ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО НА ГУСЕНИЧНОМ ХОДУ ДЛЯ ДВИЖЕНИЯ В РЕЗЕРВУАРАХ С НЕФТЕПРОДУКТАМИ И РОБОТ ДЛЯ ЗАЧИСТКИ РЕЗЕРВУАРОВ Российский патент 2021 года по МПК B62D55/00 B08B9/08 B08B9/87 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области транспортных средств на гусеничном ходу, в частности, к гусеничной платформе для транспортировки оборудования внутри резервуаров с нефтепродуктами.

Уровень техники

Известно, выбранное в качестве прототипа, механическое устройство с гидравлическим приводом, вводимое во взрывоопасную среду (JPH09151912A, опубл. 10 июня 1997 г.), которое имеет взрывозащищенный корпус и гидравлический двигатель, генератор, приводимый в действие гидравлическим двигателем, контроллер, аккумуляторную батарею, выпрямитель и гидравлический привод. Шланговая система и часть электрической кабельной системы для взаимного соединения оборудования размещены во взрывобезопасном корпусе. В этом решении раскрывается безопасная подача питания на беспроводное оборудование дистанционного управления, осветительное оборудование и т.п. Безопасность обеспечивается тем, что внутри гидравлической машины во взрывозащищенном корпусе размещены гидравлический двигатель и генератор, приводимый в действие гидравлическим двигателем. Благодаря этому силовые кабели не идут к устройству снаружи, а энергия генерируется внутри устройства во взрывозащищенной среде, а затем безопасным образом передается потребителям энергии.

Однако в данном решении ничего не говорится о наличии двухзвенного корпуса и схеме организации управления силовыми элементами звеньев корпуса.

Раскрытие изобретения

Основными задачами, решаемыми заявленным изобретением, являются обеспечение безопасной работы во взрывоопасной среде, обеспечение возможности простой модификации устройства для различных задач.

Сущность изобретения заключается в том, что в двухзвенном транспортном средстве для движения во взрывоопасной среде используется два электрогидрораспределителя, в каждый из которых поступает гидравлическая энергия из одного внешнего источника гидравлической энергии, при этом каждый электрогидрораспределитель находится в своем звене во взрывозащищенном корпусе, один электрогидрораспределитель полностью управляет движением двухзвенного транспортного средства, а второй электрогидрораспределитель управляет гидравлическим оборудованием, установленным на транспортном средстве.

Технический результат, достигаемый решением, заключается в обеспечении безопасной работы, упрощении адаптации транспортного средства к перевозке различного оборудования.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает аксонометрический вид транспортного средства с установленным оборудованием.

Фиг.2 показывает схему управления транспортным средством.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показан аксонометрический вид транспортного средства с установленным оборудованием. Предложенное транспортное средство представляет собой двухзвенный корпус, на который крепится оборудование 101, с гусеничными движителями 102 по обеим сторонам корпуса. В качестве оборудования 101 может использоваться любое оборудование для взаимодействия с внешней средой, например, оборудование для зачистки резервуара от нефтепродуктов: система подачи чистящей жидкости, система отсасывания нефтепродуктов, система контроля работы оператором и другие; оборудование для осуществления ремонта или обслуживания объектов, проведения спасательных работ и т.п.

Звенья транспортного средства соединены друг с другом с помощью шарнирного соединения 103, это соединение может обеспечивать поворот звеньев относительно друг друга в горизонтальной, вертикальной плоскостях и/или обеспечивать вращение относительно друг друга.

Транспортное средство удаленно управляется с помощью пульта управления, подающего электрические сигналы по электрическому кабелю на электрогидрораспределители. Электрические сигналы управляют потоком гидравлической энергии, направляя ее на приводы транспортного средства. Электрогидрораспределитель второго (заднего по ходу движения) звена корпуса полностью управляет движением всего транспортного средства: подает гидравлическую энергию на гусеничные движители 102 и первого, и второго звеньев корпуса, а также на гидроцилиндр управляющий поворотом звеньев относительно друг друга в горизонтальной плоскости.

Для обеспечения возможности дистанционного управления транспортным средством используется камера 104 и осветитель 105.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вариант 1 осуществления

В первом варианте осуществления заявленное решение представляет собой транспортное средство, состоящее из металлического двухзвенного корпуса, гусеничных движителей по боковым сторонам корпуса, системы управления.

На фиг.2 показана схема управления транспортным средством. В каждом звене корпуса располагается свой электрогидрораспределитель 201а и 201б, первый электрогидрораспределитель 201а управляет гусеничными движителями 202, гидроцилиндром 203, в некоторых вариантах осуществления также блоком 204 видеоконтроля, установленными в первом звене корпуса; электрогидрораспределитель 201б управляет оборудованием (не показано на фиг.2), установленным во втором звене.

Электрогидрораспределители 201а, 201б помещены в металлический кожух, предпочтительно взрывозащищенный. Размеры электрогидрораспределителей 201а, 201б и кожухов подбираются, исходя из ограничений по размеру транспортного средства, предпочтительно, чтобы размеры этих элементов и вес были как можно меньшими при сохранении всех функциональных возможностей.

Электрогидрораспределители 201а, 201б представляют собой набор электрогидроклапанов, которые направляют поток гидравлической энергии к тем или иным потребителям этой энергии (гидравлическим двигателям, гидроцилиндрам, гидравлическим стопорам и т.п.). На вход электрогидрораспределителей 201а, 201б через рукав, шланг или трубопровод поступает поток гидравлической энергии, а также по линии электрической связи – управляющие сигналы. Так как управляющие сигналы имеют малую электрическую мощность и небольшое напряжение, то в результате повреждения линии электрической связи, идущей от пульта управления к транспортному средству, не может возникнуть искры, что обеспечивает безопасность эксплуатации транспортного средства.

Электрогидроклапаны распределяют поток поступающей гидравлической энергии от внешнего источника гидравлической энергии, согласно командам оператора, поступающим от пульта управления, что обеспечивает управление транспортным средством.

В электрогидрораспределителе 201а расположена часть системы управления транспортным средством, которая отвечает за его движение, поэтому выходные трубопроводы и/или шланги (рукава) электрогидрораспределителя 201а связаны не только с гусеничными приводами первого звена корпуса, но и гусеничными приводами второго звена корпуса (пунктирные стрелки на фиг.2). Также выходные трубопроводы и/или шланги (рукава) электрогидрораспределителя 201а связаны с гидроцилиндром 203, обеспечивающим поворот звеньев корпуса относительно друг друга в горизонтальной плоскости. Для обеспечения возможности поворота используется шарнир 205, предпочтительно цилиндрический шарнир. В некоторых вариантах осуществления используется дополнительный гидроцилиндр для поворота звеньев в вертикальной плоскости. Также в этом варианте осуществления звенья соединены друг с другом дополнительным цилиндрическим шарниром, обеспечивающим возможность поворота звеньев в вертикальной плоскости.

Для обеспечения возможности дистанционного управления транспортным средством оно может быть оснащено блоком 204 видеоконтроля, который состоит из видеокамеры и осветителя (фонаря, прожектора и т.п.). Предпочтительно блок 204 видеоконтроля монтируется на складывающуюся штангу, подъем которой осуществляется под управлением электрогидрораспределителя 201а. Кроме того, предпочтительно обеспечить возможность поворота блока 204 видеоконтроля влево и вправо. Для этого могут использоваться любые подходящие средства, например, штанга может быть составной и внутри штанги смонтирован механизм для вращения одной части штанги относительно другой по и против часовой стрелки. Механизм вращения может быть выполнен на основе гидропривода и управляется электрогидрораспределителем 201а. Сигналы от блока 204 видеоконтроля передаются на монитор оператора по линии связи посредством электрических сигналов малой мощности и малого напряжения.

Второй электрогидрораспределитель 201б расположен в первом по ходу движения звене корпуса транспортного средства, на его вход также поступает гидравлическая энергия от внешнего источника гидравлической энергии, а он распределяет ее по потребителям согласно электрическим сигналам, поступающим с пульта оператора по линии электрической связи.

Электрогидрораспределитель 201б управляет оборудованием, установленным на транспортное средство, но не управляет элементами, отвечающими за движение транспортного средства. Таким оборудованием, может быть, например, отвал, насос для откачки нефтешлама, ковш, манипулятор, насадка для подачи очищающей жидкости.

Благодаря предложенной конструкции адаптация устройства под новые задачи может происходить быстро и просто, так как либо оборудование своими входами функционально присоединяется к выходам электрогидрораспределителя 201б, либо при необходимости электрогидрораспределитель 201б заменяется на новый: подходящий для специфического присоединяемого оборудования. Пульт управления оператора может состоять из двух частей: одна часть полностью отвечает за движение, другая - за управление оборудованием. Таким образом можно легко адаптировать и пульт управления.

Электрическое питание установленных на транспортном средстве потребителей электрического тока осуществляется с помощью электрогенератора, причем электрогенератор приводится в движение тем же потоком гидравлической энергии, что и все другие потребители гидравлической энергии.

Электрогенератор реализован во взрывозащищенном, искробезопасном исполнении, он подает электрическое питание к блоку 204 видеоконтроля, электрогидроклапанам 201а, 201б, при необходимости другим потребителям.

Гусеничные движители 202 каждый содержат гидравлический двигатель для приведения их в движение. Гидравлический двигатель может быть выбран любого известного типа и вида, подходящих по размеру и мощности. Другие параметры гусеничных движителей подбираются из общих соображений, чтобы обеспечить надежную эксплуатацию транспортного средства в разных условиях окружающей среды.

Гидроцилиндр 203 представляет собой типичный гидроцилиндр и выбирается по размеру и мощности, так чтобы занимать минимальное место в корпусе транспортного средства и обеспечивать при этом надежный поворот звеньев относительно друг друга в различных условиях эксплуатации.

Работа заявленного транспортного средства

Оператор с помощью пульта управления командует транспортному средству перемещаться в заданное местоположение, например, резервуар с нефтепродуктами, после въезда внутрь резервуара контроль движения осуществляется с помощью блока 204 видеоконтроля, который передает видеосигнал на дисплей оператора. Оператор осматривает пространство вокруг транспортного средства, при необходимости поворачивая блок 204 для обеспечения нужного обзора, направляет транспортное средство в целевое место в резервуаре, и далее командует транспортному средству осуществлять операции, предусмотренные установленным оборудованием.

Такими операциями могут быть зачистка поверхностей резервуара, разрушение и размывание нефтешлама на дне резервуара, откачка нефтешлама, перенос объектов и т.п.

В некоторых вариантах осуществления блок видеоконтроля может быть установлен вне корпуса транспортного средства, например на крыше резервуара, что не влияет на сущность предложенного решения.

Вариант 2 осуществления

Во втором варианте осуществления заявленное решение представляет собой транспортное средство, с раскладывающимися гусеничными движителями и установленным оборудованием для зачистки резервуара. Раскладывающиеся движители обеспечивают увеличение клиренса и ширины транспортного средства, что повышает его проходимость и устойчивость. В собранном состоянии транспортное средство может проехать внутрь резервуара через узкие входы, а в разложенном состоянии сохраняет устойчивость при движении и работе.

Электрогидрораспределитель 201а в дополнение к функциям первого варианта осуществления управляет также раздвижением и сбором гусеничных движителей первого и второго звеньев корпуса. Для этого он подает поток гидравлической энергии на соответствующие гидроцилиндры, отвечающие за расположение гусеничных движителей относительно корпуса.

Вариант 3 осуществления

В третьем варианте осуществления два звена корпуса могут двигаться относительно друг друга не только в горизонтальной, но и вертикальной плоскости. Для осуществления движения в вертикальной плоскости используется дополнительное цилиндрическое шарнирное соединение звеньев и гидроцилиндр для обеспечения такого движения. Управление этим гидроцилиндром осуществляется с помощью электрогидрораспределителя 201а.

Вариант 4 осуществления

В четвертом варианте осуществления транспортное средство содержит оборудование для зачистки резервуара от нефтешлама: по меньшей мере одно из оборудования для подачи потока воды на потолок, стены и пол резервуара; оборудование для разрушения донных отложений; оборудование для откачки нефтешлама.

В таком варианте осуществления транспортное средство с оборудованием представляет собой робота для зачистки резервуара.

Оператор с помощью пульта управления вводит робота внутрь резервуара, по сигналам от блока видеоконтроля ведет робота к нужному месту в резервуаре и управляет оборудованием для зачистки резервуара от нефти и нефтешлама.

Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, специалисту в области техники на основе изложенной в описании информации и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления изобретения, не выходящие за пределы сущности и объема данного изобретения.

Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.

Под функциональной связью элементов следует понимать связь, обеспечивающую корректное взаимодействие этих элементов друг с другом и реализацию той или иной функциональности элементов. Частными примерами функциональной связи может быть связь с возможностью обмена информацией, связь с возможностью передачи электрического тока, связь с возможностью передачи механического движения, связь с возможностью передачи света, звука, электромагнитных или механических колебаний и т.д. Конкретный вид функциональной связи определяется характером взаимодействия упомянутых элементов, и, если не указано иное, обеспечивается широко известными средствами, используя широко известные в технике принципы.

Способы, раскрытые здесь, содержат один или несколько этапов или действий для достижения описанного способа. Этапы и/или действия способа могут заменять друг друга, не выходя за пределы объема формулы изобретения. Другими словами, если не определен конкретный порядок этапов или действий, порядок и/или использование конкретных этапов и/или действий может изменяться, не выходя за пределы объема формулы изобретения.

Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкое изобретение и что данное изобретение не должно ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.

Признаки, упомянутые в различных зависимых пунктах формулы, а также реализации раскрытые в различных частях описания могут быть скомбинированы с достижением полезных эффектов, даже если возможность такого комбинирования не раскрыта явно.

Группа изобретений относится к гусеничной платформе для транспортировки оборудования внутри резервуаров с нефтепродуктами. Транспортное средство на гусеничном ходу содержит двухзвенный корпус, звенья которого присоединены при помощи шарнирного соединения, гусеничные движители, прикрепленные к каждому звену корпуса, оборудование, установленное на транспортном средстве, выполненное с возможностью осуществлять задачи по взаимодействию с окружающим пространством, и электрогидрораспределители, установленные в каждом звене корпуса. Электрогидрораспределитель одного звена корпуса выполнен с возможностью направлять поток гидравлической энергии к гидравлическим двигателям и гидравлическому клапану для перемещения в окружающем пространстве, а электрогидрораспределитель другого звена корпуса выполнен с возможностью направлять поток гидравлической энергии к оборудованию установленному на транспортном средстве для его функционирования. Достигается обеспечение безопасной работы, упрощение адаптации транспортного средства к перевозке различного оборудования. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Транспортное средство на гусеничном ходу для движения в резервуарах с нефтепродуктами, содержащее:

- двухзвенный корпус, звенья которого присоединены при помощи шарнирного соединения;

- гусеничные движители, прикрепленные к каждому звену корпуса;

- гидравлические двигатели, расположенные в гусеничных движителях и выполненные с возможностью приводить в движение гусеничные движители;

- гидравлический цилиндр, выполненный с возможностью поворачивать шарнирно соединенные звенья относительно друг друга в горизонтальной плоскости;

- оборудование, установленное на транспортном средстве, выполненное с возможностью осуществлять взаимодействие с окружающим пространством;

- электрогидрораспределители, установленные в каждом звене корпуса;

причем электрогидрораспределитель первого звена корпуса выполнен с возможностью направлять поток гидравлической энергии к гидравлическим двигателям и гидравлическому клапану, а электрогидрораспределитель второго звена корпуса выполнен с возможностью направлять поток гидравлической энергии к оборудованию, установленному на транспортном средстве.

2. Транспортное средство по п.1, в котором звенья корпуса дополнительно присоединены так, чтобы обеспечивалась возможность поворота относительно друг друга в вертикальной плоскости при помощи дополнительного гидроцилиндра, причем дополнительный гидроцилиндр подсоединен к электрогидрораспределителю первого звена корпуса.

3. Транспортное средство по п.1, в котором дополнительно содержится генератор электроэнергии для питания электрогидрораспределителей и других потребителей электричества, установленных на транспортном средстве, причем генератор электроэнергии находится в первом звене корпуса и приводится в действие гидравлическим двигателем.

4. Робот для зачистки резервуаров, содержащий:

- двухзвенный корпус, звенья которого присоединены при помощи шарнирного соединения;

- гусеничные движители, прикрепленные к корпусу с помощью цилиндрических шарнирных соединений;

- гидравлические двигатели, расположенные в гусеничных движителях и выполненные с возможностью приводить в движение гусеничные движители;

- цилиндрические шарнирные соединения, закрепленные на корпусе и на гусеничных движителях, выполненные с возможностью обеспечивать возможность приближения гусеничных движителей к корпусу и возможность отдаления гусеничных движителей от корпуса;

- гидроцилиндры движителей, выполненные с возможностью воздействовать на шарнирные соединения так, чтобы отодвигать от корпуса гусеничные движители и с возможностью воздействовать на шарнирные соединения так, чтобы приближать к корпусу гусеничные движители;

- гидроцилиндр горизонтального поворота, выполненный с возможностью поворачивать шарнирно соединенные звенья относительно друг друга в горизонтальной плоскости;

- оборудование для зачистки резервуара, установленное на транспортном средстве;

- электрогидрораспределители, установленные в каждом звене корпуса;

причем электрогидрораспределитель первого звена корпуса выполнен с возможностью направлять поток гидравлической энергии к гидравлическим двигателям и всем упомянутым гидроцилиндрам, а электрогидрораспределитель второго звена корпуса выполнен с возможностью направлять поток гидравлической энергии к оборудованию для зачистки резервуара.

5. Робот по п.4, в котором звенья корпуса дополнительно присоединены так, чтобы обеспечивалась возможность поворота относительно друг друга в вертикальной плоскости при помощи гидроцилиндра вертикального поворота, управляемого электрогидрораспределителем первого звена корпуса.

6. Робот по п.4, в котором цилиндрические шарнирные соединения выполнены с возможностью приближать гусеничные движители звеньев корпуса друг к другу при приближении их к корпусу.

7. Робот по п.4, в котором оборудование для зачистки представляет собой по меньшей мере одно из средства подачи моющей жидкости, средства откачивания загрязнений со дна резервуара, средства для механического воздействия на загрязнения.