PT2019808E - Órgão de elevação com dispositivos de medição de carga e/ou de constrangimentos - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "ÓRGÃO DE ELEVAÇÃO COM DISPOSITIVOS DE MEDIÇÃO DE CARGA E/OU DE CONSTRANGIMENTOS"

DOMÍNIO TÉCNICO DA INVENÇÃO A invenção presente diz respeito a órgão de elevação, destinados a transmitir por completo ou parcialmente um esforço de elevação entre um aparelho de elevação e uma carga que se pretenda levantar. Estes órgãos de elevação são de utilização corrente em domínios tais como a engenharia civil ou também a manutenção portuária.

Uma grande parte dos acidentes ocorridos aquando do elevação de cargas deve-se ao facto de os utilizadores procurarem, por falta de informação, levantar cargas excessivas e superiores à carga máxima que é possível levantar com o seu dispositivo de elevação.

Para evitar acidentes deste tipo, já foi imaginado levarem-se a cabo medidas de alteraçao dos motores de elevação, por exemplo sobre os veios hidráulicos, e obter indirectamente por cálculo o peso da carga levantada pelo dispositivo de elevação. 2

Os métodos indirectos como estes revelaram-se no entanto perigosos, uma vez que valendo-se de métodos que utilizam aproximações, e não levam em conta de modo suficiente o estado da estrutura do dispositivo de elevaçao.

No caso de dispositivos de elevação que utilize em simultâneo diversos órgãos de elevação, também se verificaram numeroso acidentes devido a se realizar apenas a elevação da carga apenas por uma parte dos órgãos de elevação. Podem citar-se a titulo de exemplo os «spreaders» ou quadros de preensão e elevação, que incluem uma série de fechaduras rotativas destinadas a operarem sendo fechadas sobre a carga como complemento de formas. Os «spreaders» são nomeadamente utilizados para elevar contentores portuários, ou na sua manutenção, por encaixe das fechaduras rotativas nas cavidades oblongas dispostas nos quatro cantos superiores dos contentores. Consoante o estado do desgaste do contentor e os choques que ele sofreu, as cavidades oblongas podem estar deformadas e deste modo já não permitirem o bloqueio. A elevação efectua-se neste caso apenas com uma parte dos órgãos de elevação, o que pode levar a uma sobrecarga e à rotura destes órgãos. 0 documento EP 1 236 980 descreve um sensor de pressão para órgãos de elevação, incluindo: 3 • um corpo de suporte e um topo de apoio, que definem em conjunto pelo menos uma câmara de compressão de um fluido e que são destinados a ser interpostos entre o órgão elevatório e o órgão de suspensão, • meios de medida da pressão no interior da câmara de compressão.

Um sensor de pressão deste tipo permite vigiar a entrada em carga do órgão de elevação e monitorizar a tensão induzida pela carga levantada no órgão elevatório, medindo a pressão na câmara de compressão. A medição dos constrangimentos através de um valor da pressão revela-se no entanto de baixa precisão, pouco reactiva, e sensível às variações de temperatura. A pequena sensibilidade deste tipo de sensor de pressão não permite a medição dos constrangimentos induzidos num órgão elevatório quando se verifiquem choques ou acelerações bruscas tais como as que surgem no memento em que se eleva a carga. Também sucede o mesmo quando surgirem vibrações durante a operação de elevação e da manutenção da situação de carga.

Uma tal medição dos constrangimentos é necessariamente feita remotamente em relaçao ao órgão elevatório ele próprio, e disto resulta uma falta de 4 precisão em relaçao ao conhecimento da tensão realmente suportada pelo órgão de elevação.

Por outro lado, um tal sensor de pressão necessita de se lhe adicionarem elementos reportados acerca do órgão elevatório, elementos que se revelam fortemente pesados em ter mos de espaço ocupado, e dificeis de serem adaptados a quaisquer dispositivos elevatórios e de manutenção de carga que são habitualmente utilizados.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Um primeiro problema colocado pela invenção é o de determinar de um modo parecido uma carga e/ou as pressões induzidas num órgão elevatório quando levanta uma carga.

Em simultâneo, a invenção tenta levar a cabo esta medição o mais perto possível do órgão elevatório, para limitar tanto quanto possível os riscos de erros que podem resultar de aproximações de cálculo.

De acordo com um outro aspecto, a invenção tem como objectivo conceber um dispositivo de medição apresentando uma grande durabilidade, capaz de aguentar choques, insensível aos campos electromagnéticos, e não necessitando de nenhuma operação voluntária de recalibração para compensar as variações de temperatura. 5 A invenção procura por outro lado conceber um dispositivo de determinação do peso de uma carga erguida por um órgão elevatório e/ou das pressões induzidas quando se levanta uma carga, que tenha uma elevada sensibilidade e uma grande rapidez, permitindo uma determinação em tempo real.

De acordo com um outro aspecto, a invenção visa realizar um dispositivo de medição que ocupe pouco espaço, facilmente adaptável à maior parte dos órgãos elevatórios existentes e correntemente utilizados no domínio da elevação, podendo a adaptação fazer-se sem se modificar deforma detectável as propriedades dos órgãos elevatórios.

Para se conseguirem estes objectivos bem como outros, a invenção propõe um órgão elevatório destinado a transmitir a totalidade ou parte do esforço do levantamento entre um aparelho de levantamento e uma carga a levantar, comportando: • uma parte proximal conformada para se fixada ao aparelho de elevação, • uma parte distai adaptada para ser ligada à carga, • uma secção longitudinal, que se desenvolve a partir da parte proximal e em direcção à parte distai, e é apta para se alongar elasticamente sob acção de parte do esforço de elevação, 6 no qual: • a secção longitudinal do órgão elevatório inclua pelo menos um canal longitudinal, • insere-se um sensor de pressão óptico no referido canal longitudinal dos quais existe pelo menos um, e fixa-se à parede lateral do referido canal longitudinal dos quais existe pelo menos um, • estão previstos meios de ligação para transmitir os sinais do sensor de pressão óptico a meios de recepcionamento e de análise dos sinais do sensor de pressão óptico. A utilização de um sensor de pressão óptico permite uma grande sensibilidade e uma grande precisão na medição da carga e/ou das tensões induzidas no órgão elevatório aquando da elevação da carga.

De uma forma vantajosa, o sensor de pressão óptico está fixado à parede lateral do canal longitudinal de acordo com pelo menos uma primeira e uma segunda zonas de fixação situadas a uma distância uma da outra ao longo da direcção longitudinal do canal longitudinal.

Aquando da elevação de uma carga, a secção longitudinal do órgão elevatório alongar-se-á elasticamente sob a acção do esforço de elevação. Este alongamento da secção longitudinal fará variar a distância entre as duas 7 zonas de fixação, o que provocará uma variação dos sinais do sensor de pressão óptico, variação esta que permitirá deduzir directamente o estado de tensão induzido pela carga sobre o órgão de elevação e/ou o pesa da carga elevada pelo órgão elevatório.

De preferência, as primeira e segunda zonas de fixação podem estar dispostas numa zona com diâmetro constante, a secção longitudinal do órgão elevatório.

Uma disposição destas permite evitar qualquer aproximação que teria que ser feita por cálculo, para avaliar as pressões e/ou o peso da carga a partir dos sinais do sensor de pressão com fibra óptica. Evita-se deste modo ter que se levar a cabo um cálculo levando em consideração os alongamentos respectivos de diferentes secções cujas áreas transversões sejam diferentes que serão submetidas a alongamentos diferentes sob uma mesma carga. Estes cálculos não são por outro lado amiúde senão uma simples aproximação, em função da geometria do órgão de elevação e das regiões de ligação entre as diversas secções com áreas transversais diferentes. Podem no entanto além disto surgir fenómenos de concentração de esforço que dificilmente poderão ser levados em conta nos cálculos, os quais é fácil conseguir-se evitar de forma eficaz através da disposição especifica das primeira e segunda zonas de fixação. 8

De uma forma vantajosa, o canal longitudinal pode encontrar-se disposto a meio da secção transversal da peça longitudinal do órgão elevatório. 0 sensor de pressão óptico está portanto inserido na fibra neutra da secção do órgão elevatório. 0 esforço medido pelo sensor de pressão óptico será deste modo um esforço axial puro. A medição não sofrerá assim i uma influência parasita de uma qualquer flexão do órgão elevatório, que falsearia o cálculo do peso da carga elevada.

Podem utilizar-se diversos tipos de sensores ópticos de pressão, desde que eles possam ser alojados pelo menos parcialmente no canal longitudinal do órgão elevatório.

De acordo com uma primeira possibilidade, o sensor de pressão óptico pode ser um sensor óptico com fibra óptica , senso a fibra óptica referida tornada solidária com a parede lateral do canal longitudinal entre a primeira e a segunda zonas de fixação. Uma tal estrutura ocupa pouco espaço e é robusta, e ela pode ser ligada pela mesma fibra óptica a meios de recepcionamento e de análise situados a uma distância. A fibra óptica ode vantajosamente estar colada a um tubo metálico ele próprio colado no canal longitudinal. 9

Para se construir e utilizar um tal sensor de pressão de fibra óptica, é possível consultar utilmente os ensinamentos do documento WO 86/01.303, relativos a um sensor de pressão com fibra óptica com uma rede de Bragg.

Poderá igualmente consultar-se de modo útil os ensinamentos do documento WO 2004/056.017 no qual se descreve a utilização e o funcionamento de meios de recepcionar e analisar os sinais de um tal sensor de pressão com fibra óptica.

De acordo com uma segunda possibilidade, o sensor de pressão óptico pode incluir um dispositivo de medição da distância por laser, apto para produzir um sinal imagem do alongamento da secção longitudinal do órgão elevatório.

De acordo com uma primeira concretização da invenção, a parte distai do órgão de elevação pode ser conformada em gancho.

De acordo com uma segunda concretização da invenção, a parte distai do órgão de elevação pode ser conformada em «T».

Realiza-se deste modo a adaptação da invenção aos órgãos elevatórios mais habitualmente utilizados no domínio da engenharia civil ou no domínio da manutenção portuária. 10

De forma vantajosa, pode prever-se um ou diversos órgãos elevatórios de acordo com a invenção sobre um quadro de preensão e de elevação de cargas.

De acordo com um outro aspecto, a invenção propõe um dispositivo de medição e análise de uma carga, comportando pelo menos um órgão elevatório tal como se explicou acima neste documento, no qual os meios de recepção e de análise podem tratar os sinais do sensor de pressão óptico para determinar um ou vários dos seguintes parâmetros: • o peso elevado pelo órgão elevatório referido, de que existe pelo menos um, • o estado de esforço do órgão elevatório referido, de que existe pelo menos um, • a duração da aplicação das cargas e a sua intensidade, • o número de ciclos conseguidos pelo órgão elevatório referido, de que existe pelo menos um, , • o espectro de carga e/ou de esforço órgão elevatório referido, de que existe pelo menos um. O espectro de cargas e/ou de tensões permite estimar o estado da fadiga do órgão elevatório. Pode assim prever-se com toda a segurança a substituição do órgão elevatório. 11

De preferência o dispositivo de medição e de análise de uma carga pode incluir diversos órgão elevatórios para a preensão simultânea de uma mesma carga, e os meios de recepcionamento e de análise podem tratar os sinais provenientes de diversos sensores de pressão para determinar também os seguintes parâmetros: • a localização do centro de gravidade da carga, • a força de elevação exercida por cada órgão elevatório.

De forma vantajosa, o dispositivo de medição e de análise de uma carga pode ser utilizado num aparelho de elevação tal como um pórtico de manutenção, um pórtico para contentores, uma grua, uma grua móvel, ou ainda um empilhador ou um veiculo de manutenção com elevador em garfo.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

Da descrição que se segue dos modos de concretização específicos feita em ligação com os desenhos apensos tornar-se-ão evidentes outros objectos, características e vantagens da invenção presente, desenhos relativamente aos quais: 12 • a figura 1 é uma vista em perspectiva de um primeiro modo de realização órgão elevatório de acordo com a invenção; • a figura 2 é uma vista esquemática de perfil de um segundo modo de concretização de um órgão elevatório de acordo com a invenção; • a figura 3 é uma vista em perspectiva de um quadro de preensão e de elevação de uma carga, incluindo diversos órgãos elevatórios; e • as figuras 4 e 5 ilustram diversas utilizações do dispositivo da figura 3.

DESCRIÇÃO DOS MODOS DE CONCRETIZAÇÃO PREFERIDOS

As figuras 1 e 2 representam um órgão elevatório 1 que inclui: • uma parte proximal 1 a conformada para estar fixada ao aparelho elevatório, • uma parte distai 1 b adaptada para estar ligada à carga, • uma secção longitudinal 1 c, que se desenvolve a partir da parte proximal 1 a em direcção à parte distai 1 b e é apta para sofrer elongação elástica sob acção de um esforço de elevação da carga. A secção longitudinal 1 c do órgão elevatório 1 inclui um canal longitudinal 1 d fechado numa extremidade, 13 que se prolonga a partir da parte proximal la. Um sensor de pressão óptico 2 está inserido no canal longitudinal 1 d é fixado à parede lateral do canal longitudinal 1 d. A fixação à parede lateral do sensor de pressão óptico 2 pode efectuar-se por intermédio de uma resina epoxídica de utilização corrente. 0 canal longitudinal 1 d está fechado numa das extremidades e prolonga-se a partir da parte proximal 1 a do órgão elevatório 1. Uma tal configuração permite que não seja afectada a parte distai 1 b que é a parte «activa» do órgão elevatório 1 que permite atracar-se à carga. Em alternativa, o canal longitudinal 1 d pode ser transversal para facilitar, por exemplo, a introdução e/ou a extracção do sensor de pressão óptico 2.

Estão previstos meios de ligação 3 para transmitir os sinais do sensor de pressão óptico 2 a meios de recepcionamento e de análise 4 dos sinais do sensor de pressão óptico 2.

Nos modos de realização ilustrados nas figuras 1 e 2, o sensor de pressão óptico 2 está fixado à parede lateral do canal longitudinal 1 d em duas zonas de fixação 5 a e 5 b situadas à distância uma da outra ao longo da direcção longitudinal do canal longitudinal 1 d.

Aquando da elevação de uma carga pendurada na parte distai 1 b do órgão elevatório 1, a secção 14 longitudinal lc alongar-se-á elasticamente sob o esforço da elevação. 0 sensor de pressão óptico 2, estando fixado à parede lateral do canal longitudinal 1 d nas zonas de fixação 5a e 5b, sofrerá igualmente uma alteração de comprimento. Esta alteração de comprimento fará variar os sinais do sensor de pressão óptico 2 enviados aos meios de recepção e de análise 4 por intermédio dos meios de ligação 3. A variação dos sinais do sensor de pressão óptico 2 está directamente ligada ao alongamento sofrido pelo sensor de pressão óptico 2. A partir da variação dos sinais do sensor de pressão óptico 2, pode deduzir-se o alongamento sofrido por esse sensor de pressão óptico 2, e este alongamento é considerado como sensivelmente igual ao alongamento elástico sofrido pela secção longitudinal 1 c entre as zonas de fixação 5a e 5b. Conhecendo-se o material que constituo o órgão de elevação 1 e as suas caracteristicas mecânicas, é possivel deduzir de um modo simples, por um cálculo bem conhecido dos especialistas da técnica, as tensões induzidas no órgão elevatório 1 pela carga que se eleva. Estas tensões ligam-se directamente ao peso da carga que se fixou na parte distai 1 b do órgão elevatório 1. Pode deste modo igualmente conhecer-se o peso da carga elevada pelo órgão elevatório 1. 15 0 órgão elevatório 1 torna-se deste modo ele próprio um meio de medir o peso da carga. Leva-se assim a cabo uma medição interna das tensões induzidas no órgão elevatório, com uma muito boa aproximação, e isto limita o risco de erro que pode ocorrer caso se faça um cálculo aproximado. A titulo de sensor de pressão óptico 2, pode utilizar-se com vantagem, de acordo com um primeiro modo de concretização da invenção, um sensor de pressão óptico 2 com fibra óptica.

Num tal sensor de pressão óptico 2 com fibra óptica, a fibra óptica é solidarizada com a parede lateral do canal longitudinal 1 d nas zonas de fixação 5a e 5 b, ficando colocado entre as duas zonas de fixação 5 a e 5 b um troço intermediário de fibra óptica. Quando a secção longitudinal 1 c do órgão elevatório 1 se alonga em carga, também o troço intermediário de fibra óptica se alonga, e este alongamento produz uma variação correspondente das propriedades ópticas da fibra óptica. Quando se envia através da fibra óptica uma onda luminosa apropriada, pode detectar-se, por análise da onda reflectida, essa variação de comprimento do troço longitudinal 1 c do órgão elevatório, deduzindo-se em consequência a carga suportada pelo órgão elevatório.

Na prática, a fibra óptica pode prolongar-se para além do órgão elevatório 1, até uma caixa contendo tanto a 16 fonte luminosa como os meios de recepcionamento e de análise dos sinais do sensor de pressão óptico.

No caso de um órgão elevatório destinado a sofrer deslocações, pode vantajosamente utilizar-se uma fibra óptica protegida por uma bainha. Por exemplo, a fibra óptica pode ter um diâmetro de cerca de 0,2 mm, e pode ser protegida por uma camada de cera envolta por uma camada de borracha, ela própria envolta por uma trança metálica igualmente envolta por uma camada de borracha, possuindo este conjunto um diâmetro de cerca de 5 mm. Uma tal fibra pode sofrer flexões até raios possíveis da ordem de 10 cm, o que permite associá-la paralelamente a outros meios de ligação, tais como cabos eléctricos e tubos flexíveis de alimentação hidráulica. A caixa pode estar posicionada a entre 5 a 10 m de distância em relação ao órgão elevatório, sem perda de eficácia dos meios de medição da carga.

Na zona destinada a ser inserida no órgão elevatório, a fibra óptica pode estar colada a um tubo metálico ele próprio colado ao canal longitudinal 1 d.

No troço longitudinal lc do órgão elevatório 1, a fibra óptica cujo diâmetro é por exemplo de 0,2 mm, pode estar colada a um tubo metálico cujo diâmetro interior seja de cerca de 0,6 mm e cujo diâmetro exterior seja de cerca de 3 mm, tubo este que esteja colado ao canal longitudinal 1 d. 17 A título de sensor de pressão óptico 2 com fibra óptica pode utilizar-se por exemplo um sensor óptico de alongamento, com fibra óptica, com uma rede de Bragg. Trata-se de um sensor no qual uma fibra óptica com modo único inclui um troço cujo índice de refracção foi periodicamente modulado de acordo com um determinado passo ao longo da fibra óptica, recorrendo a uma radiação ultravioleta intensa. 0 troço de fibra com indice de refracção modulado periodicamente é denominado rede de Bragg. Esta rede de Bragg produz uma reflexão das ondas luminosas que percorrem a fibra óptica, comum comprimento de onda denominado comprimento de onda de Bragg, que é sensivelmente igual ao dobro do passo de modulação do índice de refracção ao longo da fibra óptica na rede de Bragg. Em consequência, o comprimento de onda da luz reflectida pela rede de Bragg é sensivelmente proporcional à distância entre duas variações do índice de refracção na fibra óptica, e qualquer variação desta distância, devida por exemplo a um alongamento, pode ser detectada medindo o comprimento de onda da luz reflectida.

Podem no entanto utilizar-se outros tipos de sensores de alongamento, por exemplo um sensor com um interferómetro de Fabry-Perot. A utilização de um sensor de pressão óptico 2 com fibra óptica permite fazerem-se medidas rápidas e altamente fiáveis. Estas medidas também podem ser tornadas independentes das variações de temperatura de um modo 18 simples, recorrendo a fórmulas matemáticas, tal como se indica no documento WO 86/01.303. Em alternativa, pode encarar-se a utilização de um sensor de pressão óptico com fibra óptica suplementar, livre de qualquer tensão e não submetido a nenhuma carga, para que o seu sinal sirva para compensar as variações de temperatura.

De acordo com um outro modo de concretização da invenção, a titulo de sensor de pressão óptico 2, pode utilizar-se um sensor de distância por laser, apto para produzir um sinal imagem do alongamento do troço longitudinal 1 c do órgão elevatório 1. Neste caso, um diodo laser emite, à entrada do canal longitudinal 1 d, impulsos luminosos que são reflectidos nas imediações do fundo do canal 1 d, e um sensor recebe a onda reflectida. Mede-se então o periodo de trânsito da luz em ida e volta no canal longitudinal 1 d, para dele deduzir o seu comprimento e o seu eventual alongamento sob acção de uma carga.

Tal como no modo de concretização anterior, pode prever-se um tubo fechado numa das extremidades colado ao canal longitudinal, efectuando-se o trajecto da luz no interior deste tubo com uma das extremidades fechada.

Um tal sensor de distância laser pode ser semelhante aos que são actualmente utilizados para a medição de pequenas distâncias. 19 A utilização de um sensor de pressão óptico 2 permite, graças à sua sensibilidade e á rapidez da medida, medir tensões transientes elevadas que podem aparecer muito brevemente aquando de choques e de vibrações que ocorram durante uma operação de elevação, e isto sem que o sensor de pressão óptico 2 seja deteriorada pelos referidos choques ou vibrações. Isto permite conhecer melhor o estado de fadiga do órgão elevatório 1, e prever a sua substituição a titulo preventivo caso ele tenha sido ou esteja em risco de ter sido danificado durante as operações de elevação anteriores. É com efeito possivel conhecer em tempo real o estado de carga e/ou de tensões do órgão elevatório 1, e estabelecer deste modo de um maneira exacta o seu espectro de cargas e/ou de tensões.

Tal como é aparente nas figuras 1 e 2, o sensor de pressão óptico 2 está directamente integrado no órgão elevatório 1, que não sofre qualquer modificação da sua forma funcional exterior. Os órgãos elevatórios representados nas figuras 1 e 2 continuam portanto adaptáveis a quaisquer máquinas elevatórias às quais eles se destinavam inicialmente.

Um sensor de pressão óptico 2 com fibra óptica apresenta a vantagem de possuir um diâmetro d muito pequeno, de tal modo que a resistência mecânica do órgão elevatório 1 não sofre nenhuma diferença, ou apenas uma diferença minima, devido á presença do canal longitudinal 1 d. 20

Nas figuras 1 e 2, as zonas de fixação 5 a e 5 b estão dispostas numa zona de diâmetro constante do troço longitudinal 1 c do órgão elevatório 1. O sensor de pressão óptico 2 alonga-se do mesmo modo que a zona do órgão elevatório 1 compreendida entre a primeira zona de fixação 5 a e a segunda zona de fixação 5 b. Como esta zona tem um diâmetro constante D, ela alonga-se de um modo linear em função da carga fixada à parte distai 1 b do órgão elevatório 1.

Conhece-se portanto facilmente a tensão induzida no órgão elevatório 1, e o peso da carga, sem qualquer cálculo suplementar e portanto sem risco de erros provenientes de cálculos aproximados.

Nos modos de concretização ilustrados nas figuras 1 e 2, o canal longitudinal 1 d está disposto ao meio da secção transversal do troço longitudinal 1 c do órgão elevatório 1. O sensor de pressão óptico 2 está portanto alojado na fibra neutra do troço longitudinal 1 c do órgão elevatório 1. Isto permite medir uma tensão axial pura que se exerça sobre o órgão elevatório 1. A medida não sofre assim qualquer efeito parasita por parte dos eventuais efeitos de flexão do órgão elevatório 1. Noutro caso, se existir uma posição descentrada do sensor de pressão óptico 21 2, os efeitos de flexão poderiam diminuir ou aumentar a tensão calculada pelos meios de recepcionamento e de análise 4 a partir dos sinais provenientes do sensor de pressão óptico 2.

No primeiro modo de realização ilustrado na figura 1, a extremidade distai 1 b do órgão elevatório 1 tem uma conformação em «T».

Trata-se de uma fechadura rotativa, mais habitualmente denominada em inglês «twistlock», utilizada habitualmente nos aparelhos de manutenção portuária para elevar contentores e na sua manutenção.

No modo de concretização ilustrado na figura 2, a parte distai 1 b do órgão elevatório 1 está conformada em gancho. 0 órgão elevatório 1 representado na figura 2 é habitualmente utilizado em diversos aparelhos elevatórios, tais como por exemplo as gruas no domínio da engenharia civil.

Nas figuras 1 e 2, o órgão elevatório 1 e os meios de recepcionamento e de análise 4 constituem um dispositivo 9 de medida e de análise de uma carga. Este dispositivo 9 de medida e de análise de carga permite determinar à escolha um ou diversos dos seguintes parâmetros: o peso elevado pelo órgão elevatório 1 22 • o estado de tensão do órgão elevatório 1, • a duração da aplicação das cargas e a sua intensidade, • o número de ciclos de desempenho do órgão elevatório 1. É deste modo possivel efectuar um diagnóstico fiável do órgão elevatório 1, e prever a sua substituição antes de ele vir a quebrar-se devido a um excesso de utilização ou a uma utilização inadaptada, estabelecendo o espectro de carga e/ou de tensões do órgão elevatório 1.

Este dispositivo 9 de medida e de análise de carga pode igualmente ser ligado a um dispositivo de segurança (não representado) previsto no aparelho elevatório, destinado a cortar a alimentação da potência ao aparelho elevatório no caso em que o dispositivo 9 de medida e de análise venha a detectar uma carga superior à carga máxima que pode ser elevada pelo órgão elevatório 1, ou superior à carga máxima que pode ser elevada sem perigo para o elevar sem perigo para o aparelho elevatório.

Um tal dispositivo 9 de medida e de análise de carga permite igualmente vigiar o estado de fadiga e de tensões do órgão elevatório 1. Poderão assim detectar-se com facilidade quaisquer tensões residuais no órgão elevatório 1, ou comportamentos não elásticos do troço longitudinal 1 c, indicando um inicio de deformação 23 plástica do órgão elevatório 1 que poderia levar á sua quebra.

Representa-se na figura 3 um quadro de preensão e elevatório 6 que comporta quatro órgãos elevatórios 1 de acordo com o modo de concretização ilustrado na figura 1. Estes órgãos de elevação 1 estão dispostos nos quatro cantos do quadro 6, quadro 6 este que se pode utilizar indiferentemente com um pórtico de manutenção 7 ou com uma grua, tal como se ilustra na figura 4, ou com um empilhador portador de um garfo 8 tal como se ilustra na figura 5.

No quadro 6 ilustrado na figura 3, os órgãos elevatórios 1 sã todos munidos de sensores ópticos de tensões com fibra óptica, eles próprios em ligação por intermédio dos meios de ligação 3 em, fibra óptica embainhada a meios comuns de recepcionamento e de análise 4 que analisam sequencialmente os sinais dos sensores ópticos de pressão (não representados) contidos nos órgãos elevatórios 1. Os meios de recepcionamento e de análise 4 escrutam as ondas luminosas reflectidas pelas fibras ópticas, e deduzem o alongamento de cada órgão elevatório 1, e portanto o valor da carga que ele suporta.

Os meios de recepcionamento e de análise 4 podem deste modo tratar os sinais dos sensores ópticos de pressão com fibras ópticas (não representados) contidos nos órgãos elevatórios 1, para determinar à escolha um ou diversos parâmetros de entre os seguintes: • o peso elevado por cada órgão elevatório 1, • o estado de tensão de cada órgão elevatório 1, • o número de ciclos desempenhado por cada órgão elevatório 1, • a localização do centro de gravidade da carga.

Conhecendo o peso elevado por cada um dos órgãos elevatórios 1, pode deduzir-se a localização precisa do centro de gravidade da carga, o que permite evitar qualquer acidente que possa ser originado por uma localização excêntrica do centro de gravidade da carga quando este é levantada. Evita-se assim qualquer risco de queda intempestiva de um aparelho elevatório quando levanta uma carga cujo peso, mesmo sendo inferior ao limite máximo do aparelho, comporta um centro de gravidade excêntrico.

De igual modo, o facto de se conhecer o peso levantado por cada um dos órgãos elevatórios 1 permite saber-se se cada um dos órgãos elevatórios 1 está efectivamente em carga e participa na elevação da carga. Poderá assim parar-se qualquer tentativa de levantar uma carga quando um dos órgãos elevatórios 1 não participa, ou participa pouco demais, e quando os outros órgãos elevatórios 1 suportam uma carga excessiva. Deste modo aumenta-se eficazmente a segurança dos aparelhos elevatórios e a do pessoal que circula na vizinhança 25 imediata do aparelho.

Embora o quadro de preensão e elevatório 6 representado nas figuras 3 a 5 apenas comporte quatro órgãos elevatórios 1, é possível encarar um número superior de órgãos elevatórios 1, dispostos de modo diferente para levantar em simultâneo diversos contentores. A invenção presente não se limita às concretizações que foram explicitamente descritas, mas inclui as diversas variantes e generalizações abrangidas pelo domínio das reivindicações que se seguem.

Lisboa, 10 de Novembro de 2011.

Claims (15)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Órgão elevatório (1), destinado a transmitir completamente ou em parte o esforço de elevação entre um aparelho elevatório e uma carga a elevar, comportando: - uma parte proximal (la) conformada de modo a estar fixada ao aparelho de elevação, - uma parte distai (lb) adaptada para ser ligada à carga, - uma secção longitudinal (1 c) , que parte da parte proximal (la) em direcção à parte distai (1 b) , e que seja apta para sofrer um alongamento elástico, sob acção da parte do esforço elevatório, caracterizado por: a secção longitudinal (1 c) do órgão de elevação (1) incluir pelo menos um canal longitudinal (1 d), - um sensor de pressão óptico (2) estar inserido no referido canal longitudinal (ld) (de que existe pelo menos um) e estar fixado à parede lateral do referido canal longitudinal (1 d), (de que existe pelo menos um) - estando previstos meios de ligação (3) para transmitir os sinais do sensor de pressão óptico 2 (2) a meios de recepcionamento e de análise (4) dos sinais do sensor de pressão óptico (2).

2. Órgão elevatório (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sensor de pressão óptico (2) estar fixado à parede lateral do canal longitudinal (1 d) através de pelo menos uma primeira (5a) e uma segunda (5b) zonas de fixação situadas distantes uma da outra no sentido da direcção longitudinal do canal longitudinal (1 d).

3. Órgão elevatório (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por as primeira (5a) e segunda (5b) zonas de fixação estarem dispostas numa zona com um diâmetro (D) constante da secção longitudinal (1 c) do órgão elevatório (1).

4. Órgão elevatório (1) de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o canal longitudinal (ld) ser fechado numa extremidade, dispondo-se a partir da parte proximal (la), e estar disposto ao meio da parte transversal da secção longitudinal (1 c) do órgão elevatório (1).

5. Órgão elevatório de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o sensor de pressão óptico (2) ser um sensor óptico em fibra óptica, estando a fibra óptica referida montada de forma solidária 3 com a parede lateral do canal longitudinal (ld) ao longo da primeira (5a) e da segunda (5b) zonas de fixação.

6. Órgão elevatório de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a fibra óptica estar colada a um tubo metálico ele próprio colado ao canal longitudinal (ld).

7. Órgão elevatório de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o sensor de pressão óptico (2) incluir um captor à distância por laser, apto para produzir um sinal imagem do alongamento da secção longitudinal (1 c) do órgão elevatório (1).

8. Órgão elevatório (1) de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 à 7,caracterizado por a parte distai (1 b) ser conformada em gancho.

9. Órgão elevatório (1) de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a parte distai (1 b) ter uma conformação em «T».

10. quadro de preensão e elevatório (6), caracterizado por incluir pelo manos um órgão elevatório (1) de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 9.

11. Dispositivo (9) de medição e de análise de uma carga, caracterizado por ele comportar pelo menos um órgão elevatório (1) de acordo com uma qualquer das 4 reivindicações 1 a 9, e por os meios de recepcionamento e de análise (4) tratarem os sinais do sensor de pressão óptico (2) para determinar um ou mais dos seguintes parâmetros: - o peso elevado pelo dito órgão de elevação (1), de que existe pelo menos um (1), - o estado de constrangimento do referido órgão elevatório (1), de que existe pelo menos um, - a duração da aplicação das cargas e a sua intensidade, - o número de ciclos conseguidos pelo referido órgão elevatório (1), de que existe pelo menos um, - o espectro de cargas e/ou de constrangimentos do referido órgão elevatório (1), de que existe pelo menos um.

12. Dispositivo (9) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por comportar diversos órgãos elevatórios (1) para a preensão simultânea de uma mesma carga, e por os meios de recepcionamento e de análise (4) dos sinais de diversos sensores ópticos de pressão (2), para determinar também um ou mais dos seguintes parâmetros: - a localização do centro de gravidade da carga, - a força de elevação exercida por cada órgão elevatório (1). 1 LO 1

13 . Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizado por o aparelho elevatório ser um pórtico de manutenção (7) .

14 . Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizado por o aparelho elevatório ser uma grua.

15. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizado por o aparelho elevatório ser um empilhador ou um veiculo porta cargas com um elevador em garfo (8). Lisboa, 10 de Novembro de 2011.