(57)【要約】  空気作動式ポンプおよび前記ポンプおよび前記ポンプによって分注すべき流体の重量の少なくとも実質的に１００％を支えそして測定するためのロードセルを用いて流体、例えば化学的コンクリート混和剤などを分注するための装置および方法。前記空気作動式ポンプの二作用二重ピストンデザインによって、流体注入段階および流体排出段階の両方で正の空気圧を用いることが可能になる。【選択図】  図１
2010534133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体分注装置であって、（Ａ）容積型ピストンポンプ装置および（Ｂ）前記ポンプ装置に連結していて、前記ポンプ装置および前記ポンプ装置によって輸送される流体の重量を測定するためのロードセルを含んで成る流体分注装置。
【請求項２】
（Ａ）前記ピストンポンプ装置が、各々が相当する１番目および２番目のピストンスリーブハウジング内に滑動可能なように収容される１番目および２番目のピストン、前記ピストンとピストンをつなげているシャフト部材、前記ハウジングとハウジングの間に位置していて、前記シャフト部材の往復滑動を前記ハウジングとハウジングの間の空気漏れを最小限にしながら可能にするに適合している少なくとも１種のバリヤー部材を含んで成る空気作動式ポンプであり、
前記１番目のピストンスリーブハウジングが、前記ハウジングの中に滑動可能なように収容される前記１番目のピストンの力の下で流体を前記ハウジングに注入しそして／またはそこから排出させるための少なくとも１つの開口部を有し、
前記２番目のピストンスリーブハウジングが、加圧された空気が、前記２番目のピストンを前記ハウジング内の１番目の位置から２番目の位置に滑動可能なように動かす正の力を前記２番目のピストンの１番目の面に及ぼすことを可能にするように位置する１番目の開口部を有し、前記ハウジングが、加圧された空気が、前記２番目のピストンを前記ハウジング内の前記２番目の位置から前記１番目の位置に滑動可能なように動かす正の力を前記２番目のピストンの２番目の面に及ぼす機能を可能にするように位置する２番目の開口部を有し、それによって、流体が前記１番目のピストンスリーブハウジングに注入されかつ流体がそこから分注されるように、空気圧の正の力が前記１番目のピストンに伝達され、そして
（Ｂ）前記ロードセルが、前記空気作動式ポンプおよび前記１番目のピストンスリーブハウジングの中に収容されている前記流体の重量の実質的に少なくとも１００％を支えかつ測定する、
請求項１記載の流体分注装置。
【請求項３】
前記１番目のピストンスリーブハウジングが、流体が前記１番目のピストンスリーブハウジングの中に入り込むことを可能にする１番目の開口部および前記流体が前記１番目のピストンスリーブハウジングから排出されることを可能にする２番目の開口部を含んで成る請求項２記載の流体分注装置。
【請求項４】
更に、流体が前記１番目の開口部を通って前記１番目のピストンスリーブハウジングの中に流れ込むことを可能にするが流体が前記ハウジングから流れ出さないようにする入り口逆止弁、および、流体が前記２番目の開口部を通って前記１番目のピストンスリーブハウジングから流れ出ることを可能にするが流体が前記ハウジングの中に流れ込まないようにする出口逆止弁も含んで成る請求項３記載の流体分注装置。
【請求項５】
更に、前記ロードセルを取り付けかつ前記空気作動式ポンプを地面の上に懸垂するためのフレームも含んで成る請求項２記載の流体分注装置。
【請求項６】
更に、加圧された空気を前記２番目のピストンスリーブハウジングの前記１番目および２番目の開口部の中に向かわせることと、そこから空気を排出させることを交互に行うための四方空気弁、
前記ロードセルが発する電気シグナルを受け取りかつ電気シグナルを前記空気式弁制御装置に伝達する機能を果たす入力処理デバイス、および
電気シグナルを前記入力処理デバイスから受け取りかつ電気シグナルを伝達するための
コンピューター処理装置、
も含んで成る請求項２記載の流体分注装置。
【請求項７】
更に、流体が前記１番目のピストンスリーブハウジングの中に入り込むか或はそこから出ることを可能にする入り口逆止弁および出口逆止弁も含んで成る請求項６記載の流体分注装置。
【請求項８】
更に分注可能流体貯蔵槽も含んで成っていて、そこから流体が前記空気作動式ポンプの中に注入される請求項７記載の流体分注装置。
【請求項９】
更に、前記四方空気弁に連結している圧縮空気タンクも含んで成る請求項６記載の流体分注装置。
【請求項１０】
前記分注可能流体貯蔵槽に減水剤、レオロジー調整剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、腐食抑制剤、収縮低減剤、繊維、亀裂制御剤、顔料、はっ水剤、空気連行剤、強度強化剤および硬化剤から成る群より選択される少なくとも１種の流体が入っている請求項９記載の流体分注装置。
【請求項１１】
前記分注可能流体貯蔵槽に糖蜜、スルホネート、メラミンスルホネートホルムアルデヒド重合体、ナフタレンスルホネートホルムアルデヒド重合体、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、アミン、アルカノールアミンおよびこれらの相当する塩、トールオイル、トールオイル脂肪酸、脂肪酸およびこれらの誘導体、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸ブチル、脂肪エステルおよびこれらの誘導体、グルコン酸ナトリウム、染料、蟻酸、スクロース、糖、グルコース、亜硝酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、臭化カルシウム、チオシアン酸ナトリウム、コーンシロップ、サルコシン酸ナトリウム、リグノスルホン酸カルシウムもしくはナトリウム、リグニン、アルコール、グリコール、グリセロール、フェノール、酢酸、無水苛性ソーダ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、直鎖アルキルスルホン酸ナトリウム、ホルムアルデヒド、シリカ、ジグリシネート、オキシアルキレン含有重合体、蟻酸カルシウム、蟻酸、シロキサン、界面活性剤、樹脂および樹脂酸、ロジンおよびロジン酸、ポリアクリル酸、オキシアルキレンを有するポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、多糖、カルボン酸、ホウ砂、有機酸およびこれらの相当する塩、炭水化物、ホスフェート、フタレート、炭酸およびホウ酸の水不溶エステル、シリコーン、合成洗剤、スルホン化リグニンの塩、石油酸の塩、蛋白性材料、脂肪および樹脂性酸およびこれらの塩、アルキルベンゼンスルホネート、スルホン化炭化水素の塩、ポゾラン、フライアッシュ、シリカフューム、高炉スラグ、リチウムおよびバリウムの塩、ゴム、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、スチレンブタジエン共重合体、カーボンブラック、酸化鉄、フタロシアネート、アンバー、酸化クロム、酸化チタン、コバルトブルー、安息香酸ナトリウム、フルオロアルミネート、フルオロシリケート、植物性糊、動物性糊、サポニン、ヒドロキシエチルセルロース、有機凝集剤、パラフィンエマルジョン、コールタール、ベントナイト、シリカ、殺菌・殺カビ剤、殺菌剤、殺虫剤、および前記いずれかの混合物および誘導体から成る群より選択される少なくとも１種の流体が入っている請求項９記載の流体分注装置。
【請求項１２】
前記ハウジングの中に滑動可能なように収容される前記１番目のピストンの力の下で流体を前記ハウジングに注入しそして／またはそこから排出させるための少なくとも１つの開口部を有する前記１番目のピストンスリーブハウジングにおいて、前記１番目のピストンが、流体室を前記１番目のピストンスリーブハウジングの中に限定している１番目の面、および、補助空気室を前記１番目のピストンスリーブハウジングの中に限定している２番目の面を有し、前記補助空気室が加圧空気源と通気状態にあるか、閉鎖状態にあるか或
は連結状態にある請求項２記載の流体分注装置。
【請求項１３】
流体分注方法であって、（Ａ）容積型ピストンポンプ装置および（Ｂ）前記ポンプ装置に連結していて前記ポンプ装置および前記ポンプ装置によって輸送される流体の重量を測定するためのロードセルを準備することを含んで成る方法。
【請求項１４】
前記空気制御式ポンプが、各々が相当する１番目および２番目のピストンスリーブハウジング内に滑動可能なように収容される１番目および２番目のピストン、前記ピストンとピストンをつなげているシャフト部材、前記ハウジングとハウジングの間に位置していて前記シャフト部材の往復滑動を前記ハウジングとハウジングの間の空気漏れを最小限にしながら可能にするに適合している少なくとも１種のバリヤー部材を含んで成り、前記１番目のピストンスリーブハウジングが、前記ハウジングの中に滑動可能なように収容される前記１番目のピストンの力の下で流体を前記ハウジングに注入しそして／またはそこから排出させるための少なくとも１つの開口部を有し、前記２番目のピストンスリーブハウジングが、加圧された空気が、前記２番目のピストンを前記ハウジング内の１番目の位置から２番目の位置に滑動可能なように動かす正の力を前記２番目のピストンの１番目の面に及ぼすことを可能にするように位置する１番目の開口部を有し、前記ハウジングが、加圧された空気が、前記２番目のピストンを前記ハウジング内の前記２番目の位置から前記１番目の位置に滑動可能なように動かす正の力を前記２番目のピストンの２番目の面に及ぼす機能を可能にするように位置する２番目の開口部を有し、それによって、流体が前記１番目のピストンスリーブハウジングに注入されかつ流体がそこから分注されるように、空気圧の正の力が前記１番目のピストンに伝達される請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
加圧された空気を、前記１番目のピストンが前記１番目のピストンスリーブハウジング内の注入位置と排出位置の間を往復様式で滑動可能なように動くように前記２番目のピストンの交互面に向かわせ、その結果流体が前記ピストンスリーブハウジングの中に入りかつそこから排出されることを含んで成る請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
更に、前記ロードセルを用いて前記空気作動式ポンプの実質的に少なくとも１００％の重量を前記ポンプに流体が入っている状態および入っていない状態で測定することも含んで成る請求項１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体の分注、より詳細には、流体であるコンクリート混和剤ばかりでなく他の流体も重量に基いて分注するための新規な装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学品添加剤および混和剤をコンクリートの中に分注する装置は通常は容積測定に基いている。そのような装置には、機械的流体メーター、可視指示器としてのサイトボトル、制御要素、袋（ｂｌａｄｄｅｒ）タンク、配管、弁およびポンプが含まれている。容積測定装置の場合には、分注すべきいろいろな流体が示す粘度を考慮に入れる必要があるが、そのような粘度は、温度および他の要因に応じてかなり変動し得る。
【０００３】
機械的流体メーターは、しばしば、それらの可動部分が原因および化学品がいろいろな部分を攻撃する作用が理由で問題を起こす。サイトボトルは典型的に鋼またはアクリル樹脂で構成されていて目盛りが付いている。そのようなサイトボトルをコンクリートバッチング所またはその近くに位置させる必要があるか或は可視手段で緊密に監視する必要がある。それには一般に広大な配管を分注場所からバッチング所まで配備する必要がある。生コンクリート産業全体に渡って、コンクリートのいろいろな成分、例えばセメント、砂、骨材および水などの重量を測定して計量に適切なバッチングを決定することが行われており、従って、混和剤を容積測定して分注する場合には追加的手順段階が要求され、それが理由で追加的ハードウエアおよび人材育成が必要である。
【０００４】
追加的容積測定手順段階を回避する目的で混和剤を重量に基いて分注するための装置および方法が特許文献１および２（本明細書の譲受人が所有）に教示されている。そのような分注装置の１つの態様では、１個の懸垂プラットフォームで１個以上の混和剤貯蔵容器を支えている。別の態様では、そのような容器を懸垂する目的でブラケットを用いている。そのような混和剤貯蔵容器の内容物の重量を測定する目的で重量感知装置、例えば単一のロードセルなどを用いている。前記プラットフォームまたはブラケットは、前記ロードセルが前記容器の中の重量に反応する度合がその重量の１００％未満であるように配置されている。前記容器に注入される量は前以て決められた重量までであり、そしてその内容物は各容器から順次または同時に分注される。しかしながら、Ｈｅｒｎａｎｄｅｚ他の重量感知装置は生コンクリート産業に商業的に採用されなかったことから、容積測定が一般的実施として継続して用いられている。
【０００５】
従って、本発明の目的は、とりわけ、コンクリート混和剤または他の分注可能流体を分注するに適していて精度、信頼度、耐久性、費用効果、設置の便利さおよび保守性が向上した新規な装置および方法を提供することにある。
【０００６】
さらなる目的は、いろいろな粘度の流体を分注するための装置および方法を提供することにある。本発明を用いて塗料および顔料、粒子懸濁液、繊維懸濁液および粘度が極めて高い可能性のある他の流体、例えばゲルおよびペーストなど、および粒子、繊維または他の材料が中に懸濁しているゲルおよびペーストでさえ分注することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】Ｈｅｒｎａｎｄｅｚ他、米国特許第５，２２４，６２６号
【特許文献２】Ｈｅｒｎａｎｄｅｚ他、米国特許第５，３７７，８６８号
【発明の概要】
【０００８】
本発明では、従来技術の容積測定流体分注装置の欠点を克服する目的で、空気作動式分注用ポンプ装置を用いかつ前記ポンプ装置および前記ポンプ装置によって実際に分注される流体の実質的に１００％の重量を測定することで高い精度の測定を達成する。
【０００９】
本発明では、生コンクリート産業で現在用いられている問題のある部分である外部の機械的ポンプも計量装置も液体感知プローブも混和剤濾過装置も用いる必要がない。
【００１０】
本発明は、いろいろな種類の流体を分注する目的で使用可能であり、そのような流体には、塗料、ゲル、ペーストおよびいろいろな粘度を有し、いろいろな材料、例えば粒子および／または繊維懸濁液などである流体が含まれる。
【００１１】
本発明は、最も幅広い形態において、容積型ピストンポンプ（これを典型的には流体の容積測定の目的で用いる）とロードセル（これで前記ポンプの重量、従って前記ポンプによって分注される流体の重量を測定する）を組み合わせる。従って、本発明の典型的な流体分注装置は、（Ａ）容積型ピストンポンプ装置および（Ｂ）前記ポンプ装置に連結していて前記ポンプ装置および前記ポンプ装置によって輸送される流体の重量を測定するためのロードセルを含んで成る。
【００１２】
典型的なさらなる態様における本流体分注装置は、（Ａ）空気作動式ポンプ、ここで該ポンプは、各々が相当する１番目および２番目のピストンスリーブハウジング内に滑動可能なように収容される１番目および２番目のピストン、前記ピストンとピストンをつなげているシャフト部材、前記ハウジングとハウジングの間に位置していて前記シャフト部材の往復滑動をハウジングとハウジングの間の空気漏れを最小限にしながら可能にするに適合している少なくとも１種のバリヤー部材を含んで成り、前記１番目のピストンスリーブハウジングは、流体を前記ハウジングに注入しそして／またはそこから排出させるための少なくとも１つの開口部を有し、前記２番目のピストンスリーブハウジングは、加圧された空気が、前記２番目のピストンを前記ハウジング内の１番目の位置から２番目の位置に滑動可能なように動かす正の力を前記２番目のピストンの１番目の面に及ぼすことを可能にするように位置する１番目の開口部を有し、前記ハウジングは、加圧された空気が、前記２番目のピストンを前記ハウジング内の２番目の位置から１番目の位置に滑動可能なように動かす正の力をそれの２番目の面に及ぼすことを可能にするように位置する２番目の開口部を有し、それによって、流体が前記１番目のピストンスリーブハウジングに注入されかつ流体がそこから分注されるように空気圧の正の力が前記１番目のピストンに伝達される、および（Ｂ）ロードセルここで該セルは、前記空気作動式ポンプおよび前記１番目のピストンスリーブハウジングの中に入っている流体の重量の少なくとも実質的に１００％を支えかつ測定するためのものである、を含んで成る。
【００１３】
語句「少なくとも実質的に１００％」は、本発明がポンプ装置ばかりでなく周辺の付属装置、例えば軟質ホース、クランプ、ブラケットまたは前記ポンプとロードセルをつなげる目的で用いる他の器具、ワイヤーなどの重量を測定する能力を有することを意味する。空の時のポンプの重量をポンプと流体（ポンプの中の）の重量から差し引くことで、その装置が分注した流体の量を決定する。
【００１４】
本発明では連結型ピストンを用いることで、可動部品の数ができるだけ少ない「二作用」駆動デザインのピストンを用いる。正の空気圧が２番目の（空気）用ピストンの両側に力を加え、１番目の（流体）用ピストンに相当する力を及ぼすことで注入位置と排出位置の間を前後に往復運動し得るようにする。このことは、前記空気式ピストンの両側を駆動させるための加圧された空気源を連結させる目的で相対的に柔軟な配管を用いることができることを意味する。そのように二作用の正の圧を用いる方が吸引力を生じさせる目的で真空を用いるよりも優れている、と言うのは、さもなければ、負の空気圧が理由で起こるつぶれに対抗しようとして硬質のパイプを用いる必要が生じかつそのような硬質のパイプは耐力性質を有することでロードセルを用いてポンプ装置の重量を測定しようとする時に不正確さをもたらす可能性があるからである。
【００１５】
容積型ポンプは典型的に分注すべき流体を容量測定する目的で用いられているが、それを賢明に分注すべき流体の量を測定するための重量測定手段であるロードセルと組み合わせて用いる。それによって、精度がより高くなる。空気を前記ポンプの流体室の中に入り込ませたとしても、それによって分注すべき流体の量の測定に有意な誤差がもたらされることはない、と言うのは、分注すべき流体の量を容積ではなく重量で測定しかつ前記流体室の中の空気の重量は前記ポンプによって分注すべき流体の総重量に比べて僅かであり得るからである。
【００１６】
本発明の典型的な装置および方法では、分注される流体の重量は、風袋の重量（これは空のポンプ、満たされているホースおよび付属品および他の取り付け具の重量である）から増加した重量である。
【００１７】
好適な態様では、四方空気弁を用いて、加圧された空気を前記空気式ピストンの一方の側に向かわせかつ空気をもう一方の側から排出させることで、前記流体用ピストンを注入位置に向かわせる。前記ロードセルがシグナルをコンピューター処理装置（ＣＰＵ）に連結しておいた入力処理デバイス（ＩＰＤ）に送る。流体が所望量で流体室の中に注入された時点で前記ＣＰＵが前記ＩＰＤに前記四方空気弁を切り替えるように指令を出し、そして次に、前記流体用ピストンが排出位置に送られることで前記流体が分注される。そのような過程が所望総量の流体が分注されるまで繰り返されるように前記ＣＰＵをプログラムしてもよい。
【００１８】
本発明の装置および方法のさらなる利点および特徴を本明細書の以下に更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
典型的な態様の下記の詳細な説明を添付図と協力させて読むことでそれがより容易に理解されるであろう。
【図１】図１は、流体を分注するための本発明の典型的な装置および方法の設計図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
典型的な態様の詳細な説明
図１に示すように、本発明の典型的な流体分注装置１０および方法は、ピストンスリーブハウジング１８の中に滑動可能なように収容される少なくとも１個のピストン１６を有する空気作動式ポンプ１２、ピストンスリーブハウジング１８の中に限定されていて流体（４０で表示する如き）が入りそして出て行く流体室２０、およびポンプ１２およびポンプ１２の流体室２０の中に入っている流体の重量の実質的に少なくとも１００％を支えかつ測定するためのロードセル１４を含んで成る。軟質配管（２４、２５、４１および４２で表示する如き）によってポンプ１２の構成要素（４０、５０、７０および４３で表示しかつ本明細書の以下に記述する如き）が連結しており、好適には、それらの重量をロードセル１４が支えないようにする。
【００２１】
ピストンスリーブハウジングの材料（スリーブ壁、末端キャップまたはバリヤーを包含
）に、流体４０または分注すべき化学品の性質に応じて公知の材料を含めてもよい。そのような材料には、流体用ポンプ用として典型的に用いられる材料、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリル樹脂、ステンレス鋼、ガラスなどまたは他の材料が含まれ得る。
【００２２】
ピストン１６が１番目のピストンスリーブハウジング１８の中を滑るように動くことを可能にすると同時に前記１番目のピストンスリーブハウジング、１番目のピストン１６および末端キャップによって限定されている流体室２０の中に入っている流体の漏れが最小限になるように１番目のピストン１６の周囲に１個以上の環状シールリング（示していない）を用いてもよいと理解される。従って、前記ピストンおよびスリーブハウジングは皮下注射器に類似した様式で機能する。場合によりピストン１６の周囲に用いてもよい環状シールリングを構成する材料は、分注すべき流体の化学的または物理的性質に応じて、ピストンポンプで通常用いられる材料、例えば弾性重合体［例えばニトリルゴム、フルオロカーボンゴム、エチレンプロピレンジエン単量体（ＥＰＤＭ）ゴムなど］および合成重合体［例えばポリテトラフルオロエチレンまたは「ＰＴＦＥ」］などであってもよい。
【００２３】
ロードセル１４を取り付ける様式は、それがポンプ１２の重量を支えるような如何なる様式であってもよい。ロードセル１４（これは好適には懸垂型のロードセルである）を例えば機械的に天井（示していない）、梁またはフレームデバイス（１５で示す如き）［これを床、天井、壁または固定具に固定してもよい］などに取り付けてもよい。フレームデバイス１５は、２つ以上の垂直な脚（簡潔さの目的で１５で部分的に示す脚は１個のみである）、好適には地面にまで到達する脚を持っていてもよい点で自己支持型であり得る。しかしながら、ポンプ１２をロードセル１４の上に支えるのではなくポンプ１２をロードセル１４から吊るす方が好適である、と言うのは、それによって重量測定の精度が高くなりかつ流体室２０を密封する目的でピストン１６の回りで用いる任意のシールリングの寿命が向上するからである。
【００２４】
ロードセル１４は、力または重量を電気シグナルに変える力変換器である。ロードセル１４は、たいてい、シグナルがロードセルにかかる重量に相当するようにそれを通して送られる電気シグナルを弱めるか或は高める。そのようなロードセルには、応力がかかった時に抵抗を変化させる歪みゲージが用いられている。それらは、当該ロードセルの中のビーム、リングまたはカラム（歪み要素）の表面に接着している微細なワイヤーで構成されている。前記ゲージが取り付けられている表面が歪みを受けると、前記ワイヤーが伸びるか或は縮むことで、抵抗がかけられた負荷に比例して変化する。１つ以上の歪みゲージをロードセル内に用いてもよい。
【００２５】
図１のロードセル１４を用いて好適には空気作動式流体分注用ポンプ１２および流体室１２の中にいくらか入っている流体の重量の実質的に１００％を懸垂する。ロードセル１４を電気計量装置に電気的に連結することで、流体が入っている状態および入っていない状態のポンプの重量を監視しかつ測定することができる。ロードセル１４は「Ｓ字」形歪みゲージ、例えばポンプ１２を便利に吊るすか或は懸垂するに適した形状を有するゲージであってもよい。ロードセルの能力は、当該ポンプの大きさおよび分注すべき流体の量に応じて多様であり、それはデザインの好みの問題である。
【００２６】
図１に示す典型的な空気作動式ポンプ１２は、流体室２０を１番目のピストン１６の一方の側に限定しかつ２番目の室２１をピストン１６のもう一方の側に限定するように１番目のピストンスリーブハウジング１８の中に滑動可能なように収容される１番目のピストン１６を含んで成る。好適には、１番目のピストン１６が再注入ストロークの状態にあることで流体を流体室２０の中に押し込んでいる時には前記２番目の室２１が排気されて空気がスリーブハウジング１８から出て行くようにする。典型的なポンプ１２は、更に、再注入ストローク空気室２２を２番目のピストン２６の一方の側に限定しかつ排気ストロー
ク空気室２３を２番目のピストン２６のもう一方の側に限定するように２番目のピストンスリーブハウジング２８の中に滑動可能なように収容される２番目のピストン２６も含んで成る。この２番目のピストンに場合により上述した１番目のピストン１６と同様に周囲に１個以上の環状シールリング（示していない）を持たせることも可能である。
【００２７】
シャフト部材３４で１番目のピストン１６と２番目のピストン２６をつなげることで、ピストンが個々のスリーブハウジング１８および２８の中で協調した動きをするようにする。バリヤー部材３５でハウジング１８と２８を分離し、そしてそれにシャフト部材３４がその中を再注入と排出位置の間を往復移動することを可能にすると同時にピストンスリーブハウジング１８と２８の間の空気漏れを最小限にするに適した通路を含める。
【００２８】
１番目のピストンスリーブハウジング１８に、分注可能流体がハウジング１８に入り込みそして／またはそこから出て行くための開口部を少なくとも１個設ける。ハウジング１８に、好適には、分注可能流体を室２０に再注入するための１番目の開口部３６および前記流体を室２０から出させるための２番目の開口部３７を設ける。図１に示すように、再注入サイクル中には流体が室１８の中に向かって１方向に流れる一方で排出サイクル中には逆流に抵抗することを可能にする目的で入り口逆止弁３８を入り口開口部３６またはその近くに位置させると同時に、排出サイクル中には流体が室２０から１方向に流れ出る一方で再注入サイクル中には逆流に抵抗することを可能にする目的で出口逆止弁３９を出口開口部３７またはその近くに位置させる。
【００２９】
代替態様では、１番目のピストンスリーブハウジング１８に１個の流体室２０開口部を持たせかつ流体室２０を入り口逆止弁３８および出口逆止弁３９とつなげるか或は弁３８／３９に連結している配管につなげるための「Ｔ字」形パイプまたは他の三方導管（示していない）を持たせてもよい。
【００３０】
入り口逆止弁３８および出口逆止弁３９用として通常の一方弁装置を用いてもよい。例えば、Ｄｅ  Ｌｏｒｅｎｚｏの米国特許第４，１８８，９７８号に、開口部（ダイヤフラムが一方向に圧縮された時には流体が流れることができるが、ダイヤフラムにかかる圧力が反対方向の時にはダイヤフラムの開口部が閉じる）を収縮および露出させる内部ダイヤフラムが備わっている弁機構が開示されている。
【００３１】
ピストンが２個備わっている化学品用ポンプをＰｌａｓｔ−Ｏ−Ｍａｔｉｃ  Ｖａｌｖｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｃｅｄａｒ  Ｇｒｏｖｅ、ニュージャージー州）から商業的に入手することができ、これは、本発明の目的で改造をほとんどか或は全く行う必要なく適切に使用可能であると考えている。そのようなポンプに加えて本体、シャフト、ピストンアセンブリおよびシリンダー壁はＧＥＯＮ（商標）ブランドタイプ１、グレード１のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）ばかりでなくポリプロピレン、Ｋｙｎａｒ（商標）ブランドのポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ＰＴＦＥおよびステンレス鋼で構成されていてもよい。そのようなポンプは特に流体の正確な容積量を排出再現性に関して０．０５％の精度で計量すべき容積測定用途に適するように考案されたポンプである。そのようなポンプには、ピストンが動く度合を制御する（従って最大容積を制御する）目的で緩み止ナットおよび調整用ボルトがピストンシリンダーハウジングの一方の末端部に備わっているが、本発明の重量依存概念の場合にはそのようなボルトは必要でない。このように、そのようなボルトを最大容積が使用可能なように調整するか或は図１に示すようにそのようなボルトを用いてポンプのシリンダー本体を本発明のロードセル１４にかけることを推奨することができる。
【００３２】
図１の典型的なポンプ１２は１番目の（流体輸送用）ピストン１６の相対する側に４個の室、即ち２個の空気室（再注入ストローク空気室２２および排出ストローク空気室２３として本明細書の上に記述した）、流体室２０および補助再注入ストローク空気室２１を
有するとして例示する。シャフトとピストンのアセンブリ（３４／１６／２６）の往復運動によって前記室内の動きを調節する。４方空気弁７０［これは好適には電気空気式弁デザイン（ソレノイド作動）である］を加圧空気源８０につなげることで、空気圧を２番目のピストンスリーブハウジング２８の中の２番目のピストン２６の両側に導入しかつ放出することを交互に行い、それによって、１番目のピストン１６を往復運動させることで流体を流体室２０の中に再注入するか或はそこから排出させる。このように、４方空気弁７０を用いて、加圧空気を再注入室２２の中に送り込むと同時に空気を排出室２３から排出させそして次に空気を再注入室２２から排出させると同時に加圧空気が排出室２３の中に送り込まれるように切り替えることなどを所望総容積の流体が流体室２０を通して分注されるまで起こさせる。４方空気弁７０では、いろいろな公知デザインのいずれかを用いてもよい。例えば、再注入室２２または排出室２３の中の一方を加圧空気源８０につなげそして前記室の中のもう一方から出る空気を外側の大気に排出させることを交互に行うことができるように、弁７０のデザインを回転式にしてもよいか或はトランペット弁に類似した滑動式デザインにしてもよい。圧縮空気タンク装置８０を用いる方がポンプ１２と直接連結させた電動ポンプを用いるよりも良好である、と言うのは、それによってロードセル１４の読み取り精度が高くなりかつ流体分注装置１０の作動が全体としてより滑らかになるからである。
【００３３】
流体室２０の相対する側の１番目のピストン１６の面に位置する補助空気室２１にも、示すように、バリヤー３５の中の開口部を用いて排気させてもよい。より好適には、再注入ストローク時には補助空気室２１を密封して正の空気圧が蓄積されるようにすることで、流体が１番目のピストン１６の回りから漏れて流体室２０から補助空気室２１に入り込まないようにする。別法として、バリヤー３５の中の開口部をホース２５に送り込むのと同じ加圧空気源に連結させることで、流体排出サイクル時に１番目のピストン１６ばかりでなく２番目のピストン２６も加圧空気によって駆動し得るようにしてもよい。
【００３４】
図１の典型的な態様では、四方空気弁７０がオン−オフ電気シグナルを電気的切り替え装置（５０で表示）［これはロードセル１４にかかる重量に相当する電気シグナル、例えばミリボルトのパルスなどをロードセル１４から受け取るための入力および出力処理デバイス（また便利さの目的で５０でも示す）の一部である］から受け取る。５０で表示する装置の入力処理素子を電気的にコンピューター処理装置６０（本明細書では以降「ＣＰＵ」）につなげるが、そのＣＰＵは、装置（６０）の出力処理素子からシグナルを受け取りそしてロードセル１４が発するミリボルトシグナルを中継するか或はそのシグナルを１１０ボルトの電気パルスに変換し、それがロードセル１４が懸垂している重量に相当する。ＣＰＵは、受け取ったシグナルと、空の状態および流体室２０の中に入っている流体で満たされた状態の両方でのポンプ１２全体の少なくとも実質的に１００％の重量の測定値を相互に関係付ける機能、従って流体室２０から分注される流体の量を決定する機能を果たす。従って、四方空気弁７０が機能するに適切な電気シグナルをＣＰＵが１種または２種以上の入力および出力処理装置５０に送るようにそれをプログラムしてもよく、その四方空気弁７０によって、ポンプ装置１２への再注入およびそれからの排出が充分な量（ロードセル１４が感知する重量に換算して）の流体が当該装置によって流体室２０を通して分注されるまで起こる。
【００３５】
加圧された空気を四方空気弁７０から空気室（２２および２３）に送る目的で軟質の配管またはホース２４／２５を用いてもよく、それらをゴムまたは他の弾性重合体またはＰＶＣの如き重合体で構成させてもよい。そのような材料をまた流体を貯蔵容器４０またはバレルからポンプ１２の流体室２０に送るための配管４１ばかりでなくポンプ１２の流体室２０から排出すべき流体を分注する目的で用いる配管４２で用いることも可能である。その流体をさらなる容器４３、ベヒクル（例えば混合用トラック）または他の容器の中に分注することも可能である。例えば、その流体をミキサー（これには湿ったセメントペー
スト、モルタルまたはコンクリートが入っていてもよい）の中に分注してもよい。
【００３６】
空気作動式ピストンポンプ１２を他のいろいろな構成要素（例えば流体貯蔵槽４０、入力および出力処理装置５０および四方空気弁７０など）につなげる目的で用いる配管、ホースおよび電線をロードセル１４が当該ポンプが空である時、および、さもなければ分注すべき流体を含んでいる時に行う正確な測定をそれらが妨害することがないように選択しかつ空間的に配向させて配置すべきであることは当業者に明らかであろう。好適には、二重ピストン１６と２６（ばかりでなくホース２４、２５、４１および４２）を含有するポンプ１２がロードセル１４に懸垂されるただ１つの措置構成要素であるようにすべきである一方、流体貯蔵槽４０、入力および出力処理装置５０、ＣＰＵ６０、四方空気弁７０および加圧空気源８０の重量をロードセル１４ではなく他の支持手段によって懸垂されるべきである。入り口および出口の逆止弁３８および３９をポンプ１２のハウジングに直接取り付けてもよいが、それらをホースの長さ方向のいずれかの部分に位置させることも可能である（それぞれ４１および４２で示す）。別法として、また、入り口逆止弁３８を流体貯蔵槽４０に取り付ける一方で出口逆止弁３９を容器４３の近くに取り付けてもよいか或は分注用配管４２の末端部に位置させるノズル（また４３で表示）の中に用いることも可能である。
【００３７】
本発明の典型的なポンプ装置１０および方法は、１種以上の通常のコンクリート剤（添加剤または混和剤）［そのようなコンクリート剤の製造で用いる原料を包含］を分注することを伴い得る。
【００３８】
通常のコンクリート混和剤はしばしば例えば良く知られた分類分けで同定される。このように、本発明の装置および方法で分注する典型的な流体には、減水剤（例えば可塑剤、超可塑剤）、レオロジー調整剤（例えばスランプ強化剤）、硬化促進剤、硬化遅延剤、腐食抑制剤（鋼製鉄筋用）、収縮低減剤、繊維（例えば補強用、可塑収縮亀裂制御用など）、亀裂制御剤、顔料、はっ水剤、空気連行剤、強度強化剤、硬化剤などから成る群より選択されるコンクリート混和剤が含まれる。
【００３９】
この上に示した種類の混和剤には、例えば糖蜜、スルホネート、メラミンスルホネートホルムアルデヒド重合体、ナフタレンスルホネートホルムアルデヒド重合体、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、アミン、アルカノールアミンおよびこれらの相当する塩、トールオイル、トールオイル脂肪酸、脂肪酸およびこれらの誘導体、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸ブチル、脂肪エステルおよびこれらの誘導体、グルコン酸ナトリウム、染料、蟻酸、スクロース、糖、グルコース、亜硝酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、臭化カルシウム、チオシアン酸ナトリウム、コーンシロップ、サルコシン酸ナトリウム、リグノスルホン酸カルシウムもしくはナトリウム、リグニン、アルコール、グリコール、グリセロール、フェノール、酢酸、無水苛性ソーダ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、直鎖アルキルスルホン酸ナトリウム、ホルムアルデヒド、シリカ、ジグリシネート、オキシアルキレン含有重合体、蟻酸カルシウム、蟻酸、シロキサン、界面活性剤、樹脂および樹脂酸、ロジンおよびロジン酸、ポリアクリル酸、オキシアルキレンを有するポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、多糖、カルボン酸、ホウ砂、有機酸およびこれらの相当する塩、炭水化物、ホスフェート、フタレート、炭酸およびホウ酸の水不溶エステル、シリコーン、合成洗剤、スルホン化リグニンの塩、石油酸の塩、蛋白性材料、脂肪および樹脂性酸およびこれらの塩、アルキルベンゼンスルホネート、スルホン化炭化水素の塩、ポゾラン、フライアッシュ、シリカフューム、高炉スラグ、リチウムおよびバリウムの塩、ゴム、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、スチレンブタジエン共重合体、カーボンブラック、酸化鉄、フタロシアネート、アンバー、酸化クロム、酸化チタン、コバルトブルー、安息香酸ナトリウム、フルオロアルミネート、フルオロシリケート、植物性糊、動物性糊、サ
ポニン、ヒドロキシエチルセルロース、有機凝集剤、パラフィンエマルジョン、コールタール、ベントナイト、シリカ、殺菌・殺カビ剤、殺菌剤、殺虫剤、および前記いずれかの混合物および誘導体が含まれ得る。
【００４０】
また、本発明の典型的な流体には粒子懸濁液、例えばフュームシリカが入っているスラリーなど、または繊維懸濁液、例えばＭａｃｋｌｉｎ他の米国特許第６，７９０，２７５号［これには正確な注入方法として繊維をコンクリートの中に計量して入れることができることが教示されている（容積測定によるものであるが）］に教示されている懸濁液などが含まれ得るとも考えている。
【００４１】
従って、流体を分注する本発明の典型的な方法は、上述した空気制御式ポンプ１２を準備して、それの重量の実質的に少なくとも１００％をロードセル１４で支えかつ測定することを伴う。前記方法は、前記１番目のピストン１６が前記１番目のピストンスリーブハウジング１８の流体室２０の中の注入位置と排出位置の間を往復様式で滑動可能なように動くように加圧された空気を２番目のピストン２６の交互面に向かわせることを伴う。
【００４２】
この上の明細書の中で本発明の原理、好適な態様および実施様式を記述してきた。しかしながら、本明細書で保護することを意図する発明をその開示した個々の形態に限定するとして解釈されるべきでない、と言うのは、それらは限定ではなく例示として見なされるべきであるからである。当業者は本発明の精神から逸脱することなく変化および変更を加えることができるであろう。
【図１】
2010534133.tif 000003
【国際調査報告】
2010534133.tif 000004