invención, el dispositivo presenta medios del cálculo adaptados para:
- calcular, en tiempo real, la información sobre la posición del acoplamiento en relación a la base, y los medios de cálculo que tienen datos para definir por lo menos una zona de posición autorizada para el acoplamiento,
- comprobar, en tiempo real, si el acoplamiento está situado dentro de la zona autorizada,
- emitir una alarma específica cuando el acoplamiento sale de la zona autorizada correspondiente.
Así, las zonas autorizadas o las zonas de funcionamiento son definidas virtualmente por los medios de cálculo. No es necesario proporcionar sensores o interruptores dispuestos físicamente en el sistema de carga para definir tales zonas. Pueden ser parametrizadas fácilmente mediante los medios de cálculo.
Esto permite aumentar la seguridad del uso en virtud de que las alarmas son accionadas de manera más precisa. Además, es posible proporcionar una pluralidad de zonas autorizadas, por ejemplo traslapando uno dentro del otro, teniendo diversos grados de riesgo de trabajo, y correspondiendo a diversas alarmas de acuerdo si el trabajo en la zona referida lleva mayor o menor riesgo.
Como miembros inmediatamente vecinos se pretende indicar a los miembros del sistema marino de carga que son fijos o móviles en relación al acoplamiento o a la base respectivamente, pero suficientemente cercanos sea cual fuere la configuración geométrica del sistema de carga, para dar la información exacta en cuanto a la posición relativa del acoplamiento en relación a la base, particularmente para emitir una alarma específica cuando el acoplamiento sale de una zona autorizada se ha sido parametrizada.
De acuerdo una característica ventajosa de la invención, se adaptan los medios de cálculo para calcular en tiempo real la velocidad del movimiento del acoplamiento y accionar una alarma anticipadamente cuando el acoplamiento se acerca al límite de la zona autorizada correspondiente con una velocidad mayor que una velocidad predeterminada (es decir demasiado rápido).
Ventajosamente, esto permite aumentar la seguridad del uso en virtud de las alarmas accionadas con anticipación cuando el movimiento del acoplamiento es demasiado rápido hacia un límite de la zona autorizada.
De acuerdo las características ventajosas, que pueden ser combinadas:
- los medios para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento incluyen un dispositivo de un sistema de posicionamiento global particularmente del tipo
GPS, permitiendo dar la información sobre la posición absoluta
- . ¦ del acoplamiento en el espacio;
- los medios para proporcionar la información sobre la posición de la base incluyen un dispositivo de un sistema de posicionamiento global particularmente del tipo GPS, permitiendo dar la información sobre la posición absoluta de la base, los medios de cálculo están adaptadas para calcular, en base a la información sobre la posición absoluta del acoplamiento y de la base, la posición relativa del acoplamiento en relación a la base;
los dispositivos de posicionamiento global particularmente del tipo GPS son dispositivos diseñados para comunicarse entre sí para proporcionar directamente la información sobre la posición relativa del acoplamiento en relación a la base, a los medios de cálculo;
- uno de los medios para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento o de la base incluye un dispositivo óptico, adaptado para cooperar con la base o el acoplamiento respectivamente o un objetivo que esté fijo en relación a la base o en relación al acoplamiento respectivamente, emitiendo un haz luminoso, tal como un de rayo láser, hacia la base o el acoplamiento o un objetivo fijo én relación a la base o al acoplamiento respectivamente, y para detectar el haz reflejado y para medir el tiempo de recorrido del haz para deducir de ahí la información sobre la posición relativa del acoplamiento directamente en relación a la base;
- uno de los medios para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento o de la base es una cámara óptica, adaptada para proporcionar, a los medios de cálculo, una imagen de la base o del acoplamiento respectivamente, o de un objetivo fijo én relación a la base o al acoplamiento respectivamente, los medios de cálculo son adaptados para procesar la imagen provista por la cámara para calcular la posición relativa del acoplamiento en relación a la base;
- el por lo menos un medio para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento o de la base incluye por lo menos una cuerda tensada usando un carrete entre el acoplamiento y la base y por lo menos un sensor del ángulo y/o por lo menos un sensor desenrollado de la longitud de la cuerda en el carrete, seleccionado para proporcionar a los medios de cálculo la información que permite calcular la posición relativa del acoplamiento en relación a la base.
Cuando el sistema de carga presenta varias líneas, sus bases se disponen paralelamente en el mismo muelle y los acoplamientos correspondientes están conectados con los ductos objetivo dispuestos paralelamente en la misma embarcación. En este caso, las distancias entre los acoplamientos ya no varían, puesto que están conectadas con los ductos objetivo unidos a la misma embarcación. Es entonces útil comprobar en relación con las variaciones posibles en distancia entre los acoplamientos para verificar la consistencia de la información provista por los varios medios para proporcionar |á información sobre la posición de los acoplamientos y la operación apropiada ,de ésos medios.
Ventajosamente, a tal efecto, la presente invención proporciona un dispositivo que presenta medios de cálculo que se adaptan, cuando el sistema de carga presenta varias lineas, sus bases están dispuestas en el mismo muelle y el acoplamiento correspondiente que está conectado con los ductos objetivo dispuestos en la misma embarcación, para
calcular en base a la información sobre la posición de los acoplamientos, las distancias entre los acoplamientos inmediatamente después de la conexión del sistema de acoplamientos a los correspondiente ductos objetivo,
almacenar las distancias como distancias de referencia, calcular, en tiempo real, las distancias entre los acoplamientos, en base a la información sobre la posición de los acoplamientos,
comparar, en tiempo real, las distancias calculadas con las distancias de referencia,
emitir una alarma cuando las distancias calculadas varían en relación a las distancias de la referencia más allá de un umbral predefinido.
Tal comparación permite identificar los medios para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento defectuoso.
De acuerdo otro aspecto, la invención provee un método paró calcular medios de un dispositivo como se describe anteriormente que presenta los pasos de cálculo siguientes:
- calcular, en tiempo real, de la información sobre la posición del acoplamiento en relación a |a base, y de los medios de cálculo que tienen datos que definen por lo menos de una zona de posición autorizado para él acoplamiento,
- comprobar, en tiempo real, si el acoplamiento está situado dentro de la zona autorizada,
- emitir una alarma específica cuando el acoplamiento sale de la zona autorizada correspondiente.
De acuerdo otro aspecto, la invención proporciona una calculadora para un dispositivo como se describe anteriormente adaptado para:
- calcular, en tiempo real, la información sobre la posición del acoplamiento en relación a la base, y los medios de cálculo tienen datos para definir por lo menos una zona de posición autorizada para el acoplamiento,
- comprobar, en tiempo real, si el acoplamiento está situado dentro de la zona autorizada,
- emitir una alarma específica cuando el acoplamiento sale de la zona autorizada correspondiente.
Breve Descripción de las Figuras
Se continuará ahora con la explicación de la invención con la descripción detallada de una modalidad, dada adelante a manera de ejemplo no-limitante, referente a los dibujos anexos. En los dibujos:
La figura 1 es una vista diagramática en perspectiva de un brazo de carga equipado con un dispositivo de acuerdo la invención;
La figura 2 es un diagrama sinóptico de la operación del brazo de acuerdo la figura 1,
La figura 3 es un diagrama de funcionamiento para representar la teoría de operación general del dispositivo de control de acuerdo las figuras 1 y 2,
La figura 4 es una vista diagramática en perspectiva de otra modalidad de un brazo de carga equipado con un dispositivo de acuerdo la invención.
Descripción Detallada de la Invención
La figura 1 es una representación muy diagramática de un brazo de carga 2 equipado con un dispositivo de control 1 de acuerdo la invención. La representación del brazo de carga aquí está muy simplificada, y debe ser subrayado a este respecto que el dispositivo para proporcionar la información sobre la posición de acuerdo la invención puede adaptarse á cualquier tipo de sistema marino de carga, particularmente a los sistemas de carga descritos arriba.
El brazo de carga de la figura 1 tiene una base 21 conectada con un tanque de fluido que esté situado debajo de la superficie 22 en la cual la base es fija, y la cual puede por ejemplo ser un muelle o la cubierta de una embarcación. En el ápice de la base rotatoria se articula un tubo doblado 23, en el cual se articula alternadamente un primer tubo designado el tubo interno 24 que se articula en su extremo contrario con un segundo tubo designado el tubo externo 25. El extremo del tubo externo lleva un acoplamiento 26 adaptado para ser conectado con un ducto objetivo (no mostrado).
En la modalidad representada, de una forma conocida por sí misma, el acoplamiento tiene tres grados de libertad en la rotación en relación al extremo del tubo externo. En la presente modalidad, estas tres rotaciones están libres, tales que un operador puede ajustar libremente el ángulo del acoplamiento durante la fase final de acercamiento para que haya la conexión del acoplamiento a la tubería objetivo. En una modalidad alternativa, no mostrada, una o más de estas rotaciones son controladas por los actuadores y conectadas con un interfaz de comando para permitir al operador directamente controlar las rotaciones en el acercamiento final del acoplamiento.
De una forma conocida por sí mismo, el acoplamiento en la presente modalidad presenta garras de fijación 31 que son cerradas por un actuador 30 representado muy esquemáticamente para sostener el acoplamiento 26 alrededor del ducto objetivo, una vez que están conectadas.
Generalmente, este tipo de brazo de carga se conoce por sí mismo, y no será descrito más detalladamente aquí. Por otra parte será recordado que el dispositivo de acuerdo l invención se adapta a todos los sistemas marinos de carga, y que la adaptación del dispositivo de control de acuerdo la invención a cualquier otro tipo del sistema de carga, particularmente uno de los sistemas descritos arriba, está dentro de la capacidad de la persona experta en la técnica.
En el dispositivo de acuerdo la invención de acuerdo lo representado esquemáticamente en la figura 1, se proveen los actuadores 27, 28, 29 en cada una de las tres articulaciones del brazo de carga (simbolizado por las flechas dobles A, B, C). Más específicamente, se provee un primer actuador 27 entre el ápice de la base 21 y el tubo doblado 23, para pivotar estos últimos horizoptalmente en relación a la base, un segundo act.uador 28 se proporciona entre el extremo del tubo doblado 23 y del tubo interno 24 para hacer pivotar el tubo interno verticalmente, y un tercer actuador 29 está dispuesto entre el tubo interno 24 y el tubo externo 25 para hacer que el último pivotee verticalmente.
Los tres actuadores 27, 28, 29 son gatos hidráulicos aquí representados muy esquemáticamente en la figura 1. En una variante no ilustrada, uno o más de los gatos hidráulicos son substituidos por motores hidráulicos. De acuerdo otra variante no ilustrada, los actuadores son motores eléctricos o neumáticos.
La base 21 está provista una caja 34 que encierra los medios para proporcionar la información sobre la posición de la base que es, en la presente modalidad, un dispositivo de un sistema de posicionamiento global del tipo GPS, permitiendo dar una posición absoluta, más particularmente las coordenadas espaciales de la base.
La misma aplica para el acoplamiento 26, que presenta una caja 33 rodea un dispositivo de un sistema de posicionamiento global del tipo GPS, permitiendo dar una posición absoluta, y más particularmente a las coordenadas, espaciales del extremo de conexión del acoplamiento. Alternativamente, la caja 33 se dispone en un miembro inmediatamente vecino el acoplamiento tal como uno de los tubos articulados al extremo del brazo. En la práctica, se adaptan los medios de cálculo para extrapolar la información sobre la posición del propio acoplamiento, en base a los medios para proporcionar la información sobre la posición dispuesta en el miembro inmediatamente vecino.
Los medios de cálculo del dispositivo de control están unidos con una calculadora 41 dispuesta en un gabinete de control eléctrico 40.
Se provee una unidad de energía hidráulica 42 para suministrar los actuadores con la energía hidráulica necesaria para su operación. Es controlada por la calculadora 41.
Las cajas 33 y 34 además sé proveen respectivamente con un objetivo reflexiva y un emisor/ receptor de un haz de la luz láser 32, adaptado para proporcionar la información sobre la distancia que separa la base y el acoplamiento. En la práctica, el tiempo de recorrido del rayo láser se mide para deducir la distancia.
Por otra parte, las cajas 33 y 34 cada una están provistas respectivamente con un dispositivo radiotransmisor 33A y 34A para transmitir una señal que presenta información de posición. La calculadora se liga a un dispositivo receptor 40A adaptado para recibir las señales de los transmisores 33A y 34A. El dispositivo de control además presenta un interfaz de comando 60 para un operador, para controlar el movimiento del acoplamiento de acuerdo los ejes x, y, z que se pueden ver en la figura 1.
Como puede ser visto más particularmente en la figura 2, en el diagrama sinóptico de la operación del dispositivo de acuerdo la figura 1, se liga la calculadora 41 al dispositivo receptor 40A, que es un receptor de radio, adaptado para comunicarse con los dispositivos radiotransmisores 33A y 34A ligados respectivamente a las cajas 33 y 34 del acoplamiento y de la base. Las cajas proveen así a la calculadora la información sobre la posición del acoplamiento y de la base usando los dispositivos de un sistema de posicionamiento global del tipo GPS y usar el rayo láser 32 y el emisor y el receptor correspondientes.
En una modalidad alternativa, los dispositivos para un sistema de posicionamiento global del tipo GPS son dispositivos diseñados para comunicarse entre sí para calcular y entonces proporcionar la información directamente a la calculadora en la posición relativa del acoplamiento en relación a la base.
En una modalidad alternativa, cuando la base se fija a un muelle, hay solamente un solo dispositivo de un sistema de posicionamiento global del tipo GPS. Se coloca en el acoplamiento para dar las coordenadas de posición absolutos del mismo y el cálculo de medios se proporciona para calcular, a partir de las coordenadas de posición de la base que se fija en el espacio y las coordenadas de posición absolutos del acoplamiento, las coordenadas de posición relativos del acoplamiento directamente en relación a la base. De hecho, como la base se fija en el espacio, se conocen sus coordenadas, y no es así necesario proporcionar un dispositivo GPS en la base.
La unidad de energía hidráulica 42 suministra a los actuadores la energía hidráulica necesaria para su operación. Es controlada por la calculadora vía los relevadores de la energía para controlar el arranque y la detención de la unidad de energía hidráulica. La unidad hidráulica presenta una bomba (no representada) adaptada para bombear un fluido hidráulico para alimentar los actuadores.
Como puede ser visto más particularmente en la figura 2, el interfaz de comando 60 se une a la calculadora 41 para permitir a un operador controlar el movimiento del acoplamiento de acuerdo los ejes x y y vía una palanca 63 y de acuerdo el eje z vía una palanca 64, los ejes son representadas esquemáticamente en la figura 1. La calculadora envía las instrucciones correspondientes a los actuadores 27, 28, 29 que controlan los movimientos del brazo de carga 2. En la modalidad representada, los actuadores son actuadores proporcionales, y las palancas 63 y 64 son palancas de mando proporcionales. La calculadora se adapta para calcular las instrucciones para cada uno de los actuadores tales que un comando proporcional de acuerdo uno de los ejes vía una de las palancas da lugar a un movimiento proporcional del acoplamiento a lo largo del eje correspondiente.
El interfaz de comando además presenta un indicador visual de alarma 61 y una bocina de alarma 62. Se accionan el indicador visual 61 y la bocina 62 cuando el acoplamiento sale de una zona parametrizada autorizada en la calculadora 4 .
Como puede ser visto más particularmente en la figura 3, las coordenadas de las zonas autorizadas para el acoplamiento se parametrizan en la calculadora 41. De acuerdo las coordenadas* provistas por las cajas 33 y 34, la calculadora calcula las coordenadas espaciales relativas del acoplamiento en relación a la base, después compara estas coordenadas con las coordenadas de las zonas autorizadas para el acoplamiento. Cuando el acoplamiento se sitúa en una zona autorizada, la calculadora funciona para calcular las coordenadas espaciales relativas del acoplamiento en relación a la base en tiempo real de acuerdo las coordenadas proporcionados a él por las cajas 33 y 34 que podían determinar un movimiento del acoplamiento mientras tanto.
Cuando la calculadora determina que el acoplamiento no está en una zona autorizada, acciona el indicador visual de la alarma y la bocina de la alarma.
Es decir la calculadora calcula, en tiempo real, la información sobre la posición del acoplamiento en relación a la base de acuerdo los movimientos del acoplamiento y la información provista por los medios para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento y la calculadora se parametriza con los datos que definen por lo menos una zona de posición autorizada para el acoplamiento y adaptada para verificar en tiempo real si el acoplamiento está situado en la zona autorizada, y para accionar una alarma en su caso. Ventajosamente, el hecho de proporcionar tales zonas autorizada o las zonas de funcionamiento permiten evitar un riesgo de daño al sistema particularmente por la ruptura o interferencia cuando el acoplamiento se mueve también lejos de la base durante la extensión o la rotación.
El uso del rayo láser 32 permite obtener información muy exacta sobre la distancia entre la base y el acoplamiento. Esta información es considerada por la calculadora en la correlación con las coordenadas GPS del acoplamiento para calcular las coordenadas relativas del acoplamiento en relación a la base co mayor precisión,
A este respecto debe ser recordado que el dispositivo de acuerdo la invención funciona con un solo tipo de medios para proporcionar la información sobre la posición, por ejemplo mediante el GPS. En la variante presentada aquí, el uso de dos tipos de medios para proporcionar la información sobre la posición, combinando el GPS y el láser permite aprovechar las características de las dos diversas tecnologías para obtener una información de posición más exacta y más confiaMe.
Cuando la información de la distancia provista por el uso del de rayo láser se desvía en relación a la información de la distancia calculada en base a las coordenadas GPS más allá de cierto umbral predefinido y se parametrice en la calculadora, esta última informa al operador de eso emitiendo una alarma correspondiente, una alarma por ejemplo luminosa o auditiva. Esta disposición mejora la contabilidad del dispositivo.
Preferiblemente, el Jaser es de tipo del perseguidor, es decir que es capaz de seguir su objetivo, por ejemplo el acoplamiento, y proveer de la calculadora directamente la distancia entre sí mismo y su objetivo de acuerdo los tres ejes *¦ y. y z
El rayo láser y la correspondiente operación como se describe anteriormente se ha omitido en la figurá 3 en el interés de la claridad.
De acuerdo una modalidad no representada, dos zonas autorizadas que se traslapan una dentro de la otra se parametrizan en la calculadora. La primera zona no presenta ningún peligro particular para el acoplamiento y la segunda zona autorizada presenta un grado relativamente bajo de peligro. Una vez que se ha salido de esta segunda zona, el grado de peligro se vuelve mayor. Cuando el acoplamiento entra en la segunda zona, el indicador y la bocina se accionan intermitentemente, para advertir al usuario qué está saliendo de la zona libre de riesgo para una zona del riesgo moderado. Cuando el acoplamiento sale de esta segunda zona, el indicador y la bocina se accionan continuamente para indicar al operador que el grado, de peligro es alto.
Ventajosamente, de acuerdo una modalidad que no se ilustra, la calculadora se configura para inhibir las instrucciones de control para el movimiento de los actuadores, cuya consecuencia es hacer que él acoplamiento deja una zona autorizada. Así, incluso si el operador da tal instrucción de control, el acoplamiento no saldrá de* la zona autorizada.
Ventajosamente, de acuerdo una modalidad no representada, la calculadora es programable para definir las zonas de funcionamiento y/o las zonas prohibidas que se pueden dar parámetros por el operador de acuerdo cada operación de carga y descarga de los productos fluidos. Esto hace posible, por ejemplo, adaptar el procedimiento de conexión automático a diversas embarcaciones que puedan tener diversas zonas de colisión posibles.
De acuerdo una modalidad no representada, la calculadora se adapta para calcular en tiempo real la velocidad del movimiento del acoplamiento y para accionar una alarma con anticipación cuando el acoplamiento se acerca demasiado rápido al limite de la zona autorizada correspondiente. Las velocidades y las distancias en relación al límite de una zona autorizada correspondiente se parametrizan en la calculadora.
En una modalidad que no se representa, varios sistemas marinos de carga están conectados a la misma calculadora 40, y se proporciona un selector en el interfaz del comando para controlar selectivamente la conexión de uno u otro de los sistemas de carga ligados a la calculadora. Las zonas de funcionamiento que corresponden al sistema vecino de carga se programan para evitar colisiones entre los diversos sistemas de carga.
La figura 4 es una vista diagramática en perspectiva de otra modalidad de un brazo de carga equipado de un dispositivo para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento de acuerdo la invención, en la cual los medios para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento son una cuerda tensada entre la base y el acoplamiento.
En uno de sus extremos, la cuerda 75 presenta medios para sujetar al acoplamiento. El otro extremo de la cuerda se ata al tambor de un carrete 72, el mismo montado en la base. El carrete presenta un sensor ¡ncremental 73 que permite determinar la longitud de la cuerda desenrollada, esta información es enviada a la calculadora que deduce de ahí la distancia entre el acoplamiento y la base.
Además, un sensor de ángulo 74 de la cuerda se proporciona para la cuerda 75, para determinar en la inclinación de la cuerda por lo menos dos ángulos de referencia. El sensor del ángulo se proporciona un dispositivo 74A del transmisor para comunicar con el dispositivo receptor 40A ligado a la calculadora 41. El -sensor ¡ncremental 73 está unido por una conexión de alambre a la calculadora 41.
De esta manera, es posible determinar la posición relativa del acoplamiento en relación al ducto objetivo en base de los dos ángulos de referencia y la distancia de las cuerdas desenrolladas. El sensor del ángulo es por ejemplo un sensor usando un ¡ncljnómetro o un láser para determinar la inclinación de la cuerda, en relación a los por lo menos dos, ángulos de la referencia. ¦
Alternativamente, el sensor del ángulo se dispone en la salida del carrete 72.
Como variante, el dispositivo está provisto con una pluralidad de carretes cuyas cuerdas se atan en lugares separados, tales que en base de la información sobre · las distancias desenrolladas provista solamente por los sensores del carrete, la calculadora calcula los ángulos y la distancia para la posición relativa del acoplamiento en relación al ducto objetivo.
De acuerdo una variante que no se ilustra, el carrete se provee con un detector de fracturas de la cuerda. Un aviso correspondiente entonces es comunicado al operador vía el interfaz del comando, por ejemplo mediante una luz de indicador que indica la fractura de la cuerda.
Aparte de las diferencias descritas arriba, estructural, y funcionalmente, esta modalidad es igual que la modalidad de las figuras 1 á 3, y por lo tanto no será descrita más detalladamente aquí.
Generalmente, en una variante que no se ilustra la cuál se aplica a todas las modalidades -descritas arriba, varios brazos son controlados por la misma calculadora. Un. selector provisto en el interfaz del comando permite que una pluralidad de brazos de carga, ligados a la misma calculadora, para ser controlados usando el mismo principio, y con el mismo interfaz del comando. Las zonas autorizadas en la calculadora para cada uno de los brazos corresponden a los movimientos de brazos vecinos y se parametrizan o se redéfinen en tiempo real dependiendo de los movimientos de los brazos vecinos.
En otra variante general que no se ilustra, el interfaz del comando es una unidad teledirigida, provista un transmisor para la comunicación, inalámbrica con un receptor conectado a la calculadora en el gabinete de control eléctrico. El transmisor y el receptor se comunican mediante ondas de radio. Como variante, el transmisor y el receptor se comunican mediante ondas ópticas, por ejemplo ondas infrarrojas.
De acuerdo otra modalidad de la invención que no se representa, un brazo de carga se equipa con un dispositivo para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento de acuerdo la invención, en la cual los medios para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento son una cámara montada en la base.
Un objetivo se dispone en el acoplamiento. La cámara se diseña para centrarse en el objetivo y para proveer de la calculadora una imagen del objetivo. En base de esa imagen, la calculadora se adapta para calcular la posición relativa del acoplamiento en relación a la base.
A tal efecto, la calculadora está provista con un algoritmo para procesar la imagen y para el reconocimiento de la forma para determinar la distancia y el ángulo para deducir de ahí la posición relativa del acoplamiento en relación a la base. Para el cálculo de la distancia, el algoritmo utiliza el principio en el cual entre mayor és la distancia entré el acoplamiento y la base, menor es la imagen del objetivo, y; para el cálculo del ángulo, e principio por el que, para un objetivo circular, cuando el acoplamiento está a lo largo del eje del ducto de el objetivo, la imagen del objetivo és circular, y cuando el
acoplamiento se desplaza axialmente en relación al ducto del objetivo, la imagen del objetivo es elíptica.
En otra variante, varias cámaras se disponen para centrarse en el mismo objetivo y para proporcionar varias imágenes a la calculadora, la última está adaptada para procesar todas estas imágenes para calcular la posición relativa del acoplamiento en relación a la base.
En otra modalidad, una cámara está montada en un soporte motorizado, controlado mediante medios de cálculo para pivotar con el fin de ser orientado continuamente hacia el objetivo y permitir que la orientación angular de la cámara en relación a la base sea conocida en cualquier momento, los medios de cálculo están adaptados para procesar esta información angular de la orientación y la imagen enviada por la cámara para determinar la posición- relativa del acoplamiento en relación a la base.
Preferiblemente, por razones de funcionamiento, el objetivo es un dispositivo de visión reflexivo. Cuando el sistema de carga presenta varias líneas, sus bases se, disponen paralelamente en e| mismo muelle y los acoplamientos correspondientes están conectados con los ductos del objetivo dispuestos paralelamente en la misma embarcación. En este caso, las distancias entre los acoplamientos ya no varían, puesto que están conectadas con los ductos del objetivo unidos a la misma embarcación. Es entonces útil comprobar en relación a las variaciones posibles en distancia entre los acoplamientos para verificar la consistencia de la información proporcionada por los diferentes medios para proporcionar la información de la posición de los acoplamientos y la operación apropiada de ésos medios. A tal efecto, la presente invención proporciona un dispositivo conocido como dispositivo de correlación:
Cuando el sistema de carga presenta varias líneas, sus bases están dispuestas en el mismo muelle y los acoplamientos correspondientes están conectados con los ductos del objetivo dispuestos en la misma embarcación, la calculadora calcula las distancias entre los acoplamientos inmediatamente después de la conexión y guarda los resultados. A continuación la calculadora continúa calculando, en tiempo real, las distancias entre los acoplamientos y los compara en tiempo real a los valores almacenados.
Cuando los valores calculados varían en relación a los valores almacenados en más de un umbral predeterminado parametrizados en la calculadora, este último emite una alarma para indicar al operador que los medios para proporcionar la información en la posición de un acoplamiento son defectuosos. Puede por ejemplo ser una luz indicadora.
Cuando el sistema de carga presenta tres o más líneas, la calculadora emite una alarma que indica que el acoplamiento parece tener un defecto en los medios para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento. Puede por ejemplo ser una luz indicadora con un marcador para designar el brazo correspondiente.
Tal dispositivo de la correlación permite identificar rápidamente los medios para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento defectuoso.
Numerosas variantes adicionales son posibles de acuerdo circunstancias, y a este respecto debe ser observado que la invención no está limitada a los ejemplos representados y descritos.
Claims (12)
1. Un dispositivo (1) para proporcionar información sobre la posición de por lo menos de un acoplamiento movible (26) de un sistema marino de carga (2), el sistema presenta por lo menos una línea de transferencia de fluido que tiene una línea extrema fijada a una base (21), y una línea movible extrema provista de un acoplamiento (26) adaptado para la conexión a un ducto objetivo, el acoplamiento d un miembro inmediatamente vecino al acoplamiento presenta por lo menos un medio para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento (33) ya sea adaptado para cooperar directamente con los medios (34) para proporcionar la información sobre la posición de la base -dispuesta en la base o en un miembro inmediatamente vecino á la base a proporcione, en base de la información sobre la posición de la base, información sobre la posición relativa del acoplamiento directamente en relación a la base, o adaptado para proporcionar la información sobre la posición absoluta del acoplamiento (26) en el espacio, y, la base tiene una posición fija en. el espacio, el dispositivo presenta medios de .cálculo que permiten calcular, en base a la información .sobre la posición absoluta del acoplamiento y los datos en la posición de la base fija en el espacio, la información sobre Ja posición relativa del acoplamiento directamente en relación a la base.
2. Un dispositivo de acuerdo la reivindicación 1 , caracterizado porque presenta medios de cálculo (41) adaptados para: - calcular, en tiempo real, la información sobre la posición del acoplamiento en relación a la base, y los medios de cálculo tienen datos para definir por lo menos una zona de posición autorizada para el acoplamiento, - comprobar, en tiempo real, si el acoplamiento está situado dentro de la zona autorizada, - emitir una alarma específica cuando el acoplamiento sale de la zona autorizada correspondiente.
3. Un dispositivo de acuerdo la reivindicación 2, caracterizado porque los medios de cálculo (41) sirven para calcular en tiempo real la velocidad del movimiento del acoplamiento y accionar una alarma con anticipación cuando el acoplamiento (26) se acerca al límite de la zona autorizada correspondiente con una velocidad mayor que una velocidad predeterminada.
4. Un dispositivo de acuerdo la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque los medios para proporcionar la información sobre la. posición del acoplamiento (33) incluye un dispositivo de un sistema de posicionamiento global particularmente del tipo GPS, permitiendo dar la información sobre la posición absoluta del acoplamiento en el espacio. /
5. Un dispositivo de acuerdo la reivindicación precedente, caracterizada porque los medios para proporcionar la información sobre la posición de la base (34) incluye un dispositivo de un sistema de posicionamiento global particularmente del tipo GPS, que permite dar la información sobre la posición absoluta de la base, los medios de cálculo sirven para calcular, en base a la 5 información sobre la posición absoluta del acoplamiento y de la base, la posición relativa del acoplamiento en relación a la base.
6. Un dispositivo de acuerdo la reivindicación precedente, caracterizado porque los dispositivos de posicionamiento global particularmente del tipo GPS (33, 34) son dispositivos diseñados 10 para comunicarse entre sí para proporcionar directamente la información sobre la posición relativa del acoplamiento en relación a la base, a los medios de cálculo.
7. Un dispositivo de acuerdo de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque los medios para proporcionar la información 15 sobre la posición del acoplamiento o de la base incluye un dispositivo óptico, adaptado para cooperar con la base o el ( acoplamiento respectivamente o un objetivo fijo en relación a lá base o en relación al acoplamiento respectivamente, emitiendo un haz luminoso (32), por ejemplo un de rayo láser, hacia la base o 20 el acoplamiento o un objetivo fijo en relación a la base, o al acoplamiento respectivamente, y detectar el haz reflejada y medir el tiempo de recorrido del haz para deducir de ahí la información sobre la posición relativa del acoplamiento directamente en relación a la base. 25
8. Un dispositivo dé acuérdo de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque los medios para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento o de la base es una cámara óptica, adaptada para proporcionar, a los medios de cálculo, una imagen de la base o del acoplamiento respectivamente, o de un objetivo fijo en relación a la base o al acoplamiento respectivamente, los medios de cálculo están adaptados para procesar la imagen proporcionada por la cámara para calcular la posición relativa del acoplamiento en relación a la base.
9 Un dispositivo de acuerdo de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizado porque por lo menos los medios para proporcionar la información sobre la posición del acoplamiento o de la base incluye por lo menos una cuerda tensada (75) usando un carrete (72) entre el acoplamiento y la base y por lo menos un sensor ángulo (74) y/o por lo menos un sensor de longitud (73) de la cuerda desenrollada en el carrete, seleccionado para proporcionar a los medios de cálculo la información que permite calcular la posición relativa del acoplamiento en relación a la base.
10. Un dispositivo de acuerdo de las reivindicaciones 2 a 9, caracterizado porque presenta medios de cálculo (41) adaptados para, cuando el sistema de carga presenta varias lineas, sus bases están dispuestas en el mismo muelle y los acoplamientos correspondientes están conectados con los ductos objetivo dispuestos en la misma embarcación, calcular en base a la información sobre la posición de los acoplamientos, las distancias entre los acoplamientos inmediatamente después de la conexión del sistema de acoplamientos a los correspondientes ducto objetivo, almacenar las distancias como distancias de referencia, calcular, en tiempo real, las distancias entre los acoplamientos, en base a la información sobre la posición de los acoplamientos, comparar, en tiempo real, las distancias calculadas con las distancias de referencia, emitir una" alarma cuando las distancias calculadas varían en relación a las distancias de la referencia más allá de un umbral predefinido.
11. Un método para calcular los medios (41) de un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10 que presentan los pasos de cálculo consistente en: - calcular, en tiempo reaj, la información sobre la posición del acoplamiento en relación a la base, y los medios de cálculo tienen datos que definen por lo menos de una zona de posición autorizada para el acoplamiento, - comprobar, en tiempo real, si el acoplamiento está situado dentro de la zona autorizada, - emitir una alarma específica cuando el acoplamiento sale de la correspondiente zona autorizada.
12. Una calculadora (41) para un dispositivo de acuerdo con cualquiera de reivindicaciones 2 a 10, adaptado para: - calcular, en tiempo real, la información sobre la posición del acoplamiento en relación a la base, y los medios de cálculo tienen datos que definen por lo menos de una zona de posición autorizada para el acoplamiento, - comprobar, en tiempo real, si el acoplamiento está situado dentro de la zona autorizada, - emitir una alarma específica cuando el acoplamiento sale de la correspondiente zona autorizada.
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