JPH10104048A - ディスペンス方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 単位用量を精度良く排出できるディスペンサ
ーシステムを提供する。 【解決手段】 ディスペンサー１１から排出すべき単位
用量の液体１２は、単位用量の大部分が排出された後
に、液体の流れを急に制止することにより自動的に正確
にコントロールされる。失われた流れの勢いの一部分を
回復して単位用量の排出を完了する。加圧不活性ガスを
使用して単位用量の排出を迅速にして２分以内の充填−
排出サイクルを満たす。ディスペンサー内の液体のレベ
ルまたは体積を測定しないで、または排出される液体の
重量を直接測定しないで、液体１２に部分的に浸漬する
長尺プランジャ１３の見掛けの重量をロードセル１５に
より連続的に検知することにより±５％より良い精度で
単位用量を排出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体をディスペン
サーに供給（またはチャージ）し、その後、充填−排出
サイクル（fill-and-discharge cycle、「サイクル時
間」とも呼ぶ）のための短い時間での所望量（「単位用
量（unit dose）」とも呼ぶ）の液体の排出（またはデ
ィスチャージ）を正確にコントロールするためのバッチ
式ディスペンス・システム（または計量供給システム）
に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】本発
明は、単位用量の液体をその液体の量が重要である受け
取り物質の混合物にディスペンスするまたは計量分配す
るためのシステムに特に関する。典型的な用途では、単
一の液体をディスペンスしてよいが、複数の反応改質液
体薬品（reaction-modifying liquid agent）を、別々
に、また、通常は順に、使用箇所に輸送する直前の湿潤
コンクリートのバッチに加えることもできる。湿潤コン
クリートは、そのような液体を混合すると、直ぐに「硬
化（set up）」を始めることが知られており、混合物の
各液体薬品は、ディスペンサーに供給またはチャージさ
れ、その後、コンクリートを輸送するトラックに排出ま
たはディスチャージされるが、これは、約２分またはそ
れ以下の短いサイクル時間で行われる。通常、単位用量
の液体の量は１リットルから１００リットル以上まで種
々であるが；「サイクル時間」は２分以内、好ましくは
１分以内であり；充填−排出サイクルの排出部分に充当
される時間は１分以内、好ましくは４５秒以内である。

【０００３】短いサイクル時間とするには、液体の供給
および精密にコントロールされた量の単位用量の排出
は、いずれも大きい流量で行う必要があり、その結果、
ディスペンサー内の液面（またはレベル）は非常に不安
定となる。レベルを測定することに基づく従来技術で
は、単位用量をディスペンスするためには安定なレベル
は必要ではないことが認識されておらず、また、液体の
レベルまたはディスペンサー内で液体が占める体積を測
定することなく、液体に部分的に浸かる長尺ボディ
（「プランジャー（plunger）」とも呼ばれる）により
退けられる液体の見掛け重量を間接的に検知することに
よって短いサイクル時間で精度が得られることも従来技
術においては示唆されていない。米国特許第４，３２
０，７７５号（Stirlingら）では、ディスペンスされる
液体の量の精度は、液体が小さい流量でディスペンスさ
れる場合に維持できたと記載されている。これは、フロ
ー・コントロール・バルブを自動的に調節して、各排出
の最初の短時間の間、より小さい流量となるようにする
ことにより、ディスペンサー内の液体のヘッドを相殺す
ることにより行われていた。液体のヘッドが減少する
と、フロー・コントロール・バルブは徐々に開き、それ
により、液体のヘッドの変化に基づく流量の変動が抑え
られる。ディスペンスすべき液体の重量を間接的に検知
し、次に、±５％またはそれより良い限界精度を維持し
ながら比例バルブを用いずに所望量をディスペンスし、
１分以内のサイクルの上述の時間的要件を満足すること
が困難であることは、従来技術において指摘されていな
い。特に、湿潤または乾燥コンクリートのバッチを混合
する分野では、所望の精度を維持しながら、２分以内、
好ましくは１分以内で自動的に液体の反応改質薬剤を約
１１３リットルもの多量をどのようにチャージしてディ
スペンスするのかについては、従来技術は何等示唆して
いない。

【０００４】比較的少量の液体をディスペンサーにチャ
ージするのをコントロールして、その後、その量をディ
スチャージする場合、非常に迅速かつ正確に単位用量を
チャージしてディスペンスすることは、大きな問題をも
たらす。これは、「単一の単位用量（single unit dos
e）」をディスペンスして、次にディスペンサーを供給
物リザーバーから再充填する場合に特に当てはまる。用
語「単一の単位用量」は、ディスペンサーからディスペ
ンスされる液体の所望量を意味し、ディスペンス後、デ
ィスペンサーには次の単一の単位用量を排出するのに十
分な量が再チャージされる。各ディスチャージの後で液
体をチャージするための時間の不利益を回避して、サイ
クルのディスチャージに用いられる時間を最大限にする
ため、２〜１０、典型的には約６より大きくない複数の
用量が単一のチャージ時間でディスペンサーにチャージ
されて、単位用量だけがディスペンスされることがあ
る。普通の操作では、コンクリートの１バッチ、例えば
７．６５ｍ³が複数のディスペンサーを備えたディスペ
ンス・ステーションにてトラックにチャージされ、それ
ぞれが処方に基づいて特定の反応改質液体薬剤を加え
る。そのような液体には、「硬化」時間を調節するため
の「硬化促進剤」または「硬化遅延剤」、減水剤、蒸発
遅延剤（evaporation retardant）、腐食防止剤、空気
同伴剤、凝固点調節剤等が含まれる。トラックが順にデ
ィスペンス・ステーションを移動する場合、より多くの
個々の薬剤が加えられ、トラックが「流し込み」箇所に
向かって出発できるまでの総経過時間がより長くなる。

【０００５】ディスペンスすべき量が単一の単位用量で
あろうと、複数の単位用量であろうと、各ディスペンサ
ーにおいて比較的少量の液体だけが保持される。単一の
単位用量をディスペンスすべきである場合、所望の比較
的少量の液体は、約０．３リットル〜約１１３リットル
の範囲であり、従って、ディスペンサーは比較的少量の
液体容量を有する、即ち、そのようなディスペンサー
は、典型的には１９０リットル以下の小さいディスペン
サーである。要すれば、約６の単位用量の容量を有する
より大きいディスペンサーを使用してよいが、ディスペ
ンサー内の遥かに多量の液体から正確に小さい単位用量
をディスペンスする場合の問題点が生じる。従って、コ
ンクリートを混合する分野および同じような考察を用い
ることができる分野では、６を越えない、最も一般的に
は単一の単位用量だけが各ディスペンサーからディスペ
ンスされ、次に、これに、数百単位用量またはそれ以上
の大きい用量を含む供給物リザーバーから供給される。

【０００６】ディスペンサーから所望量の液体をディス
ペンスするために従来のシステムを使用することができ
る。一般的には、例えば、ディスペンサーは所望量の液
体の供給の前後の重量を測定する場合がある。多くの従
来技術のシステムには、ディスペンサー内の液体のレベ
ル、体積または重量を検知して所望量をディスチャージ
するコントロール手段を操作するように手段が設けられ
ている。あるいは、一般的には、液体の通過量を測定す
る出口バルブを開き、所望量が通過した時にバルブを閉
じることによってディスペンサーから特定量の液体をデ
ィスチャージすることができる。少量の液体は、最も一
般的には、液体のレベルがディスペンサー内に残ってい
る液体の量を示す覗きガラス（sight glass）を有する
ディスペンサーからディスペンスされる。液体をディス
ペンスする前の元のレベルとの差により、ディスペンス
された量を決定する。

【０００７】液体がディスペンサーに入る時に、液体の
レベルを測定するために多くの種類の流量計が用いられ
ている（例えばJohn W. DolencがChemical Engineering
Progress（１９９６年１月号）にて記載した“Choose
the Right Flow Meter”を参照できる）。しかしなが
ら、液体の粘度が一定ではない場合に、予め設定した所
定の時間内で所望の精度を達成するために、適当な使用
可能流量計を選択することは、高価な費用または高度な
メンテナンスのために除外されていた。従って、チャー
ジしてその後にディスチャージすべき所望量の液体を測
定するための別のシステムおよび方法を見いだすことが
必要であった。液体およびディスペンサーの重量を一緒
に測定することは、許容できないほどに精度が悪くなる
ので、ディスペンスすべき単位用量のみの重量を測定す
ることにした。しかしながら、アルキメデスの原理を使
用して、液体またはディスペンサーの重量を直接的に測
定することなく、間接的にのみ単位用量の重量を測定す
ることにした。

【０００８】液体の比重が本質的に一定である場合、固
体の浮力は、固体の体積と固体が浸かっている液体の比
重の積であるので、体積変化は、浮力に直線的に比例す
る。従って、ディスペンサーの容積が決まっている場
合、浸かっている固体の重量の変化を検知することによ
り、固体が浸かっている液体の重量を得ることができ
る。固体が、一定の水平方向断面積を有する長尺ボディ
であるか「プランジャー」であり、ディスペンサーの断
面も一定である場合、直線関係が得られる。ディスペン
サーからディスチャージされる液体の重量を正確に測定
するために上述の情報に基づいて（コンピュータによ
り）計算を実施する。

【０００９】ディスペンサーにおける液体の重量の上述
の間接的な測定は、ディスペンサーにおける液体のレベ
ルには影響されず（そのレベルは、約１０バールまでの
大気圧を越える圧力の下、液体が高速でチャージされの
でレベルは激しく変動する）、また、高い粘度条件では
一般的に有り得る液体の発泡にも影響されない。更に、
必要とされる短いサイクル時間を満たすために、液体は
圧力下でチャージおよびディスチャージされ、液体がデ
ィスペンサーに入るおよび／またはそれから出る速度の
ためにレベルが変動し、この変動は、レベルを測定する
必要がある場合には、問題となる精度を維持することを
非常に困難なものにする。

【００１０】全開または全閉する速動式バルブ（quick-
acting valve）が市販されているが、ディスペンスすべ
き液体の量が重要であるディスペンス・システムにおい
てこれらを使用する示唆は無い。そのようなバルブは、
比例的に操作できる性能を持たない。そのようなバルブ
が全開または全閉する間である１秒以下、好ましくは
０．５秒以下の短時間にも拘わらず、過圧の下では、バ
ルブが閉じるその短時間にバルブを通過して流れる液体
の量は、少量の単位用量、例えば１９０リットル以下、
例えば０．５リットルもの少量をディスペンスする場合
の精度に悪影響を与える。しかしながら、従来技術にお
いては、液体のディスペンサーへのチャージおよびそれ
からのディスチャージにそれぞれ速動式入口バルブおよ
び速動式出口バルブを使用すること、また、臨界的な
（または重要な）時間間隔の間、即ち、単位用量の大部
分（例えば５０％より多い量）がディスペンスされた後
で、ディスペンサーからディスチャージされる液体の勢
い（または運動量、momentum）を急に止める（制止また
は遮断する）ことにより、±５％またはそれより良い必
要な精度を達成できることは従来技術において示唆され
ていない。「勢い（または運動量）を急に制止する」と
は、ディスペンサーへの加圧ガスを締め切ることによ
り、またはディスペンサーからの液体の流れを締め切る
ことにより、あるいはその双方によりディスペンサー内
の単位用量の残量の速度を１秒より短い時間以内で少な
くとも半減することを意味する。勢いを制止している間
の時間は、それほど狭く限定されるものではないが、長
い時間はそれほど有用ではないので、好ましくは１秒よ
り短い時間である。好ましくは、勢いの制止は、単位用
量の全てがディスチャージされる前にサイクルのディス
チャージ部分の最後に近い部分で実施し、その後、単位
用量の１００％がディスペンスされたことをロードセル
が検知するまで、制止時に残っている液体の失われた勢
い（または運動量）を回復させる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】液体が供給物リザーバー
（supply reservoir）からディスペンサーに供給される
条件および液体の物理的性質に関係なく、予め設定した
時間内である満足すべき精度でディスペンスすべき液体
の重量を、ディスペンサーを通って流れる液体の勢いも
しくは流れ（または運動量）を急に制止する（または止
める）、好ましくは所望量の液体（「単位用量」とも呼
ぶ）がディスペンスされる直前に制止するのに必要な信
号を伝達するコントロール手段（「信号処理手段」とも
呼ぶ）により正確にコントロールできることが見いださ
れた。

【００１２】特に、「充填サイクル（fill cycle、サイ
クルのチャージする部分）」は、ディスペンサーへの
（ディスペンスすべき）液体のチャージ（または供
給）、典型的には入ってくる液体用の液体入口バルブ手
段を開くことによるチャージ、その後の、ディスペンサ
ー内の液体の量が液体中に浸かっているプランジャーに
より作用する力に関連する予め決めたポイントに対応し
た時にバルブを閉じることを含んで成る。このポイント
は、「チャージ」表示ポイント（charge reference poi
nt）と呼ぶ。充填サイクルが完了すると、サイクルのデ
ィスチャージ部分が始まる。サイクルのディスチャージ
部分は、ディスチャージされる単位用量の検知重量が予
め決めたポイントに対応する時に終了し、このポイント
は、その時に液体に浸かっているプランジャーにより作
用する力に関連して「ゼロ」表示ポイント（zero refer
ence point）と呼ぶ。ゼロ表示ポイントが単一の単位用
量に対して設定されようと、あるいは複数の単位用量に
対して設定されようと、コントロール手段は「チャー
ジ」表示ポイントおよび「ゼロ」表示ポイントを認識す
るように適当に設定さている。いずれの場合でも、単位
用量の場合のゼロ表示ポイントに関してディスペンスさ
れる単位用量を検知する。

【００１３】第１の特定の態様では、不活性ガス圧力の
下、単位用量の大部分、好ましくは８０％以上がディス
ペンサーからディスチャージ（または排出）された後に
勢いは制止される。加圧ガス、本質的には液体と反応し
ないガスが、速動式ソレノイド空気入口バルブを通過し
てディスペンサーに流れ込む。開いた液体出口バルブを
通過して液体が排出される間、空気入口バルブは、１秒
より短い時間以内で迅速に閉じて、所定の時間の間閉じ
た状態を保持し、その後、再度開き、好ましくは１秒よ
り短い時間以内で開き、単位用量の排出が完了する、即
ち、出口バルブが閉じる。加圧された空気を供給する空
気ラインの空気入口バルブを閉じることにより、予め決
めた間、液体の勢いが制止され、予想もできないこと
に、ディスペンスされる液体に必要な満足すべき精度が
もたらされる。

【００１４】第２の特定の態様では、単位用量の８０％
がディスペンスされた後に、ガス入口バルブを開いた状
態で保持して圧力を維持するが、出口バルブを１秒以内
に迅速に閉じて、所定の時間閉じた状態を保持して、そ
の後、再会する、好ましくは１秒以内に再会して、単位
用量の残りをディスペンスしてから出口バルブを閉じ
る。

【００１５】第３の特定の態様では、単位用量を排出す
るように出口バルブを開いた後、また、単位用量の８０
％以上をディスペンスした後、空気入口バルブ用のソレ
ノイドをオフにする（エネルギーが供給されないように
する、deenergize）ことにより加圧空気を止め、本質的
に同時に、液体出口バルブを閉じるが、この双方を１秒
以内に行う。短い所定時間、好ましくは１秒以下の後、
ソレノイドを再度オンにして（エネルギーが供給される
ようにする、energize）空気入口バルブを開き、本質的
に同時に、出口バルブを開く。ロードセルが単位用量が
ディスペンスされたことを検知した後、出口バルブを再
度閉じる。

【００１６】従って、本発明の一般的な目的は、液体よ
り高いガス圧力の下で排出されるより多い液体を保持す
るディスペンサーを提供することであり、この液体は、
速開−速閉（quick-opening and quick-closing）入口
バルブを通過して入り、速開−速閉出口バルブを通過し
て出、各バルブは１秒以内、好ましくは０．５秒以内で
開閉する。加圧空気は速動式バルブ（quick-activating
valve）により空気ラインを通って供給される。コント
ロール手段は、各バルブの開閉を開始させる信号を伝達
するようにプログラムされている。ディスペンサー内の
液体のレベルを目視的にチェックするために、垂直方向
の覗きガラスが設けられている。

【００１７】本発明の特定の目的は、保持された液体の
上の空間を充填するために加圧ガスを用いるディスペン
サーを提供することであって、このディスペンサーは、
約２．７バール〜５バールの範囲の圧力下、２分まで、
好ましくは１分までに制限された充填−排出サイクルの
排出時間内にディスペンサーから単位用量を押し出すも
のである。サイクルの排出部分は、好ましくは１分以
下、より好ましくは約４５秒以下である。また、排出す
べき液体の所望量の体積の約２倍〜１０倍大きい範囲の
内部容積を有するディスペンサーを提供すること、ま
た、内側断面積のプランジャーの断面積に対する割合が
約３〜２０の範囲にあるディスペンサーを提供すること
も本発明の特定の目的である。

【００１８】吊るしたプランジャーによりロードセルの
直ぐ下で作用する力に応じて適当な増幅器によりアナロ
グ信号を発するようになっているロードセルによって、
電圧を切り替える場合より約４倍速くコンクリートバッ
チ処理コントロール手段を介して信号を処理できること
も見いだされた。このコントロール手段は、所定の短時
間内で所定の精度で単位用量を供給するために、単位用
量が排出される直前に、単位用量の勢いを急に制止する
ために速動式バルブを開閉する信号を伝達する。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の上述の目的および追加の
目的ならびに利点は、本発明の好ましい態様を模式的に
説明した図面（同じ引用番号は同様の要素を示す）を用
いて、以下の詳細な説明を引用することにより最も良く
理解されよう。

【００２０】以下に説明する態様のそれぞれにおいて、
単位用量は、液体の比重より大きい比重を有するプラン
ジャーが真っ直ぐに吊るされたロードセルを用いて、驚
くべき程の精度で間接的に測定される。高圧および高速
でディスペンサーに液体が大きい流量で流れ込むことに
より、プランジャーがランダムに動き、入ってくる液体
中で揺れるまたはスイングする。プランジャーの検知重
量の測定の精度は、適当な分解能を有する適当なロード
セルおよびロードセル用の適当な増幅器手段を構成でき
ること、および一般的に「コントロール手段」と呼ばれ
る信号処理手段を供給して、開閉が必要な場合に速動式
バルブに指令を出すことに依存する。コンピューターか
らの適当な指令により、出口バルブが閉じる信号を受け
取った後の出口バルブの固有の遅れ時間（完全に閉じる
のに必要な時間、lag time）の間にディスペンスされる
であろう過剰の液体がバルブを通過しないのを確保す
る。単位用量の大部分がディスチャージされた後に、デ
ィスチャージされている液体の勢いを制止する少なくと
も０．１秒から１秒以下の間の短い時間を用いることに
より、過剰の液体の流れが無いようにできる。この範囲
の時間の精確な量は、それほど重要ではない。

【００２１】特に、コンクリート混合物を使用する直前
に、湿潤コンクリートミックス用の反応調節薬剤の単位
用量を、約０．７６５ｍ³〜約１１．４７ｍ³の範囲の体
積を有する湿潤コンクリートミックスのバッチにディス
ペンスする。本明細書にて説明するシステムは、精度お
よび使用できる時間についての問題が同様である場合に
は、より大きい量の物質にいずれの他の液体を少量正確
にディスペンスすることにも、同じように適用できる。

【００２２】図１を参照すると、１０により一般的に示
されるディスペンス・システムは、液体１２がチャージ
されるディスペンサー１１、所望重量の液体がチャージ
されるまで部分的に浸かるように垂直に吊るされたプラ
ンジャー１３を含む。浮きプランジャー１３の少なくと
も一部分は、ディスペンサーから所望量の液体が排出さ
れた後でも、常に浸かっている。液体は、約０．６〜約
１．３の範囲の比重を有し、典型的には約１．５ｍ／秒
を越える速度でディスペンサーにチャージされた場合に
は発泡する性質を有する程度に粘性であってよい。ディ
スペンサーを迅速に充填するには、液体は、約１．５ｍ
／秒〜約１５ｍ／秒の範囲の速度でチャージされるのが
最も好ましい。プランジャー１３は、実質的に硬質のロ
ッド１４によって、プランジャーが揺れて、また、回転
できるようにする自在軸受け（swivels、図示せず）を
有するロードセルおよび歪みゲージ１５に接続されてい
る。プランジャーが少なくとも９０゜回転できない場合
には、ロードセルの精度に問題が生じることが見いださ
れた。ロードセルおよび組み合わせられた歪みゲージ
は、ディスペンサー１１と開放状態で流体連絡状態とな
る導管１６を通じて液体１２がチャージされると、プラ
ンジャー１３により生じる歪みの減少を測定する。ディ
スペンサーの液体の表面より上側の空間は、入口空気用
の速動式バルブ２１を有する導管（「空気ライン」）を
通じてディスペンサー１１に加圧空気を供給するように
接続された空気供給源１９、例えば空気シリンダーから
の空気により加圧される。いずれの他の速動式バルブを
使用しても良いが、最も好ましいのは、ポペット（popp
et）弁式またはキノコ弁式のエアー・パイロット・バル
ブ（air pilot volve）または空気作動式バルブ、例え
ばAutomatic Valve Co.から市販されているようなもの
である。加圧空気の供給は、大気圧以上の圧力、好まし
くは２〜６バールの範囲である。

【００２３】液体は、ディスペンサー１１の底部に速開
−速閉入口バルブ２３を有するチャージ導管１６を介し
て約３８０ｋＰａ〜約７９０ｋＰａの範囲の圧力でポン
プ手段、好ましくは空気−ダイヤフラムポンプ３３によ
り、供給物リザーバー３１から供給される。いずれの速
動式液体入口バルブを使用してもよいが、最も好ましい
ものは、空気で作動する液体コントロールバルブ、例え
ばミニチュア空気作動ダイヤフラムバルブ、例えばPlas
t-O-Matic Valves Inc.から市販されているSeries BSD
のようなものである。ディスペンサーから排出すべき液
体は、速開−速閉出口バルブ２５を有するディスチャー
ジ導管１８を通ってディスペンサーから出て、そして、
混合受器３７、例えばディスチャージした液体を他の成
分と混合するコンクリートトラックに入る。ディスペン
サー１１の液体１２のレベルを目視的にチェックするた
めに、覗きガラスまたはサイト・チューブ５１が設けら
れている。最も好ましいのは、０．１秒で開閉できる液
体入口バルブに用いたものと同様の空気で作動するミニ
チュアダイヤフラムバルブである出口バルブである。

【００２４】ロードセルおよび歪みゲージ１５は、「チ
ャージ」表示ポイント、「プレ−ゼロ」表示ポイントお
よび「ゼロ」表示ポイントにおける重量を検知した時
に、反応するようにプログラムされている。ロードセル
は、信号処理手段１７により処理されるアナログ信号を
発生し、手段１７は、速開−速閉バルブ類、チャージサ
イクルでは空気パイロットバルブ３６およびダイヤフラ
ム入口バルブ２３と、ディスチャージサイクルでは空気
パイロットバルブ２１およびダイヤフラム出口バルブ２
５と連絡する。図示した特定の態様では、信号手段１７
はコンピュータ手段４５ならびに増幅手段４０および４
３を以下に説明する理由で有し、空気作動バルブを使用
する。ソレノイド空気パイロットバルブ４１は、空気ポ
ペットバルブ２１およびダイヤフラム出口バルブ２５を
作動する。ソレノイドバルブ２８および２９はソレノイ
ド空気パイロットバルブ４１とバルブ２１および２５と
の間にそれぞれ配置され、バルブ２１および２５が独立
して閉じることができるようになっている。従って、バ
ルブ２８および２９は、「中間」バルブと呼ばれる。

【００２５】ディスペンサー１１およびプランジャー１
３の断面積は、測定の精度が少なくとも±３％となるよ
うに重量を測定すべき液体の量に関連して選択される。
プランジャーの重量は、その比重が液体の比重より約１
０％〜１００％大きい範囲、典型的には水性液体の場合
では約１．１〜約２となるように調整する。より大きい
比重のものを使用できるが、それに付随してチャージお
よびディスチャージされる液体の重量の精度が悪くなる
ことは明らかであろう。プランジャーの比重およびその
総重量は、チャージされる液体の速度に関連して選択さ
れ、総重量によって、液体がチャージされる時に、チャ
ージされる液体の重量に対するロードセルの感度にそれ
ほど影響を与えること無く、プランジャーが液体中で自
由に揺れる（スイングする）ことができるようになる。
ディスペンサーは、典型的には、ディスチャージすべき
液体の所望量の約２〜１０倍の内部容積を有し、ディス
ペンサーの内部断面積のプランジャーの断面積に対する
割合は約３〜２０である。

【００２６】図２は、長さが約６８．６ｃｍで外径が約
４．１１ｃｍで重量が約１．９Ｋｇの円筒状プランジャ
ーを有する約３０８９０ｃｍ³の内部容積を有する円筒
状ディスペンサー（以下に説明する実施例で使用）の場
合のロードセルの出力信号（ミリボルト）の大きさとプ
ランジャーの浸漬深さ（インチ）とのプロットである。
出力信号とプランジャーが浸かっている深さとの間の相
関が直線状であることは明らかである。この情報を用い
て、ディスペンサー内の液体の量を、また、差によって
ディスペンスされた液体の量を得ることができる。

【００２７】図１および図３を参照すると、システムの
主要素の全体としての機能的な相互関係を示す模式的な
フローシートが示される。ロードセル１５は、ある表示
ポイントを検知して信号Ｓ１を信号処理手段１７に伝達
し、この手段１７は、いずれのコントロール手段であっ
てもよく、例えばプログラム可能なロジックコントロー
ラー（ＰＬＣ）であってよいが、最も好ましいのは、最
新の目的に合うように特別にプログラムされたパーソナ
ル・コンピュータ（ＰＣ）であり、従って、「専用Ｐ
Ｃ」とも呼ぶ。チャージサイクルは信号Ｓ２により開始
される。ロードセル１５により検知される充填レベルに
達すると、信号処理手段が信号Ｓ３によりディスチャー
ジサイクルを開始するまで、液体はディスペンサー内で
保持される。

【００２８】図１および図４を参照すると、信号Ｓ２
は、空気ポペットバルブ３６を作動させるソレノイドバ
ルブ３５をオンにし、それと本質的に同時に、液体入口
バルブ２３を開く。空気パイロットバルブ３６が開く
時、ダイヤフラムポンプ３３用の主空気供給も流す。液
体１２はディスペンサー１１に入り、プランジャー１３
が「チャージ」表示ポイントに対応する予め設定された
「充填重量」まで浸かるまで信号Ｓ１を連続して発生す
る。この充填重量は、所望の検知重量における第１の表
示信号を発生する。プランジャーの上方部分だけが浸か
っていない。充填重量において、ディスペンスすべき量
より多い液体がディスペンサー内に保持される。ポンプ
３３は、空気パイロットバルブ３５への信号Ｓ２を遮断
することにより停止される。Ｓ２の遮断は、入口バルブ
２３も閉じる。

【００２９】図１および図５を参照すると、第３の態様
の制止を使用するディスチャージサイクルにおいて、信
号Ｓ３がソレノイド空気パイロットバルブ４１に送ら
れ、バルブ４１が出口バルブ２５を作動させ、同時に入
口空気パイロットバルブ２１が開いて、ディスペンサー
を加圧して、液体を排出する。中間バルブ２８および２
９は開いたままである。信号Ｓ３がディスチャージサイ
クルを開始した後のこの態様の詳細ならびにおよび第１
および第２の態様の詳細は図６に示している。プランジ
ャーの水平方向断面積のディスペンサーの水平方向断面
積に対する割合が一定であり、また、プランジャーの比
重が液体の比重より大きいので、ディスペンサーにチャ
ージされる液体の重量が算出される。

【００３０】上述の説明から、あるバッチから次のバッ
チまで本質的に一定の比重を有する液体を迅速にチャー
ジしてディスチャージするバッチ式のディスペンスシス
テムは、液体を含むようになっている供給物リザーバ
ー；単一の単位用量でディスペンスすべき量よりも多
い、供給物リザーバーからの液体を保持するようになっ
ているディスペンサー（この液体は十分に大きい圧力お
よび速度でチャージされてディスペンサー内に溜まる液
体には不安定で平らでない表面が形成される）；供給物
リザーバーとディスペンサーとの間で選択的に開いた流
体連絡状態にあるポンプ手段；チャージされる液体内
で、垂直方向で測定されるプランジャーの長さより短い
深さまで長さ方向に順に浸かり、同時にディスペンサー
の底と間隔を隔てて離れた関係にある下方端部を有する
ようになっている長尺プランジャー；ロードセルから自
由にスイング可能であり、入ってくる液体により作用す
る力に応じてロッド手段上で回転可能である、プランジ
ャーに取り付けられた本質的に伸張しない手段；ディス
ペンサー内に配置され、伸張しない手段に接続されてい
る密封的にシールされたロードセル；リザーバーとディ
ペンサーとの間で選択的に開いた流体連絡状態にする速
動式液体入口バルブ手段；ディペンサーとディスチャー
ジ出口との間で選択的に流体連絡状態にする速動式液体
出口バルブ手段；２〜５バールの範囲の圧力で空気を供
給する、ディスペンサーと選択的に開いた流体連絡状態
にする速動式空気入口バルブ手段；およびロードセルか
らの出力信号に応答し、ポンプを作動させる信号、ポン
プを停止する信号、ならびに空気入口バルブならびに液
体出口バルブおよび液体入口バルブを開閉する信号を送
るようにプログラムされたコントロール手段を含んで成
る。

【００３１】ロードセルは、プランジャーにより作用す
る力を測定し、チャージ、プレ−ゼロおよびゼロ表示ポ
イントに対応する力に応じて異なる連続的なアナログ出
力信号を発生するが、チャージ表示ポイントに対応する
力は、プレ−ゼロ表示ポイントに対応する力より小さ
く、また、プレ−ゼロ表示ポイントに対応する力はゼロ
表示ポイントに対応する力より小さく；コントロール手
段は、チャージ、プレ−ゼロおよびゼロ表示ポイントに
対応する出力信号に応じて対応するコンピュータ信号を
発生して、ディスペンサーからの液体の排出を開始し、
ディスペンサーにおける液体の勢いを制止し、その後、
ディスペンサーの再チャージを開始する。どのモードの
制止を選択するかに応じて、空気入口バルブ手段または
液体出口バルブ手段、あるいは双方が、プレ−ゼロ表示
ポイントを検知した時に受け取るコンピュータ信号に応
答するが、この信号はいずれか、または双方のバルブを
閉じる。いずれのモードにおいても、ディスペンサー内
に含まれる液体のレベルまたは体積を測定すること無
く、あるいはディスペンサーから排出される液体の重量
を直接的に測定することなく、液体はチャージされ、単
位用量±３％が１分以内で排出される。

【００３２】ロードセルは、供給されてディスペンサー
１１から排出される液体の重量の所望の範囲に対して検
量（キャリブレーション）する。コンクリートに加える
反応調節剤液体の場合、セメント１袋（sack）当たりに
ついて３．７ｍｌの少量を、セメントを５袋（約２２７
Ｋｇ）と少量しか含まないことがあるコンクリートのバ
ッチにディスペンスする必要があることがあり、従っ
て、単位用量は１８．５ｍｌとなる。他方、セメント１
袋当たりに５．９リットルもの多量の促進剤が必要な場
合があり、６袋のコンクリートの１１．５ｍ³のバッチ
の場合には、５３０リットルもの多くの量を約４５秒で
ディスチャージする必要がある。所定の時間内で所望の
精度を得るために、ディスペンサーおよびプランジャー
のディメンジョン（または断面）は、３０秒以内に±３
％の精度で所望の単位用量をディスチャージできるよう
に選択する。

【００３３】ディスペンサーおよびプランジャーのディ
メンジョンは、ディスペンスすべき液体の量に応じて選
択する。典型的なコンクリートプラントの場合、それぞ
れが特定の液体用である複数のディスペンサーを使用す
る。±３％の精度で約１８．５ｍｌ／袋〜１．５リット
ル／袋の範囲の量で液体をディスチャージするには、デ
ィスペンサーは約１７６ｃｍ²〜約７６１ｃｍ²の範囲の
断面積を有し、約１５．５ｃｍ²〜約３９ｃｍ²の範囲の
断面積を有するプランジャーを取り付けるのが好まし
い。これにより、約１５秒〜約５０秒の充填−排出サイ
クル時間内で上述と同じ程度の精度で約５Ｋｇまでの単
位用量をチャージしてディスペンサーからディスチャー
ジできる。

【００３４】図１および図３に戻ると、当該分野におい
て最も好ましい空気作動バルブ（pneumatic valve）と
共に使用する特定のシステムを示すが、コンピュータ手
段１７は、第１および第２出力信号増幅手段（４０およ
び４３）ならびにプログラム可能コンピュータ「ＰＣ」
４５を含む。信号Ｓ１は同時に増幅器（またはアンプ）
４０および４３に伝達される。増幅器４０は信号Ｓ４
（図示せず）をＰＣ４５に送り、ＰＣ４５は、充填サイ
クルおよび排出サイクルのために２つの出力信号Ｓ２お
よびＳ３をそれぞれ発生する。増幅器４３は、排出され
る液体の勢いを制止するためにバルブ手段を作動させる
信号Ｓ５（図示せず）を伝達する。

【００３５】ＰＣ４５からの出力信号Ｓ２は電気コント
ロールされたソレノイド空気コントロールバルブ３５
（好ましくは手動の補助装置（manual override）を有
するもの）をオンにする。空気コントロールバルブ３５
から送られるパイロット空気は、同時に、速開−速閉空
気コントロールパイロットバルブ３６を作動させ（開
き）、また、液体入口ダイヤフラムバルブ２３も作動さ
せる（開く）。バルブ３６は、直接作動するソレノイド
バルブであってもよいが、より好ましくは、ポペット型
の空気パイロットバルブ（「空気ポペットバルブ（air
poppet valve）」とも呼ぶ）、例えばAutomatic Valve
Co.から市販されているものである。パイロット空気
は、空気ダイヤフラムポンプに供給するメイン空気サプ
ライのソースを開閉する機能を有する。ポペットバルブ
３６から送られるパイロット空気は、次に、ダイヤフラ
ムポンプ３３を作動させる（運転を開始する）。別法で
は、充填の出力信号Ｓ２がいずれの他のポンプ手段、例
えば遠心ポンプ用の電気モーターおよび電流を用いる入
口バルブ２３を同時に作動させても、あるいは信号Ｓ２
がポンプ３３および入口バルブ２３を作動させる油圧手
段を作動させてもよい。

【００３６】このようにして、充填サイクルが完了す
る。ディスチャージサイクルを開始する前に、Ｓ２はソ
レノイド３５を作動させ（閉じ）、空気ポペットバルブ
３６をオフにしてポンプを停止させ、入口バルブ２３を
閉じる。ディスチャージサイクルを開始する時に、出口
バルブ２５を開き、ＰＣ４５が信号Ｓ３を止めるまで液
体１２を排出し、信号Ｓ３の停止により、出口バルブ２
５を閉じる。

【００３７】図１および図６に戻ると、勢いを制止する
ための第１の態様は、次のように行う。ロードセル１５
が予め設定したプレ−ゼロ表示ポイントを検知する時、
バルブ２５および２１は開いた状態であり、信号Ｓ３に
よって開いた状態に保持されている。また、中間空気バ
ルブ２８および２９も開いており、これらは閉じる指令
が送られるまで常に開いている。信号Ｓ３は、バルブ２
５および２１を開いた状態で保持するが、これは、それ
ぞれを開くために空気を供給するように空気パイロット
ソレノイドバルブ４１に指令することにより行う。例示
した特定の態様では、ＰＣ４５が出力信号を供給するよ
うにプログラムされていないので、空気パイロットバル
ブ４１への出力信号はアンプ４３で発生する。好ましく
は、コントロール手段は、アンプを使用するのを避ける
ように信号を供給するようにプログラムされている。プ
レ−ゼロ表示ポイントにてプランジャーによって予め設
定した力が作用させると、信号Ｓ３がバルブ２５を開い
た状態で維持し、アンプ４３の内部リレーにより発生す
る信号Ｓ４が通常は開いている空気パイロットバルブ２
８のソレノイドを瞬間的にオンにしてこのバルブを閉じ
る。約０．５秒後、信号Ｓ４は遮断されて、バルブ２８
のソレノイドがオフになり、従って、空気入口バルブ２
１が開く。ソレノイドのオンとオフとの間の時間は、
０．１秒以上であるが、１秒を越えない範囲である。

【００３８】勢いの制止の第２の態様は、次の通りであ
る。態様１と同様に、ロードセル１５がプレ−ゼロ表示
ポイントを検知する時、バルブ２５および２１は開いた
状態であり、中間空気バルブ２８および２９も同様であ
る。（アンプを避けるために）プログラムされたコント
ロール手段は信号Ｓ４を発生し、これが通常は開いた状
態にある空気パイロットバルブ２９のソレノイドをオン
にして、バルブを閉じる。バルブ２９が閉じると、出口
バルブ２５が閉じる。約０．５秒後、信号Ｓ４は遮断さ
れ、バルブ２９のソレノイドはオフとなり、従って、バ
ルブが開き、次に液体出口バルブ２５が再度開く。ソレ
ノイドのオフと再オンとの間の時間は、０．１秒以上で
あるが、１秒を越えない範囲である。

【００３９】図６に示すような勢いの制止の第３の態様
は、次の通りである。態様１および２と同様に、ロード
セル１５がプレ−ゼロ表示ポイントを検知する時、バル
ブ２５および２１は開いた状態であり、中間空気バルブ
２８および２９も同様である。プログラムされたコント
ロール手段は、プレ−ゼロ表示ポイントに達したことを
知らされると、信号Ｓ３を遮断する。これが空気パイロ
ットソレノイドバルブ４１をオフにして、バルブ２１お
よび２５を閉じる。約０．５秒後、信号Ｓ３が再度伝達
されてソレノイド４１がオンになり、バルブ２１および
４５の双方を再度開く。ソレノイドのオフと再オンとの
間の時間は、０．１秒以上であるが、１秒を越えない範
囲である。

【００４０】上述の３つの態様のいずれにおいても、プ
レ−ゼロ表示ポイントにおいて勢いが制止された後、デ
ィスペンサー内の液体の勢いまたは運動量の一部分が回
復するように、ディスチャージが再形成される。ゼロ表
示ポイントに達すると、信号Ｓ３は遮断されて、バルブ
２１および２５は完全に閉じられる。特に単一の単位用
量のディスペンスに関する詳細では、プランジャーの底
部付近の「ゼロ表示ポイント」におけるゼロの読み、頂
部付近の「チャージ表示ポイント」における読み（これ
らの差が単位用量を意味する）、および単位用量の８５
％がディスペンスされた時における「プレ−ゼロ表示ポ
イント」（「ゼロ表示ポイント」の直ぐ上）における読
みについてディスペンスシステムを検量する。

【００４１】システムを検量するには、手動補助装置の
コントロールがコンピュータ手段により提供されよう
と、あるいはそうでなかろうと、ソレノイド空気パイロ
ットバルブ３５を開いて、入口バルブ２３をオンにし
て、覗きガラス５１のレベルが「ゼロライン」と記した
印に達するまで液体をチャージする。次に、ゼロライン
を認識するようにコンピュータに検量線をマニュアルで
入力する。単一の単位用量に対応する「単位用量充填
量」が供給されるまで更に液体をチャージする。次に、
単位用量をゼロ表示ラインまでディスチャージして、デ
ィスペンスされた量の重量を測定して、検知重量（ミリ
ボルトの出力信号）と測定した重量との間の相関を決定
する。単位用量がディスペンスされて、また、ディスペ
ンサー内に受容された後に減少した力に対応するように
電圧インプットを設定する。「キャパシティ充填」と呼
ぶ複数の用量をディスペンスする場合、レベルがプラン
ジャーの頂部より上に行かないことを条件に、ディスペ
ンスすべき全用量に対応する覗きガラスのレベルまでデ
ィスペンサーをチャージする。複数用量をディスペンス
する場合、全てのポイントはその間で直線関係があるの
で、出力信号は直線状に比例する。チャージ表示ポイン
トも、そのポイントを認識するようにコンピュータに入
力する。単位用量をディスペンスして、プランジャーに
より作用するより大きい力に対応する電圧をＰＣが受容
し、これにより、ディスチャージサイクルの準備が完了
する。

【００４２】ディスチャージサイクルを始める前に、コ
ンピュータは自動的に内部検量線をチェックし、所望量
のチャージが予め設定した精度、例えば±３％内である
か否かを判断する。もし、これが所望の許容範囲外にあ
れば、コンピュータは「ホールド」モードとなり、人の
対応を必要とする。もし、所望の許容範囲内にあれば、
ディスチャージサイクルを開始する。

【００４３】

【実施例】

（実施例１）０．５秒の遅れ時間（閉じる動作を初めて
から完全に閉じるまでに０．５秒を要する）の速動式バ
ルブを用いる場合のディスチャージの精度に対する圧力
の影響：０．５秒の遅れ時間を有する出口バルブが完全
に閉まる前に、流れを制止しないで単位用量をディスチ
ャージする場合の影響を測定するために、セメント１袋
（４５．５Ｋｇ）当たりの単一の単位用量が４７３ｍｌ
の促進剤を、６袋のコンクリートの７．６５ｍ³のバッ
チ（即ち、セメント６袋／（ヤード)³（０．７６５
ｍ³）含む場合）に加える場合について、以下の例示的
な計算を示す。単位用量は２８．４リットル−促進剤で
ある。この単位用量は、空気により約３８０ｋＰａに加
圧されるディスペンサーと開いた状態では流れ連絡して
いる公称直径１インチのパイプを通って２．２リットル
／秒の速度で排出される。

【００４４】出口バルブが閉じ始める前に経過する時間
は、（１）コンピュータがロードセルからの指示を処理
する時間、（２）空気コントロールバルブ４１のソレノ
イドが閉じる前にそのソレイドから空気が排気される時
間、（３）空気圧力が出口バルブ２５に伝達される時
間、および（４）出口バルブ２５から空気を排気するた
めの時間の総和である。更に、始動後にバルブが実際に
閉じる時間は０．５秒である。典型的には経過時間は合
計で約０．８秒である。上述の条件下で０．８秒にディ
スペンスされる促進剤の量は、約１．７５リットルであ
り、これは、＋３％の限界の外側にある（２８．３８リ
ットルの場合の許容可能な＋３％の限界は、８５１ｍｌ
である）。０．８秒で過剰にディスペンスされるのは８
９３ｍｌである。

【００４５】望ましくない過剰量を相殺するために、単
位用量の８５％がディスチャージされた後のプレ−ゼロ
表示ポイントにおいて出口バルブの閉鎖の始動の信号を
送る。この８５％は、ある特定の場合では、単位用量に
対して予め設定された検量ポイントをロードセルが検知
する時の０．１１秒前である。単位用量の８５％に関す
るこの調節は、ディスチャージされる液体の体積％はア
ンプにて設定できないので、検量したゼロ表示ポイント
の位置を考慮して、ＰＣ４５（またはアンプ４３）にお
いて為される。

【００４６】（実施例２）コンクリートトラックに特定
の処方のコンクリートミックスを充填する典型的な状況
において、特定の処方のミックスに使用するのに必要な
液体成分を受容するようにトラックが配置される。オペ
レーターは、予め充填する処方のミックスおよびトラッ
クに含まれるコンクリートバッチの体積をインプットす
る。チャージサイクルが上述のように自動的に始まる。
プランジャーの頂部に近いチャージ表示ポイントを検知
すると、ロードセルは、充填サイクルが完了したことを
示すようにアンプ４０に信号を送る。

【００４７】全ての液体成分がチャージされると、ディ
スチャージサイクルが自動的に始まる。ディスチャージ
サイクルが始まると、単位用量の約９０％がディスチャ
ージされた後、各ディスペンサー（複数のディスペンサ
ーが通常使用される）において勢いが制止され；そし
て、ディスチャージサイクルが再開されて全単位用量が
ディスチャージされる。以下の運転のそれぞれにおい
て、ディスペンスすべき単位用量の大きさに応じて、５
０秒またはそれ以下の全サイクル期間内で上述の±３％
の精度が達成される。

【００４８】直径４．１３ｃｍのプランジャーを有し、
容積が９８３２ｃｍ³で直径が１５ｃｍのディスペンサ
ーを使用して、小さい単位用量、例えば７．６５ｍ³の
バッチの場合に６袋のミックス中に空気同伴剤５９ｍｌ
／袋、即ち、１０秒で３．５リットルをディスペンスす
るには、０．５秒の時間遅れおよび０．８秒全経過時間
で出口バルブを通過する過剰の液体は２１８ｍｌであ
る。３１９３ｍｌがディスペンスされた時にディスチャ
ージを制止することにより、ディスペンスされる単位用
量は１０６ｍｌ以内の許容誤差内に入る。

【００４９】直径５．１ｃｍのプランジャーを有し、容
積が８８４９０ｃｍ³で直径が３０．５ｃｍのディスペ
ンサーを使用して、大きい単位用量、例えば７．６５ｍ
³のバッチの場合に６袋のミックス中に促進剤１７９４
ｍｌ／袋、即ち、４０秒で１０６リットルをディスペン
スするには、０．５秒の時間遅れおよび０．８秒全経過
時間で出口バルブを通過する過剰の液体は６．５リット
ルであり、これは許容範囲を３．３４リットル越えてい
る。９５．８リットルがディスペンスされた時にディス
チャージを制止することにより、ディスペンスされる単
位用量は３．１９リットルの許容誤差内に入る。

【００５０】（実施例３）デジタル・ディスプレイスメ
ント・メーター（digital displacement meter）を使用
する従来技術のディスペンサー：本実施例で使用するメ
ーターは、Badger Meter, Inc.により製造されているMo
del PFT-25 Concrete Additive Flow Transmission Sys
tem meterである。このメーターは、「単一の単位用
量」モードで操作するディスペンサーにチャージする場
合にマス・フロー・メーター（mass flow meter）とし
て作用する。このメーターは、１０カウント／秒を読み
取るコンピュータと組み合わせて使用される。単位用量
がコンクリートトラックにディスチャージされる前に単
位用量を確認する必要があるので、このメーターは、単
位用量がコンクリートトラックにディスチャージされる
前にディスペンサー内への単位用量を測定するために使
用される。このディスペンサーには１対のプローブ、間
隔を隔てて垂直に配置された第１および第２（ロッド）
が装着され、第１プローブの底部は、第２プローブの底
部よりディスペンサーの底から少し高く配置される。コ
ンピュータは、第１プローブを離れ、次に第２プローブ
を離れる液体レベルに応答するように接続されている。
単位用量は、液体レベルが第２プローブを離れる時にデ
ィスペンスされる。

【００５１】このメーターは、コンピュータの能力に合
わせるために１０カウント／秒の最大カウント速度を有
し、１カウントは２９．６ｍｌに相当し、従って、２
３．７リットルの単位用量をディスペンサーにチャージ
するには８０秒を要する。サイクルのチャージ部分が１
分を越えることを無視して、３８０ｋＰａの空気圧力の
下、２０秒で単位用量をディスチャージすることを目指
して、液体のレベルがプローブの下に下がるまでディス
チャージを継続する。プローブが液体ともはや接触して
いないようになると、出口バルブを閉じる。プローブの
底部は、速動式出口バルブを閉じる０．５秒の時間遅れ
を相殺するように配置されている。コンピュータがメー
ターの１秒当たりのカウント数を読みとることができる
必要があるので、コンピュータが１５カウント／秒を読
みとることができても、１分の全サイクル時間を満足し
ないのは明らかである。

【００５２】更に、ディスチャージサイクルの最後にお
いて、プローブより下方で変動するレベルまでレベルは
低下し得るので、ディスペンサー内の液体の実際の体積
は誰にも判らない。従って、メーターは正確に単位用量
をチャージするかもしれないが、プローブは液体レベル
がそれより下に低下したことを検知できるに過ぎないの
で、単位用量の量をコントロールできなかった。

【００５３】一般的な説明を行い、全体の方法を詳細に
説明し、その方法を実施するための最良のモードの特定
の例を用いて本発明を例証してきたが、本発明は、特に
コンクリート調製分野において長年必要とされていたも
のを提供したことは明らかである。従って、特定の態様
が例示されて説明されているという理由によって不当に
制限されることはなく、特に、本発明は本明細書にて説
明した詳細に制限されるものではないと理解すべきであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、所望量の液体添加剤を迅速にチャー
ジしてディスペンサーからコンクリートトラック内に保
持されているコンクリートミックスの湿潤バッチに正確
に排出するディスペンス・システムの主要素を模式的に
図示する図面である。

【図２】 図２は、ディスペンサーおよび長尺ボディが
それぞれ直円筒の円形断面を有する場合に、プランジャ
ーの浸漬深さの関数として押しのけられた液体の量をプ
ロットしたグラフであり、押しのけられた液体の重量が
ボディの浸漬深さに直線的に比例していることを示す。

【図３】 図３は、主要素および信号処理手段の機能を
示すアナログ回路の簡素化した機能フローシートであ
る。

【図４】 図４は、液体をディスペンサーにチャージす
る間である「充填」サイクルのステップを示すアナログ
サーキットにおいて接続された、対応する機能に関する
システムの要素を示す機能フローシートであり、要素の
機能は図１に関して説明したものである。

【図５】 図５は、液体をディスペンサーからディスチ
ャージする間である「排出」サイクルのステップを示す
アナログサーキットにおいて接続された、対応する機能
に関するシステムの要素を示す機能フローシートであ
り、要素の機能は図１に関して説明したものである。

【図６】 図６は、ディスペンサーから排出される液体
の勢いを制止するための２つの態様のそれぞれにおいて
信号処理手段（または「コントロール」手段）の操作を
説明する機能フローシートである。

【符号の説明】

１０…ディスペンス・システム、１１…ディスペンサ
ー、１２…液体、１３…プランジャー、１４…硬質ロッ
ド、１５…ロードセル、１６…チャージ導管、１７…信
号処理手段、１８…ディスチャージ導管、１９…空気供
給源、２１…速動式バルブ、２３…速開−速閉入口バル
ブ、２５…速開−速閉出口バルブ、２８,２９,３５…ソ
レノイドバルブ、３１…供給物リザーバー、３３…空気
−ダイヤフラムポンプ、３６…空気パイロットバルブ、
３７…混合受器、４０,４３…増幅手段、４１…ソレノ
イド空気パイロットバルブ、４５…コンピュータ手段、
５１…覗きガラス。

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【手続補正書】

【提出日】平成９年９月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスペンスすべき液体が通過する液体
   出口バルブ手段、ディスペンサー内に導入される加圧ガ
   スが通過するガス入口バルブ手段、液体より大きい比重
   を有し、液体のレベルが変化するディスペンサー内の範
   囲より大きい長さを有する、液体に部分的に浸漬する長
   尺プランジャー、およびプランジャーの見掛け重量を連
   続的に検知するロードセルにおいて発生する信号を受け
   取り、バルブ手段に指令を送るコントロール手段を有し
   て成るシステムにおいて、ディスペンサーから液体の単
   位用量をディスペンスする方法であって、 （ａ）出口バルブ手段を開いて単位用量のディスペンス
   を始めること、 （ｂ）約７９０ｋＰａまでの大気圧以上の圧力を維持す
   るように、空気入口バルブ手段を開いてディスペンサー
   内に加圧空気を流し込むこと、 （ｃ）コントロール手段において第１信号を受け取り、
   第１信号は、単位用量の大部分がディスペンスされた後
   にプレ−ゼロ表示ポイントを検知した時にプランジャー
   の検知重量に比例的であること、 （ｄ）コントロール手段からガス入口バルブ手段および
   液体出口バルブ手段の少なくとも一方に第１出力信号を
   伝達してディスペンサー内の液体の勢いを制止するこ
   と、 （ｅ）勢いの一部分を回復すること、 （ｆ）コントロール手段において第２信号を受け取り、
   第２信号は、ゼロ表示ポイントを検知した時にプランジ
   ャーの検知重量に対応すること、および、その後、 （ｇ）第２出力信号を伝達して１秒より短い時間で出口
   バルブ手段を閉じることを含んで成り、それによって、
   ディスペンサー内に含まれる液体のレベルまたは体積を
   測定することなく、あるいはディスペンサーからディス
   ペンスされる液体の重量を直接測定することなく、所定
   時間内で単位用量±５％をディスペンスするようになっ
   ている方法。
2. 【請求項２】 ディスペンスすべき液体が通過する液体
   出口バルブ手段、ディスペンサー内に導入される加圧ガ
   スが通過するガス入口バルブ手段、液体より大きい比重
   を有し、ディスペンサー内の液体のレベルの変動より大
   きい長さを有する、液体に部分的に浸漬する長尺プラン
   ジャー、およびプランジャーの見掛け重量を連続的に検
   知するロードセルにおいて発生する信号を受け取り、バ
   ルブ手段に指令を伝達するコントロール手段を有して成
   るディスペンサーから液体の単位用量をディスペンスす
   るシステムであって、 （ａ）出口バルブ手段を開いて単位用量のディスペンス
   を始める手段、 （ｂ）約７９０ｋＰａまでの大気圧以上の圧力を維持す
   るように、空気入口バルブ手段を開いてディスペンサー
   内に加圧空気を流し込む手段、 （ｃ）単位用量の大部分がディスペンスされた後にプレ
   −ゼロ表示ポイントを検知した時に、プランジャーの検
   知重量に比例する第１信号を発生するロードセル手段、 （ｄ）コントロール手段において第１信号を受け取り、
   コントロール手段からガス入口バルブ手段および液体出
   口バルブ手段の少なくとも一方に第１出力信号を伝達し
   てディスペンサー内の液体の勢いを予め選択した時間制
   止する手段、 （ｅ）勢いの一部分を回復する手段、 （ｆ）ゼロ表示ポイントを検知した時にプランジャーの
   検知重量に対応する第２信号をコントロール手段におい
   て受け取る手段、および （ｇ）第２出力信号を伝達して１秒より短い時間で出口
   バルブ手段を閉じる手段を有して成り、それによって、
   ディスペンサー内に含まれる液体のレベルまたは体積を
   測定することなく、あるいはディスペンサーからディス
   ペンスされる液体の重量を直接測定することなく、所定
   時間内で単位用量±５％をチャージしてディスペンスす
   るシステム。
3. 【請求項３】 供給物リザーバーから液体入口バルブ手
   段を通ってチャージされ、出口バルブ手段を通ってディ
   スチャージされる、ディスペンサー内の液体の何の重量
   も、またはレベルもしくは体積を直接測定することな
   く、ディスペンサーにチャージして、それから、規定さ
   れた時間の充填−排出サイクルの排出部分において単位
   用量の液体をディスペンサーからディスペンスするシス
   テムであって、 システムは、液体に部分的に浸漬する長尺プランジャー
   が吊るされるロードセル手段において発生する信号を受
   け取るコントロール手段を含み、 （１）ガス入口バルブ手段は、ディスペンサーへの加圧
   ガスの流れをコントロールし、コンピュータ手段からの
   出力信号に応答して１秒より短い時間で開閉するように
   迅速に作動し、 （２）液体入口バルブ手段および液体出口バルブ手段
   は、コンピュータ手段からの出力信号に応答して１秒よ
   り短い時間で開閉するように迅速に作動し、 （３）ロードセルは、チャージ表示ポイント、ゼロ表示
   ポイントおよびプレ−ゼロ表示ポイントに対応してディ
   スペンサー内の液体の量に応じて変化する信号を発生
   し、チャージ表示ポイントはディスチャージ部分を開始
   すべきことおよび少なくとも１の単位用量が存在するこ
   とまたは排出できることを示し、ゼロ表示ポイントは単
   位用量がディスペンスされたことを示し、プレ−ゼロ表
   示ポイントは単位用量の大部分がディスペンスされたこ
   とを示し、 （４）コントロール手段は、プレ−ゼロ表示ポイントを
   検知した時にディスペンサーを通って流れる液体の勢い
   を制止する第１出力信号を伝達し、１秒より短い時間内
   で勢いの一部分を回復し、ゼロ表示ポイントを検知した
   時に出口バルブ手段を閉じる第２出力信号を伝達し、 それによって、２分以内で単位用量±５％をチャージし
   てディスペンスするようになっているシステム。