ЗАЩИТА ШЛАНГА ОТ ВЫДЕРГИВАНИЯ
PROTECTION OF HOSE AGAINST PULLING OUT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[1] Приведенные в качестве примера варианты реализации изобретения, раскрытые в данном документе, в целом относятся к системам и способам обнаружения и предотвращения отъезда транспортного средства, в то время как шланг или другой трубопровод все еще прикреплен к транспортному средству.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[2] Материалы для нефтепромысловых вариантов применения, такие как жидкости для гидроразрыва, расклинивающие агенты, цемент, различные нефтепромысловые химические вещества и т.п., как правило, транспортируются на места обслуживания нефтяных месторождений с помощью автоцистерн и прицепов. Материалы, как правило, загружаются в/на автоцистерны и прицепы в центре распределения материалов или на перерабатывающей установке, а затем транспортируются на площадки для обслуживания. Эти транспортные средства также могут вывозить отходы производства, отходы установки и тому подобное от перерабатывающей установки и с площадок для обслуживания. В типичной компоновке шланг может быть присоединен к шланговой муфте на автоцистернах или прицепах, и материалы могут закачиваться в контейнеры или цистерны на автоцистернах или прицепах. Материалы могут выгружаться из транспортных средств таким же образом.
[3] Постоянная проблема в связи с вышеуказанной компоновкой заключается в том, что водители иногда отъезжают, в то время как шланг все еще прикреплен к автоцистернам и прицепам. При таком отрыве шланга может быть причинен потенциально значительный ущерб шлангу, автоцистернам и прицепам и/или установке. Даже если нет видимых повреждений, шланг, который испытал отрыв, обычно должен быть выведен из эксплуатации и заменен в качестве меры безопасности.
[4] Соответственно, необходимо предусмотреть способ предупреждения водителей, когда транспортное средство находится в потенциальной ситуации отрыва шланга, а также предотвращения отъезда транспортного средства, в то время как шланг все еще прикреплен.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[5] Для более полного понимания приведенных в качестве примера раскрытых вариантов реализации изобретения и их дополнительных преимуществ далее дается ссылка на следующее описание, рассматриваемое вместе с сопровождающими графическими материалами, при этом:
[6] на фиг. 1 проиллюстрирована автоцистерна, имеющая приведенную в качестве примера систему предупреждения отрыва шланга в соответствии с раскрытыми вариантами реализации изобретения;
[7] на фиг. 2А и 2В проиллюстрирован приведенный в качестве примера блок аварийной сигнализации для приведенной в качестве примера системы предупреждения отрыва шланга в соответствии с раскрытыми вариантами реализации изобретения;
[8] на фиг. 3 проиллюстрирована приведенная в качестве примера система блока обнаружения шланга в соответствии с раскрытыми вариантами реализации изобретения; и
[9] на фиг. 4 проиллюстрирован приведенный в качестве примера способ, который может использоваться с приведенной в качестве примера системой блока обнаружения шланга в соответствии с раскрытыми вариантами реализации изобретения.
ОПИСАНИЕ ПРИВЕДЕННЫХ В КАЧЕСТВЕ ПРИМЕРА ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[10] Следующее обсуждение представлено для того, чтобы дать возможность специалисту в данной области техники создавать и использовать приведенные в качестве примера раскрытые варианты реализации изобретения. Специалистам в данной области техники будут очевидны различные модификации, и общие принципы, описанные в данном документе, могут быть применены к вариантам реализации изобретения и вариантам применения, отличающимся от тех, которые подробно описаны ниже, без отклонения от сущности и объема раскрытых вариантов реализации изобретения, определенных в данном документе. Соответственно, раскрытые варианты реализации изобретения не предназначены для ограничения конкретными показанными вариантами реализации изобретения, но должны подпадать под самый широкий объем в соответствии с принципами и признаками, раскрытыми в данном документе.
[11] Варианты реализации изобретения, раскрытые в данном документе, относятся к системе и способу подачи водителю предупреждения, когда автоцистерна или прицеп находится в ситуации возможного отрыва шланга. Система и способ предназначены для обнаружения, когда шланг или другой трубопровод находится в непосредственной близости или присоединен к транспортному средству, и оповещают водителя транспортного средства. Данная система и способ предупреждения об отрыве шланга могут также физически предотвращать отъезд транспортного средства в некоторых вариантах реализации изобретения, в то время как шланг или другой трубопровод все еще присоединен к транспортному средству. В одном приведенном в качестве примера варианте реализации изобретения в системе и способе предупреждения об отрыве шланга может использоваться блок обнаружения шланга для обнаружения, когда линия подачи жидкости присоединена к транспортному средству или находится в пределах заданной зоны обнаружения системы обнаружения. Блок обнаружения шланга устанавливают на внешней стороне транспортного средства, и он взаимодействует с блоком уведомления в зоне водителя транспортного средства. При обнаружении шланга блок обнаружения шланга активирует блок уведомления, чтобы уведомить водителя о том, что шланг все еще присоединен к транспортному средству. В некоторых вариантах реализации изобретения блок обнаружения шланга также может сообщаться с управляющим клапаном в пневматической тормозной системе транспортного средства. При обнаружении шланга блок обнаружения шланга приводит в действие управляющий клапан, чтобы физически предотвратить отъезд транспортного средства. Когда шланг больше не обнаруживается, блок обнаружения шланга сбрасывает блок уведомления и в некоторых вариантах реализации изобретения также отпускает управляющий клапан, чтобы позволить транспортному средству отъехать.
[12] Далее со ссылкой на фиг. 1 проиллюстрировано транспортное средство 100, в связи с которым использованы приведенная в качестве примера система и способ предупреждения об отрыве шланга. Конкретным транспортным средством в данном примере является автоцистерна 100, которая имеет кабину грузового автомобиля или зону 102 водителя, где может сидеть водитель, и прицеп для перевозки одного или более контейнеров или цистерн 104. Затем один или более шлангов или других трубопроводов 106 могут быть присоединены к автоцистерне 100 для заполнения (или опорожнения) цистерн 104, например, через быстроразъемное соединение или другое соединение 108 шланга на автоцистерне 100. Один или более шлангов 106 могут включать в себя сливной шланг установки, выпускной шланг грузового автомобиля или шланги других типов.
[13] Хотя на фиг. 1 проиллюстрирована автоцистерна, следует понимать, что транспортные средства других типов, помимо автоцистерн, могут использоваться с приведенной в качестве примера системой и способом, раскрытыми в данном документе, включая автоприцепы, грузовые автомобили-рефрижераторы и тому подобное. Кроме того, хотя в данном документе обсуждаются шланги, по которым перекачивают нефтепромысловые материалы, следует понимать, что раскрытые система и способ также могут использоваться для предупреждения о шлангах других типов, включая шланги, используемые для перекачки сухих материалов, и тому подобное.
[14] В соответствии с раскрытыми вариантами реализации изобретения на автоцистерне 100 может быть установлена приведенная в качестве примера система предупреждения об отрыве шланга, в основном обозначенная позицией 110. Как упомянуто выше, система 110 предупреждения об отрыве шланга выполнена с возможностью обнаружения того, что шланг 106 находится в непосредственной близости или присоединен к автоцистерне 100, и для предупреждения водителя о ситуации возможного отрыва шланга. С этой целью система 110 предупреждения об отрыве шланга может содержать блок обнаружения шланга, в основном обозначенный позицией 112, установленный на внешней стороне автоцистерны 100 рядом со шланговой муфтой 108 на автоцистерне 100. Блок 112 обнаружения шланга выполнен с возможностью обнаружения того, что шланг 106 находится поблизости или в пределах заданной зоны обнаружения блока обнаружения. Любой подходящий детектор приближения, известный специалистам в данной области техники, может использоваться в качестве блока 112 обнаружения шланга или с данным блоком, включая оптические детекторы, инфракрасные детекторы, радиочастотные (РЧ) детекторы, электромагнитные (ЭМ) детекторы и тому подобное.
[15] В варианте реализации изобретения в соответствии с фиг. 1 блок 112 обнаружения шланга может представлять собой или может содержать считыватель 114 радиочастотных меток. Затем одна или более радиочастотных меток 116 могут использоваться вместе со считывателем 114 радиочастотных меток. Каждая радиочастотная метка 116 может быть установлена на шланге или другом трубопроводе 106, например, с помощью наружного обода или установочного кольца 118, закрепленного вокруг шланга 106 рядом с его патрубком или на его патрубке (явно не показан). Это позволяет считывателю 114 радиочастотных меток обнаруживать, когда шланг 106 соединен со шланговой муфтой 108 или находится в пределах заданной зоны обнаружения считывателя 114 радиочастотных меток. Работа считывателя 114 радиочастотных меток и радиочастотных меток 116 хорошо известна специалистам в данной области техники, и поэтому в данном документе опущено подробное обсуждение. Вкратце, радиочастотная метка 116 имеет электронный чип, содержащий информацию, хранимую в электронном виде, которая позволяет однозначно идентифицировать ее с помощью считывателя 114 радиочастотных меток. Радиочастотная метка 116 может быть «пассивной меткой», которая извлекает энергию из сигналов запроса от считывателя 114 радиочастотных меток, или может быть «активной меткой», которая имеет свой собственный локальный источник питания, такой как батарея.
[16] В альтернативном варианте реализации изобретения вместо считывателя 114 радиочастотных меток блок 112 обнаружения шланга может представлять собой или может содержать датчик приближения (явно не показан). Датчики приближения могут обнаруживать присутствие близлежащего объекта путем излучения электромагнитного поля или пучка электромагнитного излучения (например, инфракрасного излучения) и поиска изменений в поле, вызванных обнаруживаемым объектом. «Объектом» в этом примере является сам шланг 106, поэтому для идентификации шланга 106 не требуется никакого дополнительного компонента, такого как радиочастотная метка. Конечно, специалисты в данной области техники поймут, что для разных типов объектов могут потребоваться разные типы датчиков приближения. Например, емкостный или фотоэлектрический датчик может быть подходящим для пластиковых объектов, тогда как индуктивный датчик приближения может быть подходящим для металлических объектов.
[17] Общая работа блока 112 обнаружения шланга заключается в обнаружении того, когда шланг 106 присоединен к автоцистерне 100 или находится в пределах заданной зоны обнаружения блока обнаружения. После обнаружения шланга 106 блок 112 обнаружения шланга активирует блок 120 уведомления в зоне 102 водителя автоцистерны 100. Блок 120 уведомления дает предупреждение водителю о том, что шланг 106 все еще присоединен к автоцистерне 100 или находится в пределах заданной зоны обнаружения блока обнаружения. Размер заданной зоны обнаружения может варьироваться в зависимости от нескольких факторов, включая тип блока 112 обнаружения шланга (например, на основе считывателя радиочастотных меток, на основе датчика приближения и т.д.), частоту поля запроса или сигнал, тип обнаруживаемого объекта и т.п.Предпочтительно, заданная зона обнаружения имеет по меньшей мере радиус в 3 фута вокруг блока 112 обнаружения шланга, чтобы обеспечить достаточный запас прочности, но при необходимости, безусловно, можно использовать большую или меньшую зону обнаружения. В любом случае после получения уведомления от блока 120 уведомления, водитель может покинуть зону 102 водителя, чтобы отсоединить и снять шланг 106 с автоцистерны 100. После этого блок 112 обнаружения шланга может сбросить блок 120 уведомления.
[18] В некоторых вариантах реализации изобретения блок 112 обнаружения шланга может также физически предотвращать отъезд автоцистерны 100, например, путем включения тормозов автоцистерны 100. В соответствии с данными вариантами реализации изобретения блок 112 обнаружения шланга может приводить в действие управляющий клапан 122 в пневматической тормозной системе (явно не показана) автоцистерны 100 при обнаружении шланга 106. Например, управляющий клапан 122 может быть установлен на трубке 124 тормозной системы пневматической тормозной системы и может приводиться в действие для выпуска воздуха из пневматической тормозной системы при обнаружении шланга 106. Выпуск воздуха из пневматической тормозной системы предназначен для включения пневматических тормозов, тем самым физически предотвращая отъезд автоцистерны 100. Затем водитель может покинуть зону 102 водителя, чтобы отсоединить и снять шланг 106 с автоцистерны 100, после чего блок 112 обнаружения шланга может отпустить пневматическую тормозную систему.
[19] Связь между управляющим клапаном 122 и блоком 112 обнаружения шланга может быть реализована с помощью беспроводного, проводного или любого другого способа связи, известного специалистам в данной области техники. Примеры управляющих клапанов 122, которые можно использовать с раскрытыми в данном документе вариантами реализации изобретения, включают в себя беспроводные управляющие клапаны от Emerson Electric, Inc., в Сент-Луисе, штат Миссури (см., например, серию беспроводных клапанов Fisher). Аналогичным образом, связь между блоком 112 обнаружения шланга и блоком 120 уведомления может быть реализована с помощью любого метода связи, известного специалистам в данной области техники, включая беспроводную и проводную связь. Например, блок 112 обнаружения шланга может сообщаться с блоком 120 уведомления с помощью беспроводных протоколов ближнего действия, таких как Wi-Fi, Bluetooth и т.п.
[20] На фиг. 2А и 2В проиллюстрированы приведенные в качестве примера варианты реализации блока 120 уведомления. В этих вариантах реализации изобретения блок 120 уведомления может содержать светодиод или другой источник 126 света, который загорается, когда блок 112 обнаружения шланга активирует блок 120 уведомления. Может быть один источник 126 света, который загорается, когда блок 120 уведомления активирован, и выключается, когда блок 120 уведомления сбрасывается. В качестве альтернативного варианта, могут быть два источника 126 света, такие как источник красного света и источник зеленого света, чтобы указывать, когда линия подачи жидкости соответственно присоединена к автоцистерне и отсоединена от автоцистерны. В качестве дополнительного (или альтернативного) варианта блок 120 уведомления может содержать звуковую аварийную сигнализацию, которая издает звуковой сигнал, обозначенный позицией 128, или иным образом дает звуковой аварийный сигнал водителю о том, что линия подачи жидкости все еще присоединена к автоцистерне.
[21] В варианте реализации изобретения в соответствии с фиг. 2А блок 120 уведомления установлен на приборной панели 200 автоцистерны в визуально заметном месте, например, возле спидометра 202. В варианте реализации изобретения в соответствии с фиг. 2B блок 120 уведомления установлен в другом месте, например, в верхней части приборной панели 200. Специалисты в данной области техники, конечно, поймут, что блок 120 уведомления может быть установлен в любом другом визуально заметном и/или слышимом приметном месте в зоне 102 водителя, помимо приборной панели 200.
[22] На фиг. 3 проиллюстрирован приведенный в качестве примера вариант реализации блока 300 обнаружения шланга в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения. В этом примере блок 300 обнаружения шланга состоит из ряда функциональных компонентов, включая детектор 302 приближения, приемник 304, передатчик 306 и центральный процессор (ЦП) 308. Следует отметить, что хотя различные компоненты 302-308 изображены в данном случае в виде обособленных блоков, следует понимать, что любой блок может быть разделен на два или более составляющих блоков, и любые два или более блоков могут быть объединены для того, чтобы образовать один блок, без отклонения от объема приведенных в качестве примера раскрытых вариантов реализации изобретения.
[23] В общем, датчик 302 приближения выполнен с возможностью определения того, когда линия подачи жидкости находится в пределах заданной зоны обнаружения. Как упомянуто выше, детектор 302 приближения может включать в себя любой подходящий детектор приближения, известный специалистам в данной области техники, такой как оптические детекторы, инфракрасные детекторы, РЧ детекторы, ЭМ детекторы и тому подобное. Примеры подходящих детекторов приближения включают в себя считыватели радиочастотных меток, датчики приближения (например, серия датчиков приближения TopWorx, доступных от Компании Automatic Switch из Ганновера, штат Нью-Джерси) и тому подобное, как описано в данном документе.
[24] Приемник 304 выполнен с возможностью приема сигналов от блока уведомления, а также, в зависимости от варианта реализации, от управляющего клапана в пневматической тормозной системе автоцистерны. Может быть использован любой подходящий приемник 304, известный специалистам в данной области техники, включая беспроводной приемник (например, Wi-Fi, Bluetooth и т.д.), проводной приемник (например, Ethernet и т.д.) или комбинацию и того и другого.
[25] Аналогичным образом передатчик 306 выполнен с возможностью передачи сигналов на блок уведомления, а также, в зависимости от варианта реализации, на управляющий клапан в пневматической тормозной системе автоцистерны. Может быть использован любой подходящий передатчик 306, известный специалистам в данной области техники, включая беспроводной передатчик (например, Wi-Fi, Bluetooth и т.д.), проводной передатчик (например, Ethernet и т.д.) или комбинацию и того и другого.
[26] Также возможно, чтобы приемник 304 и передатчик 306 были объединены в один приемопередатчик без отступления от объема раскрытых вариантов реализации изобретения.
[27] ЦП 308 управляет общей работой блока 300 обнаружения шланга. С этой целью ЦП 308 может быть подключен и может принимать входные сигналы от детектора 302 приближения, приемника 304 и передатчика 306 и/или отправлять на них выходные сигналы. Такой ЦП 308 может быть любым подходящим ЦП, известным специалистам в данной области техники, включая микропроцессор, микроконтроллер, специализированную интегральную схему (СИС), программируемую пользователем вентильную матрицу (ППВМ) и тому подобное. В одном варианте реализации ЦП 308 может быть одним из нескольких модулей 8-битного PIC микроконтроллера, доступных от Microchip Technology, Inc., из Чендлера, штат Аризона.
[28] Работа ЦП 308 описана со ссылкой на фиг. 4, на которой проиллюстрирован алгоритм или его часть в виде блок-схемы 400 последовательности операций, которая может быть выполнена ЦП 308. Специалистам в данной области техники должно быть, конечно, понятно, что блок-схема 400 последовательности операций иллюстрирует только один приведенный в качестве примера алгоритм, и альтернативные компоновки могут быть получены на основании представленных в данном документе идей без отступления от объема раскрытых вариантов реализации изобретения.
[29] Блок-схема 400 обычно начинается с блока 402, в котором ЦП 308 принимает и обрабатывает сигнал обнаружения от детектора 302 приближения. В зависимости от типа используемого детектора 302 приближения сигнал обнаружения может быть аналоговым сигналом или цифровым сигналом, включая высокий логический уровень, низкий логический уровень, бит, последовательность битов, байт, слово и т.п.В соответствии с блоком 404, ЦП 308 определяет, указывает ли сигнал обнаружения от детектора 302 приближения, что, как обнаружил детектор 302 приближения, шланг находится в его заданной зоне обнаружения.
[30] В случае, когда в блоке 404 определено «да», то ЦП 308 передает выходной сигнал на блок уведомления, в соответствии с блоком 406, через передатчик 306, чтобы активировать блок уведомления. Выходной сигнал может быть передан на блок уведомления с помощью любого метода связи, известного специалистам в данной области техники, как обсуждалось выше. В некоторых вариантах реализации изобретения ЦП 308 также может передавать аналогичный выходной сигнал, в соответствии с блоком 408, на управляющий клапан в пневматической тормозной системе автоцистерны, чтобы выпускать воздух из пневматической тормозной системы, тем самым включая пневматическую тормозную систему. Любое квитирование, подтверждение или другой обратный сигнал от блока уведомления и/или управляющего клапана может быть получен приемником 304 и передан в ЦП 308 в качестве входного сигнала. После этого ЦП 308 возвращается к блоку 402, чтобы продолжить обработку сигнала обнаружения от детектора 302 приближения.
[31] В случае, когда в блоке 404 определено «нет», то ЦП 308 передает другой выходной сигнал на блок уведомления, в соответствии с блоком 410, через передатчик 306, чтобы вернуть в исходное состояние блок уведомления. В некоторых вариантах реализации изобретения ЦП 308 также может передавать аналогичный выходной сигнал, в соответствии с блоком 412, на управляющий клапан в пневматической тормозной системе автоцистерны, чтобы разблокировать или же закрыть управляющий клапан, тем самым отключив пневматическую тормозную систему. После этого ЦП 308 возвращается к блоку 402, чтобы продолжить обработку сигнала обнаружения от детектора 302 приближения.
[32] Таким образом, как указано выше, раскрытые в данном документе варианты реализации изобретения могут быть осуществлены различными способами. Например, в общем, в одном аспекте раскрытые варианты реализации изобретения могут относиться к системе для выдачи предупреждения, когда шланг присоединен к транспортному средству. Система содержит, помимо прочего, блок уведомления, устанавливаемый в зоне водителя транспортного средства, и блок обнаружения шланга, соединенный с возможностью связи с блоком уведомления и устанавливаемый на внешней стороне транспортного средства рядом со шланговой муфтой транспортного средства. Блок обнаружения шланга выполнен с возможностью активации блока уведомления, когда шланг присоединен к шланговой муфте транспортного средства, и дополнительно выполнен с возможностью сброса блока уведомления, когда шланг отсоединен от шланговой муфты транспортного средства.
[33] В соответствии с любым одним или большим количеством из предшествующих вариантов реализации изобретения, система дополнительно содержит управляющий клапан, устанавливаемый в пневматической тормозной системе транспортного средства, при этом блок обнаружения шланга дополнительно выполнен с возможностью приведения в действие управляющего клапана для включения пневматической тормозной системы, когда шланг присоединен к шланговой муфте транспортного средства.
[34] В соответствии с любым одним или большим количеством из предшествующих вариантов реализации изобретения блок уведомления содержит одно из: визуальной аварийной сигнализации, звуковой аварийной сигнализации или аудиовизуальной аварийной сигнализации.
[35] В соответствии с любым одним или большим количеством из предшествующих вариантов реализации изобретения блок обнаружения шланга содержит одно из: считывателя радиочастотных меток или датчика приближения.
[36] В соответствии с любым одним или большим количеством из предшествующих вариантов реализации изобретения система дополнительно содержит радиочастотную метку, прикрепляемую к шлангу, при этом радиочастотная метка может быть одной из: активной радиочастотной метки или пассивной радиочастотной метки.
[37] В соответствии с любым одним или большим количеством из предшествующих вариантов реализации изобретения датчик приближения представляет собой электромагнитный датчик приближения.
[38] В общем, в другом аспекте раскрытые варианты реализации изобретения могут относиться к способу выдачи предупреждения, когда шланг присоединен к транспортному средству. Способ включает, помимо прочего, определение того, находится ли шланг в заданной зоне обнаружения блока обнаружения шланга, установленного на внешней стороне транспортного средства смежно с ним. Способ дополнительно включает активацию блока уведомления, установленного в зоне водителя транспортного средства, если определено, что шланг находится в пределах заданной зоны обнаружения блока обнаружения шланга, и возврат в исходное состояние блока уведомления, если определено, что шланг находится за пределами заданной зоны обнаружения блока обнаружения шланга.
[39] В соответствии с любым одним или большим количеством из предшествующих вариантов реализации изобретения, способ дополнительно включает приведение в действие управляющего клапана, установленного в пневматической тормозной системе транспортного средства, для включения пневматической тормозной системы, если определено, что шланг находится в пределах заданной зоны обнаружения блока обнаружения шланга.
[40] В соответствии с любым одним или большим количеством из предшествующих вариантов реализации изобретения блок уведомления содержит одно из: визуальной аварийной сигнализации, звуковой аварийной сигнализации или аудиовизуальной аварийной сигнализации.
[41] В соответствии с любым одним или большим количеством из предшествующих вариантов реализации изобретения блок обнаружения шланга содержит одно из: считывателя радиочастотных меток или датчика приближения.
[42] В соответствии с любым одним или большим количеством из предшествующих вариантов реализации изобретения способ дополнительно включает: определение того, находится ли шланг в пределах заданной зоны обнаружения блока обнаружения шланга, включает считывание радиочастотной метки, прикрепленной к шлангу, причем радиочастотная метка является одной из: активной радиочастотной метки или пассивной радиочастотной метки.
[43] В соответствии с любым одним или большим количеством из предшествующих вариантов реализации изобретения датчик приближения представляет собой электромагнитный датчик приближения.
[44] Хотя данное изобретение было описано со ссылкой на один или более конкретных вариантов реализации изобретения, специалистам в данной области техники будет очевидно, что могут быть выполнены различные изменения без отступления от сущности и объема данного описания. Предполагают, что каждый из этих вариантов реализации изобретения и очевидных их вариаций подпадает под рамки сущности и объема заявленного изобретения, которые изложены в последующей формуле изобретения.