BRPI0813669B1 - Sistemas de administração de mistura de material de construção e de concreto em tambor de mistura rotativo, de veículo de entrega de material de construção e de concreto, de mistura de material de construção e de concreto no mesmo e de monitoração da atividade de veículo de entrega de material de construção e de concreto com tambor de mistura - Google Patents

Abstract

“sistemas de administração de mistura de material de construção e de concreto em tambor de mistura rotativo, de veículo de entrega de material de construção e de concreto, de mistura de material de construção e de concreto no mesmo e de monitoração da atividade de veículo de entrega de material de construção e de concreto com tambor de mistura” um sistema para administrar veículo de entrega de concreto tendo um tambor de mistura 14 e acionamento hidráulico 16 para girar o tambor de mistura, incluindo um sensor rotacional 20 configurado para sensorear uma velocidade rotacional do tambor de mistura, um sensor hidráulico 22 acoplado ao acionamento hidráulico e configurado para sensorear uma pressão hidráulica exigida para girar o tambor de mistura, um sensor de temperatura para sensorear a temperatura do tambor e uma porta de comunicação 26 configurada para comunicar um cálculo de falha para um sistema de status 28 comumente usado na indústria do concreto, em que o sensoreamento da velocidade rotacional do tambor de mistura é usado para qualificar um cálculo de falha de atual com base na pressão hidráulica exigida para girar o tambor de mistura. leituras de temperatura são ainda usadas para qualificar ou avaliar uma carga. também conexões de purga de água facilitam a operação em tempo frio.

Description

“SISTEMAS DE ADMINISTRAÇÃO DE MISTURA DE MATERIAL

DE CONSTRUÇÃO E DE CONCRETO EM TAMBOR DE MISTURA

ROTATIVO, DE VEÍCULO DE ENTREGA DE MATERIAL DE

CONSTRUÇÃO E DE CONCRETO, DE MISTURA DE MATERIAL

DE CONSTRUÇÃO E DE CONCRETO NO MESMO E

DE MONITORAÇÃO DA ATIVIDADE DE VEÍCULO DE ENTREGA

DE MATERIAL DE CONSTRUÇÃO E DE CONCRETO

COM TAMBOR DE MISTURA”

RELATÓRIO DESCRITIVO

Referência Remissiva a Pedidos Correlatos

1. Este Pedido é relacionado ao Pedido US de número de Série 10/599.130 que foi depositado em 14 de fevereiro de 2005 como depósito PCT designando a prioridade da reivindicação US para o Depósito Provisório US 60/554.720, que subsequentemente entrou na Fase Nacional Americana e está, agora, pendente. Todos os pedidos acima mencionados são aqui, deste modo, incorporados por referência.

Campo da Invenção

2. A presente invenção refere-se em geral a veículos de entrega e particularmente a caminhões de mistura de concreto móveis que misturam e entregam concreto. Mais especificamente, a presente invenção refere-se ao cálculo e relato do abatimento (slump) usando sensores associados a um caminhão de concreto.

Antecedentes da Invenção

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3. Até, agora, tem sido conhecido como usar caminhões de mistura de concreto móveis para misturar concreto e para entregar esse concreto a um local onde o concreto pode ser exigido. Geralmente, os ingredientes do concreto particulados são carregados em um depósito central. Certa quantidade de componente líquido pode ser adicionada no depósito central. Em geral, a maioria do componente líquido é adicionada no depósito central, mas a quantidade de líquido é frequentemente ajustada. O ajuste é, muitas vezes, não científico, o motorista adiciona água a partir de qualquer suprimento de água disponível (algumas vezes, existe água no caminhão) pela alimentação com uma mangueira diretamente ao tambor de mistura e adivinhando com relação à quantidade de água requerida. Os operadores tentam dizer por experiência o volume correto ou aproximado de água a ser adicionada de acordo com o volume dos ingredientes do concreto particulado. A adição da quantidade correta do componente líquido é, desta maneira, usualmente não precisa.

4. É sabido que se o concreto é misturado com o componente líquido em excesso, a mistura de concreto resultante não seca com a resistência estrutural necessária. Ao mesmo tempo, trabalhadores que trabalham com o concreto tendem a preferir mais água, uma vez que ela torna o concreto mais fácil de trabalhar. De acordo com isso, têm sido planejados testes de abatimento de forma que uma amostra da mistura do concreto possa ser testada com um teste de abatimento antes do seu uso efetivo no local. Assim, se um caminhão de mistura de concreto deveria entregar uma mistura de concreto a um local e a mistura falha num teste de abatimento porque ela não tem suficiente componente líquido, componente líquido extra pode ser adicionado no tambor de mistura do caminhão de mistura de concreto para produzir um abatimento requerido em uma amostra de teste antes da entrega real do conteúdo total do tambor de mistura. Todavia, se for adicionada água em excesso, fazendo que a mistura falhe no teste de abatimento, o problema é mais difícil de resolver, porque é necessário que o caminhão

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3/46 de mistura de concreto retorne ao depósito, de forma a adicionar ingredientes de concreto particulados extra para corrigir o problema. Se ingredientes particulados extras não são adicionados dentro de um período de tempo relativamente curto após ter sido adicionado excessivo componente líquido, então, a mistura ainda não secará com a resistência necessária.

5. Além disso, se foi adicionado componente líquido em excesso, o cliente não pode ser cobrado de uma quantidade extra pelo retorno do caminhão de mistura de concreto ao depósito central para adição dos ingredientes de concreto particulados para corrigir o problema. Isto, de fato, significa que a companhia de suprimento de concreto não está produzindo concreto de maneira econômica.

6. Um método e um equipamento para misturar concreto num dispositivo de mistura de concreto para um abatimento especificado são revelados por Zandberg e colaboradores na Patente US 5.713.663 (a Patente 663), cuja revelação é, desta forma, aqui incorporado neste documento por referência. Este método e equipamento reconhecem que a força motora real para girar um tambor de mistura cheio com ingredientes de concreto particulados e um componente líquido está relacionada ao volume do componente líquido adicionado. Em outras palavras, o abatimento da mistura no tambor naquele tempo está relacionado com a força motora necessária para rodar o tambor de mistura. Assim, o método e equipamento monitoram a carga de torque nos meios motores usados para rodar o tambor de mistura de forma que a mistura possa ser otimizada pela adição de um volume suficiente do componente líquido na tentativa de atingir uma carga de torque mínima pré-determinada relacionada com a quantidade dos ingredientes particulados no tambor de mistura.

7. Mais especificamente, são usados sensores para determinar a carga de torque. A magnitude do torque sentido pode ser, então, monitorada e os resultados armazenados em um meio de armazenagem. Os meios de armazenagem podem ser subsequentemente acessados

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4/46 para recuperar informações a partir dos mesmos as quais podem ser usadas, por sua vez, para fornecer processamento das informações relacionadas à mistura. Num caso, ela pode ser usada para proporcionar um relatório referente à mistura.

8. São desejáveis melhoramentos relacionados ao sensoreamento e à determinação do abatimento.

9. Outros métodos e sistemas para monitorar remotamente dados de sensores em veículos de entrega são revelados por Buckelew e colaboradores na Patente US 6.484.079 (a Patente 079), cuja revelação é também desta forma aqui incorporada neste documento por referência. Estes sistemas e métodos remotamente monitoram e registram dados de sensores associados a um veículo de entrega. Mais especificamente, o dado é coletado e registrado no veículo de entrega, minimizando, assim, os custos de largura de banda e de transmissão associados à transmissão dos dados de volta para um centro de despacho. A Patente 079 permite que o centro de despacho mantenha um registro corrente da situação de entrega pelo monitoramento do dado de entrega no veículo de entrega para determinar se ocorreu um evento de transmissão. Os eventos de transmissão são definidos pelo centro de despacho de forma a incluir aqueles eventos que marcam o progresso da entrega. Quando ocorre um evento de transmissão, os dados do sensor e certos dados associados ao evento de transmissão podem ser transmitidos para o centro de despacho. Isto permite ao centro de despacho monitorar o progresso e a situação da entrega sem estar sendo sobrecarregado com informações desnecessárias. A Patente 079 também permite que sejam automaticamente monitorados e registrados dados referentes ao veículo de entrega e aos materiais sendo transportados de forma que um registro preciso seja mantido para toda a atividade que ocorre durante o transporte e entrega.

10. A Patente 079 agrupa remotamente dados dos sensores dos veículos de entrega num centro de despacho usando um dispositivo de comunicações altamente dedicado montado no veículo. Esse dispositivo

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5/46 de comunicações não está sempre compatível com os sistemas de situação usados na indústria do concreto.

11. São desejáveis melhoramentos relacionados ao monitoramento de dados do sensor em veículos de entrega que usam sistemas de situação padrões da indústria.

12. Uma dificuldade adicional surge com a operação de veículos de entrega de concreto em condições de tempo. Tipicamente um caminhão de entrega de concreto carrega um suprimento de água para manter o abatimento do concreto apropriado durante o ciclo de entrega. Desafortunadamente este suprimento de água é suscetível de congelar no tempo frio e/ou as linhas de água do caminhão de concreto são suscetíveis de congelarem. As obrigações do operador do caminhão deveriam incluir o monitoramento do tempo e garantir que o suprimento de água não congele; todavia, isto frequentemente não é feito e os caminhões de concreto são danificados por canos congelados e/ou são tirados de serviço para serem descongelados após o congelamento.

13. Em consequência, são necessários melhoramentos no gerenciamento do tempo frio de veículos de entrega de concreto.

14. O uso de aditivos químicos na mistura de concreto é conhecido na técnica. Os aditivos químicos podem ser usados para controlar a taxa da cura do concreto, aumentar a dispersão do cimento e de outro modo afetar as características físicas de uma batelada de concreto. Os aditivos ainda influenciam parâmetros do concreto como o abatimento e “espalhamento”, que é uma medida da região sobre a qual o concreto se espalha durante um teste de abatimento, frequentemente uma medida importante para o concreto que tem uma alta leitura de abatimento. O espalhamento é frequentemente usado para medir a auto-consolidação ou outras misturas de concreto com alto abatimento. Os aditivos são frequentemente usados em ambientes bem controlados tais como construção pré-fabricada, mas são menos completamente utilizados em outros ambientes menos controlados tais como em veículos de entrega, pela razão de que a introdução de aditivos necessita ser gerenciada por

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6/46 um operador prático.

15. Em consequência, são necessários perfeiçoamentos no uso de aditivos químicos em conexão com veículos de entrega de concreto.

16. O Pedido PCT publicado PCT/US2005/004405, depositado pela Requerente da presente invenção, revela um gerenciamento melhorado de caminhão de concreto e sistema de medida de abatimento que leva em consideração muitas das necessidades acima; todavia, é desejável um melhoramento adicional no gerenciamento e entrega de concreto.

Sumário da Invenção

17. Num aspecto, a presente invenção compreende um sistema para gerenciar um tambor de mistura que inclui um sensor de temperatura montado ao tambor e configurado para medir a temperatura do tambor e/ou seu conteúdo e transmitir sem fio estas informações do sensor para um receptor acoplado que pode usar as informações da temperatura para avaliar o conteúdo do tambor.

18. O uso de um sensor de temperatura permite novos e importantes aspectos. Por exemplo, a qualidade de uma mistura de concreto pode ser acessada por sua temperatura ou histórico de temperatura, particularmente, mas, sem limitação, nos casos em que a sonda de temperatura se estende em contato direto com o conteúdo do tambor, por exemplo, pela referência a uma curva armazenada que pode ser particular para aquela mistura que é colocada no tambor. Este processo pode ser tornado mais preciso pelo uso de um segundo sensor de temperatura que lê a temperatura do tambor separadamente do conteúdo.

19. Num segundo aspecto, a invenção delineia um sensor acelerômetro montado no caminhão de entrega para detectar o ângulo de declive, a aceleração ou a desaceleração ou a situação do motor do veículo.

20. Este aspecto permite a computação, por exemplo, do abatimento do concreto e outros fatores ou variáveis de mistura, considerando o ângulo de declive do caminhão e/ou aceleração e desaceleração do

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7/46 caminhão, o que pode afetar a pressão hidráulica e torque do sistema motriz do tambor.

21. Num terceiro aspecto, a invenção ainda delineia um sistema de comunicação para dividir informação com múltiplos locais, de forma que um caminhão de entrega operando de acordo com a invenção pode, por exemplo, receber uma atualização de software em uma instalação de uma planta e, então, entregar aquela atualização para outro caminhão no campo. Alternativamente, um caminhão no campo pode receber informações de situação de outro caminhão no campo e, então, entregar essas informações de situação para a planta.

22. De acordo com outro aspecto da invenção, os cálculos do abatimento do concreto são melhorados pelo uso de curvas armazenadas ou modelos de abatimento versus outras variáveis medidas. Uma família dessas curvas pode ser usada para ajustar as diferenças na mistura do concreto ou outras variáveis tais coma temperatura, tipo de agregado e semelhantes.

23. De acordo com outro aspecto da invenção, o uso de aditivos químicos no caminhão de entrega de concreto é facilitado ao proporcionar um suprimento de aditivo químico ao caminhão de entrega de concreto capaz de entregar aditivo químico sob o controle ou supervisão de operador prático localizado remotamente, de forma que o uso do aditivo possa ser supervisionado por pessoal prático.

24. Num aspecto relacionado, um caminhão de entrega de concreto incorpora um suprimento de aditivo químico que compreende diversos aditivos cada um dos quais pode ser entregue de forma controlável à mistura de concreto. Os diversos aditivos podem incluir, por exemplo, um estabilizante e um desestabilizante, de maneira que a mistura possa ser estabilizada durante o trânsito e desestabilizada no local de trabalho. Os diversos aditivos podem alternativa ou adicionalmente incluir um concentrado e um diluente, pós, líquidos ou sólidos.

25. Num aspecto adicional relacionado, o caminhão de entrega de concreto pode incluir um sistema de identificação eletrônico tal como

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8/46 um sistema de identificação por rádio-frequência ou código de barras para identificar o tipo de recipiente de aditivo instalado no suprimento de aditivo químico, de forma que o controlador e/ou um operador localizado remotamente possa identificar precisamente os tipos de aditivos em uso. Um novo recipiente de suprimento de aditivo químico pode incluir um código de barra, chip RF ID ou outros meios eletrônicos que identificam o seu conteúdo. Ainda, o recipiente pode incluir aspectos físicos únicos que são compatíveis com a instalação em um local particular no veículo de entrega e diversos locais cada um associado com um recipiente único de modo que o local dos recipientes possa ser conhecido em adição à presença deles no veículo de entrega de concreto.

Breve Descrição dos Desenhos

26. A Figura 1 é um diagrama de bloco de um sistema para cálculo e registro de abatimento em um veículo de entrega construído de acordo com uma modalidade da invenção;

27. A Figura 2 é um fluxograma que ilustra em geral a interação do processador do abatimento disponível e o sistema da situação da Figura 1;

28. A Figura 3 é um fluxograma que mostra um modo automático para o RSP na Figura 1;

29. A Figura 4 é um fluxograma da operação detalhada do processador de abatimento disponível da Figura 1;

30. A Figura 4A é um fluxograma do gerenciamento da operação da buzina pelo processador de abatimento disponível;

31. A Figura 4B é um fluxograma do gerenciamento do sistema de entrega de água pelo processador de abatimento disponível;

32. A Figura 4C é um fluxograma do gerenciamento dos cálculos de abatimento pelo processador de abatimento disponível;

33. A Figura 4D é um fluxograma do gerenciamento do tambor efetuPetição 870180063948, de 24/07/2018, pág. 24/70

9/46 ado pelo processador de abatimento disponível;

34. A Figura 5 é um diagrama de estado que mostra os estados do sistema de situação e processador de abatimento disponível;

35. As Figuras 6A, 6B, 6C, 6D, 6E e 6F ilustram os seis tipos de sistemas de evacuação de água para operação no tempo frio;

36. A Figura 7A é uma representação de uma possível modalidade de um sistema de dispensa de mistura;

37. A Figura 7B é uma tabela de misturas possíveis, que poderiam ser usadas no sistema de dispensa de mistura;

38. A Figura 7C é uma ilustração de um sistema de controle de aditivo usado em uma planta de batelada em conjunto com tanques de entrega de aditivos no veículo de entrega;

39. A Figura 8 é uma vista lateral de um caminhão de entrega de concreto para ilustrar a localização de uma porta de acesso no lado de um tambor de mistura;

40. A Figura 9 é uma vista expandida do sensor de temperatura dual;

41. A Figura 10 é uma ilustração de uma relação entre a pressão de mistura hidráulica e o abatimento; e

42. A Figura 11 é uma ilustração de uma relação entre o Estado de Liberação Energia e o tempo relativo para o concreto passar por um processo de hidratação uma vez que ele pertença à composição da mistura.

Descrição Detalhada das Modalidades da Invenção

43. Referindo-se à Figura 1, é ilustrado um diagrama de bloco de um sistema 10 para calcular e registrar abatimento em um veículo de entrega 12. O veículo de entrega 12 inclui um tambor de mistura 14 para misturar o concreto tendo um abatimento e um motor ou força hidráulica 16 para girar o tambor de mistura 14 nas direções de carga e descarga, como indicado pela seta dupla 18. O sistema 10 compreende

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10/46 um sensor de temperatura dual 17, que pode ser instalado diretamente no tambor de mistura 14, mais especificamente a porta de acesso do tambor de mistura 14, e configurado para medir ambas as temperaturas de carga bem como a temperatura superficial do tambor de mistura

14. O sensor de temperatura dual 17 pode ser acoplado a um transmissor sem fio. Um receptor sem fio montado no caminhão poderia capturar o sinal transmitido do sensor de temperatura dual 17 e determinar a temperatura tanto da carga como da superfície do tambor de mistura. O sistema 10 ainda inclui um sensor de aceleração/desaceleração/inclinação 19, que pode ser instalado no próprio caminhão e configurado para medir a aceleração relativa, a desaceleração do caminhão bem como o grau de inclinação que o caminhão pode ou não estar experimentando. O sistema 10 compreende um sensor de giro 20, que pode ser instalado diretamente ou montado no tambor de mistura 14 ou incluído no motor que move o tambor e configurado para medir a velocidade de giro e direção do tambor de mistura 14. O sensor de giro pode incluir uma série de magnetos montados no tambor e posicionados para interagir com um sensor magnético no caminhão para criar um pulso toda vez que o magneto passa pelo sensor magnético. Alternativamente, o sensor de giro pode ser incorporado no motor de movimento 16, como é o caso em caminhões de concreto que usam Eaton, Rexroth ou outros motores e bombas hidráulicas. Numa terceira modalidade potencial, o sensor de giro pode ser acelerômetro integrado montado no tambor do caminhão de concreto, acoplado a um transmissor sem fio. Nessa modalidade, um receptor sem fio montado no caminhão poderia capturar o sinal transmitido do acelerômetro e determinar a partir daí o estado de giro do tambor. O sistema 10 ainda inclui um sensor hidráulico acoplado ao motor ou força hidráulica 16 e configurado para medir uma pressão hidráulica requerida para girar o tambor de mistura 14.

44. O sistema 10 ainda compreende um processador ou processador de abatimento disponível (RSP) 24 que inclui uma memória 25 eletrica

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11/46 mente acoplada ao sensor hidráulico 22 e ao sensor de giro 20 e configurada para qualificar e calcular o abatimento atual do concreto no tambor de mistura 14 baseado na velocidade de giro do tambor de mistura e na pressão hidráulica exigida para girar o tambor de mistura, respectivamente. O sensor de giro e o sensor hidráulico podem ser diretamente conectados ao RSP 24 ou podem ser acoplados a um processador auxiliar que armazena a informação da rotação e pressão hidráulica para entrega sincronizada ao RSP 24. O RSP 24, que usa a memória 25, pode também utilizar o histórico da velocidade de giro do tambor de mistura 14 para qualificar um cálculo do abatimento atual.

45. Uma porta de comunicação 26, tal como uma em conformidade com o padrão de comunicação em série modbus RS 485, pode ser configurada para comunicar o cálculo do abatimento para um sistema de situação 28 comumente usado na indústria de concreto, tal como, por exemplo, TracerNET (agora um produto da Trimble Navigation Limited, Sunnyvale, California), o qual, por sua vez, se comunica sem fio com um centro de despacho central 44. Um exemplo de um sistema de situação sem fio é descrito na Patente US 6.611.755, que é, desta forma, aqui incorporada neste documento na sua totalidade. Será observado que o sistema de situação 28 pode ser qualquer um de uma variedade de sistemas de monitoramento de situação disponíveis comercialmente.

46. De modo alternativo ou adicionalmente, um caminho de comunicação separado em uma frequência sem fio licenciada ou não licenciada, por exemplo, uma freqüência de 2,4 GHz ou outra, por exemplo, freqüência de 900 MHz, 433 MHz, ou 418 MHz, pode ser usado para comunicação entre o RSP 24 e o escritório de despacho central, quando os caminhões de concreto estão dentro da faixa do escritório de despacho central, permitindo comunicação mais extensiva para registro, atualizações e semelhantes, quando o caminhão está próximo do escritório central, como descrito abaixo. Uma modalidade adicional pode incluir a capacidade de comunicação/interconexão de caminhão

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12/46 para caminhão para propósitos de entrega de programação e informação de situação. Quando dois caminhões se identificam um ao outro e formam uma conexão sem fio, o caminhão que contém uma revisão posterior do software poderia fazer o “download’ daquela revisão para o outro caminhão e/ou os caminhões poderiam trocar suas informações de situação, de forma que o caminhão que retorna primeiro para a planta de mistura disponível pode relatar a informação da situação de ambos para o sistema central. O RSP 24 pode também ser conectado ao escritório de despacho central ou outros nós sem fio, via uma conexão sem fio local ou via uma conexão sem fio de celular. O RSP 24 pode durante esta conexão diretamente entregar e receber programação, tíquete e informações da situação de e para o centro de despacho central sem o uso de um sistema de situação.

47. O veículo de entrega 12 ainda inclui um suprimento de água 30 e o sistema 10 ainda compreende uma válvula de fluxo 32 acoplada ao suprimento de água 30 e configurada para controlar a quantidade de água adicionada ao tambor de mistura 14 e um medidor de fluxo 34 acoplado à válvula de fluxo 32 e configurada para medir a quantidade de água adicionada ao tambor de mistura 14. O suprimento de água é tipicamente pressurizado por um suprimento de ar pressurizado gerado pela máquina do caminhão de entrega. O RSP 24 é eletricamente acoplado à válvula de fluxo 32 e o medidor de fluxo 34 de forma que o RSP 24 pode controlar a quantidade de água adicionada ao tambor de mistura 14 para alcançar o abatimento desejado. O RSP 24 pode também obter dados da água manualmente adicionada ao tambor 14 por uma mangueira conectada ao suprimento de água, via um sensor de fluxo separado ou do sistema de situação 28. Uma modalidade separada pode utilizar uma bomba de deslocamento positivo de água em lugar de um sistema pressurizado. Isto eliminaria a necessidade de repetidas pressurizações, despressurizações que podem ocorrer na presente modalidade. Também, o volume de água dispensado pode ser precisamente alcançado. Isto Também facilitaria a comunicação direta

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13/46 entre o RSP e a bomba.

48. O veículo de entrega 12 pode ainda incluir um ou mais suprimentos de aditivos químicos 36 e o sistema 10 pode ainda compreender uma válvula de fluxo de aditivo químico 38 acoplada ao suprimento de aditivo químico 36 e configurada para controlar a quantidade de aditivo químico adicionada ao tambor de mistura 14 e um medidor de fluxo de aditivo químico 40 acoplado à válvula de fluxo de aditivo químico 38 e configurado para medir a quantidade de aditivo químico adicionado ao tambor de mistura 14. Numa modalidade, o RSP 24 está eletricamente acoplado à válvula de fluxo de aditivo químico 38 e o medidor de fluxo de aditivo químico 40 de forma que o RSP 24 pode controlar a quantidade de aditivo químico adicionada ao tambor de mistura 14 para alcançar um abatimento desejado. De modo alternativo, o aditivo químico pode ser manualmente adicionado pelo operador e o RSP 24 pode monitorar a adição de aditivo químico e a quantidade adicionada. Ainda mais, corante pode ser igualmente controlado pelo RSP e entregue a partir de um tanque de armazenamento no veículo.

49. O veículo de entrega 12 ainda inclui um suprimento de ar 33 e o sistema 10 pode ainda compreender uma válvula de fluxo de ar 35 acoplada ao suprimento de aditivo químico 36 e ao suprimento de água 30 e configurado para pressurizar os tanques contendo o suprimento de aditivo químico e o suprimento de água. Numa modalidade, o RSP 24 está eletricamente acoplado à válvula de fluxo de ar de forma que o RSP 24 pode controlar a pressão dentro do suprimento de aditivo químico e do suprimento de água.

50. O sistema 10 pode também ainda compreender um mostrador externo, tal como o mostrador 42. O mostrador 42 ativamente mostra os dados do RSP 24, tal como valores de abatimento. O centro de despacho central pode compreender todos os dispositivos de controle necessários, isto é, um processador de controle de batelada 45. Podem ser feitas comunicações sem fio com o centro de despacho central via uma estação de base de rádio de entrada e saída 43. Deve-se notar que o

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14/46 mostrador do sistema de situação e o mostrador 42 podem ser usados separadamente um do outro ou em conjunto um com o outro.

51. Um conjunto de interruptores selados ambientalmente 46, por exemplo, formando teclado ou painel de controle, pode ser proporcionado pelo RSP 24 para permitir o controle e entrada pelo operador e para permitir vários modos de sobrescrita, tal como um modo que permite o veículo de entrega 12 ser operado de um modo menos automático, isto é, sem usar todos os aspectos automáticos do sistema 10, usando interruptores 46 para controlar água, aditivo químico e semelhantes. (A água e o aditivo químico podem ser adicionados manualmente sem ter que fazer uma sobrescrita manual no teclado, no caso em que as quantidades adicionadas são rastreadas pelo RSP 24). Pode também ser usado um teclado no sistema de situação 28 para introduzir dados no RSP 24 ou para reconhecer mensagens ou alertas, mas, os interruptores 46 podem ser configurados como um teclado para prover essas funções diretamente sem o uso de um sistema de situação.

52. Uma buzina 47 é incluída para o propósito de alertar o operador dessas condições de alerta.

53. O controle da operação do sistema pode também ser proporcionado por um controle remoto de infravermelho fob de chave de RF 50, interagindo com um detector de infravermelho ou de sinal de RF 49 em comunicação com o RSP 24. Por este mecanismo, o operador pode entregar comandos convenientemente e sem fio. Ainda mais, os sinais de infravermelho ou RF trocados com o detector 49 podem ser usados pelo sistema de situação 28 para comunicação sem fio com o centro de despacho central 44 ou com um controlador de planta de batelada quando o caminhão está na planta.

54. Numa modalidade da presente invenção, todos os sensores de fluxo e dispositivos de controle de fluxo, por exemplo, a válvula de fluxo 32, o medidor de fluxo 34, a válvula de fluxo de aditivo químico 38 e o medidor de fluxo de aditivo químico 40, estão contidos num sistema de distribuição de fácil montagem 48, ao mesmo tempo em que os sensores

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15/46 externos, por exemplo, o sensor de giro 20 e o sensor de pressão hidráulica 22, são proporcionados com uns kits de montagem completos incluindo todos os cabos, hardware e instruções. Deve-se notar que todos os sensores de fluxo e dispositivos de controle de fluxo podem ser montados em linha, separadamente uns dos outros. Noutra modalidade, ilustrada na Figura 6, a válvula de água e o medidor de fluxo podem ser colocados diferentemente e uma válvula adicional manual para água pode ser incluída para facilitar a operação em tempo frio. Podem ser usados comprimentos variados de interconexões 50 entre o sistema de distribuição 48, os sensores externos 20, 22 e o RSP 24. Assim, a presente invenção proporciona um sistema modular 10.

55. Em operação, o RSP 24 gerencia todas as entradas de dados, por exemplo, o giro do tambor, a pressão hidráulica, o fluxo, a temperatura, o fluxo de água e de aditivo químico, para calcular o abatimento corrente e determinar quando e quanta água e/ou aditivo químico seria adicionada ao concreto no tambor de mistura 14 ou, em outras palavras, a uma carga. (Como notado, o giro e pressão podem ser monitorados por um processador auxiliar sob controle do RSP 24). O RSP 24 também controla uma válvula de fluxo de água 32, uma válvula de fluxo de aditivo químico opcional 38 e uma válvula de pressão de ar (não mostrada). (O fluxo e controle de água podem também ser gerenciados por outro processador auxiliar sob controle do RSP 24.) O RSP 24 tipicamente usa informação de tíquete e giros do tambor de descarga e pressão no motor para medir uma quantidade de concreto no tambor, mas pode também opcionalmente receber dados a partir de uma célula de carga 51 acoplada ao tambor para uma medida baseada no peso do volume de concreto. Os dados da célula de carga 51 podem ser usados para computar e mostrar a quantidade de concreto vertido do caminhão (também conhecido como concreto no chão) e o concreto remanescente no tambor. As medidas em peso geradas por uma célula de carga 51 podem ser calibradas pela comparação das medidas de peso pela célula de carga adicionada ao caminhão, ao peso adicionado ao caminhão

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16/46 como medido pelas escalas da planta de batelada.

56. O RSP 24 também automaticamente registra o abatimento no tempo em que o concreto é vertido, para documentar a qualidade do produto entregue e gerenciar a carga durante o ciclo de entrega. O RSP 24 tem três modos operacionais: automático, manual e de sobrescrita. No modo automático, o RSP 24 adiciona água para ajustar o abatimento automaticamente e pode também adicionar aditivo químico em uma modalidade. No modo manual, o RSP 24 automaticamente calcula e mostra o abatimento, mas é necessário um operador para instruir o RSP 24 a fazer quaisquer adições, se necessário. No modo de sobrescrita, todos os caminhos de controle para o RSP 24 estão desconectados, dando ao operador completa responsabilidade por quaisquer mudanças e/ou adições. Todas as sobrescritas são documentadas no tempo e local.

57. Referindo-se à Figura 2, são mostrados um fluxograma simplificado 52 que descreve a interação entre o centro de despacho central 44, o sistema de situação 28 e o RSP 24 na Figura 1. Mais especificamente, o fluxograma 52 descreve um processo para coordenar a entrega de uma carga de concreto num abatimento específico. O processo começa no bloco 54 onde o centro de despacho central 44 transmite informação de tíquete de trabalho específico via seu sistema de situação 28 para o processador a bordo de abatimento disponível 24 do veículo de entrega

12. A informação de tíquete de trabalho pode incluir, por exemplo, o local do trabalho, a quantidade de material ou concreto e o abatimento específico ou desejado do cliente.

58. A seguir, no bloco 56, o computador a bordo do sistema de situação 28 ativa o RSP 24 proporcionando informações de tíquete de trabalho, por exemplo, a quantidade de material ou concreto e o abatimento específico ou desejado do cliente. Outra informação de tíquete e informação do veículo poderia também ser recebida, tal como o local de trabalho bem como a localização e a velocidade do veículo de entrega 12.

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59. No bloco 58, o RSP 24 interage continuamente com o sistema de situação 28 para registrar dados de qualidade do produto precisos, confiáveis de volta para o centro de despacho central 44. Os dados de qualidade do produto podem incluir a leitura exata do nível de abatimento no tempo de entrega, os níveis de água e/ou aditivo químico adicionado ao concreto durante o processo de entrega e a quantidade, a localização e o tempo de entrega do concreto. O processo 52 termina no bloco 60.

60. Ainda são fornecidos abaixo detalhes do gerenciamento do RSP 24 do abatimento e sua coleta de informações de situação detalhada com referência à Figura 4 e seguintes.

61. Referindo-se à Figura 3, é mostrado um fluxograma 62 que descreve um modo automático 64 para gerenciamento de carga pelo RSP 24 na Figura 1. Nesta modalidade, num modo automático 64, o RSP 24 incorpora automaticamente a informação de tíquete de trabalho específica transmitida a partir do centro de despacho central 44 ou da porta 43, ou introduzida pelo motorista do veículo de entrega, e obtém informações da localização e da velocidade do veículo de entrega 12 a partir do sistema de situação 28 e obtém informações do produto a partir dos sensores montados no veículo de entrega 12, por exemplo, os sensores de giro 20 e o sensor de pressão hidráulica 22. O RSP 24 calcula, então, o abatimento corrente como indicado no bloco 66. Os parâmetros para mistura podem ser originados por um produtor de cimento ou aditivo.

62. O bloco 67 determina se o aditivo químico foi manualmente adicionado. Se o aditivo químico foiadicionado, então, as características do abatimento corrente são capturadas e registradas. O gerenciamento automático de água pode ser desligado no evento de adição manual de aditivo, uma vez que os aditivos alteram o comportamento do concreto e a sua necessidade de água. Todavia, as introduções esperadas de aditivo podem ser tratadas diferentemente; por exemplo, a adição de aditivo pode não acabar com o gerenciamento de água, mas meramente

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18/46 alterar as tabelas e parâmetros usados no gerenciamento de água. Assim, na medida em que o aditivo químico não tenha sido adicionado, ou seja, adicionado de um modo conhecido, o gerenciamento de água automático permanece ativo e, neste caso, o processo se desloca para o bloco 68, onde o abatimento corrente é comparado com o abatimento especificado ou desejado pelo cliente. Se o abatimento corrente for menor do que o abatimento especificado pelo cliente, um componente líquido, por exemplo, água, é automaticamente adicionado 70 para alcançar o abatimento especificado pelo cliente. (A quantidade de água adicionada pode ser menor do que a quantidade computada para criar o abatimento desejado, de forma a evitar excesso de água). Deve-se notar que o RSP mediria a quantidade de aditivo químico adicionada à mistura durante o tempo, de acordo com uma receita. (O aditivo químico torna tipicamente o concreto mais fácil de trabalhar e também afeta a relação entre o abatimento e a pressão no motor do tambor, mas tem uma vida limitada). Além disso, o RSP poderia gerenciar a introdução de corante, de modo semelhante de acordo com uma receita. Uma vez adicionada a água, a quantidade de água adicionada é documentada, como indicado no bloco 72. O controle é, então, retroagido para o bloco 66 onde o abatimento corrente é novamente calculado. Deve-se notar que, uma vez que tenha sido adicionado um aditivo químico, a relação entre o abatimento e a pressão do motor do tambor é alterada e o RSP 24 de acordo pode ajustar seus cálculos para levar em consideração estas mudanças ou, de m, do alternativo, descontinuar automaticamente a adição de água para ajustar o abatimento após a adição de aditivo e ao invés de simplesmente mostrar o abatimento, o giro do tambor, a pressão hidráulica, o fluxo e/ou a temperatura.

63. Uma vez que o abatimento corrente seja substancialmente igual para o abatimento especificado ou desejado pelo cliente no bloco 68, a carga está pronta para a entrega e o controle é passado para o bloco 78. No bloco 78, o nível de abatimento do produto é capturado e registrado, bem como o tempo, a localização e a quantidade de produto entregue. O

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19/46 nível de abatimento pode ser capturado e registrado em qualquer número de vezes durante o processo, bem como o tempo, a localização e a quantidade de produto entregue. O modo automático 64 termina no bloco 80.

64. Referindo-se, agora, à Figura 4, pode ser descrita uma modalidade substancialmente mais detalhada da presente invenção. Nesta modalidade, o manuseio automático de água e a entrada do monitoramento de água e aditivo químico são combinados com o rastreamento do processo de entrega do concreto a partir de uma planta de mistura para um caminhão de entrega para um local de trabalho e, então, vertendo o material no local de trabalho.

65. A Figura 4 ilustra o processo de mais alto nível para obter a informação de entrada e saída e resposta àquela informação como parte do processo de gerenciamento e rastreamento. A informação usada pelo sistema é recebida através de um número de sensores, como ilustrado na Figura 1, através de vários canais de entrada/saída do processador de abatimento disponível.

66. Numa primeira etapa 100, é atualizada a informação recebida em um daqueles canais. Na próxima etapa 102, o dado do canal é recebido. O dado do canal pode ser a informação do sensor de pressão, giro temperatura, inclinação e/ou aceleração/desaceleração do caminhão, a informação do sensor de fluxo de água e os estados das válvulas ou comunicação ou solicitação de informação do sistema de situação do veículo 28, tal como relacionada aos tíquetes, às entradas e retorno do motorista, aos controles manuais, à informação da velocidade do veículo, à informação do estado do sistema de situação, à informação do GPS e outras comunicações potenciais. A comunicação com o sistema de situação pode incluir estatísticas de solicitação de comunicação de mensagens para mostrar no sistema de situação ou para entrega para o centro de despacho central ou pode incluir novos downloads de programas ou novos downloads de tabelas de consultas de abatimento.

67. Para downloads de tabela de comunicação de mensagem, código

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20/46 ou abatimento, na etapa 104 o processador de abatimento disponível completa o processamento apropriado e, então, retorna para etapa 100 para atualizar o próximo canal. Para outros tipos de informação, o processamento do processador de abatimento disponível prossegue para a etapa 106 onde mudanças são implementadas e o dado é registrado, de acordo com a situação corrente do processador de abatimento disponível.

68. Em adição às mudanças de estado de processamento, o gerenciamento do processo 108 pelo processador de abatimento disponível envolve outras atividades mostradas na Figura 4. Especificamente, o gerenciamento do processo pode incluir o gerenciamento da buzina na etapa 110, o gerenciamento do monitoramento de água e aditivo químico na etapa 112, o gerenciamento dos cálculos de abatimento na etapa 114 e o gerenciamento do rastreamento do giro do tambor na etapa 116 e o gerenciamento da atividade do tempo frio na etapa 118.

69. Como notado na Figura 4, o gerenciamento de água e monitoramento de aditivo químico é apenas efetuado quando a informação do sensor de água ou válvula é atualizada e os cálculos de abatimento são apenas efetuados quando a informação da pressão e giro é atualizada e o gerenciamento do tambor na etapa 116 é apenas efetuado quando a informação da pressão e giro é atualizada.

70. Referindo-se, agora, à Figura 4A, pode ser explicado o gerenciamento da buzina na etapa 110. A buzina do processador de abatimento disponível é usada para alertar o operador das condições de alarme e pode ser ativada continuamente até ser notada ou por um período de tempo programado. Se a buzina do processador de abatimento disponível for tocada na etapa 120, então, é determinado na etapa 122 se a buzina está tocando por um tempo específico em resposta a um temporizador. Se for assim, então, na etapa 124 o temporizador é decrementado e, na etapa 126, é determinado se o temporizador alcançou o zero. Se o temporizador alcançou o zero, na etapa 128, a buzina é desligada e, na etapa 130, é registrado o evento de desabilitar

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21/46 a buzina. Na etapa 122, se uma buzina não responde a um temporizador, então, o processador de abatimento disponível determina na etapa 132 se a buzina foi percebida pelo operador, tipicamente através de um comando recebido do sistema de situação. Se a buzina foi percebida na etapa 132, então, o processamento continua para a etapa 128 e a buzina é desligada.

71. Referindo-se, agora, à Figura 4B, pode ser explicado o gerenciamento de água na etapa 112. O processo de gerenciamento de água envolve a coleção continuada da estatística de fluxo para ambos a água e o aditivo químico e, na etapa 136, coleção da estatística dos fluxos detectados. Além disso, as condições de erros registrados pelos sensores ou um processador responsável pelo controle de fluxo de água ou aditivo químico são registradas na etapa 138.

72. A rotina de gerenciamento de água também monitora os vazamentos de água passando através das etapas 140, 142 e 144. Na etapa 140, é determinado se a válvula de água está atualmente aberta, por exemplo, devido ao processador de gerenciamento de água adicionar água em resposta a uma solicitação prévia de água ou uma solicitação manual de água pelo o operador (por exemplo, adicionar manualmente água para a carga ou limpeza do tambor ou caminhão após a entrega). Se a válvula for aberta, então, na etapa 142, é determinado se o fluxo de água está sendo detectado pelo sensor de fluxo. Se a válvula de água for aberta e não for detectado fluxo de água, então, está ocorrendo um erro e o processamento continua para etapa 146 no tempo em que o tanque de água é despressurizado, um evento de erro é registrado e é estabelecido um alerta de “sem fluxo” para impedir qualquer pressurização automática do tanque de água. Se o fluxo de água for detectado na etapa 142, então, o processamento continua para a etapa 148.

73. Voltando para a etapa 140, se a válvula de água não for aberta, então, na etapa 144 é determinado se o fluxo de água, todavia, está ocorrendo. Se assim for, então, um erro ocorreu e o processamento novamente prossegue para a etapa 146, o sistema é desarmado, o

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22/46 sistema de entrega de água é despressurizado, um alerta de “vazamento” é estabelecido e um evento de erro é registrado.

74. Se o fluxo de água não for detectado na etapa 144, então, o processamento continua para a etapa 148. O processamento continua sem a etapa 148 apenas se o sistema estiver armado. O sistema de gerenciamento de água deve ser armado de acordo com várias condições discutidas abaixo, para a água ser automaticamente adicionada pelo processador de abatimento disponível. Se o sistema não estiver armado na etapa 148, então, na etapa 166, é terminada qualquer solicitação prévia de adição de água.

75. Se o sistema estiver armado, então, na etapa 152 é determinado se a válvula de aditivo químico foi aberta manualmente, por exemplo, devido ao operador adicionar aditivo químico de forma a tornar o trabalho com o concreto mais fácil. Se a válvula estiver aberta, então, na etapa 154 é determinado se o fluxo de aditivo químico está sendo detectado pelo sensor de fluxo. Se a válvula de aditivo químico estiver aberta e não existir fluxo de aditivo químico detectado, então, está ocorrendo um erro e o processamento continua para etapa 146 em cujo tempo o tanque de aditivo químico é despressurizado, um evento de erro é registrado e um alerta de “sem fluxo” é estabelecido para impedir qualquer pressurização automática futura do tanque de aditivo químico. Se o fluxo de aditivo químico for detectado na etapa 154, então, o processamento continua para a etapa 160. Na etapa 160 a quantidade de aditivo químico adicionada é registrada. Se o aditivo entregue não é esperado ou é contrário à receita ou o gerenciamento de água de outro modo não pode mais prosseguir, o sistema é desarmado e o processo, então, se move para a etapa do bloco 166 por meio do qual é executado o término da entrega automática de água. Se o aditivo entregue estiver de acordo com a receita ou o RSP incluir a programação para continuar com gerenciamento de água com o aditivo incluído, então, o sistema não será desarmado.

76. Voltando para a etapa 152, se a válvula de aditivo químico não

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23/46 estiver aberta, então, na etapa 156 é determinado se o fluxo de aditivo químico está ocorrendo de alguma forma. Se assim for, então, ocorreu um erro e o processamento novamente prossegue para a etapa 146, o sistema é desarmado, o sistema de entrega de aditivo químico é despressurizado, um alerta de “vazamento” é estabelecido e um evento de erro é registrado. Se não existir fluxo de aditivo químico, então, o processo se move para o bloco 162.

77. Se os testes acima são ultrapassados, então, o processamento chega à etapa 162 e é determinado se o abatimento corrente está acima do valor fixado. Se o abatimento estiver igual ou acima do valor fixado, as características do abatimento corrente são registradas na etapa 165 e o processo se move para o bloco 166. Se o abatimento corrente estiver abaixo do valor fixado, o processo se move para a etapa 164, é, então, determinado se existe um cálculo de abatimento válido disponível. Se existe um cálculo de abatimento válido disponível, então, o processo se move para o bloco 167. Se não existir um cálculo de abatimento válido, então, nenhum processamento adicional é executado e o processo de gerenciamento de água prossegue para a etapa 165. Na etapa 167, é determinado se o abatimento está muito abaixo do valor fixado. Se assim for, o processamento continua da etapa 167 para etapa 168, na qual uma porcentagem especificada, por exemplo, 80% da água necessária para alcançar o abatimento desejado é computada, usando as tabelas de abatimento e cálculos computacionais discutidos aqui neste documento. (O parâmetro de 80% e muitos outros usados pelo processador de abatimento disponível são ajustáveis via uma tabela de parâmetros armazenada pelo processador de abatimento disponível). Então, na etapa 169, o tanque de água é pressurizado e é gerada uma instrução solicitando a entrega da quantidade de água computada e o evento é registrado.

78. Referindo-se, agora, à Figura 4C, pode ser explicado o gerenciamento do cálculo do abatimento na etapa 114. Alguns cálculos apenas prosseguirão se a velocidade do tambor for estável. A velocidade do

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24/46 tambor pode ser instável se o operador aumentar a velocidade do tambor com o propósito de misturar ou se mudanças na velocidade do veículo ou deslocamento da transmissão ocorreu recentemente. A velocidade do tambor deve ser estável para o cálculo de abatimento válido ser gerado. Na etapa 170, é avaliada, desta forma, a estabilidade da velocidade do tambor, pela análise da informação do giro do tambor armazenada coletada como descrito abaixo com referência à Figura 4D. Se a velocidade do tambor for estável, então, na etapa 172, é feito um cálculo do abatimento. Cálculos do abatimento na etapa 172 são efetuados utilizando uma tabela de consulta gerada empiricamente identificando o abatimento do concreto como função da pressão hidráulica medida do motor de acionamento do tambor e calculando balanços e compensações baseado na velocidade de giro do tambor, no tipo de equipamento, no tamanho da carga e na inclinação/aceleração/ desaceleração do caminhão.

79. Um exemplo do cálculo do abatimento é descrito aqui neste documento; neste exemplo, a uma velocidade do tambor estável (como gerenciado na Figura 4D abaixo) a velocidade e pressão médias do tambor são usadas para computar o abatimento, com referência a uma tabela de consulta que identifica, a uma velocidade do tambor de referência (por exemplo, três rpm), o valor do abatimento associado com cada uma de uma ampla faixa de medidas de pressão hidráulica.

80. Será notado que a relação entre a pressão e velocidade do tambor varia não linearmente; desta forma, para computar precisamente o abatimento a uma velocidade do tambor diferente da velocidade de referência da tabela, deve ser efetuada uma compensação. Enquanto a mistura efetuada em trânsito da planta está frequentemente a uma velocidade relativamente estável entre três a seis rpm, em algumas situações, podem ser usadas velocidades de mistura muito mais rápidas. Por exemplo, em algumas plantas, um caminhão, após a carga, se move para uma “prateleira de abatimento”, onde o caminhão é usado para efetuar alguma parte do processamento em batelada. Frequente

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25/46 mente, na prateleira de abatimento, o caminhão efetuará a mistura a alta velocidade, então, ajustar a carga, depois, efetuar mais mistura em alta velocidade e finalmente diminuir o tambor para a velocidade de viagem e partida. Se os cálculos dos abatimentos no RSP 24 estão fixados para uma velocidade do tambor específica, o RSP 24 terá dificuldade de computar o abatimento durante este manuseio inicial, o que pode exigir o gerenciamento manual de uma carga pelo motorista, adição manual de água etc. e pode levar a um excesso de água ou outras dificuldades. Para evitar esse gerenciamento manual, o RSP 24 necessita ser capaz de computar o abatimento a uma ampla variedade de velocidade do tambor, incluindo potencialmente velocidades acima de dez rpm, isto é, muito mais rápido do que a velocidade de referência para a tabela de consulta.

81. De forma a suportar essas taxas de misturas maiores, pode ser utilizada uma compensação de rpm. Para este cálculo, a cada caminhão é atribuído um fator de rpm calibrado (RPMF), que representa o decréscimo na pressão hidráulica média causado por um aumento na velocidade do tambor de 1 rpm. O RPMF para um dado caminhão de concreto é tipicamente entre 4 e 10, mas, a faixa pode ser diferente para diferentes caminhões e misturas. O RPMF é usado para ajustar a pressão hidráulica média medida a partir do tambor em velocidades diferentes da pressão de referência da tabela. Deste modo, o RSP 24 pode computar a pressão média que seria medida na velocidade de referência do tambor e esta pressão média pode, então, ser usada com a tabela armazenada para determinar o abatimento.

82. Onde a pressão de referência da tabela no RSP 24 é 3 rpm, uma relação entre pressão hidráulica e velocidade do tambor é aproximadamente linear na faixa de 0 a 6 rpm. Assim, um aumento da velocidade do tambor de 3 para 4 rpm diminui a pressão média por aproximadamente 1*RPMF e a aumento da velocidade do tambor de 3 para 5 rpm diminui a pressão média por aproximadamente 2*RPMF. Uma diminuição da velocidade do tambor de 3 para 2 rpm aumenta a pressão média

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26/46 de aproximadamente 1*RPMF.

83. Como existe uma relação não linear entre a velocidade e a pressão do tambor, esta aproximação linear de mudança de pressão média é precisa apenas a velocidades próximas da velocidade de referência de 3 rpm. A velocidades do tambor maiores, o RPMF aumenta. Para o propósito do cálculo do abatimento, o aumento no RPMF é trabalhado de um modo linear por seção. Especificamente, nas velocidades do tambor de 6 a 10 rpm, o RPMF é dobrado e, acima de 10 rpm, o RPMF é quadruplicado.

84. Assim, por exemplo, se a velocidade do tambor média corrente for de 12 rpm, então, o aumento na pressão média que seria esperada em uma velocidade do tambor de 2 rpm é computada como a seguir:

Para uma diminuição de 2 rpm de 12 para 10 rpm, a pressão aumenta 2 * 4 * RPMF

Para uma diminuição de 4 rpm de 10 para 6 rpm, a pressão aumenta 4 * 2 * RPMF

Para uma diminuição de 3 rpm de 6 para 3 rpm, a pressão aumenta 3 * RPMF

Total = 19 * RPMF

85. Se o RPMF para o caminhão particular é 6 e a pressão medida a 12 rpm é 1500, então, a diminuição de pressão seria esperada ser 19 * RPMF = 114, e a pressão esperada a 3 rpm seria de 1500 - 114 = 1386.

86. Como segundo exemplo, se a velocidade do tambor média corrente for de 1 rpm, então, a diminuição na pressão média que seria esperada na velocidade do tambor de 3 rpm é computada como a seguir:

Para um aumento de 2 rpm de 2 para 3 rpm, a pressão diminui de 2 * RPMF.

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87. Se o RPMF para o caminhão particular é 8 e a pressão medida a 2 rpm é 1200, então, o aumento de pressão a ser esperado seria de RPMF = 8, e a pressão esperada a 3 rpm seria 1200 + 8 = 1216.

88. A pressão esperada a 3 rpm, computada desta forma, pode, então, ser usada com a tabela de pressão/abatimento no RSP 24 para identificar o abatimento corrente.

89. Como notado, o fator rpm RPMF é diferente de um caminhão para outro. Isto é devido a uma variedade de razões incluindo o desenvolvimento no tambor do caminhão, forma das aletas, variação da eficiência hidráulica e outros. A calibração e nova calibração do RPMF para cada caminhão em uma frota poderia ser um processo oneroso. Todavia, a necessidade desse procedimento pode ser reduzida pelo uso de um processo de auto-calibração, baseado na teoria da continuidade do abatimento. A teoria da continuidade do abatimento é que, durante um curto período de tempo, na ausência de fatores estranhos tal como adição de água ou mistura, o abatimento permanece relativamente constante mesmo, se a velocidade do tambor muda. Desta forma, a compensação da rpm descrita acima pode ser testada sempre que houver uma mudança na velocidade do tambor, pela comparação de uma mudança observada na pressão média causada pela mudança na velocidade do tambor, para a mudança prevista na pressão média. Se a mudança de pressão prevista estiver errada, o fator rpm RMPF pode ser ajustado.

90. Mudanças na velocidade do tambor podem ocorrer em vários momentos em um ciclo de entrega típico, todavia, um momento comum onde a velocidade do tambor muda é durante o processo de carga e prémistura na prateleira de abatimento descrito acima. Especificamente, na prateleira de abatimento o caminhão efetuará alta velocidade de mistura, então, ajustar a carga, então, mais alta velocidade de mistura e finalmente frear o tambor para uma velocidade de viagem de 3-6 rpm e partir. Assim, este processo apresenta uma oportunidade para observar a transição de uma alta velocidade do tambor para uma baixa

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28/46 velocidade do tambor e comparar a mudança na medida da pressão computada para a mudança na medida de pressão real para aquela transição.

91. A auto calibração prossegue como a seguir: quando ocorre uma mudança na velocidade do tambor de uma velocidade maior para uma menor, a pressão média na velocidade maior (antes da mudança da velocidade) é usada para computar a pressão prevista em 3 rpm e a pressão média na velocidade menor (após a mudança na velocidade) é usada de modo semelhante para computar a pressão prevista em 3 rpm, usando em cada caso o processo descrito acima. Se a pressão de 3 rpm prevista derivada de uma velocidade maior for maior do que a pressão de 3 rpm prevista derivada da velocidade menor, isto indica que o RPMF superestimou o aumento de pressão causado pela redução da velocidade e o RPMF é reduzido de modo que as duas pressões de 3 rpm previstas fiquem iguais. Se a pressão de 3 rpm prevista derivada da velocidade menor for maior do que a pressão de 3 rpm prevista derivada da velocidade maior, isto indica que o RPMF está subestimando o aumento de pressão causado pela redução de velocidade e o RPMF é aumentado de maneira que as duas pressões de 3 rpm previstas fiquem iguais.

92. Existem diversos limites de segurança aplicados para este processo de auto-calibração, para garantir estabilidade. Primeiro, a quantidade máxima que a auto-calibração pode ajustar o fator de rpm é mais ou menos 25% do valor assumido como correto programado para o caminhão. Se forem exigidos ajustes maiores, um técnico deve alterar o valor assumido como correto ou permitir ajustes maiores. Além disso, a mudança máxima para o fator de rpm RPMF que a auto-calibração pode implementar durante um ciclo de entrega único é de 0,25.

93. Voltando, agora, para a Figura 4C, após o cômputo do valor do abatimento na etapa 172, na etapa 174, é determinado se um processo de mistura está atualmente sendo efetuado. Num processo de mistura, como discutido abaixo, o tambor deve ser girado um número inicial de

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29/46 vezes e por um pré-determinado período de tempo antes do concreto no tambor seja considerado completamente misturado. Se o processador de abatimento disponível estiver atualmente contando o tempo ou giros do tambor, então, o processamento prossegue para etapa 177 e o valor computado do abatimento é marcado inválido, porque o concreto ainda não está considerado completamente misturado. Se não existir operação de mistura no momento o processamento continua para etapa 178 e a medida do abatimento corrente é marcada como válido e segue, então, para a etapa 180 onde é determinado se a leitura do abatimento corrente é a primeira leitura de abatimento gerada desde que uma operação de mistura foi completa. Se assim for, então, é registrada a leitura do abatimento corrente de forma que o registro refletirá a primeira leitura do abatimento após a mistura.

94. Após a etapa 177 ou a etapa 180 ou após a etapa 170, se a velocidade do tambor não estiver estável, na etapa 182, é avaliado um temporizador periódico. Este temporizador periódico é usado para registrar periodicamente as leituras de abatimento, sejam ou não estas avaliações de abatimento válidas. O período do temporizador pode ser, por exemplo, um minuto ou quatro minutos. Quando o temporizador periódico expira, o processamento continua da etapa 182 para a etapa 184 e são registrados os valores máximo e mínimo dos abatimentos lidos durante o período prévio e/ou é registrada a situação do cálculo do abatimento. Depois disso, na etapa 186, o temporizador periódico é reinicializado. Independente das leituras de abatimento serem registradas na etapa 184, na etapa 188 qualquer medida de abatimento computada é armazenada dentro do processador de abatimento disponível para uso posterior por outras etapas de processamento e o processo de gerenciamento do abatimento retorna.

95. Referindo-se, agora, à Figura 4D, pode ser explicado o gerenciamento do tambor da etapa 116. O gerenciamento do tambor inclui a etapa 190, na qual a mais recente pressão hidráulica medida do motor do tambor é comparada com a taxa de giro corrente e é registrada

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30/46 qualquer inconsistência entre os dois. Esta etapa faz que o processador de abatimento disponível capture erros de sensor ou erros de motor. Na etapa 192, é feita uma entrada de registro no evento de qualquer parada do giro do tambor, de forma que o registro refletirá cada tempo que o giro do tambor termina, o que documenta uma adequada ou inadequada mistura do concreto.

96. Na etapa 194 do processo de gerenciamento do tambor, é detectado o giro do tambor na direção da descarga. Se existir giro de descarga, então, na etapa 196, é avaliada a velocidade corrente do caminhão. Se o caminhão estiver se deslocando a uma velocidade em excesso em relação ao um limite (tipicamente o caminhão não se moveria mais rápido do que uma ou duas mph durante uma operação de despejo), então, o descarte é provavelmente não intencional e, na etapa 198, a buzina é tocada, indicando que a operação de descarte está sendo efetuada inapropriadamente.

97. Assumindo que o caminhão não está se movendo durante o descarte, então, é efetuado um segundo teste na etapa 200, para determinar se a mistura do concreto está atualmente ocorrendo, isto é, se o processador de abatimento disponível está atualmente contando o tempo ou giros do tambor. Se assim for, então, na etapa 202, é gerada uma entrada de registro indicando um material vertido não misturado mostrando que o concreto sendo vertido parece ter sido misturado de forma incompleta.

98. Em qualquer caso onde o giro de descarte é detectado, na etapa 204 o sistema de água é pressurizado (assumindo que um vazamento não tenha sido previamente alertado) de forma que a água pode ser usada para limpeza do caminhão de concreto.

99. Após a etapa 204, é determinado se o evento de giro de descarte corrente é o primeiro descarte detectado no processo de entrega corrente. Se, na etapa 206, o descarte corrente for o primeiro descarte detectado, então, na etapa 208 são registrados os cálculos do abatimento corrente e velocidade do tambor corrente. Também, na etapa 210, o

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31/46 sistema de entrega de água é desarmado de forma que o gerenciamento de água seja descontinuado, como discutido acima com referência à Figura 4B. Se o descarte corrente não for o primeiro descarte, então, na etapa 212, são atualizados os giros de carga e descarga líquidos computados pelo processador de abatimento disponível.

100. Na condição inicial típica de se verter, o tambor tem misturado concreto pelo giro na direção de carga para um número substancial de giros. Nesta condição, um número de giros no giro de descarte é necessário para começar a descarga do concreto. (Tipicamente três quartos de um giro são exigidos para começar o descarte em caminhões de carregamento por trás, mas um número potencialmente diferente de giros pode ser requerido em alguns caminhões, particularmente caminhões de carga pela frente.) Assim, quando o giro de descarte começar a partir desta condição inicial, o processador de abatimento disponível subtrai, por exemplo, três quartos de um giro do número detectado de giros de descarte, para computar a quantidade de concreto descartado.

101. Será observado que, após um descarte inicial, o operador pode descontinuar o descarte temporariamente, por exemplo, para se mover de uma localização de descarga para outra no local de trabalho. Nesse evento, tipicamente o tambor será revertido e novamente girado na direção de carga. Nessa situação, o processador de abatimento disponível acompanha a quantidade de giro na direção de carga após um descarte inicial. Quando o tambor novamente começar a girar na direção de descarte para um descarte subsequente, então, a quantidade de giro prévio imediatamente na direção de carga (máximo de três quartos de um giro) é subtraída do número de giros do giro de descarte, para computar a quantidade de concreto descartada. Deste modo, o processador de abatimento disponível chega a um cálculo preciso da quantidade de concreto descartada pelo tambor. A operação de giro líquida notada na etapa 212 ocorrerá cada vez que o giro de descarte é detectado, de forma que pode ser gerado um total da quantidade de

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32/46 descarte de concreto que é reflexo de cada giro de descarte efetuado pelo tambor. Como alternativa ou em adição aos cômputos na Figura 212, podem ser usados os outros sensores disponíveis para o processador de abatimento disponível 24, incluindo o opcional da célula de carga 51 visto na Figura 1, para ainda aumentar o cálculo da quantidade de concreto entregue do caminhão (concreto no chão). Especificamente, pode ser usada a mudança no peso medido pela célula de carga como medida do concreto entregue. Além disso, o sensor de temperatura pode ser usado para detectar o volume de concreto no tambor pela detecção da mudança da indicativa da imersão do sensor no concreto aquecido e a saída do sensor do concreto aquecido, quando o tambor é girado. A fração de um giro durante o qual a temperatura elevada é detectada é outra medida potencial do volume de concreto no tambor.

102. Após as etapas citadas acima, o gerenciamento do tambor prossegue para etapa 214, na qual a estabilidade da velocidade do tambor é avaliada. Na etapa 214, é determinado se a pressão e a velocidade do motor hidráulico do tambor foram medidas para um completo giro do tambor. Se assim for, então, na etapa 215, é estabelecido um alerta indicando que a velocidade de giro corrente é estável. Após esta etapa, na etapa 216, é determinado se os giros de mistura iniciais estão sendo contados pelo processador de abatimento disponível. Se assim for, então, na etapa 218 é determinado se um giro foi completado. Se um giro foi completado, então, na etapa 220 a contagem do o giro é decrementada e, na etapa 222, é determinado se a contagem do giro corrente alcançou o número necessário para a mistura inicial. Se a mistura inicial foi completada, então, na etapa 224, é estabelecido um alerta para indicar que os giros iniciais foram completados e é registrada, na etapa 226, a conclusão da mistura.

103. Se na etapa 214 a pressão e velocidade não foram medidas para um giro completo do tambor, então, na etapa 227 as medidas de pressão e velocidade correntes são comparadas para armazenar as medidas de pressão e velocidade para o giro do tambor corrente, para

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33/46 determinar se a pressão e velocidade estão estáveis. Se a pressão e velocidade estão estáveis, então, as leituras de pressão e velocidade correntes são armazenadas na história (etapa 229) de forma que as leituras de pressão e velocidade continuarão a acumular até que um giro do tambor completo tenha sido completado. Se, todavia, as medidas de pressão e velocidade correntes não são estáveis, quando comparadas com as medidas anteriores para o mesmo giro do tambor, então, a velocidade ou a pressão de giro do tambor não são estáveis e, na etapa 230, as medidas de pressão e velocidade armazenadas são apagadas e a leitura corrente é armazenada, de forma que a leitura corrente pode ser comparada com leituras futuras para tentar acumular um novo giro do tambor completo de medidas de pressão e velocidade que são estáveis e utilizáveis para uma medida de abatimento. Tem sido achado que a medida do abatimento precisa não é apenas dependente da velocidade de giro, como também da pressão, mas que uma velocidade do tambor estável é necessária para medidas precisas de abatimento. Assim, as etapas na Figura 4D mantêm uma precisão de medida.

104. Referindo-se, agora, à Figura 5, são ilustrados os estados do processador de abatimento disponível. Estes estados incluem um estado fora de serviço 298, um estado em serviço 300, um estado na planta 302, um estado com tíquete 304, um estado de carregamento 306, um estado carregado 308, um estado de trabalho 310, um estado no trabalho 312, um estado de começo de descarga 314, um estado de final de descarga 316 e um estado de deixar o trabalho 318. O estado de fora do serviço é um estado temporário do sistema de situação que existirá quando é primeiro iniciado e o sistema de situação sofrerá transição daquele estado para o estado em serviço ou estado na planta baseado nas condições estabelecidas pelo sistema de situação. O estado em serviço é um estado inicial similar de operação, indicando que o caminhão está atualmente em serviço e disponível para um ciclo de entrega de concreto. O estado na planta 302 é um estado que indica que o caminhão está na planta, mas não foi ainda carregado com

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34/46 concreto ou dado um tíquete de entrega. O estado com tíquete 304 indica que ao caminhão de concreto foi dado um tíquete de entrega (ordem), mas não foi ainda carregado. (Um caminhão de entrega pode também receber um tíquete de trabalho quando carregando, carregado, ou mesmo quando em rota para um local de trabalho). Um estado de carregamento 306 indica que o caminhão está atualmente sendo carregado com concreto. O estado carregado 308 indica que o caminhão foi carregado com concreto. O estado para trabalho 310 indica que o caminhão está na rota para seu local de entrega. O estado no trabalho 312 indica que o caminhão de concreto está no local de entrega. O estado de começo de descarga 314 indica que o caminhão de concreto começou a verter concreto no local de trabalho.

105. Será notado que a transição pode ser feita do estado carregado ou do estado para trabalho diretamente para o estado de começar a descarga, no evento do sistema de situação não identificar apropriadamente a partida do caminhão da planta e a chegada do caminhão no local de trabalho (tal como se o local de trabalho fosse muito próximo da planta). O estado de final de descarga 316 indica que o caminhão de concreto terminou de verter concreto no local de trabalho. O estado de deixar o trabalho 318 indica o caminhão de concreto deixou o local de trabalho após verter concreto.

106. Será notado que a transição pode ocorrer do estado de começo de descarga diretamente para o estado de deixar o trabalho na circunstância em que o caminhão de concreto deixa o local de trabalho antes de completamente esvaziar sua carga de concreto. Será também notado que o processador de abatimento disponível pode retornar para o estado começar a descarga a partir do estado de final de descarga ou o estado deixar o trabalho no evento em que o caminhão de concreto retorna para o local de trabalho ou recomeça a verter concreto no local de trabalho. Finalmente, será notado que a transição pode ocorrer tanto do estado de final de descarga ou do estado deixar o trabalho para o estado na planta no evento em que o caminhão de concreto retorne para a

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35/46 planta. O caminhão de concreto pode não esvaziar toda a sua carga de concreto antes de retornar para a planta e esta circunstância é permitida pelo processador de abatimento disponível. Além disso, como será discutido mais em detalhe abaixo, o caminhão pode descarregar uma parte parcial de sua carga, enquanto na planta, sem transição para o estado começar a descarregar, o que pode ocorrer se um teste de abatimento está sendo efetuado ou se uma porção parcial do concreto no caminhão está sendo descarregada de forma a adicionar concreto adicional para corrigir o abatimento do concreto no tambor.

107. As Figuras 6A-6F ilustram realizações de um sistema de evacuação de água em operação de tempo frio. Quando a temperatura cai abaixo do congelamento, é possível que a água nas linhas de suprimento congele e se expanda, danificando, assim, as linhas. Desta forma, é necessário evacuar a água das linhas de suprimento, quando a temperatura cai abaixo do congelamento.

108. A Figura 6A ilustra uma modalidade de um sistema de evacuação de água de operação de tempo frio em que é utilizado um método de purga pneumática para a evacuação de água das linhas de suprimento. Um suprimento de ar 33 está frequentemente disponível em um caminhão de mistura, mas pode apenas ser pressurizado, se o motor do caminhão estiver ligado; esta modalidade usa um suprimento de ar secundário 320. Devido ao uso de dois suprimentos de ar, uma válvula de segurança de retorno 322 é usada para regular a pressão entre os suprimentos de ar. Também reguladores 324/326 podem ser usados entre os suprimentos de ar e o resto do sistema. Os reguladores manterão certa pressão através das linhas, isto é, 3,5 ou 3,6 kgcm^-2 (50 ou 65 psi). Existe uma variedade de válvulas usadas no sistema de evacuação de água. A válvula de ar 35 controla a pressurização do suprimento de água. Existe uma válvula entre o suprimento de água 30 e a válvula de ar 35, que abre e fecha a linha permitindo a pressurização e despressurização do suprimento de água 30, um exemplo de uma válvula usada poderia ser uma válvula do tipo exaustão rápida 336.

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Uma válvula de alívio de segurança 334 garante que a pressão no suprimento de água 30 permaneça abaixo de um nível predeterminado, isto é, 4,2 kgcm ² (60 psi). A válvula de água 32 permite que a água flua para dentro das linhas de água. O medidor de fluxo 34 monitora a quantidade de água que flui através das linhas. A válvula de purga 328 libera o ar para dentro das linhas permitindo a evacuação de água das linhas, empurrando a água de volta para dentro do suprimento de água 30 sem despressurização do tanque 30. A válvula do tambor 330 permite o fluxo de água para dentro do tambor e pode ser controlada pelo RSP 24, de forma a modificar as características do abatimento. A válvula da mangueira 332 permite o fluxo de água para dentro de uma mangueira.

109. A modalidade da Figura 6B é similar àquela da 6A com a exceção de um suprimento de aditivo químico 36. O suprimento de aditivo químico 36 ainda inclui uma válvula de exaustão rápida 337, uma válvula de alívio de segurança 335 e uma válvula de aditivo químico 38. O medidor de fluxo 34/40 pode ser usado para rastrear o fluxo de ambos o aditivo químico e a água através das linhas. Deve-se notar que, no evento em que o aditivo químico seja usado, as linhas seriam primeiro lavadas com água antes de purgar as linhas com ar.

110. A Figura 6C ilustra uma modalidade na qual uma bomba 338 é usada para entregar fluido através de todo o sistema. Nesta modalidade a água é evacuada das linhas de entrega de volta para o tambor 14. A válvula de purga 328 abre fazendo com que a bomba 338 empurre ar através da linha de entrega de água para dentro do tambor 14. A válvula do tambor 330 fecha antes da válvula de ar 35 abrir permitindo que a bomba 338 aumente a pressão na linha de entrega. A válvula do tambor 330, então, abre; a bomba 338 empurra o ar através da linha forçando a água remanescente para dentro do tambor 14.

111. A Figura 6D é similar àquela da 6C com a exceção de um suprimento de aditivo químico 36. O suprimento de aditivo químico 36 ainda inclui uma válvula de aditivo químico 38. No evento em que seja usado

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37/46 aditivo químico, as linhas de entrega serão lavadas com água antes da evacuação das linhas com ar. A válvula de purga 328 abre e a válvula de água 32 fecha fazendo que a bomba 338 empurre ar através da linha de entrega de água para dentro do tambor 14. A válvula do tambor 330 fecha antes da válvula de ar 35 abrir permitindo que a bomba 338 aumente a pressão na linha de entrega. A válvula do tambor 330, então, abre; a bomba 338 empurra o ar através da linha forçando a água remanescente para dentro do tambor 14. Este processo pode ocorrer após cada entrega de água ou aditivo ou pode ser efetuado manualmente via um interruptor manual.

112. A Figura 6E é uma ilustração de um sistema de evacuação de água na qual a evacuação pode ocorrer enquanto o suprimento de água 30 é despressurizado. Primeiro, a água é evacuada a partir da porção horizontal da linha de entrega de volta para dentro do tambor 14. Quando um tanque de água 30 é despressurizado, a válvula de exaustão rápida 336 exaure a pressão de ar armazenada para dentro da linha de entrega de água via uma válvula de verificação 342. Esta pressão de ar força a água remanescente para dentro do tambor de mistura 14. Válvulas de verificação 342 são usadas para garantir a direção do fluxo da pressão de ar que evacua a linha. Após a pressão de ar ser depletada a válvula de água 32 abre por um período de tempo para permitir que a água remanescente drene de volta para dentro do tanque de água 30. A água pode, então, ser evacuada do resto das linhas de entrega. A válvula do tambor manual 330 é fechada, e, então, o tanque de água 30 é despressurizado. A válvula manual 332 é usada para fechar a mangueira de água e para levar a pressão de ar do suprimento pneumático do tanque de água para dentro da linha da mangueira. Isto garante que a válvula de verificação 342 permaneça fechada e que a linha da mangueira não será preenchida com água quando o tanque de água 30 é pressurizado.

113. A Figura 6F é similar àquela da 6E com a exceção de um suprimento de um aditivo químico 36. O suprimento de aditivo químico 36

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38/46 ainda inclui uma válvula de aditivo químico 38, bem como um medidor de fluxo separado para o aditivo químico. No evento em que é usado o aditivo químico, as linhas de entrega serão lavadas com água antes da evacuação das linhas com ar. Deve-se notar que nesta modalidade existe um medidor de fluxo separado para a água e o aditivo químico.

114. Referindo-se, agora, à Figura 7 A, pode ser usado um sistema de entrega de mistura (ADS) 400 para administrar um ou mais aditivos químicos. O ADS poderia ser capaz de liberar uma pluralidade de aditivos químicos, em adição à água, num caminhão de mistura disponível. A Figura 7A é um exemplo de uma possível modalidade, deve-se notar que poderia haver muitas dessas configurações de um sistema de entrega de mistura. Os recipientes de aditivos químicos 402 podem ser conectados com o distribuidor de alimentação 406 via as válvulas de alimentação 404. O distribuidor de alimentação 406 poderia permitir que os aditivos químicos fossem adicionados simultaneamente como uma mistura, em série (um após o outro) ou um aditivo por vez. Tanto o RSP 24 quanto o operador do veículo pode controlar o fluxo de aditivo químico via as válvulas de alimentação 404. A comunicação entre as válvulas de alimentação e o RSP 24 poderia verificar que a correta quantidade de aditivo teria sido adicionada à mistura.

115. Os recipientes de mistura 402 podem incluir instrumentos sensores de nível acoplados ao RSP 24 para permitir que o RSP 24 determine a quantidade de mistura contida ou liberada dos recipientes 402.

116. Os recipientes 402 podem ter uma variedade de formas. Eles podem ser tanques fixos, acoplados a bombas externas para enchimento e esvaziamento. Os recipientes podem estar disponíveis e serem perfurados na instalação para permitir o esvaziamento. Os recipientes podem ser acopláveis com sistemas mecânicos para permitir a liberação da mistura existente neles, por exemplo, o recipiente pode ser na forma de um tambor, incluindo um êmbolo no mesmo, movido por um sistema de êmbolo de modo como uma seringa para liberar a mistura do recipiente.

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A retirada do êmbolo poderia ser usada para facilitar o enchimento do recipiente da mesma maneira conforrme usada numa seringa, prevenindo a necessidade de uma bomba. Alternativamente, os recipientes 402 podem ser colapsados, no caso em que o recipiente seja comprimido por um sistema mecânico externo para liberar as mistura do mesmo. O sistema mecânico externo pode compreender um tanque dentro do qual o recipiente é instalado, o qual pode ser pressurizado por ar pressurizado a partir do veículo para colapsar o recipiente.

117. Como notado, os recipientes de mistura poderiam incluir aditivos químicos de qualquer tipo como especificado por um fabricante de cimento ou aditivo ou pode adiconal ou alternativamente incluir corantes.

118. Poderiam ser exigidos rótulos de identificação 408 nos recipientes de aditivo químico. Os rótulos de identificação 408 poderiam ser na forma de RFID ou código de barras. Os rótulos poderiam ser usados para garantir que a correta mistura tenha sido carregada no caminhão. O uso de recipientes de aditivos químicos de forma e tamanho únicos poderia garantir que os recipientes são colocados no lugar correto no caminhão. Cada válvula de admissão 404 poderia ser específica para um tipo, um tamanho e uma forma de um recipiente de aditivo químico. Em casa caso, a informação sobre os aditivos instalados é entregue para o RSP 24 para uso em conjunto com suas operações de controle de mistura e aditivos. A rotulagem ou outro sistema pode desta forma garantir que o RSP 24 apropriadamente identifique os aditivos químicos nos recipientes.

119. O processador de abatimento disponível 24 poderia receber informação de carga em relação às adições de químicos diretamente a partir do tíquete (software de despacho) ou via comandos de batelada antes ou após uma batelada ter sido completada. A informação transmitida para o RSP 24 via celular, 418, 433, ou rádio de 900 MHZ. Também 2.4 GHZ ou qualquer outra transmissão sem fio. Sistemas lógicos embutidos no ADS 400 instruirão quando a liberação de

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40/46 químicos pode ter lugar (na planta após uma batelada, em rota para o local de trabalho ou no local de trabalho). Métodos de mistura separados podem ser enviados para o RSP 24 junto com a quantidade de químicos sendo liberados. Nos casos onde mais do que um químico está sendo adicionado para a carga, a ordem de seqüenciamento própria pode ser também transmitida para o RSP 24. Baseado na capacidade de monitoramento da carga do RSP 24 e vários sensores através de todo o ADS 400, podem ser enviados alertas de volta para informar ao pessoal sobre preocupações específicas ou ações que pode ser necessário tomar com a carga. O RSP 24 pode fazer ajustes automáticos pela adição de aditivos químicos para a carga, quando são preenchidos certos critérios. Várias adições de químicos e água podem ser carregadas no caminhão externamente via uma tubulação fixa ou outro dispositivo externo.

120. Referindo-se, agora, à Figura 7C, em uma modalidade, o RSP 24 recebe instruções sem fio de um sistema de controle de aditivo externo 410 via comunicação sem fios e usa estas instruções para determinar quando abrir e fechar válvulas para liberar a quantidade medida de vários líquidos para dentro do tambor de mistura. Nesta modalidade, o aditivo químico armazenado no veículo de entrega é determinado na planta de batelada e o enchimento dos tanques de 402 e tanque de água 402 são gerenciados pelo sistema de controle de aditivo 410 pela instrução da entrega de aditivo e/ou água para aqueles tanques a partir do tanque de armazenamento 414 localizado na planta de batelada, no momento em que o tambor de mistura do veículo estiver sendo carregado com uma carga. Nesta modalidade, desta forma, qualquer variedade de receitas para o aditivo e água pode ser controlada a partir da planta de batelada pelo sistema de controle 410. O caminhão ainda inclui uma impressora 418 para imprimir recibos para verificar os aditivos entregues e para fornecer a receita para o motorista e/ou para manter o registro em papel.

121. As adições de aditivos químicos podem ser iniciadas remotamente. De modo específico, os comandos podem ser enviados via um

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41/46 dispositivo de comunicações para o RSP 24 enquanto o veículo está em rota para o local de trabalho ou no local de trabalho. O RSP 24 poderia controlar a abertura e fechamento das válvulas de alimentação 404 e a medida de vários aditivos para dentro do caminhão junto com a garantia de completação da mistura.

122. Todas as atividades associadas com a carga podem ser armazenadas em um banco de dados. Pode ser possível calcular quanto de cada aditivo químico tem sido colocado dentro de cada carga. Esta informação poderia ser enviada para o produtor de mistura disponível que pode cobrar os clientes pelo uso da mistura. A informação pode também ser usada para análise do desempenho na mistura, do motorista e da planta. Seria também possível cobrar produtores de mistura disponíveis baseado no uso executado através do ADS 400. O ADS 400 poderia fazer a interface com uma impressora no caminhão para suprir o cliente com recibos de aditivos despachados para dentro do caminhão após uma batelada inicial. O ADS 400 poderia também permitir inventariar os aditivos no caminhão.

123. O ADS 400 pode travar o controle do tambor até que certas ações tenham sido tomadas. Para cargas que exigem que seja adicionada uma mistura no local de trabalho, o ADS 400 não permitirá que o tambor gire na direção de descarte até que a mistura tenha sido adicionada e misturada. O ADS 400 pode automaticamente purgar linhas após as adições de químicos e poderia permitir que misturas fossem preenchidas de novo e recarregadas.

124. A Figura 7B é uma tabela de alguns tipos possíveis de aditivos químicos os quais poderiam ser usados no ADS 400. Deve-se notar que esta tabela constitui uma pequena amostra de todos os possíveis tipos de aditivos e não devem limitar o escopo da presente invenção.

125. A Figura 8 ilustra a localização da porta de acesso do tambor de mistura 518 no tambor de mistura 14. A porta de acesso do tambor de mistura 518 é uma localização conveniente para um sensor de temperatura tal como um sensor de temperatura dual 17 elaborado abaixo. Na

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42/46 modalidade revelada, o sensor é ligado ao exterior da porta de acesso. Em outras modalidades, o sensor poderia ser ligado em qualquer lugar no tambor de concreto ao invés da porção exterior da porta de acesso e pode ser ligado a outro equipamento de mistura de concreto tal como um tambor estacionário ou um misturador portátil. Além disso, em realizações alternativas, pode ser usado um sensor de temperatura sem contato, tal como um sensor infravermelho, para medir a temperatura de uma carga sem exigir o contato com a mesma.

126. Referindo-se, agora, à Figura 9, o sensor montado na porta de acesso do tambor de mistura 518 pode usar um monte com sensor de temperatura dual 530. O sensor de temperatura de carga 526 poderia ser um termopar que se projeta através do centro do monte, através da superfície da porta de acesso do tambor de mistura e para dentro da carga. Deve-se notar que o sensor da carga é isolado do monte e da superfície do tambor. O sensor da carga é endurecido usando um processo de spray por plasma e alinhado em corrente para permitir um fluxo suave da carga sobre o sensor. O processo de spray por plasma usado para endurecer o sensor usa gás inerte - usualmente nitrogênio ou argônio - excitado por um arco DC pulsante para ionizar o gás e produzir plasma. Outros gases - principalmente hidrogênio e hélio - são frequentemente introduzidos em pequenas quantidades de forma a aumentar a ionização. Os gases do plasma são introduzidos em alto volume e alta velocidade e são ionizados para produzir uma pluma que varia em temperatura de cerca de 6.649° a 16.649°C (12.000° a 30.000° F). A carga de alimentação em pó é, então, injetada nesta corrente de gás quente (chamada uma pluma), aquecida muito rapidamente e depositada na peça de trabalho. São frequentemente usados revestimentos de spray térmicos, mais especificamente spray de plasma, para proteger contra abrasão, erosão, desgaste adesivos, corrosão, dano de superfície e cavitação. A abrasão e a erosão são regularmente consideradas usando revestimentos de carbeto de tungstênio junto com uma série de superligas. O processo de spray por plasma está disponível

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43/46 através da CTS 5901 Creek Road Cincinnati, OH 45242. O sensor de temperatura de superfície 528 também poderia ser um termopar, o qual se estende através do canto do monte e faz contato com a superfície do tambor de mistura. A placa de circuito 524 é afixada no monte do sensor de temperatura dual 530 usando quatro parafusos, e contém o controle do termopar e o controle transmissor do radio. A antena do radio 522 é ligada à placa do circuito. A cobertura do sensor de temperatura dual 520 é afixada no monte do sensor de temperatura dual 530 usando quatro parafusos. O sensor de temperatura dual pode ser energizado por baterias.

127. Usando um sensor de temperatura, leituras de temperatura tomadas a partir do tambor de mistura, podem ser utilizadas como um fator quando calculando o perfil de abatimento. Deve-se também notar que um dispositivo separado pode ser usado na medida da temperatura do ar ambiente. Além disso, a temperatura da carga pode ser usada para identificar, dentre um grupo de cargas, quais são as mais quentes e assim determinar a ordem nas quais as cargas devem ser vertidas. Além disso, o tempo restante até que a carga seja assentada e o efeito ou necessidade de aditivos, pode ser derivada da temperatura da carga. Finalmente, o perfil de temperatura medido pelo sensor enquanto o tambor está girando pode ser usado para identificar o tamanho da carga como notado acima.

128. A Figura 10 ilustra a relação entre a pressão de mistura hidráulica aplicada a um tambor de mistura disponível e o abatimento do concreto. A relação é dependente das revoluções por minuto de giro do tambor. Quando as RPMs aumentam a relação se torna mais linear por natureza, quando as RPMs diminuem a relação se torna mais logarítmica. Deve-se notar que existem outros fatores que podem afetar o perfil de abatimento. Alguns destes fatores são a inclinação do caminhão, o tamanho da carga, o peso da carga, o equipamento hidráulico do caminhão e a aceleração/desaceleração do caminhão. As relações usando estes fatores podem ser levadas em consideração quando se

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44/46 desenvolve um perfil de abatimento.

129. A Figura 11 ilustra a relação entre a taxa de liberação de energia do concreto e o tempo uma vez que ele pertença a uma composição de mistura. A informação é adaptada de um artigo publicado na edição de abril de 2006 do Concrete International, de autoria de Hugh Wang,

C.Qi, Hamid Farzam, e Jim Turici. A integral da área sob as curvas de taxa de liberação, é o calor liberado total durante o processo de hidratação. A quantidade total de calor liberado é relacionada com a reatividade do cimento o qual, por sua vez, reflete o desenvolvimento da resistência do concreto. Desta forma, utilizar o sensor de temperatura dual 17 para obter uma leitura de temperatura com respeito ao tempo dentro do tambor de mistura 14 poderia ser usado para determinar a resistência do concreto curado. Deve-se notar que a natureza sem fio do sensor de temperatura dual permite o pronto uso do sensor em um tambor de giro sem as dificuldades associadas com o estabelecimento de conexões com fio do sensor para um console de controle. Além disso, como notado acima, um sensor sem fio como descrito aqui neste documento pode ser utilizado em conjunto com outros tipos de misturadores, não limitados a caminhões de concreto, tal como misturadores de giro estacionários ou portáteis ou semi-portáteis. Como notado acima, várias estatísticas e parâmetros são usados pelo processador de abatimento disponível em operação. Estas estatísticas e parâmetros são disponíveis para upload a partir do processador para o escritório central e pode ser baixado para o processador, como parte as de uma operação de mensagem. Alguns valores são sobrescritos repetidamente durante o processamento, mas outros são retidos até o término de um ciclo de entrega, como está elaborado acima. O Pedido de Patente americano acima referenciado incorpora uma listagem específica de estatísticas e parâmetros para uma modalidade específica da invenção e outras seleções de parâmetros e estatísticas podem ser também coletadas.

130. Embora a presente invenção tem sido ilustrada pela descrição de realizações e embora estas modalidades tenham sido descritas em

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45/46 alguns detalhes, não é intenção da Requerente restringir nem de nenhum modo limitar o escopo das Reivindicações anexadas a esses detalhes. Outras vantagens adicionais e modificações diferentes daquelas especificamente mencionadas aqui neste documento aparecerão prontamente para aqueles versados na técnica.

131. Por exemplo, o sistema de monitoramento e rastreamento da situação pode ajudar o operador no gerenciamento da velocidade de giro do tambor, por exemplo, pela sugestão de mudanças na transmissão do tambor durante a direção em autopistas e gerenciamento do giro em velocidade alta e velocidade baixa para mistura. Além disso, uma mistura rápida pode ser solicitada pelo processador de abatimento disponível quando o concreto está muito úmido, isto é, tem um abatimento excessivo, visto que uma mistura rápida acelerará a secagem. Será ainda observado que o controle automático de velocidade do tambor ou da transmissão do tambor poderia facilitar essas operações.

132. O cômputo da velocidade de mistura e/ou a adição automática de água, pode também levar em consideração a distância para o local de trabalho; o concreto pode ser trazido para um abatimento maior quando longe do local de trabalho de forma que o abatimento será retido durante o trânsito.

133. Podem ser incorporados sensores adicionais, por exemplo, um sensor de acelerômetro ou um sensor de vibração tal como mostrado na Figura 6 podem ser utilizados para detectar o carregamento do tambor bem como detectar o estado liga/desliga do motor do caminhão. Sensores ambientais (por exemplo, umidade, pressão barométrica) podem ser usados para refinar os cálculos de abatimento e/ou gerenciamento de água. Mais água pode ser requerida em tempos secos e menos água em tempos molhados ou úmidos.

134. Um aviso pode ser proporcionado antes da adição automática de água, de forma que o operador pode impedir a adição automática de água antes de se iniciar, se assim desejado.

135. Finalmente, o processo de gerenciamento do tambor pode ser feito

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46/46 em sincronia com o giro do tambor, isto é, para capturar a pressão a cada quantidade de movimento angular do tambor. O movimento angular do tambor pode ser assinalado pelo sensor magnético detectando um magneto no tambor passando pelo sensor, ou pode ser assinalado a partir de um dado número de “ticks” do sensor de velocidade construído no motor, ou pode ser assinalado por um processador auxiliar acoplado em um acelerômetro sem fio baseado no sensor do giro do tambor. Para facilitar essa operação pode ser frutífero posicionar o sensor magnético em um espaçamento angular igual de forma que o sinal gerado por um magneto passando pelo sensor é reflexo de uma dada quantidade de giro angular do tambor.

136. Embora a presente invenção tenha sido ilustrada por uma descrição de várias realizações e embora estas modalidades tenham sido descritas em consideráveis detalhes, não é intenção da Requerente restringir nem de nenhum modo limitar o escopo das Reivindicações anexadas a cada detalhe. Vantagens e modificações adicionais serão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica. A invenção em seus aspectos mais amplos não é, desta forma, limitada aos detalhes específicos, equipamentos representativos e método e exemplos ilustrativos mostrados e descritos. Por exemplo, todos os conceitos acima podem ser aplicados tanto aos caminhões de descarga pela frente como por trás.

Claims (12)

1. REIVINDICAÇÕES

   1 - Sistema, (10), de Administração de Mistura de Concreto em Tambor de Mistura Rotativo, (14), caracterizado por que compreende:

   uma pluralidade de sensores (20, 22, 19) acoplados ao tambor de mistura (14) e/ou sistema de acionamento (16) do mesmo e configurado para sensorear a velocidade (20) de rotação do tambor de mistura (14), o torque (22) aplicado ao tambor de mistura (14) e ao concreto contido nele e para detectar a aceleração sobre o tambor e/ou concreto de acordo com um sensor acelerômetro (19);

   um sistema processador (24/25) compreendendo um processador (24) para recebe dados a partir do sensor (20) de velocidade de rotação, de torque (22) e sensor acelerômetro (19) e que utilizam ditos dados para avaliar a condição do concreto no tambor de mistura (14), compreendendo o sistema processador (24/25) uma memória (25) para armazenar dados que definem uma família de duas ou mais curvas de dados de queda para determinar a queda em vários níveis de torque e velocidades de rotação do tambor, comparando o processador (24) dados a partir de ditos sensores de velocidade de rotação e de torque (20, 22) com uma curva armazenada, selecionada a partir da referida família de curvas de dados de queda para avaliar a condição do concreto no tambor de mistura (14), o processador (24) recebe ainda dados do sensor acelerômetro (19) para determinar um ou mais do ângulo de inclinação do veículo, aceleração ou desaceleração do veículo e se um sistema de propulsão ou sistema de acionamento do tambor de mistura está operando.
2. 2 - Sistema, (10), de Administração de Mistura de Concreto em Tambor de Mistura Rotativo, (14), de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende:

   Petição 870180063948, de 24/07/2018, pág. 12/70

   2/5 um sensor de acelerômetro (19) para detectar a aceleração;

   um processador (24) acoplado ao referido sensor de acelerômetro (19) e que sensoreia a atividade do veículo de entrega com base em dados de aceleração a partir do referido sensor de acelerômetro (19), incluindo um ou mais dentre:

   um ângulo de inclinação do veículo, a aceleração ou desaceleração do veículo sobre o chão e se está operando um sistema de propulsão ou sistema de acionamento (16) de tambor de mistura (14).
3. 3 - Sistema, (10), de Administração de Mistura de Concreto em Tambor de Mistura Rotativo, (14), de acordo com a Reivindicação 1 ou

   2, caracterizado por que dito processador (24) responde ainda às informações armazenadas em relação ao conteúdo do tambor ao avaliar a condição do conteúdo no tambor de mistura (14).
4. 4 - Sistema, (10), de Administração de Mistura de Concreto em Tambor de Mistura Rotativo, (14), de acordo com a Reivindicação 1 ou qualquer Reivindicação precedente, caracterizado por que compreende ainda:

   um controlador;

   um suprimento de aditivo químico acoplado ao controlador;

   um sistema de comunicação sem fio acoplado ao controlador para receber informações de controle sem fio a partir de uma localização remota, ocasionando o controlador que dito suprimento de

   Petição 870180063948, de 24/07/2018, pág. 13/70

   3/5 aditivo químico forneça aditivo químico ao citado material de construção em resposta às informações de controle recebidas por dito sistema de comunicação sem fio.
5. 5 - Sistema, (10), de Administração de Mistura de Concreto em Tambor de Mistura Rotativo, (14), de acordo com a Reivindicação 4 ou qualquer Reivindicação precedente, caracterizado por que o material de construção é concreto e o aditivo químico compreende um ou mais dentre:

   um acelerador de cura;

   um retardador de cura;

   um modificador de viscosidade;

   um plastificante;

   um estabilizador de hidratação;

   um agente de arrasto de ar;

   uma mistura de aplicação de especialidade; e um sistema de cor líquida.
6. 6 - Sistema, (10), de Administração de Mistura de Concreto em Tambor de Mistura Rotativo, (14), de acordo com a Reivindicação 4 ou qualquer Reivindicação precedente, caracterizado por que o suprimento de aditivo químico compreende um ou mais recipientes de suprimento, contendo, cada um, um aditivo químico diferente e compreendendo ainda um sistema de identificação eletrônica acoplado ao citado controlador e sinais eletrônicos de identificação incluídos em ditos recipientes de suprimento, identificando o controlador eletronicamente um aditivo químico em cada um de ditos recipientes de suprimento usando dito

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   4/5 sistema eletrônico de identificação.
7. 7 - Sistema, (10), de Administração de Mistura de Concreto em Tambor de Mistura Rotativo, (14), de acordo com a Reivindicação 4 ou qualquer Reivindicação precedente, caracterizado por que o processador (24) coleta os dados sobre a condição de dito material de construção e transmite os citados dados usando o referido sistema de comunicação.
8. 8 - Sistema, (10), de Administração de Mistura de Concreto em Tambor de Mistura Rotativo, (14), de acordo com a Reivindicação 1 ou qualquer Reivindicação precedente, caracterizado por que compreende ainda:

   um controlador;

   um suprimento de aditivo químico acoplado ao controlador, compreendendo o suprimento de aditivo químico dois ou mais recipientes de suprimento, contendo, cada um, um aditivo químico diferente;

   ocasionado o controlador que o referido suprimento de aditivo químico forneça o aditivo química para dito material de construção.
9. 9 - Sistema, (10), de Administração de Mistura de Concreto em Tambor de Mistura Rotativo, (14), de acordo com a Reivindicação 8 ou qualquer Reivindicação precedente, caracterizado por que compreende ainda um sistema de comunicação sem fio acoplado ao controlador para receber informações de controle sem fio a partir de um local remoto, em que o suprimento de aditivo químico fornece o aditivo químico em resposta às informações de controle recebidas.
10. 10 - Sistema, (10), de Administração de Mistura de Concreto em

    Petição 870180063948, de 24/07/2018, pág. 15/70

    5/5

    Tambor de Mistura Rotativo, (14), de acordo com a Reivindicação 9 ou qualquer Reivindicação precedente, caracterizado por que o processador (24) coleta dados sobre a condição de dito material de construção.
11. 11 - Sistema, (10), de Administração de Mistura de Concreto em Tambor de Mistura Rotativo, (14), de acordo com a Reivindicação 1 ou qualquer Reivindicação precedente, caracterizado por que compreende ainda:

    um controlador;

    um suprimento de aditivo químico acoplado ao controlador compreendendo um ou mais recipientes de suprimento; e um sistema de identificação eletrônica acoplado a dito controlador e sinais de identificação eletrônica incluídos no referido um ou mais recipientes de suprimento, identificando o controlador eletronicamente um aditivo químico em dito um ou mais recipientes de suprimento usando o citado sistema de identificação eletrônica.
12. 12 - Sistema, (10), de Administração de Mistura de Concreto em Tambor de Mistura Rotativo, (14), de acordo com a Reivindicação 1 ou qualquer Reivindicação precedente, caracterizado por que compreende ainda um sensor de temperatura conectado a um transmissor operativo sem fio para enviar medições de temperatura do conteúdo do tambor de mistura (14) para o processador (24).