发明内容
可是,由于啤酒桶是在店铺使用后在工厂中可再填充啤酒的所谓的可再利用容器,所以可常年流通。而且,啤酒桶是组合比较多的部件构成的,由于每个部件均存在重量偏差,所以与部件个数较少的瓶容器或罐容器相比,空啤酒桶的重量中各啤酒桶的偏差较大。因而,在基于啤酒填充后的啤酒桶的总重量判断填充不足时,产生以下的问题。
图8是以数学式表示现有技术中空啤酒桶的重量x与啤酒的填充重量y的关系的图。如图8中式(a)所示,当向标准重量的空啤酒桶(重量x0)填充入填充重量y0的啤酒时,则啤酒桶填充后总重量z0以“x0+y0”表示。
另一方面,如图8中式(b)所示,当向比标准的重量x0轻的空啤酒桶(重量为最小值x1)填充入填充重量y0的啤酒时,则啤酒桶填充后重量z1(=x1+y0)小于填充后总重量z0(=x0+y0)。同样,如图式(c)所示,当向比标准的重量x0重的空啤酒桶(重量为最大值x2)填充入填充重量y0的啤酒时,则啤酒桶填充后重量z2(=x2+y0)大于填充后总重量z0(=x0+y0)。
这里,在向啤酒桶填充入填充重量y0的啤酒销售时,考虑作为用于判定啤酒填充不足的规定值应该采用什么样的数值呢。在空啤酒桶始终保持标准的重量x0时,以“x0+y0”为规定值,如果仅使填充后重量超过这个规定值的啤酒桶发货,则填充不足的啤酒桶不会进入市场。
但是,如上所述,啤酒桶的重量中存在较大的偏差。因此,当向较重的空啤酒桶(例如,重量为最大值x2)填充啤酒时,则即使在已填充的啤酒的重量小于“y0”时,也产生啤酒桶的填充后重量超过规定值“x0+y0”的情况。在这种情况下,填充不足的啤酒桶会进入市场。
因而,为了切实地防止填充不足的啤酒桶进入市场的情况,作为用于判断填充不足的规定值需要采用啤酒桶的填充后重量z2(=x2+y0)。
可是,作为用于判断填充不足的规定值在采用填充后总重量z2时,即使向比较轻量的空啤酒桶(低于最大值x2的重量。例如,在图8中,重量为x0或x1)仅填充重量y0的啤酒,由于填充后重量不超过规定值z2,所以该啤酒桶被判断为填充不足。并且,在判断为填充不足时,由于需要将已填充入啤酒桶的啤酒暂时废弃进行再填充,所以不仅浪费啤酒原料,也降低生产效率。
作为用于判断填充不足的规定值在采用填充后重量z2时,为使其不判断为填充不足,为使填充后重量达到规定值z2,需要有意识地比重量y0增加填充入比较轻量的空啤酒桶的啤酒的重量(参照图8中“y′”、“y″”)。因此,在现有技术中,为了填充入消除填充不足所需的足够重量的啤酒而设定填充装置。可是,在这种方法中,由于超量地填充啤酒,所以在啤酒工厂中浪费的啤酒的总重量显著增大,对生产效率也产生影响。因而,希望啤酒的填充重量抑制在可消除填充不足的最小限的重量。
本发明是鉴于上述情况而提出的,目的在于提供一种即使在桶容器例如啤酒桶的重量存在偏差时,也不会使填充不足的桶容器进入市场,且不会降低啤酒的生产效率的桶容器的填充方法及实施该方法的填充装置。
为了实现上述目的,根据本发明第1方案提供的桶容器的填充装置,其具备:测定饮料填充之前的填充前的桶容器的重量的填充前桶容器重量测定单元;从已通过该填充前桶容器重量测定单元测定的所述填充前桶容器的重量中减去规定的填充前桶容器基准重量计算出偏差的偏差计算单元;向所述填充前桶容器填充规定的填充重量的饮料的饮料填充单元;测定已通过该饮料填充单元填充饮料后的填充后桶容器的重量的填充后桶容器重量测定单元;及在通过所述偏差计算单元计算出的所述偏差为负值时,计算出所述填充后桶容器的重量加上所述偏差的绝对值所得的补正重量的填充后桶容器的补正重量计算单元。
即,在本发明的第1方案中,在填充前的空啤酒桶比规定的空桶容器基准重量轻时,考虑该差值,增加填充后的桶容器的重量。因此,在基于饮料填充后的桶容器的重量判断填充不足时,不会基于使用轻量的空桶容器判断为填充不足。而且,在本发明第1方案中,也可以排除为了避免判断为这种填充不足而超量地填充饮料的必要性。
本发明第2方案是在第1方案中,还具备在所述填充后桶容器的重量或所述填充后桶容器的补正重量小于规定的填充后桶容器基准重量时,将该桶容器从所述填充装置排出的排出单元。
即,在本发明第2方案中,在填充重量不足时,可防止填充不足的桶容器在市场上流通。
本发明第3方案提供一种桶容器的填充装置,其具备:测定饮料填充之前的填充前桶容器的重量的填充前桶容器重量测定单元;从已通过该填充前桶容器重量测定单元测定的所述填充前桶容器的重量中减去规定的填充前桶容器基准重量计算出偏差的偏差计算单元;及向所述填充前桶容器填充规定的填充重量的饮料的饮料填充单元,在通过所述偏差计算单元计算出的所述偏差为负值时,所述饮料填充单元填充所述规定的填充重量加上所述偏差的绝对值所得的重量的饮料。
即,在本发明的第3方案中,在填充前的空啤酒桶比规定的空桶容器基准重量轻时,考虑该差值,比规定的填充重量过量地填充饮料。因此,在基于饮料填充后的桶容器的总重量判断填充不足时,不会基于使用轻量的空桶容器判断为填充不足。
本发明第4方案是在第3方案中,还具备:测定已通过所述饮料填充单元填充饮料后的所述桶容器的重量的填充后桶容器重量测定单元;及在通过该填充后桶容器重量测定单元已测定的所述填充后桶容器的重量小于规定的填充后桶容器基准重量时,将该桶容器从所述填充装置排出的排出单元。
即,在本发明第4方案中,在填充重量不足时,可防止填充不足的桶容器在市场上流通。
本发明第5方案提供一种桶容器的填充方法,其包括如下步骤:测定饮料填充之前的填充前桶容器的重量;从所述填充前桶容器已测定的重量中减去规定的填充前桶容器基准重量计算出偏差;向所述填充前的桶容器填充规定的填充重量的饮料;及在所述偏差为负值时,计算出填充后的所述桶容器的重量加上所述偏差的绝对值所得的填充后桶容器的补正重量。
即,在本发明的第5方案中,在填充前的空桶容器比规定的空桶容器基准重量轻时,考虑该差值,增加填充后的桶容器的总重量。因此,在基于饮料填充后的桶容器的总重量判断填充不足时,不会基于使用轻量的空桶容器而判断为填充不足。而且,在本发明第5方案中,也可以排除为了避免判断为这种填充不足而超量地填充饮料的必要性。
本发明第6方案是在第5方案中,还包括如下步骤:在所述填充后桶容器的重量或填充后桶容器的补正重量小于规定的填充后桶容器基准重量时,将该桶容器从填充装置排出。
即,在本发明第6方案中,在填充重量不足时,可防止填充不足的桶容器在市场上流通。
本发明第7方案提供一种桶容器的填充方法,其包括如下步骤:测定饮料填充之前的填充前桶容器的重量;从所述填充前桶容器已测定的重量中减去规定的填充前桶容器基准重量计算出偏差;及在所述偏差为负值时,填充规定的填充重量加上所述偏差的绝对值所得的重量的饮料。
即,在本发明的第7方案中,在填充前的空桶容器比规定的空桶容器基准重量轻时,考虑该差值,比规定的填充重量过量地填充饮料。因此,在基于饮料填充后的桶容器的总重量判断填充不足时,不会基于使用轻量的空桶容器判断为填充不足。
本发明第8方案是在第7方案中,还包括如下步骤:测定饮料填充后的所述桶容器的重量;及在填充后的所述桶容器已测定的重量小于规定的填充后桶容器基准重量时,将该桶容器从填充装置排出。
即,在本发明第8方案中,在填充重量不足时,可防止填充不足的桶容器在市场上流通。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图中,在相同的部件上标注相同的附图标记。为了便于理解,这些附图适当变更比例尺。
图1是基于本发明的啤酒桶用填充装置的概念图。图1所示的填充装置10,包括:沿箭头A方向依次输送多个桶容器、例如啤酒桶40的传送带等的输送路径11;及与输送路径11邻接配置,沿箭头B方向依次输送啤酒桶40的环状的旋转通路20。
在旋转通路20上,为了向啤酒桶40填充啤酒而在圆周方向等间隔设置有多个例如二十个填充部21。在图1中,设计为在各个与位于旋转通路20上的啤酒桶40对应的位置上设置填充部21的结构。
图2是沿图1的I-I线看的填充部的纵剖视图。在图2中,啤酒桶40以盖朝向下方的倒立状态配置于旋转通路20上。在填充装置10的上方,设置有具备自如伸缩的杆52的气缸51。并且,在杆52的前端安装有大致“+”字形状的紧固手把53。通过使气缸51动作从而使杆52伸出,啤酒桶40被把持在紧固手把53与旋转通路20之间。
填充部21,包括:可以卡合在啤酒桶40的桶口(未图示)上的填充头23;及从啤酒用贮留罐(未图示)延伸到填充头23的输液管22。啤酒用贮留罐(未图示)内的啤酒,通过输液管22及填充头23从桶口填充入啤酒桶40内。
如图所示,在输液管22上设置有检测流过输液管22内的啤酒的流量的流量计25。而且,对于啤酒的流动,在流量计25的下游设置有控制啤酒流量的流量控制阀26。这些流量计25及流量控制阀26与后述的控制装置30连接。
而且,在图2中,表示出在啤酒填充前将预加压气体供给啤酒桶40内的供给管路55和排出啤酒桶40内的预加压气体的排出管路56。预加压气体是惰性气体例如二氧化碳或氮气等,起到防止溶于啤酒溶液中的二氧化碳气体在向啤酒桶40填充时分离或产生泡沫的作用。再者,在排出管路56上,设置有控制预加压气体的排出流量的控制阀57,该控制阀57也与控制装置30连接。虽然不详细地进行说明,但供给啤酒桶40的预加压气体根据啤酒的填充作用通过排出管路56排出。
再次参照图1,在输送路径11上输送的啤酒桶40,相对于输送方向A通过上游的星形轮13及导向部件14被输送至旋转通路20。已输送至旋转通路20的啤酒桶40,通过旋转通路20在箭头B方向上旋转的同时,通过一个填充部21填充啤酒。
换言之,在旋转通路20从上游星形轮13的啤酒桶投入位置到下游星形轮15的啤酒桶排出位置进行旋转期间,规定量的啤酒被填充入啤酒桶40。已被填充啤酒的啤酒桶40通过下游星形轮15及导向部件16再次返回输送路径11。由于为这种构成,所以图1中在位于星形轮13、15之间的填充部21a上未配置啤酒桶40。
在基于本发明的填充装置10中,第一重量测定单元12设置在比上游星形轮13靠上游的输送路径11上。该第一重量测定单元12测定啤酒填充前的空啤酒桶40的重量。
同样,在输送路径11上,第二重量测定单元17设置在下游星形轮15的下游。第二重量测定单元17测定已填充啤酒后的啤酒桶40的总重量。
如图所示,在第二重量测定单元17的下游,分支输送通路18从输送路径11分支出来。分支输送通路18通常不进行动作,仅在起动部19起动时动作。在已通过第二重量测定单元17测定的啤酒桶40的总重量低于规定值Z2时,起动部19起动,使该啤酒桶40从输送路径11排出至分支输送通路18。即,分支输送通路18起到作为排出这种啤酒桶40的排出单元的作用。
第一重量测定单元12、第二重量测定单元17及起动部19也与控制装置30连接。这里,控制装置30是数字计算机,进行填充装置10整体的控制。如图1所示,控制装置30包括后述的偏差计算部31、比较部32、第一信号发送部33、第二信号发送部34、起动信号发送部36和存储部35。
图3是与基于本发明第一实施方式的填充装置的动作程序相关的流程图。图3所示的动作程序100及后述的动作程序200均为预先存储在控制装置30的存储部35内的程序。
以下,参照图3,对于基于本发明第一实施方式的填充装置的动作进行说明。在动作程序100的步骤101中,通过第一重量测定单元12测定在输送路径11上输送的空啤酒桶40的重量。已测定的重量X供给控制装置30的偏差计算部31。
接着,在步骤102中,偏差计算部31从已供给的空啤酒桶重量X中减去预先存储在存储部35内的空啤酒桶基准重量X0,由此计算出偏差ΔX(=X-X0)。这里,空啤酒桶基准重量X0是存在偏差的多个啤酒桶40的平均值或中位数,为通过实验等预先确定的值。
接着,已测定重量的啤酒桶40通过上游星形轮13及导向部件14从输送路径11移动到旋转通路20,通过对应的填充部21被如上所述地把持。并且,空啤酒桶40与旋转通路20一起旋转,与此同时,规定的填充重量Y的啤酒从填充部21的填充头23填充入该啤酒桶40(步骤103)。
当填充入填充重量Y的啤酒且该啤酒桶40移动到下游星形轮15附近时,则该啤酒桶40通过下游星形轮15及导向部件16从旋转通路20再次返回到输送路径11。接着,第二重量测定单元17测定啤酒桶40自身的重量即空啤酒桶重量X与啤酒的填充重量Y合计的总重量Z。
其后,在步骤105中,通过控制装置30的比较部32判定偏差ΔX是否小于零。在偏差ΔX大于或等于零时,即在空啤酒桶重量X大于或等于空啤酒桶基准重量X0时,不进行特别的处理,进入步骤107。即,此时基于通过第二重量测定单元17测定的填充后啤酒桶40的总重量Z,判定该填充后的啤酒桶40是否填充不足。
另一方面,在步骤105中,在偏差ΔX小于零时,通过图1所示的信号发送部33向第二重量测定单元17发送与偏差ΔX的绝对值相关的信号。如图1所示,第二重量测定单元17包含补正重量计算单元17′。此时,补正重量计算单元17′计算出已在步骤104中测定的总重量Z加上偏差ΔX的绝对值所得的值,以作为填充后啤酒桶40的新的总重量Z(补正重量)(步骤106)。
在步骤106中加上偏差ΔX的绝对值所得的总重量Z或在步骤104中测定的总重量Z发送给控制装置30的比较部32。并且,在步骤107中,通过比较部32判定总重量Z是否小于填充后啤酒桶基准总重量Z2。这里,填充后啤酒桶基准总重量Z2是预先存储在控制装置30的存储部35内的规定值,是通过统计等预先确定的空啤酒桶重量的最大值X2加上填充基准重量Y0(啤酒的发货重量)所得的值。
并且,在判定为总重量Z小于填充后啤酒桶基准总重量Z2时,判断为该填充后啤酒桶40的啤酒填充不足。此时,由于来自起动信号发送部36的信号发送给起动部19,分支输送通路18起动。这样,该填充后的啤酒桶40从输送路径11移送入分支输送通路18,从填充装置10排出(步骤108)。
另一方面,在判定为总重量Z不小于填充后啤酒桶基准总重量Z2时,可判断为不是填充不足。此时,起动信号发送部36不进行动作,该填充后的啤酒桶40保持原样在输送路径11上移动,输送至下一工序。
使用以数学式表示空啤酒桶重量X与啤酒的填充重量Y的关系的图4,说明向第一实施方式的各种空啤酒桶的填充状态。在图4及后述的图6中,符号X0表示空啤酒桶基准重量,符号X1、X2分别表示空啤酒桶重量X的最小值及最大值(X1<X0<X2)。另外,在这些附图中,设为填充入填充基准重量Y0的啤酒。
如图4中式(A)所示,在空啤酒桶重量X为最大值X2时,由于偏差ΔX(=X2-X0)为正值,所以不进行图3中的步骤106的处理。因而,填充后的啤酒桶40的总重量Z以空啤酒桶重量的最大值X2与填充基准重量Y0之和(=总重量Z2)表示。因而,此时,也不会判断为填充不足。
另一方面,如式(B)所示,在空啤酒桶重量X小于最大值X2时,例如在空啤酒桶重量X为最小值X1时,在图3的步骤106中,通过补正重量计算单元17′,将偏差ΔX(=X1-X0)的绝对值加在总重量上。因而,此时的总重量Z以空啤酒桶重量的最小值X1、填充基准重量Y0和偏差ΔX的绝对值之和(=总重量Z1)表示。
由图4可知,在本发明的第一实施方式中,由于使空啤酒桶40的重量仅增加偏差ΔX的绝对值部分,所以总重量Z1与填充后啤酒桶基准总重量Z2相等。因此,在本发明第一实施方式中,即使在使用轻量(例如,重量为最小值X1)的空啤酒桶40时,由于使总重量Z增大,所以也不会判断为填充不足。
在现有技术中,在使用轻量的啤酒桶40之际,需要将啤酒的填充重量增加至超过填充后啤酒桶基准总重量Z2。可是,在本发明的第一实施方式中,由于以偏差ΔX的绝对值加上总重量Z所得的值为新的总重量Z,所以不需要超量地填充啤酒。因此,可以抑制基于过量地填充啤酒导致啤酒制造业者的负担。
然而,实际上啤酒的填充重量存在偏差,实际的填充重量Y存在大于及小于填充基准重量Y0的情况。并且,在填充重量Y小于填充基准重量Y0时,在第一实施方式步骤107中,总重量Z低于填充后啤酒桶基准总重量Z2,该啤酒桶40从填充装置10排出,填充不足的桶容器也不会在市场上流通。可是,在现有技术中,在填充重量Y大于填充基准重量Y0时,事实上尽管不能说填充不足,但在某个啤酒桶40的重量比空啤酒桶基准重量X0轻且与填充重量Y和填充基准重量Y0之差相比,上述空啤酒桶基准重量X0与上述空啤酒桶重量X之差较大时,则该啤酒桶40从填充装置10排出,而在第一实施方式中,由于这样的啤酒桶40不会判断为填充不足,所以不会从填充装置10排出,可提高输送入下一工序的啤酒桶40的比率。
图5是与基于本发明第二实施方式的填充装置的动作程序相关的流程图。图5所示的动作程序200的步骤201、202、203,由于与动作程序100的步骤101、102、105分别相同,所以省略说明。
第二实施方式中,在判定为偏差ΔX小于零时,在步骤204中,第二信号发送部34将对应偏差ΔX的绝对值的信号发送给对应该啤酒桶40的填充部21。这样,将规定的填充重量Y加上偏差ΔX的绝对值所得的值,设定为应该填充入该啤酒桶40的啤酒的新的填充重量Y。再者,由图5可知,在判定为偏差ΔX不小于零时,规定的啤酒填充重量Y不进行变更。
接着,在步骤205中,通过填充部21,规定的填充重量Y或在步骤204中被变更的新的填充重量Y的啤酒被填充入该啤酒桶40。并且,在步骤206中,通过第二重量测定单元17测定填充后的啤酒桶40的总重量Z。其后,与上述的步骤107、108相同,图5的步骤207、208中,在该啤酒桶40填充不足时,该啤酒桶40从填充装置10排出。
第二实施方式中向各种空啤酒桶的填充状态,使用与图4相同的图6进行说明。图6所示的式(A),由于与图4的情况相同,所以省略说明。
在图6中如式(B′)所示,在空啤酒桶重量X小于最大值X2时,例如在空啤酒桶重量X为其最小值X1时,在图5的步骤204中,偏差ΔX的绝对值加在填充基准重量Y0上。即,此时实际上填充入填充基准重量Y0加上偏差ΔX的绝对值的量的啤酒。因而,总重量Z以空啤酒桶重量的最小值X1、填充基准重量Y0和偏差ΔX的绝对值之和(=总重量Z1′)表示。这样,在第二实施方式中,希望注意实际上填充的啤酒的填充重量被变更。
由图6可知,在本发明的第二实施方式中,由于使啤酒的填充重量Y仅增加偏差ΔX的绝对值部分,所以此时的总重量Z1′与填充后啤酒桶基准总重量Z2相等。因此,在本发明第二实施方式中,即使在使用轻量(例如,重量为最小值X1)的空啤酒桶40时,由于总重量Z增大,所以也不会判断为填充不足。
在第二实施方式中,在使用比较轻量的啤酒桶40时,为了增大填充后的啤酒桶40的总重量Z而使啤酒填充超过填充基准重量Y0以上。由此,超量地填充啤酒,对于啤酒制造业者来说成为负担。可是,填充完成后在判断为填充不足时,由于已填充的啤酒需要暂时废弃进行再填充,所以在第二实施方式中,如果与这种情形比较,则废弃的啤酒量很少就可以完成。
再者,在第二实施方式中也同样,啤酒的填充重量存在偏差。因此,在第二实施方式中,在填充重量Y小于填充基准重量Y0时,在步骤207中,总重量Z低于填充后啤酒桶基准总重量Z2,该啤酒桶40从填充装置10排出,填充不足的桶容器也不会在市场上流通。可是,在现有技术中,在填充重量Y大于填充基准重量Y0时,事实上尽管不能说填充不足,但在某个啤酒桶40的重量X比空啤酒桶基准重量X0轻且与填充重量Y和填充基准重量Y0之差相比,上述空啤酒桶基准重量X0与上述空啤酒桶重量X之差较大时,则该啤酒桶40从填充装置10排出,而在第二实施方式中,由于这样的啤酒桶40不会判断为填充不足,所以不会从填充装置10排出,可提高输送入下一工序的啤酒桶40的比率。
换言之,在第二实施方式中,虽然有可能基于总重量Z判定为填充不足,但在啤酒填充前可根据偏差ΔX的绝对值预测。并且,在预测出填充不足时,将不会判断为填充不足的过量的啤酒(相当于偏差ΔX的绝对值),在啤酒填充时一起进行填充。
参照表示填充时间和与啤酒的流速有关的信号的关系的图7A及图7B,说明过量地填充啤酒的填充作用。在这些附图中,横轴表示啤酒的填充时间,纵轴表示与啤酒流速有关的信号。再者,这些附图所示的啤酒流速通过流量控制阀26控制。
图7A表示在图6的步骤203中,由于判定为偏差ΔX不小于零而不变更啤酒的填充重量的情况。如图7A所示,此时,从时间T0至时间T1,使啤酒的流速从流速QA逐渐增大至最大流速QB。使啤酒的流速逐渐增大的理由,是为了防止在填充时啤酒内的二氧化碳分离或产生泡沫。
接着,当啤酒的流速达到最大流速QB时,则从时间T1至时间T2以最大流速QB持续填充啤酒。其后,当到达时间T2时,则关闭流量控制阀26,瞬间地切断啤酒的供给。
另一方面,图7B表示在图6的步骤203中,由于判定为偏差ΔX小于零而增大啤酒的填充重量的情况。此时,从时间T0至时间T2,啤酒的流速与图7A的情形相同地控制。
并且,当达到时间T2时,则使啤酒的流速从最大流速QB瞬间地降低至流速QA。接着,从时间T2至时间T3以流速QA填充啤酒。这里,时间T3是根据偏差ΔX的绝对值在啤酒填充前计算出的值。其后,当到达时间T3时,则关闭流量控制阀26切断啤酒供给。
这样,在第二实施方式中,在通常作为填充完成时间的时间T2后,进行超量地填充啤酒。由此,可以比较容易且准确地进行补充啤酒填充重量。另外,在第二实施方式中可知,由于不改变开始填充啤酒时的啤酒填充重量的变化特性,所以能防止填充时啤酒内的二氧化碳分离或产生泡沫。当然,也可以使时间T2仅向后推移对应偏差ΔX的绝对值的部分。另外,可知为了使填充重量仅增加偏差ΔX的绝对值,也可以任意地变更流速及时间。