MEMORIA DESCRIPTIVA

La presente invención consiste en un sistema de monitoreo de vehículos aljibe, en donde dicho sistema incluye medios y un conjunto de acciones —generadas por dichos medios— destinadas a emitir señales asociadas con el momento y con las coordenadas geográficas de la ocurrencia de una manipulación imprevista de las vías de carga y de descarga del producto líquido que transporta el vehículo. De preferencia, aunque no limitado a ello, el vehículo aljibe en el que se aplica el sistema de la invención, es un vehículo de transporte terrestre de combustibles líquidos; y el subsistema para la determinación de las coordenadas geográficas es un sistema de posiciona miento global, más conocido por su sigla en inglés GPS.

En la actividad de transporte de diversos productos líquidos —sean éstos ingeribles, como leche, aceites o vino; o de variado uso industrial, como ácidos, solventes, pinturas, pesticidas o combustibles, entre muchos otros— se hace necesario mantener un control permanente y preciso de la manipulación del producto, ya sea para evitar que éste sea adulterado, o para controlar derrames o sustracciones indebidas desde los estanques o aljibes.

El inventor no tiene conocimiento de la existencia de sistemas de monitoreo como de los que se ocupa su invención, y que permitan determinar y registrar el momento y el lugar geográfico de una intervención de las vías de carga y/o de descarga de los estanques aljibe que constituyen el remolque de un vehículo de tracción.

Un primer objetivo de la presente invención es el de ofrecer un sistema de monitoreo y registro del momento y lugar de ocurrencia de intervenciones en las vías de carga y/o descarga del producto líquido de un conjunto de estanques de un vehículo aljibe.

Un segundo objetivo de la presente invención es el de bloquear vías de acceso complementarias del vehículo aljibe, tales como las escotillas usualmente destinadas a labores de manutención de los estanques.

Un tercer objetivo de la presente invención es el de ofrecer un subsistema actuador mecánico activable por diferencias de presión de un gas de control, retenido en un recinto de control.

Para comprender mejor el sistema de la presente invención, se la describirá detalladamente, sobre la base de una modalidad preferida, y con apoyo en los esquemas, en donde:

— La FIG. 1 es una vista esquemática de un vehículo aljibe del estado de la técnica, en el que se instala el sistema de la presente invención;

— La FIG. 2 es una vista esquemática de uno de los estanques del camión aljibe ilustrado en la Fig. 1, en el que se le ha instalado el sistema de la invención;

— La FIG. 3 es una vista esquemática de una modalidad preferida del subsistema actuador mecánico, según la invención, representado en su estado de des-armado.

El sistema de la presente invención está concebido para ser instalado en vehículos aljibes del estado de la técnica, lo que implica que dichos vehículos aljibes ya cuentan con una serie de medios y de dispositivos estándares, que permiten la carga y la descarga de su contenido líquido de acuerdo con ciertas normas de seguridad ampliamente difundidas. No obstante ello, generalmente dichas normas no están relacionadas con otros aspectos comerciales o logísticos, tales como el prevenir la adulteración o la sustracción indebida del producto líquido a transportar. Por los motivos indicados, esta descripción se iniciará mencionando globalmente los componentes básicos usuales en el estado de la técnica, sin entrar en mayores detalles constitutivos o funcionales, a menos que éstos sean relevantes para la descripción del sistema de la invención.

Tal como se aprecia en el esquema de la FIG. 1, un vehículo estándar aljibe 1 está compuesto por un tractor 2 que remolca a una unidad aljibe 3, compuesta por uno o más compartimientos o estanques 4. Usualmente el vehículo tractor 2 puede consistir en un camión —como es el caso ilustrado—, una locomotora, un barco u otro medio de transporte vehicular.

Con frecuencia, las unidades aljibe 3 están compuestas por más de un compartimiento o estanque 4, ya sea para poder transportar diferentes tipos y/o calidades de productos líquidos o, simplemente, para poder mantener una mejor estabilidad inercial del producto líquido a transportar.

Cada estanque 4 suele poseer una escotilla superior 6 que permite labores de manutención del correspondiente estanque 4, ya sea para el acceso de equipo de limpieza y/o reparación manipulable desde fuera, o para el acceso de un operador que pueda hacer manipulaciones en el interior del estanque 4.

Aunque las escotillas 6 no intervienen en el proceso normal de carga o descarga del producto líquido a transportar, éstas pueden convertirse en una vía impropia de descarga o de carga de dicho producto, por lo que resulta deseable controlar y evitar la apertura de las escotillas 6 en lugares y momentos no predeterminados, tal como se describirá más adelante.

Usualmente, el producto líquido de cada estanque 4 es cargado y descargado por su parte inferior, a través de un conducto de carga/descarga 7. Este conducto de carga/descarga 7 nace en la correspondiente base de cada estanque 4, vinculándose a éste mediante una válvula 8, ordinariamente llamada "válvula de emergencia". El otro extremo (o extremo distal) del conducto de carga/descarga 7, el más alejado de su correspondiente estanque 4, remata en una válvula de cargamento 9. Es parte del estado de la técnica también que, en algunas versiones, las válvulas de emergencia 8 son cerradas automáticamente cuando los frenos del vehículo se encuentran liberados y son susceptibles de ser abiertas por comando manual (directo o remoto) solamente cuando los frenos del vehículo están activos. La válvula de cargamento 9 suele ser una válvula de doble mariposa que remata en un adaptador de acople de descarga. A este conjunto formado por la válvula de cargamento 9 y el adaptador de acople se le denomina comúnmente como "adaptador API" (por la sigla en inglés del instituto normalizador American Petroleum Institute).

Otros componentes y dispositivos también forman parte frecuente de un vehículo aljibe, pero no se mencionan en esta descripción por resultar irrelevantes al funcionamiento del sistema de la invención. Se ha procurado que el diseño del sistema de la invención sea lo más sencillo posible, con la finalidad de producir el menor impacto operativo y abarcar la mayor variedad de vehículos aljibe posible, los que suelen estar sujetos a diversas normativas propias de cada empresa administradora de la flota de dichos vehículos aljibe.

Con fines de claridad, en la FIG. 2 se ilustra el sistema de la presente invención asociado con un solo estanque 4 y sus componentes asociados, tales como la correspondiente válvula de emergencia 8, conducto de carga/descarga 7 y válvula de cargamento 9. No obstante lo anterior, el sistema de la presente invención compromete a todos los estanques 4 (y sus respectivos componentes asociados) del vehículo aljibe 1.

El presente sistema de monitoreo de vehículos aljibe se basa en presurizar un recinto de control formado por cada conducto de carga/descarga 7 de cada estanque del vehículo aljibe. Esta presurizacion se realiza, por una sola vez en cada operación de armado o activación del sistema, inyectando un gas preferentemente inerte o aire, una vez que ha concluido una operación de carga o de descarga autorizada. La presurizacion se puede realizar de un modo manual o automático, mediante medios presurizadores 10. Mientras no se alcance un nivel de presión preestablecido, el vehículo tractor 2 conserva inhabilitado uno o más medios motrices de su sistema tractor. La mencionada inhabilidad del sistema tractor puede lograrse, entre otros modos, por bloqueo de los frenos, o por interrupción de la alimentación eléctrica a los medios motrices es interrumpida, o por interrupción del suministro de energía principal con el que se alimenta el motor del vehículo tractor 2. Es importante destacar que la presión del recinto de control no es mantenida permanentemente por los medios presurizadores 10, sino que es mantenida dicha presión en la medida que dicho recinto de control permanezca estanco. El conducto de carga/descarga 7 está en conexión neumática con medios actuadores 20 (ilustrados con más detalle en la FIG. 3) que asumen una primera posición, o posición de armado del sistema, cuando la presión en el recinto de control formado por el conducto de carga/descarga 7 está por sobre un valor de umbral preestablecido; y dichos medios actuadores 20 asumen una segunda posición, o posición de sistema des-armado -representada en la FIG. 3-, cuando la presión en el recinto de control formado por el conducto de carga/descarga 7 está bajo dicho valor de umbral preestablecido.

En posición de armado del sistema ocurren, a lo menos, los siguientes eventos (designados como A¡, por Armado) :

Al. Habilitación de los medios motores del vehículo tractor 2;

A2. Lectura y registro coordenadas GPS y tiempo horario en que ocurre el armado;

Complementariamente, en posición de armado del sistema puede ocurrir el siguiente evento:

A3. Conjunto de acciones a ejecutar, tales como, por ejemplo, bloqueo de las escotillas 6 de los estanques 4.

En posición de des-armado del sistema, es decir, cuando decae la presión en el conducto de carga/descarga 7, ocurren a lo menos los siguientes eventos (designados como Dj, por Oes-armado) :

DI. Lectura y registro coordenadas GPS y tiempo horario en que ocurre el des-armado;

D2. Señales de alarma en la cabina del vehículo tractor 2, indicando que ha ocurrido una despresurización en el conducto de carga/descarga 7;

Complementariamente, en posición de des-armado del sistema puede ocurrir el siguiente evento: D3. Conjunto de acciones a ejecutar, tales como, por ejemplo, desbloqueo de las escotillas 6 de los estanques 4.

Tal como se adelantó, los medios presurízadores 10 permiten inyectar un gas a presión en el recinto de control formado por el conducto de carga/descarga 7, suspendiéndose dicha inyección una vez que se ha alcanzado una presión por sobre un valor de umbral predeterminado. El gas a ser inyectado a presión puede consistir en un gas no promotor de la ignición o puede consistir en aire. La elección del tipo de gas a ser inyectado dependerá de las exigencias de seguridad requeridas y de los costos admisibles. En el caso de que el gas a ser inyectado sea un gas no promotor de la ignición —de preferencia, nitrógeno— éste se suministrará desde las mismas estaciones de carga/descarga autorizadas. En el caso de que el gas a ser inyectado sea aire, éste podrá ser suministrado desde las estaciones de carga/descarga autorizadas o desde un compresor instalado en el mismo vehículo aljibe.

En cualquier caso del gas empleado, éste se inyecta en el recinto de control formado por el conducto de carga /descarga 7, en un punto del mismo que se ha acondicionado con una entrada de gas provista con medios de válvula de retención 11 (también llamadas válvula check) para impedir que el gas inyectado se escape.

Los medios actuadores 20 que se encuentran conectados neumáticamente con el recinto de control formado por el conducto de carga/descarga 7, en general, consisten en cualquier actuador del estado de la técnica que permita generar una señal biestable o binaria 254, (u "OFF/ON"), preferentemente mecánica, que asuma una primera posición, o posición de armado (" FF"), cuando el conducto de carga/descarga 7 se encuentra presurizado, y asuma una segunda posición, o posición de des-armado ("O/v' , cuando el conducto de carga/descarga 7 se encuentra despresurizado.

De preferencia, aunque no limitado a ello, los medios actuadores 20 consisten en un subsistema actuador mecánico 20', como el esquematizado en la FIG. 3, el que es activable por diferencias de presión de un gas retenido en un recinto de control, en donde el recinto de control es el conducto de carga/descarga 7, limitado en sus extremos por la válvula de emergencia 8 y la válvula de cargamento 9, respectivamente. Este subsistema actuador 20' está compuesto por tres cilindros actuadores de simple efecto 210, 220 y 230, lo que implica que la posición de sus cilindros y vástagos es restituida por un resorte. Estos tres cilindros actuadores están conectados sucesivamente en serie, como se explicará, y de modo que los cilindros actuadores 210 y 230 son extremos y, consecuentemente, el cilindro actuador 220 es intermedio.

Los cilindros actuadores 210 y 230 son del tipo en los que la cámara que contiene el fluido se encuentra del lado opuesto al resorte que restituye al actuador. A pesar de esta similitud entre los cilindros actuadores 210 y 230, el cilindro actuador 210 recibe en su cámara a un gas (el que se inyectó con los medios presurizadores 10), mientras que el cilindro actuador 230 recibe en su cámara a un líquido hidráulico, preferentemente no-inflamable. El cilindro actuador 220 es del tipo en el que la cámara que contiene el fluido se encuentra del mismo lado que el resorte, funcionando dicha cámara como un reservorio del fluido hidráulico que alimenta a la cámara del cilindro hidráulico 230.

La conexión en serie de los cilindros actuadores 210, 220 y 230, es tal que la entrada 212 de la cámara del cilindro 210 admite al gas a presión proveniente del conducto de carga/descarga 7, mientras que su vastago 214 está alineado axialmente y posicionado a una distancia susceptible de entrar en contacto con el vástago 222 del cilindro de accionamiento 220 o, dicho de otro modo, los cilindros de accionamiento 210 y 220 tienen sus vástagos 214 y 222 enfrentados. Las cámaras de los cilindros de accionamiento 220 y 230 se encuentran comunicadas entre sí mediante una tubería y contienen al ya mencionado líquido hidráulico.

Finalmente, el vástago 234 del cilindro actuador 230 está enfrentado a un actuador 252 que acciona a medios conmutadores 250 capaces de generar una señal biestable o binaria 254 de armado/des-armado u ⁿ OFF/ON", cuyo valor "des-armado" u "O/V" desencadenará una serie de acciones de monitoreo, según se describirá más adelante. Para explicar el armado de los medios actuadores se hará referencia a la posición inicial de des-armado ilustrada en la FIG. 3. Cuando el operador del vehículo aljibe 1 termina de cargar el liquido a transportar (combustible, por ejemplo), debe armar el sistema de monitoreo de la presente invención, para lo cual acciona a los medios presurizadores 10, los que inyectarán el gas de control a presión en el recinto de control formado por el conducto de carga/descarga 7, hasta superar el umbral de presión preestablecido. Dado que el conducto de carga/descarga 7 está comunicado con los medios actuadores mediante una tubería 212, el gas a presión inunda también la cámara del cilindro actuador 210. Debido a que la presión del gas de control, en la etapa de armado del sistema, está por sobre el valor de umbral preestablecido, dicha presión desplaza el émbolo y el vástago 214 hacia fuera del cilindro actuador 210, comprimiendo su resorte. El desplazamiento del vástago 214 del cilindro actuador 210 empuja hacia dentro el vástago 222 del cilindro actuador 220, comprimiendo a su resorte y reduciendo el volumen de su cámara, lo que hace evacuar parte del fluido hidráulico que se encuentra en ella. Esta evacuación del fluido hidráulico del cilindro actuador 220 se produce por su salida de fluido 224, siendo conducido por una tubería conectada a la entrada de fluido 232 del cilindro actuador 230. El ingreso de fluido hidráulico al cilindro actuador 230 aumenta el volumen de la cámara de éste, empujando a su vástago 234 hacia fuera y comprimiendo a su resorte. El desplazamiento hacia fuera del vástago 234 del cilindro actuador 230 empuja al actuador 252 de los medios conmutadores 250 haciendo que cambie su estado de señal de salida 254, desde una posición de des-armado CON"), como la ilustrada, a una posición de armado ("OFF").

Cuando se produce alguna abertura en el recinto de control formado por el conducto de carga/descarga 7, se des-arma el sistema, debido a que baja la presión del gas de control, restituyéndose el resorte del cilindro actuador 210 lo que produce el desplazamiento hacia dentro del vástago 214. En esta nueva condición, el vástago 214 del cilindro actuador 210 deja de empujar al vástago 222 del cilindro actuador 220, permitiendo que su resorte se restituya y aumente el volumen de su cámara, succionando líquido hidráulico desde la cámara del cilindro actuador 230, lo que hará disminuir el volumen de ésta y, consecuentemente, permitirá restituir el resorte del cilindro actuador 230, retrayendo su vástago 234, el que perderá contacto mecánico con el actuador 252 de los medios conmutadores 250, generando éste una señal de des-armado CON").

Hasta ahora se ha descrito y explicado una parte del sistema de la invención, de modo que se puede comprender que, cuando el recinto de control se encuentra con el gas de control presurizado, se genera una señal 254 que será interpretada como "condición de armado u OFF". Por el contrario, cuando el recinto de control pierde su estanqueidad, el gas de control pierde presión, generándose una señal 254 que será interpretada como "condición de des-armado u Ό Γ'.

Ahora se explicará, en relación con la FIG. 2 y FIG. 3, las acciones preferidas que se ejecutarán con los dos posibles estados de la señal 254.

Los medios conmutadores 250 pueden consistir en una diversidad de conmutadores del estado de la técnica, a condición de que se transmita/interrumpa una corriente eléctrica de salida (254) cuando cesa/actúa una fuerza en su entrada (252). Esto significa que los medios conmutadores constituyen un subsistema electromecánico, en donde la señal de entrada (en 252) es mecánica y la señal de salida (en 254) es eléctrica.

La salida de señal 254 alimenta, a lo menos, a una unidad de monitoreo 30 y a una unidad de control de dispositivos 40.

La unidad de monitoreo 30 consiste en medios tradicionales de posicionamiento global o GPS, 34, que retornan ciertos parámetros, cada vez que reciben un pulso de "consulta" o señal 254 con valor "CW". Estos parámetros consisten en las coordenadas geográficas, el tiempo horario y, eventualmente, la altitud asociados con dichos medios GPS 34. Los parámetros obtenidos desde los medios GPS 34 son almacenados en un registro de memoria permanente 36.

Complementariamente, dentro de la unidad de monitoreo 30, los parámetros obtenidos desde sus medios GPS 34 pueden ser transmitidos permanentemente por radiofrecuencia a una estación de control remota (no ¡lustrada). Alternativamente, dentro de la unidad de monitoreo 30, la información almacenada en su unidad de registro de memoria permanente 36 puede ser consultada directamente, por ejemplo desde un software, o remotamente por radiofrecuencia desde una estación remota.

Las eventuales consultas a la unidad de monitoreo 30 han sido representadas en la FIG. 2 y FIG. 3 como la señal de entrada de consulta 39. Esta señal de consulta 39 puede forzar una lectura en la unidad GPS 34 y/o puede leer la unidad de registro de memoria permanente 36. La respuesta generada por la unidad de monitoreo ha sido representada en la FIG. 2 y FIG. 3 como la señal de respuesta de monitoreo 38, la que -por ejemplo- puede alimentar al mencionado software que hace la consulta considerada en el párrafo anterior.

La transmisión por radiofrecuencia de los medios GPS 34 que se ha mencionado debe ser entendida en su sentido más amplio, lo que incluye, pero no se limita a ello, las transmisiones de banda civil y transmisiones por redes inalámbricas.

Independientemente de las respuestas que pueda generar la señal de respuesta de monitoreo 38, la unidad de control de dispositivos 40 permite comandar eléctricamente diversos dispositivos electromecánicos del vehículo aljibe 1, tales como: desbloqueo de los frenos cuando la señal 254 tiene un valor ⁿ OFF" o de armado; generar señales de alarma (audibles, visuales, etc.) cuando la señal 254 tiene un valor ⁿ ON" o de des-armado; activar/desactivar picaportes en las tapas de las escotillas 6 (caso representado esquemáticamente en la FIG. 2), cuando la señal 254 tiene un valor "OFF/ON" o de armado/des-armado. 2

La descripción de los medios actuadores 20 preferidos (20') muestra que, por razones de seguridad cuando el líquido a ser transportado es un combustible, el gas de control pudiera contener en mezcla o en dilución vapores del combustible, formando una mezcla inflamable o explosiva que no logra transmitirse a los medios conmutadores 250, gracias a la conexión únicamente mecánica entre los cilindros actuadores 210 y 220 y gracias a la lejanía del cilindro actuador 230 que está en contacto con los medios conmutadores 250 que manipulan la señal eléctrica 254. Así, si en la entrada 212 al cilindro actuador 210 hubiese una mezcla de gas de control con combustible, y este cilindro actuador 210 sufriese una pérdida de gas, usualmente producida por deterioro de sus sellos en el émbolo, la mezcla inflamable se escaparía a la atmósfera y se diluiría antes de alcanzar el extremo electrificado de los medios conmutadores 250.

Aunque se ha descrito y explicado con cierto detalle una realización de los medios actuadores 20, éstos podrían ser significativamente más simples, recurriendo a un sólo cilindro actuador (por ejemplo, únicamente el cilindro actuador 210 y sus partes asociadas), si el líquido a ser transportado fuese de una naturaleza diferente de un combustible.