BR112018071098B1

BR112018071098B1 - Método para detectar acúmulo de concreto endurecido e sistema de monitoramento de tambor misturador de concreto

Info

Publication number: BR112018071098B1
Application number: BR112018071098-9A
Authority: BR
Inventors: Mark F. Roberts; Yan Glina; Richard K. Jordan; Greg A. Goldstein; Howard Livingston; Nathan A. Tregger
Original assignee: Verifi Llc
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2017-04-11
Publication date: 2023-02-23
Also published as: CN109476041B; SG11201808974VA; BR112018071098A2; US11273575B2; JP7009386B2; JP2019513593A; KR102365273B1; MX2018012509A; AU2017249237B2; EP3442762B1; EP3442762A1; CN109476041A; CA3020877A1; US20190126510A1; EP3442762A4; AU2017249237A1; KR20180136458A; WO2017180625A1; MY197379A

Abstract

A presente invenção refere-se a um método e sistema para detectar o acúmulo de concreto endurecido em um tambor misturador que seja substancialmente desprovido de concreto plástico. Um método exemplificador envolve monitorar a pressão hidráulica necessária para girar o tambor através de pelo menos duas rotações sucessivas em velocidade constante, usando um sensor de pressão hidráulica no lado de carga hidráulica, no lado de descarga, ou, de preferência, em ambos os lados do motor hidráulico que gira o tambor misturador; e detecta quando a curva de dados de pressão/tempo indica um comportamento excêntrico do tambor misturador, desse modo, proporciona-se um alarme ou outra indicação para confirmar que o acúmulo de concreto endurecido no caminhão não é aceitável. O método e sistema de detecção de acúmulo da presente invenção não exigem o uso de um sistema de monitoramento de consistência automatizado, mas pode ser implementado em combinação com esses sistemas com resultados favoráveis e vantagens.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se à mistura de concreto, e, mais particularmente, a um método e sistema inovadores para detectar o acúmulo de concreto endurecido dentro do tambor misturador de um veículo de entrega de concreto com base no comportamento excêntrico de um tambor vazio.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Os presentes inventores acreditam que o concreto que endurece dentro de um tambor misturador de concreto (doravante “acúmulo”) pode afetar adversamente a produção e entrega de concreto de diversas formas e geralmente inter-relacionadas.

[003] No primeiro exemplo, o concreto endurecido significa um peso extra no caminhão. Esse peso extra pode levar a uma eficiência de combustível inferior durante o transporte bem como provocar um aumento no custo de energia para girar o tambor misturador. Esse peso extra também reduz a segurança operacional do veículo porque pode desequilibrar o caminhão durante uma curva ou em vários outros pontos de trânsito. Em casos extremos, o caminhão pode tombar causando danos sérios ou fatalidades.

[004] Os presentes inventores acreditam que o acúmulo de concreto endurecido também pode reduzir a capacidade volumétrica dentro dos tambores misturadores, levando a uma redução na eficiência de mistura e carregamento porque os tempos de carregamento e dosagem podem ser desnecessariamente prolongados.

[005] A eficiência de mistura reduzida também pode levar à mistura de uma carga de concreto que não seja homogênea por natureza. Se for não homogêneo, a mistura de concreto pode ter problemas de qualidade no sítio de construção especialmente em termos de consistência e resistência.

[006] Os presentes inventores acreditam, ainda, que o acúmulo de concreto endurecido dentro do tambor misturador não é facilmente detectável pelo motorista do caminhão ou encarregado da usina durante as operações de dosagem e entrega. Esse geralmente é o caso onde o maior acúmulo de concreto endurecido fica situado na porção de barriga do tambor misturador, e, portanto, fora da linha de visão. Mesmo após o concreto endurecido ser “lascado” do tambor, o concreto endurecido pode se acumular rapidamente novamente dentro de alguns dias. Em muitas usinas, os motoristas de caminhão são instruídos a estacionar seus caminhões com o rotulo do tambor em uma posição que anuncie a marca da empresa. Visto que o tambor é mantido na mesma posição, o concreto plástico restante no tambor tende a se assentar na barriga do tambor e se acumular sempre no mesmo local, criando um acúmulo rapidamente.

[007] O processo de “lascar” o acúmulo de concreto endurecido em caminhões de entrega é perigoso. Essa operação requer que os trabalhadores subam no tambor com marteletes de impacto para remover o acúmulo que pode estar situado em vários locais circunferenciais ao redor da parte interna do tambor, tal como nas pás de mistura, ou ao longo das mesmas, que são espiralmente montadas ao redor do eixo geométrico rotacional do tambor. O risco de lesão é talvez proporcional ao grau de acúmulo dentro do tambor, particularmente onde blocos de concreto endurecidos, suspensos sobre a cabeça ou membros de um trabalhador, se tornam facilmente deslocados pela operação do martelete de impacto.

[008] Tentativas anteriores de resolver o problema de acúmulo de concreto não proporcionam uma precisão suficiente em relação à determinação de quanto acúmulo ocorreu e quando solucionar o problema de acúmulo. Por exemplo, na Patente no US 8.960.990 (cedida à mesma requerente do presente documento), Koehler et al. ensinou que a pressão hidráulica necessária para girar o tambor misturador de concreto de um caminhão de entrega pode ser usada para monitorar e analisar o concreto plástico à medida que flui pelas pás dentro da barriga do tambor giratório. A forma de onda de energia pode ser analisada à mediada que o plástico flui pelas pás giratórias dentro do tambor, utilizando-se um grande número de taxas de amostragem por rotação do tambor.

[009] Os presentes inventores, por outro lado, acreditam que o acúmulo não pode ser solucionado com precisão desejada por monitoramento de concreto úmido. Parte do problema é que uma vez que uma carga de concreto úmido for loteada dentro do tambor, a primeira prioridade do motorista é entregá-lo ao consumidor. É improvável que o motorista interrompa a entrega para limpar um caminhão após ter acabado de ser carregado com concreto plástico. Outro problema é que, uma vez que a carga de concreto plástico for loteada dentro do tambor, a presença de acúmulo endurecido pode ser mascarada pelo aumento do peso no tambor.

[010] Portanto, um método e um sistema inovadores para detectar e medir o acúmulo de concreto endurecido no tambor misturador de um veículo de entrega de concreto é urgentemente necessário.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[011] Superando-se as desvantagens das abordagens da técnica anterior, a presente invenção proporciona um método e um sistema para detectar um acúmulo de concreto endurecido em um tambor misturador de concreto de um caminhão de entrega de concreto que esteja substancialmente desprovido (ou vazio) de concreto plástico.

[012] A presente invenção envolve, em outras palavras, uma análise da excentricidade de um tambor misturador de concreto giratório quando estiver em um estado substancialmente vazio. Os presentes inventores descrevem esse estado vazio, em que o tambor misturador tem uma “carga zero ou desprezível,” em termos quantitativos, da seguinte forma: quando o tambor contiver de 0 a 1,0 (e, com mais preferência, de 0 a 0,5) jardas cúbicas de material solto compreendendo material cimentício plástico ou outro material que não esteja fixado ao tambor misturador e, logo, não esteja se movendo dentro do tambor mediante a rotação do mesmo.

[013] Deve existir uma quantidade mínima e, com mais preferência, uma quantidade zero de qualquer concreto plástico retornado (por exemplo, após a entrega) ou qualquer outro material solto, tal como agregado (pedra) ou outros pedaços de concreto endurecido soltos no tambor misturador para que a presente invenção funcione.

[014] Um método exemplificador da presente invenção para detectar o acúmulo de concreto endurecido em um tambor misturador compreende: (a) proporcionar um tambor misturador de concreto giratório dotado de uma parede interna e pelo menos duas lâminas montadas na parede interna dentro do tambor misturador, sendo que o tambor misturador tem de 0,0 a 764,5 litros (0,0 a 1,0 jardas cúbicas) (e, com mais preferência, de 0,0 a 382,25 litros (0,0 a 0,5 jardas cúbicas) de material cimentício plástico e material não fixado ao tambor misturador (doravante descrito como “tambor misturador tendo carga zero ou desprezível”), sendo que o tambor misturador de concreto tem carga zero ou desprezível sendo girado em uma velocidade rotacional constante por um motor acionado por uma bomba de pressão hidráulica, sendo que o motor tem um primeiro lado para carregar o motor em uma primeira direção usando um fluido hidráulico conduzido pela bomba e um segundo lado para retornar o fluido hidráulico à bomba; (b) medir a pressão hidráulica como uma função de tempo durante pelo menos duas rotações completas sucessivas (por exemplo, >720 graus de rotação) do tambor misturador tendo carga zero ou desprezível em velocidade rotacional constante (cuja velocidade rotacional é, de preferência, < 1,0 RPM, e, com mais preferência, < 0,5 RPM) usando um sensor para medir a pressão do fluido hidráulico no primeiro lado, usando um sensor para medir a pressão do fluido hidráulico no segundo lado, ou sensores em ambos os lados, para, desse modo, obter uma curva de dados de pressão/tempo (correspondente à energia necessária para girar o tambor através de rotações sucessivas); (c) determinar quando a curva de dados de pressão/tempo captados conforme obtido a partir da etapa (b) exibe um comportamento excêntrico que satisfaz ou excede um limiar de excentricidade armazenado; e, onde o comportamento excêntrico satisfaz ou excede um valor limiar ou limite de excentricidade armazenado; (d) proporcionar um alarme ou indicação que o tambor misturador atingiu ou excedeu o limiar de excentricidade armazenado.

[015] Pelo menos 2, e, com mais preferência, pelo menos 10 a 20 ou mais rotações sucessivas do tambor misturador de concreto devem ser concluídas de modo que a curva de dados de pressão/tempo obtidos não reflita somente fenômenos espúrios (por exemplo, caminhão passando sobre um terreno esburacado ou saliente que distorce a precisão do monitoramento da pressão hidráulica no caminhão de entrega).

[016] Um sistema exemplificador da presente invenção compreende uma unidade de processador que é programada para realizar as etapas do método descritas anteriormente para monitorar um tambor misturador de concreto em um caminhão de entrega que é substancialmente desprovido de concreto, pelo menos um e, de preferência, dois sensores de pressão hidráulica comunicativos com a unidade de processador e eficazes em comunicar valores de pressão hidráulica no lado de carga, lado de descarga, ou ambos os lados de um motor de pressão hidráulica empregado para girar o tambor misturador usando uma bomba de pressão hidráulica; e pelo menos um sensor para detectar a velocidade rotacional do tambor misturador de concreto; sendo que o processador é comunicativo com um local de memória acessível que armazena um ou mais valores limiares excêntricos pré- estabelecidos para determinar quando o acúmulo de concreto endurecido no tambor misturador atingiu um estado de excentricidade inaceitável; e um alarme, monitor, ou outros meios de indicação para sinalizar ao motorista, operador do sistema, encarregado, ou outras pessoas que o limiar (de acúmulo) de excentricidade foi satisfeito ou excedido.

[017] Outras vantagens e recursos da invenção serão descritos em maiores detalhes mais adiante.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[018] Uma avaliação dos benefícios e recursos da invenção pode ser prontamente compreendida através da consideração da descrição escrita a seguir das modalidades preferenciais em conjunto com os desenhos, em que

[019] A Figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema exemplificador da presente invenção em que uma bomba de pressão hidráulica é usada para acionar um motor que gira um tambor misturador de concreto que esteja substancialmente desprovido de concreto plástico, e as pressões hidráulicas sobre o lado de carga, lado de descarga, ou ambos são monitoradas com o passar do tempo e sucessivas rotações de tambor por um ou mais sensores de pressão que se comunicam a uma unidade de processador programada para determinar quando uma excentricidade do comportamento do tambor misturador satisfaz ou excede um valor limiar (ou limite) de excentricidade armazenado e a ativar um alarme ou outra indicação quando o valor limiar de excentricidade for determinada pelo processador como sendo satisfeito ou excedido;

[020] A Figura 2 é uma ilustração gráfica de pressão de carga hidráulica (curva de dados mostrada no topo em linha contínua no topo do gráfico) e pressão de descarga hidráulica (curva de dados mostrada na parte inferior do gráfico em linha pontilhada) com o passar do tempo durante sucessivas rotações em 2 rotações por minuto (RPM) de um tambor misturador de concreto tendo um acúmulo de concreto endurecido desprezível e 6.116 litros (8 jardas cúbicas) de concreto plástico;

[021] A Figura 3 é uma ilustração gráfica de pressão hidráulica (curva de dados mostrada no topo em linha contínua no topo do gráfico) e pressão de descarga (curva de dados mostrada na parte inferior do gráfico em linha pontilhada) com o passar do tempo durante rotações sequenciais em 2 RPM de um tambor misturador de concreto tendo um acúmulo de concreto endurecido e não contendo concreto plástico;

[022] A Figura 4 é uma ilustração gráfica de pressão de carga hidráulica (curva de dados mostrada em linha contínua no topo do gráfico) e pressão de descarga hidráulica (curva de dados mostrada em linha pontilhada na parte inferior do gráfico) com o passar do tempo durante rotações sequenciais em 2 RPM de um tambor misturador não tendo concreto plástico (ou outro material solto) e um acúmulo de concreto endurecido desprezível;

[023] A Figura 5 é uma ilustração gráfica de pressão de carga hidráulica (curva de dados mostrada em linha contínua que se estende até o topo do gráfico) e pressão de descarga hidráulica (curva de dados mostrada em linha pontilhada) com o passar do tempo durante rotações sucessivas em 2 RPM de um tambor misturador que esteja substancialmente desprovido (vazio) de concreto plástico (e desprovido de outro material solto), mas tenha uma quantidade considerável de acúmulo de concreto endurecido, em que as curvas de dados de pressão de carga e descarga se cruzam (sobrepõem) em vários pontos;

[024] A Figura 6 é uma ilustração gráfica circular de pressão de carga hidráulica (curva de dados mostrada em linha contínua) e pressão de descarga hidráulica (curva de dados mostrada em linha pontilhada) durante uma rotação completa de 360 graus (em 2 RPM) de um tambor misturador que seja desprovido de concreto plástico (ou qualquer outro material solto) e tenha um acúmulo de concreto endurecido desprezível, em que as curvas de dados de pressão de carga e descarga não se cruzam, e a curva de dados de pressão de carga é bastante simétrica em torno do centro (por exemplo, pode-se dizer que é “não-excêntrica”);

[025] A Figura 7 é uma ilustração gráfica circular de pressão de carga hidráulica (curva de dados mostrada em linha contínua) e pressão de descarga hidráulica (curva de dados mostrada em linha pontilhada) durante uma rotação completa de 360 graus (em 2 RPM) de um tambor misturador que seja desprovido de concreto plástico (ou qualquer outro material solto), mas tenha uma quantidade considerável de acúmulo de concreto endurecido, em que as curvas de dados de pressão de carga e descarga se cruzam (e se sobrepõem), e, ainda, em que a curva de dados de pressão de carga é altamente assimétrica em relação ao centro do gráfico circular (por exemplo, pode-se dizer que é “excêntrico”);

[026] A Figura 8 é uma ilustração gráfica de pressão hidráulica nos lados de carga e descarga durante um evento de carregamento, em que o tambor giratório de concreto tem uma quantidade desprezível de acúmulo de concreto endurecido e está inicialmente vazio de concreto plástico, mas, então, é carregado com agregado, cimento e água para produzir um lote de concreto, sendo que o gráfico mostra relativamente pouca variação em pressão no lado de descarga ± 0,034 MPa (±5 libras por polegada quadrada (psi)) antes e após a velocidade do tambor ser aumentada de cerca de 2 RPM a 16 RPM e também antes e após o carregamento;

[027] A Figura 9 é uma ilustração gráfica de pressão hidráulica nos lados de carga e descarga durante um evento de carregamento em que o tambor tem um acúmulo de concreto endurecido considerável e é inicialmente vazio de concreto plástico; mas, após o carregamento com agregado, cimento e água, variações dramáticas de pressão hidráulica são mostradas ocorrendo após a velocidade do tambor misturador ser aumentada de 2 RPM para cerca de 15 RPM e também antes e após o carregamento;

[028] A Figura 10 é uma ilustração gráfica de um tambor com acúmulo de concreto endurecido previsto com base na amplitude da pressão hidráulica medida no lado de carga quando o tambor estiver substancialmente desprovido de concreto plástico (em 10 a 20 RPM), e comparado ao acúmulo real conforme medido após o tambor ser lascado para remover o acúmulo; e

[029] A Figura 11 é um gráfico que descreve esboços de etapas exemplificadoras para determinar e reportar o acúmulo no tambor misturador (que esteja substancialmente desprovido de concreto plástico e outro material solto).

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[030] Agora, a presente invenção será descrita de modo mais completo nas partes que se seguem com referência aos desenhos anexos, em que várias modalidades exemplificadoras são mostradas ilustrando variações dentro do escopo da invenção. No entanto, esta revelação pode ser incorporada em muitas formas diferentes e não deve ser construída como limitada às modalidades descritas e/ou mostradas no presente documento. Essas modalidades são proporcionadas para permitir que a revelação seja completa e plena, e transmita totalmente o escopo da invenção aos indivíduos com conhecimento comum na técnica.

[031] O termo “concreto” se refere a cimento (que geralmente contém um material pozolânico tal como calcário, cinzas volantes e/ou escória de alto-forno granulado), agregados (por exemplo, areia, cascalho), e, opcionalmente, uma ou mais admisturas químicas, por exemplo, plastificante para aumentar a usinabilidade e outras características reológicas, acelerador de pega, retardador de pega, arrastador de ar, desarrastador de ar, redutor de encolhimento de plástico, inibidor de corrosão (para vergalhões de aço), ou outras admisturas para modificar uma propriedade do concreto esteja em seu estado plástico ou endurecido.

[032] Quando usada no presente documento, o termo “substancialmente desprovido (ou vazio) de concreto plástico” é mais bem entendido no contexto de operações de entrega de concreto comerciais. Caminhões de entrega de concreto não são tipicamente usados continuamente ao longo de um dia de 24 horas. O primeiro estado de concreto pode ser descrito como “antes da primeira carga do dia,” para existem, em algum ponto, várias horas entre a última carga ou de um dado período de 24 horas e uma primeira carga de um período de 24 horas subsequente. Antes da primeira carga do dia, qualquer concreto deixado do dia anterior se geralmente em um estado endurecido (isto é, não flui ou se move quando o tambor misturador for girado) e, nessa condição, o tambor misturador do caminhão de entrega de concreto pode ser adequadamente dito contendo “zero ou uma quantidade desprezível de concreto plástico”.

[033] No entanto, uma exceção a isso ocorre quando uma grande quantidade de retardador for adicionada ao concreto restante para manter a plasticidade do concreto para uso no próximo dia; e, nesse caso, o tambor misturador não pode ser considerado como estando substancialmente desprovido de concreto plástico; porque, nesse caso, se a quantidade de concreto retardado for igual ou maior que uma 764 litros (1 jarda cúbica), a quantidade de concreto plástico pode, de outro modo, impedir ou eliminar a capacidade dos métodos e sistemas da presente invenção de determinar se o acúmulo de concreto endurecido no tambor misturador existe e se essa é um grau inaceitável de acúmulo.

[034] Logo, para os propósitos da presente invenção, os presentes inventores consideram um grau zero “desprezível” de concreto plástico (incluindo qualquer outro material solto tal como agregado ou pedaços endurecidos de concreto solto que tenham se desprendido da superfície interna do tambor) estando na faixa de 0,0 a 764,5 litros (0,0 a 1,0 jardas cúbicas) (e, com mais preferência, de 0,0 a 382,25 litros (0,0 a 0,5 jardas cúbicas). Esse grau é relativamente fácil de quantificar volumetricamente e dentro da margem de erro para sensores hidráulicos atualmente empregados em caminhões de entrega de concreto tem uma capacidade de carga de pelo menos 6.116 litros (8 jardas cúbicas) ou mais.

[035] Prefere-se que qualquer concreto plástico retornado no tambor misturador que tenha sido dosado com retardador para reter a plasticidade até o próximo dia (ou concreto que não foi descarregado ou lavado suficientemente, mas permanece em um estado trabalhável ou fluxível) não deve ser maior que 1,0 jarda cúbica no total (e, com mais preferência, não maior que 0,5 jarda cúbica no total).

[036] Os métodos e sistemas da presente invenção podem empregar equipamentos, por exemplo, sensores de pressão hidráulica, processadores para receber informações a partir dos sensores, etc., comercialmente disponíveis na indústria de entrega de concreto.

[037] Conforme mostrado na Figura 1, um sistema exemplificador da invenção, que pode ser programado para realizar as etapas descritas na seção do Sumário, compreende um tambor misturador de concreto 10 tendo uma parede interna 12 e pelo menos duas pás de mistura (somente uma mostrada em 13) montada na parede interna 12 dentro do tambor misturador 10, um motor 16 acionado por uma bomba de pressão hidráulica 18, e um primeiro lado (20) para carregar o motor em uma primeira direção usando fluido hidráulico acionado pela bomba 18, e um segundo lado (21) para retornar o fluido hidráulico retornado à bomba 18. Um primeiro sensor 22 é usado para medir a pressão hidráulica no lado de carga 20, e o segundo sensor 23 é usado para medir a pressão hidráulica no lado de descarga 21. Uma unidade de processador computacional 25 é conectada aos sensores 22 e 23 e programada para medir a pressão hidráulica como uma função de tempo durante rotações sucessivas do tambor misturador 10, e determinar quando o comportamento de excentricidade do tambor misturador satisfaz ou excede um valor limiar de excentricidade armazenado que seja armazenado em uma memória acessível por processador 30, conforme será explicado adicionalmente em detalhes no presente documento. Se for constatado que a excentricidade calculada com base na curva de dados de pressão/tempo em tempo real satisfaz ou excede o valor limiar de excentricidade armazenado (30), o processador 25 é programado para iniciar um alarme, monitor, ou outro indicador (designado em 35) para informar ao motorista, operador do sistema, encarregado do sítio de construção, gerente, ou outra pessoas, central de despacho, central de controle, ou local remoto, que o valor limiar (ou limite) de excentricidade armazenado foi satisfeito ou excedido. Isso permitirá que o motorista ou pessoa encarregada pela gerência (por exemplo, gerente de controle de qualidade) tire o caminhão de entrega de serviço, de modo que possa ser lascado, e, de outro modo, substituído por outro caminhão de entrega.

[038] Conforme resumido anteriormente, o sistema de acionamento hidráulico para betoneiras consiste em uma combinação de bomba/motor de pressão hidráulica 18/16 para girar o tambor misturador 10. A bomba 18 é tipicamente acionada 'por um eixo de transmissão de tomada de potência (PTO) a partir do motor do caminhão (não mostrado), a saída do mesmo pode variar com base na velocidade do motor do caminhão. O motor hidráulico 16 é um tipo de deslocamento fixo e contém portas para conectar e/ou montar os sensores de pressão 22 e 23. Os sensores de pressão 22 e 23 podem ser os mesmos usados em sistemas de monitoramento de consistência automáticos que monitoram a pressão hidráulica para calcular a consistência ou outras propriedades reológicas da carga de concreto no tambor. Para superar o efeito de variar as velocidades do motor e proporcionar velocidades ajustáveis do tambor misturador 10, a bomba 18 é, de preferência, um tipo de deslocamento variável e é usada junto a um controle de deslocamento manual ou eletrônico (não mostrado).

[039] Conforme supramencionado, o motor hidráulico 16 geralmente contém duas ou mais portas 22 e 23, que podem ser denominadas como portas de “carga” e “descarga”. (As linhas hidráulicas são designadas como 24 e 26 na Figura 1). Em geral, à medida que a energia que gira o tambor misturador 10 na direção de “carga” aumenta, a pressão hidráulica na porta de carga 22 aumenta mais significativamente que a pressão hidráulica na porta de “descarga” 23. De modo oposto, à medida que a energia necessária para girar o tambor misturador 10 na direção de descarga aumenta, a pressão hidráulica na porta de descarga 23 aumenta mais significativamente que a pressão hidráulica na porta de carga 12.

[040] De preferência, a bomba de um tipo de deslocamento variável (por exemplo, pode-se controlar a velocidade e/ou volume da bomba) move o fluido que, sucessivamente, aciona o motor. Em designs de caminhões atuais, a taxa de vazão do fluido hidráulico é, para a maior parte, influenciada pelo uso do acelerador (pedal do acelerador) do caminhão e o volume de deslocamento ajustado para cada curso do cilindro. Uma vez que essas variáveis são ajustadas, a bomba moverá o fluido em uma taxa constante. A taxa de vazão ad bomba controla a velocidade do motor, e, sucessivamente, a velocidade de rotação do tambor. Quando o tambor misturador estiver substancialmente vazio de concreto e girando em uma velocidade constante, se o tambor não tiver um acúmulo excêntrico, a pressão de carga sempre será maior que a pressão de descarga porque o motor está, entretanto, girando uma massa pesada (à medida que o próprio tambor pesa quase duas toneladas ou mais). No entanto, quando o tambor tiver um acúmulo excêntrico, então, iniciando com a massa na parte inferior da rotação (mais próxima ao solo) o motor capta um aumento na pressão à medida que a massa é erguida ascendentemente porque o peso está resistindo a ação do motor (gravidade está trabalhando contra o movimento do tambor). Após o peso excêntrico encontrar seu auge no topo da rotação, o fluxo a partir da bomba empurrará o motor na direção de carga em uma taxa constante, mas à medida que a massa excêntrica está agora caindo (gravidade está trabalhando com o momento do tambor). Visto que o motor funcionará somente tão rápido quanto a vazão do fluido a partir da bomba, o sensor de pressão de descarga aumentará porque o motor não funcionará mais rápido e, portanto, estará resistindo à massa em queda.

[041] Embora não seja necessário empregar um sistema de monitoramento de reologia de concreto automatizado no caminhão de entrega de mistura pronta de concreto, é preferível que um seja usado para efetuar o método da presente invenção onde o tambor misturador é substancialmente desprovido de concreto plástico (e outros objetos móveis conforme discutido anteriormente). Os sistemas de gerenciamento de concreto comercialmente disponível junto a VERIFI LLC, uma empresa subsidiária integral da GCP Applied Technologies Inc., 62 Whittemore Avenue, Cambridge, Massachusetts, EUA 02140, são considerados pela presente invenção como sendo adequados para realizar o método e incorporar os sistemas da presente invenção. Os sistemas de monitoramento de concreto automatizado com captação e monitoramento de rotação de processamento de equipamento são descritos nas Patentes nos US 8.118.473; 8.020.431; 8.746.954; 8.989.905; com número de série US 13/818.046; 8.491.717; 8.764.273; com número de série US 14/052.289 (Publicado como no US/2014-0104066-A1), número de série 14/052.310 (Publicado como no US/2014-0104972-A1), número de série US 61/979.217 (Publicado como no WO2015160610A1), Publicação WO 2015/073825A1, e outros.

[042] Muito embora sistemas de monitoramento de concreto automatizados sejam conhecidos para monitorar a consistência, compreender-se-á que a presente invenção é aplicável durante o monitoramento de outros parâmetros reológicos incluindo consistência, fluxo de consistência, tensão de cedência, viscosidade, e outros parâmetros reológicos. O termo “consistência” conforme o uso no presente relatório descritivo pode se referir alternativamente à outra medição reológica. Deve- se compreender que a presente invenção abrange o monitoramento de outros parâmetros reológicos mesmo quando a “consistência” for indicada. A Patente US 8.764.272 revela um sistema automatizado para monitorar a tixotropia bem como a consistência, e tensão de cedência de concreto em um tambor de mistura, enquanto a Patente US 8.818.561 revela um sistema para monitorar o fluxo de consistência. Logo, os sistemas para monitorar várias propriedades reológicas de concreto plástico (úmido, não endurecido) podem ser usados para detectar e medir o acúmulo de concreto endurecido em um tambor misturador que esteja substancialmente desprovido (vazio) de concreto plástico de acordo com a presente invenção.

[043] A velocidade de rotação do tambor misturador 10 pode ser medida preferencialmente usando um ou mais dentre o acelerômetro, ímãs, ou codificadores giratórios montados no tambor misturador, tal como utilizando-se uma disposição anular de ímãs que passam por sensores de efeito de campo, ou outros meios conhecidos que proporcionam um sinal de saída ao processador do sistema, tais como sensores Eaton. Um dispositivo de captação de velocidade exemplificador é um sistema de monitoramento giratório giroscópico ensinado na Publicação Internacional no WO 2015/073825A1 por Richard Jordan et al., cedida à mesma requerente do presente documento, conforme previamente citada em série acima. Um sistema de monitoramento dotado de giroscópio é comercialmente disponível junto a Verifi LLC de Cambridge, Massachusetts, EUA. Modalidades exemplificadoras adicionais da presente invenção compreendem o uso de um giroscópio, de preferência, em combinação com um acelerômetro, como um sensor para determinar os estados de rotação do tambor, tal como a velocidade rotacional.

[044] As Figuras 2 a 10 são ilustrações gráficas do monitoramento de pressão hidráulica, usando sensores no lado de carga e descarga (por exemplo, nas portas de carga e descarga no motor hidráulico do caminhão de entrega concreto). Essas ilustrações que demonstram graficamente o efeito de acúmulo de concreto endurecido desprezível e não desprezível (considerável) no tambor serão descritas nos Exemplos mais adiante nessa seção.

[045] Conforme resumido anteriormente, um método exemplificador para detectar o acúmulo de concreto endurecido em um tambor misturador, compreende: (a) proporcionar um tambor misturador de concreto giratório 10 tendo uma parede interna 12 e pelo menos duas pás (conforme designado para o exemplo em 13) montadas na parede interna 12 dentro do tambor misturador 10, o tambor misturador 10 tendo 0,0 a 764,5 litros (0,0 a 1,0 jardas cúbicas) (e, com mais preferência, de 0,0 a 382,25 litros (0,0 a 0,5 jardas cúbicas) de material cimentício plástico e material solto que não é fixado ao tambor misturador 10 (doravante descrito como “tambor misturador tendo carga zero ou desprezível”), o tambor misturador de concreto 10 tendo carga zero ou desprezível sendo girado em uma velocidade rotacional constante por um motor 16 acionado por uma bomba de pressão hidráulica 18, sendo que o motor 16 tem um primeiro lado 20 para carregar o motor 16 em uma primeira direção usando o fluido hidráulico acionado pela bomba 18 e um segundo lado 21 para retornar o fluido hidráulico à bomba 18; (b) medir a pressão hidráulica como uma função de tempo durante pelo menos duas rotações completas sucessivas (>720 graus de rotação) do tambor misturador 10 tendo carga zero ou desprezível em velocidade rotacional constante (de preferência < 1,0 RPM, e, com mais preferência, < 0,5 RPM) usando um sensor 22 para medir a pressão do fluido hidráulico no primeiro lado 20, um sensor 23 para medir a pressão do fluido hidráulico no segundo lado 21, ou (com mais preferência) sensores em ambos os lados, para obter uma curva de dados de pressão/tempo; (c) determinar quando a curva de dados de pressão/tempo captados conforme obtido a partir da etapa (b) exibe um comportamento excêntrico que satisfaz ou excede um limiar de excentricidade armazenado (conforme designado em 30 na Figura 1); e, onde se constata que o comportamento excêntrico satisfaz ou excede um limiar (ou limite) de excentricidade armazenado; (d) proporcionar um alarme ou limiar de indicação (conforme designado em 35 na Figura 1) que o tambor misturador atingiu ou excedeu o limiar (ou limite) de excentricidade armazenado.

[046] O alarme ou indicação 35 pode, em modalidades exemplificadoras da invenção, compreender: (i) uma indicação visual ou tela (tal como um monitor ou um alarme visual indicando a um motorista de um veículo mediante o qual o tambor misturador de concreto é montado) que o acúmulo de concreto endurecido é detectado; (ii) uma notificação (por exemplo, ao gerente da usina de concreto) que o acúmulo de concreto endurecido excedeu um limiar; (iii) uma notificação ao gerente de controle de qualidade de concreto ou gerente de operações que o acúmulo foi detectado, e, opcionalmente, o grau de acúmulo que é detectado. Por exemplo, o alarme ou indicação pode estar sob a forma de um monitor de smartphone. Alternativamente, uma tela de monitor na cabine do caminhão pode ser usada par a fornecer um alarme ou gráfico visual ou outra indicação visual da existência ou grau de acúmulo que é detectado.

[047] Conforme previamente discutido, métodos e sistemas exemplificadores da invenção funcionarão melhor se o tambor misturador for substancialmente desprovido de concreto plástico e qualquer outro material solto. O termo “substancialmente desprovido” significa que o tambor misturador contém de 0,0 a 764,5 litros (0,0 a 1,0 jardas cúbicas) (e, com mais preferência, de 0,0 a 382,25 litros (0,0 a 0,5 jardas cúbicas) de agregado de areia, agregado de pedra grossa, ou concreto endurecido solto que não esteja fixado a uma superfície interna do tambor misturador; e, com mais preferência, não existirá concreto plástico ou outro material solto dentro do tambor misturador.

[048] Então, o sistema e método da invenção detectarão mais precisamente a presença e até mesmo o grau de acúmulo dentro do tambor misturador. Os presentes inventores acreditam que pelo menos três diferentes procedimentos exemplificadores podem ser empregados para determinar se existe excentricidade do comportamento do tambor misturador, e, opcionalmente, o grau de excentricidade que pode ser correlacionado ao grau de acúmulo no tambor: (A) o primeiro e mais preferencial procedimento envolve medir a amplitude da pressão hidráulica captada no lado de carga, no lado de descarga, ou em ambos os lados de carga e descarga; (B) um segundo procedimento envolve comparar a pressão hidráulica por uma rotação de tambor completa no lado de carga à pressão hidráulica pela mesma rotação de tambor completa no lado de descarga; e (C) um terceiro procedimento envolve calcular a razão entre o segundo momento de área em relação aos eixos geométricos x e y do formato criado representando-se graficamente a pressão hidráulica por uma rotação de tambor completa no lado de carga em coordenadas polares onde a pressão representa a distância a partir do polo (centro do gráfico) e o ângulo de rotação do tambor representa a coordenada angular ou medir o centroide do formato criado representando-se graficamente a pressão hidráulica por uma rotação de tambor completa no lado de descarga em coordenadas polares onde a pressão representa a distância a partir do polo e o ângulo de rotação do tambor representa a coordenada angular.

[049] Em relação a primeiro procedimento A, a “amplitude” pode ser definida em uma série de formas. Visto que o sinal de sensor de pressão irá gerar algum ruído (dados espúrios), que pode ser visualizado como dentados na onda senóide em ilustrações gráficas do valor de pressão hidráulica (vide, por exemplo, as Figuras 2 e 4), é menos preferencial usar um valor “absoluto”, isto é, o máximo e mínimo da onda senóide (vide, por exemplo, as Figuras 2 a 5), porque o ruído pode ter uma influência indesejável nesses valores. É mais preferencial usar valores que podem representar, por exemplo, as 5a e 95a porcentagens de valores de pressão hidráulica (por exemplo, média) em relação ao intervalo de uma rotação de tambor completa; esses valores são menos prováveis de serem distorcidos por ruído. Portanto, o termo “amplitude” conforme o uso em questão pode se referir à qualquer medida da altura de uma onda senóide, se essa medição for “absoluta” ou não. É uma preferência do usuário ou sistema programado selecionar o método desejado ou apropriado para determinar a amplitude.

[050] Em ainda outras modalidades, conforme particularmente descrito para o procedimento B, a excentricidade do tambor misturador pode ser avaliada ao comparar a pressão hidráulica por uma rotação de tambor completa no lado de carga à pressão hidráulica pela mesma rotação de tambor completa no lado de descarga. Conforme adicionalmente discutido nos Exemplos fornecidos ao final dessa seção, o processador pode ser programado para detectar quando os valores de pressão hidráulica captados no lado de carga cruzarem ou sobrepuserem os valores de pressão hidráulica captados no lado de descarga (comparando-se à Figura 4 de um tambor “limpo” e a Figura 5 de um tambor com acúmulo considerável). A ocorrência de uma interseção ou sobreposição entre a pressão de carga e descarga pode ser usada pelo processo do sistema para iniciar um alarme ou indicação que o acúmulo de concreto endurecido ocorreu e deve ser removido.

[051] Em modalidades exemplificadoras adicionais que usam um procedimento B para determinar a excentricidade de rotação do tambor, o processador pode ser programado para determinar que a excentricidade existe quando a pressão hidráulica média ou de pico captada para as pressões de carga e descarga estiver em uma distância pré-estabelecida entre si (por exemplo, em alguma parte entre os gráficos de distância e sobreposição mostrados nas Figuras 4 e 5).

[052] Conforme mencionado anteriormente para o procedimento C, a excentricidade do comportamento do tambor misturador pode ser determinada com base no cálculo da razão entre o segundo momento de área em torno dos eixos geométricos x e y do formato criado representando-se graficamente a pressão hidráulica por uma rotação de tambor completa no lado de carga em coordenadas polares onde a pressão representa a distância a partir do polo e o ângulo de rotação do tambor representa a coordenada angular ou calculando-se a razão entre o segundo momento de área em torno dos eixos geométricos x e y do formato criado representando-se graficamente a pressão hidráulica por uma rotação de tambor completa no lado de descarga em coordenadas polares onde a pressão hidráulica é representada como a distância a partir do polo e o ângulo de rotação do tambor representa a coordenada angular. Um conceito padrão em física, o Segundo momento de área é calculado como

onde Ix é o segundo momento de área em torno do eixo geométrico x, Iy é o segundo momento de área em torno do eixo geométrico y, A é a área do formato, R. (vide, por exemplo, as Figuras 6 a 7).

[053] Em ainda outras modalidades exemplificadoras, o processador é programado, ao determinar que a excentricidade (acúmulo) no tambor misturador é inaceitável para ativar um alarme ou indicação, tal como uma representação gráfica, número ou outra indicação do grau do acúmulo de concreto endurecido detectado no tambor. Isso pode ser realizado correlacionando-se empiricamente vários graus de acúmulo de concreto endurecido com curvas de dados de pressão hidráulica/tempo, e armazenando-se essas correlações na memória acessível por processador, de modo que quando os dados de pressão/tempo forem gerados por rotações do tambor em tempo real, os mesmos possam ser comparados a curvas armazenada de pressão/tempo, e o grau de acúmulo associado pode ser exibido por uma tela de monitor, laptop ou smartphone, por exemplo. O grau de acúmulo de concreto seria determinado lascando-se o caminhão e determinando-se o volume desse acúmulo.

[054] Em modalidades exemplificadoras adicionais da invenção, a determinação de excentricidade do tambor misturador (vazio), por meio da qual curvas de pressão/tempo são obtidas, é, de preferência, realizada girando-se o tambor em uma velocidade constante que excede 50% e, com mais preferência, excede 90% da velocidade de rotação máxima do tambor.

[055] Em ainda outras modalidades exemplificadoras da invenção, em que o concreto plástico retornado é despejado a partir do tambor misturador, é preferível introduzir um ou mais produtos químicos de admistura retardadores de pega no tambor misturador, após o concreto plástico ter sido removido, para ajudar a manter a situação saudável do tambor. Em ainda outras modalidades exemplificadoras, o processador é programado para indicar em uma tela visual, tal como um monitor de tela de laptop, uma tela de smartphone, ou outro monitor, o grau de acúmulo de concreto endurecido no tambor misturador como uma função de tempo, tal como entre “afastamentos” do tambor.

[056] A Figura 11 ilustra em um fluxograma como o processador único é programado para determinar a extensão do comportamento do tambor misturador excêntrico. Primeiramente, o processo pode determinar, com base na quantidade de pressão hidráulica exigida para girar o tambor, se o tambor é carregado (2). Se nenhum carregamento for detectado (4), o processador, então, mede a pressão hidráulica e a velocidade do tambor em sucessivas rotações de tambor (6). Se a pressão for estável através dos últimos ciclos de rotação do tambor (8), e a velocidade do tambor for estável através da última rotação (10) e dentro de uma determinada tolerância de velocidade (12), então, os valores de pressão hidráulica e velocidade do tambor (conforme obtido a partir dos sensores) são usados pelo processador para determinar a existência e, opcionalmente, o grau de excentricidade ou acúmulo (14). Esse grau de excentricidade ou acúmulo pode ter sua média calculada com valores previamente obtidos a partir de entregas prévias (obtidas enquanto o caminhão estiver vazio) ou valores previamente obtidos (pré- carregamento) para a entrega atual (18).

[057] Se um evento de carregamento tiver sido detectado (2), o processador do sistema usa o último valor de acúmulo calculado obtido (estado pré-carregado) a partir de uma entrega prévia (20) e o compara com um limiar para observar se o limiar é excedido (22). Se o limiar for excedido e 22, então, pode ocorrer um dos seguintes: desligar a medição de consistência (24) onde um monitoramento de consistência é usado no caminhão, alertar o motorista (26), alertar um gerente (por exemplo, gerente de operações de usina ou controle de qualidade) (28), alterar ou modificar o cálculo de consistência (30) onde um sistema de monitoramento de consistência é usado com a invenção, ou uma combinação dos mesmos.

[058] Muito embora a invenção seja descrita no presente documento usando um número limitado de modalidades, essas modalidades específicas não são destinadas a limitar o escopo da invenção conforme, de outro modo, descrita e reivindicada no presente documento. Existem modificações e variações em relação às modalidades descritas. De modo mais específico, os exemplos a seguir são dados como uma ilustração específica de modalidades da invenção reivindicação. Deve-se compreender que a invenção não se limita aos detalhes específicos apresentados nos exemplos.

EXEMPLO 1

[059] Nesse exemplo, dois tambores misturadores giratórios, ambos tendo 6.116 litros ((oito) 8 jardas cúbicas) de concreto, são girados em uma velocidade constante de 2 revoluções por minuto (RPM), e a pressão de carga e descarga com o passar do tempo para aproximadamente quatro revoluções é comparada nas Figuras 2 e 3.

[060] Na Figura 2, o comportamento de pressão/tempo de um tambor tendo um acúmulo desprezível é observado; enquanto na Figura 3, o tambor tem um acúmulo considerável.

[061] As variações das pressões de carga para as Figuras 2 e 3 são ±0,41 MPa (±60 libras por polegada quadrada (psi)) e ±0,69 MPa (±100 (psi)) respectivamente. A diferença entre as variações das pressões de carga pode ser difícil de detectar ao incluir outros fatores (por exemplo, configuração de tambor, proporções de mistura). As variações das pressões de descarga para as Figuras 2 e 3 são ambas cerca de ±0,034 MPa (±5 psi).

[062] Embora o status de acúmulo seja significativamente diferente entre os dois tambores, uma comparação da variação de uma revolução, tal como a amplitude, nem sempre proporciona uma indicação clara da existência ou extensão de acúmulo.

[063] Além disso, ambas as figuras mostram claramente uma separação entre as pressões de carga e descarga, isto é, não há interseção entre os dois sinais. Como resultado, quando o tambor não for substancialmente desprovido de concreto, pode ser difícil inferir o acúmulo com base nos sinais de pressão hidráulica.

EXEMPLO 2

[064] Nesse exemplo, dois tambores misturadores giratórios, que são ambos substancialmente desprovidos de concreto plástico, são girados em velocidades constantes de 2 RPM por quatro revoluções, e comparados nas Figuras 4 e 5.

[065] A Figura 4 ilustra m acúmulo desprezível no tambor, enquanto a Figura 5 ilustra um acúmulo considerável no tambor. As variações das pressões de carga para as Figuras 4 e 5 são ±0,138 MPa (±20 psi) e ±1,38 MPa (±200 psi) respectivamente. Adicionalmente, as variações das pressões de descarga para as Figuras 4 e 5 são ±0,034 MPa (±5 psi) e ±0,69 MPa (±100 psi). Essas são diferenças muito maiores entre as variações, comparadas ao Exemplo 1. Embora a Figura 4 não mostre uma interseção entre as pressões de carga e descarga, a Figura 5 mostra duas interseções (e sobreposições) entre a pressão de carga e descarga em cada rotação de tambor completa. Quando o tambor não for substancialmente desprovido de concreto, o impacto do acúmulo sobre os sinais de pressão hidráulica se torna claro.

EXEMPLO 3

[066] Como um sistema hipotético, um sistema pode ser programado para executar as etapas a seguir. Primeiro, a amplitude da pressão de descarga é medida (o pico menos a calha por sucessivas revoluções do tambor). No Exemplo 1, onde o tambor tem um acúmulo desprezível, isso seria calculado como ±0,034 MPa (±5 psi), enquanto, no Exemplo 2, onde o tambor tem um acúmulo considerável, isso seria calculado como 0,69 MPa (100 psi). Então, esse valor seria comparado a um valor limiar pré-armazenado, que pode depender do tipo de caminhão. Se esse valor for ajustado como 0,069 MPa (10 psi) e armazenar na memória acessível por processador, o operador e outras entidades seriam alertadas pelo processador do sistema à existência de acúmulo para o Exemplo 2, mas não para o Exemplo 1.

[067] Como uma modalidade exemplificadora adicional, a comparação da pressão de carga e descarga pode ser usada como uma alternativa ao procedimento de medição de amplitude. No Exemplo 1, novamente usando um tambor com acúmulo desprezível, a pressão de carga menos a pressão de descarga resultaria em um valor maior que 0 MPa (0 psi) por cada rotação sucessiva. No entanto, no Exemplo 2, um tambor com acúmulo considerável, ocorrem vezes em cada rotação onde a pressão de descarga é maior que a pressão de carga. Como resultado, a pressão de carga menos a pressão de descarga produziria consistentemente valores menores que 0 MPa (0 psi) em algum ponto para cada rotação. Para esse caso, o acúmulo poderia ser significado se em qualquer ponto na rotação, a diferença da pressão de carga menos a pressão de descarga fosse menor que 0 MPa (0 psi).

[068] Em outras modalidades exemplificadoras, o limiar pode ser um número maior, tal como 0,345 MPa (50 psi). A menor diferença entre a pressão de carga e descarga para o Exemplo 1 é 0,586 MPa (85 psi), que não desligaria um alarme, enquanto no Exemplo 2, a menor diferença seria -1,035 MPa (-150 psi), que é menor que o limiar, 0,586 MPa (85 psi), desligando, assim, um alarme para acúmulo excessivo.

EXEMPLO 4

[069] Os dados de pressão/tempo obtidos a partir dos dois tambores no Exemplo 2 anterior podem proporcionar percepções valiosas quando representados graficamente usando um sistema de coordenadas polares. Quando representado graficamente usando um sistema de coordenadas polares, o valor de pressão por uma rotação de tambor pode ser visualizado em relação ao ângulo da rotação de tambor. Se um quadro de referência puder ser correlacionado à orientação física da circunferência do tambor misturador, as Figuras 6 e 7 sugerem onde os ciclos de pressão hidráulica ocorrem.

[070] Conforme declarado no Exemplo 2, ambos os tambores são substancialmente desprovidos de concreto plástico e estão girando em 2 RPM. A Figura 6 mostra um tambor com acúmulo desprezível, enquanto a Figura 7 mostra um tambor com acúmulo considerável. Na Figura 6, novamente, não há interseção entre as pressões de carga e descarga. No entanto, na Figura 7, as interseções entre as pressões de carga e descarga são claramente identificadas. Adicionalmente, o tambor que não tem um acúmulo exibe um gráfico circular mais simétrico (ou concentrado) comparado ao tambor que tem acúmulo. Em uma modalidade exemplificadora, isso pode ser quantificado comparando-se o segundo momento de área para as direções x e y. O segundo momento de área é calculado como:

onde Ix é o segundo momento de área ao redor do eixo geométrico x, Iy é o segundo momento de área ao redor do eixo geométrico y, A é a área do formato, R. Usando essas equações, pode-se calcular a razão entre Ix e ly, que, para o Exemplo 1, é Ix/ly = 0,71 enquanto para o Exemplo 2 é Ix/ly = 6,1. Essa é uma diferença significativa nas razões do segundo momento de áreas.

[071] De modo mais específico, o Exemplo 1 é mais próximo à unidade (1) que o Exemplo 2. Fisicamente, isso significa que o tambor com acúmulo é uma experiência com uma distribuição de pressão excêntrica maior por uma revolução do que o tambor sem acúmulo.

[072] Em métodos e sistemas exemplificadores adicionais da presente invenção, uma exibição visual é usada para ilustrar o grau e o respectivo local dentro do tambor de acúmulo de concreto endurecido. De preferência, isso é realizado usando coordenadas polares.

EXEMPLO 5

[073] Como outro exemplo hipotético, um sistema também pode ser programado para executar as etapas a seguir. Primeiro, a pressão de carga por revoluções sucessivas pode ser representada graficamente em coordenadas polares, onde o polo é pressão zero, e o valor angular representa o ângulo de tambor por uma revolução. A razão entre os segundos momentos de inércias em relação a ambos os eixos geométricos x e y para cada rotação sucessiva pode ser calculada para o formato confinado. No Exemplo 1, a razão é 0,71, enquanto a razão é 6,1 para o Exemplo 2. Essas razões podem ser comparadas a um limiar pré- armazenado, que novamente pode depender do tipo de caminhão. Uma condição limiar hipotética pode ser aquela que se a razão estiver dentro da faixa 0,5 e 1,5, supõe-se que o acúmulo seja desprezível. Se, no entanto, a razão for menor que 0,5 ou maior que 1,5, em relação ao operador e outras entidades seria alertada à existência de acúmulo. Usando essa condição, o acúmulo é alertado para o Exemplo 2, mas não para o Exemplo 1.

EXMEPLO 6

[074] Nesse exemplo, dois tambores giratórios, inicialmente desprovidos de concreto plástico, são carregados com agregado, água e cimento. As pressões de carga e descarga, junto à velocidade do tambor, são representadas graficamente nas Figuras 8 e 9.

[075] A Figura 8 mostra a pressão contra a velocidade de um tambor tendo um acúmulo desprezível, enquanto a Figura mostra a pressão contra a velocidade de um tambor tendo um acúmulo considerável. Na Figura 8, pode-se observar que a variação da pressão de descarga é cerca de ±0,034 MPa (±5 psi) ao longo do tempo e não se altera durante a alteração de velocidade de 2 a 16 RPM; nem se altera durante o evento de carregamento. Por outro lado, na Figura 9, a variação da pressão de descarga é cerca de ±0,86 MPa (±125 libras por polegada quadrada (psi)) a uma velocidade de 5 RPM e cai para ±0,275 MPa (±40 psi) quando a velocidade de rotação do tambor aumentar para 15 RPM. Adicionalmente, durante o evento de carregamento, a variação na pressão de descarga cai novamente para ±0,034 MPa (±5 psi), o mesmo serve para o tambor com acúmulo desprezível.

[076] Isso demonstra a capacidade da presente invenção em detectar acúmulo durante alterações de velocidade e eventos de carregamento.

EXMEPLO 7

[077] Nesse exemplo, desenvolveu-se uma relação entre a quantidade de acúmulo lascado de um caminhão e a diferença entre a pressão de carga máxima e mínima em alta velocidade para diferentes tambores misturadores vazios contendo diferentes graus de acúmulo.

[078] A relação foi, então, aplicada a sinais de tambor vazio, com os resultados representados graficamente na Figura 10. Conforme se pode observar, os pontos se aproximam da linha onde o acúmulo previsto é idêntico ao acúmulo real.

[079] A presente invenção é descrita no presente documento usando u número limitado de modalidades ilustrativas não destinadas a limitar o escopo da invenção conforme, de outro modo, descrito e reivindicado no presente documento. Podem existir modificações e variações a partir das modalidades descritas. Deve-se compreender que a invenção não se limita aos detalhes específicos apresentados anteriormente.

Claims

1. Método para detectar acúmulo de concreto endurecido em um tambor misturador, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: (a) proporcionar um tambor misturador de concreto giratório (10) tendo uma parede interna (12) e pelo menos duas pás (13) montadas na parede interna dentro do tambor misturador (10), sendo que o tambor misturador (10) tem 0,0 a 764,5 litros (0,0 a 1,0 jardas cúbicas) de material cimentício plástico e material não fixado ao tambor misturador (10), em que o tambor misturador de concreto (10) é girado em uma velocidade rotacional constante por um motor (16) acionado por uma bomba de pressão hidráulica (18), sendo que o motor (16) tem dois lados, um primeiro lado para carregar o motor (16) em uma primeira direção usando um fluido hidráulico acionado pela bomba (18) e um segundo lado para retornar o fluido hidráulico à bomba (18); (b) medir a pressão hidráulica como uma função de tempo durante pelo menos duas rotações completas sucessivas do tambor misturador (10) em uma velocidade rotacional constante usando sensores (22, 23) para medir a pressão do fluido hidráulico em ambos os lados para obter uma curva de dados de pressão/tempo; (c) determinar quando a curva de dados de pressão/tempo captados conforme obtida a partir da etapa (b) representar um comportamento excêntrico que satisfaça ou exceda um limiar de excentricidade armazenado; e, onde o comportamento excêntrico satisfaça ou exceda um valor limiar de excentricidade armazenado; (d) proporcionar um alarme ou indicação que a rotação do tambor de concreto (10) apresenta um comportamento excêntrico que satisfaça ou exceda o valor limiar armazenado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, na etapa (c), a excentricidade é determinada com base em pelo menos um dos procedimentos a seguir: (A) medir a amplitude da pressão hidráulica captada no lado de carga, no lado de descarga, ou tanto no lado de carga como no lado de descarga; (B) comparar a pressão hidráulica por uma rotação completa do tambor no lado de carga à pressão hidráulica pela mesma rotação completa do tambor no lado de descarga; ou (C) calcular a razão entre o segundo momento da área ao redor dos eixos geométricos x e y para o formato criado representando-se graficamente a pressão hidráulica por uma rotação completa do tambor no lado de carga em coordenadas polares onde a pressão representa a distância a partir do polo e o ângulo de rotação do tambor representa a coordenada angular ou medindo-se o centroide do formato criado representando-se graficamente a pressão hidráulica por uma rotação completa do tambor no lado de descarga em coordenadas polares onde a pressão representa a distância a partir do polo e o ângulo de rotação do tambor representa a coordenada angular.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a excentricidade do comportamento do tambor misturador é determinada com base na medição da amplitude da pressão hidráulica captada no lado de carga, no lado de descarga, ou sensores tanto no lado de carga como no lado de descarga.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a amplitude é calculada como a diferença absoluta entre os valores máximos e mínimos da pressão hidráulica com o passar do tempo no lado de carga ou a amplitude é calculada como a diferença absoluta entre os valores máximos e mínimos da pressão hidráulica com o passar do tempo no lado de descarga.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que, no procedimento A, a amplitude é calculada como a diferença absoluta entre os valores máximos e mínimos da pressão hidráulica pela rotação do tambor no lado de carga ou a amplitude é calculada como a diferença absoluta entre os valores máximos e mínimos da pressão hidráulica pela rotação do tambor no lado de descarga.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que, no procedimento A, a quantidade de acúmulo é determinada comparando-se a amplitude medida a uma curva de dados previamente armazenada que derivou dos dados de quantidade de acúmulo e dos dados de amplitude.

7. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a excentricidade de comportamento do tambor misturador é determinada com base na comparação da pressão hidráulica por uma rotação completa do tambor no lado de carga à pressão hidráulica pela mesma rotação completa do tambor no lado de descarga.

8. Método, de acordo com a reivindicação 2 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que, no procedimento B, a comparação entre a pressão hidráulica por uma rotação completa do tambor nos lados de carga e descarga é quantificada pela diferença entre a pressão hidráulica por uma rotação completa do tambor nos lados de carga e descarga.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 7 ou 8, CARACTERIZADO pelo fato de que, no procedimento B, a quantidade de acúmulo de concreto endurecido é calculada comparando-se a diferença entre a pressão hidráulica no lado de carga e a pressão hidráulica no lado de descarga a uma curva de dados previamente armazenada que contém dados de quantidade de acúmulo e a diferença entre a pressão hidráulica no lado de carga e a pressão hidráulica no lado de descarga.

10. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a excentricidade do comportamento do tambor misturador é determinada calculando-se a razão entre o segundo momento de áreas ao redor dos eixos geométricos x e y do formato criado representando-se graficamente a pressão hidráulica por uma rotação completa do tambor no lado de carga em coordenadas polares onde a pressão representa a distância a partir do polo e o ângulo de rotação do tambor representa a coordenada angular ou medindo-se o centroide do formato criado representando-se graficamente a pressão hidráulica por uma rotação completa do tambor no lado de descarga em coordenadas polares onde a pressão representa a distância a partir do polo e o ângulo de rotação do tambor representa a coordenada angular.

11. Método, de acordo com a reivindicação 2 ou 10, CARACTERIZADO pelo fato de que, no procedimento C, o acúmulo é quantificado comparando-se a razão entre o segundo momento de áreas ao redor dos eixos geométricos x e y do formato criado representando-se graficamente a pressão hidráulica por uma rotação completa do tambor na porta de carga em coordenadas polares onde a pressão representa a distância a partir do polo e o ângulo de rotação do tambor representa a coordenada angular e o polo a uma curva de dados previamente armazenada que se refere à quantidade de acúmulo e à razão entre o segundo momento de áreas ao redor dos eixos geométricos x e y do formato criado representando-se graficamente a pressão hidráulica por uma rotação completa do tambor no lado de carga em coordenadas polares onde a pressão hidráulica representa a distância a partir do polo e o ângulo de rotação do tambor representa a coordenada angular.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que, na etapa (d), o alarme ou indicação compreende: (i) uma indicação visual ou exibição indicando a um motorista de um veículo ao qual o tambor misturador de concreto é montado que o acúmulo de concreto endurecido é detectado; (ii) uma notificação ao gerente de fábrica de concreto que o acúmulo de concreto endurecido excedeu um valor limiar; (iii) uma notificação ao gerente de controle de qualidade de concreto que o acúmulo excedeu um valor limiar; ou (iv) uma combinação de qualquer um dos mesmos.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que, na etapa (d), a indicação é da quantidade de acúmulo de concreto endurecido.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que, na etapa (b), o tambor (10) é girado em uma velocidade constante que excede 50% da velocidade de rotação máxima do tambor, em que, opcionalmente, nas etapas (a) e (b), o tambor (10) é girado em uma velocidade constante que excede 90% da velocidade de rotação máxima do tambor.

15. Sistema de monitoramento de tambor misturador de concreto, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um processador computacional programado para realizar o método conforme definido na reivindicação 1.