JP2002370797A - 充填バルブ - Google Patents
充填バルブInfo
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- B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
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- B67C2003/2668—Means for adapting the filling head to various sizes of containers
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- Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
Abstract
容器Bとトップオープン缶等の第2種容器Cへの充填に
兼用できるようにする。 【解決手段】バルブボディ2に大径部2aと小径部2b
が形成され、このバルブボディ2にそれぞれ嵌合する大
径部32aと小径部32bを有する容器口パッキンユニ
ット32を備えている。両者の大径部2a、32a間を
シールする第1シール部材34と、小径部2b、32b
間をシールする第2シール部材36が設けられ、容器口
パッキンユニット32の下面には、ボトル型の第1種容
器Bの口径にほぼ一致する第1パッキン38と、缶等の
第2種容器Cの口径にほぼ一致する第2パッキン40が
設けられている。第1種容器Bの場合には、前記小径部
2b、32bを嵌合させた状態で、第2種容器Cの場合
には、小径部2b、32bを嵌合させない状態で充填を
行う。
Description
した状態で液体の充填を行う充填装置に係り、特に、P
ETボトルやボトル缶等キャップで再封できる容器ある
いはびん等のような肩部を有するボトル型の容器(以
下、第1種容器と呼ぶ)と、トップオープン缶のように
大きい開口を有する肩部のない容器(以下、第2種容器
と呼ぶ)とに兼用可能な兼用型充填装置に設けられた充
填バルブに関するものである。
に形成された充填液通路と、この充填液通路を開閉する
液バルブとを有する充填バルブを備えており、前記液バ
ルブを開放して充填液通路から容器内に充填液を注入す
るようになっている。この充填装置によって、例えば、
炭酸ガス入り飲料を容器内に充填する場合には、容器の
上端開口部を密閉する必要があるため、前記充填バルブ
のバルブボディに円筒状の昇降部材を嵌合させ、さら
に、この昇降部材に、容器の上端開口部を案内するセン
タリングガイドと、その上端開口部を密封するパッキン
とを取付け、このパッキンを容器の上端開口部全周に圧
着させ容器内を密封した状態にして、前記炭酸ガス飲料
を充填するようにしている。
常、リフタ昇降式の充填装置によって容器を昇降させて
充填を行い、肩部のないトップオープン缶等の第2種容
器はリフタレスタイプの充填装置によって充填を行うよ
うになっているので、充填装置の兼用が困難であり、一
般には、これら第1種容器と第2種容器とは、それぞれ
専用の充填装置を用いて充填を行っている。
と、肩部のないトップオープン缶等の第2種容器とは、
口部(上端開口部)の口径が異なっているので、前記の
ような容器の口部を密封して充填を行うタイプの充填装
置を、これら両タイプの容器に兼用するためには、容器
内を密封するためのパッキンおよびセンタリングガイド
と、これらパッキンおよびセンタリングガイドが取り付
けられている円筒状の昇降部材とを交換しなければなら
ない。
兼用するために、円筒状の部材に、肩部を有するボトル
型の第1種容器の口部と当接する第1パッキンと、肩部
を有しないトップオープン缶等の第2種容器の口部と当
接する第2パッキンを設けた兼用型充填バルブが提案さ
れた(USP3,455,350)。この発明の構成で
は、型替時には、パッキンの取り付けられている円筒状
部材を交換する必要はなく、ベントチューブだけを交換
するだけでよい。
では、肩部のないトップオープン缶等の第2種容器に充
填をする場合、特に、薄肉の缶に充填をする場合には、
缶用のパッキンによってシールされている缶の口径と充
填バルブ側の口径とが大幅に違っているので、充填バル
ブからの力と容器からの力のバランスが崩れてうまくシ
ールすることができないという問題がある。また、確実
にシールするためにパッキンを強い力で容器に押し付け
ると、容器が変形してしまうという問題が発生する。
たもので、型替をせずにボトル型の第1種容器とトップ
オープン缶等の第2種容器とに兼用可能な充填バルブで
あり、しかも、充填時における容器側の力と充填バルブ
側の力を均衡させることができる充填バルブを提供する
ことを目的とするものである。
ルブは、大径部とその下方の小径部を有するとともに内
部に充填液通路が形成されたバルブボディと、前記充填
液通路を開閉する充填液バルブと、前記バルブボディの
大径部と小径部にそれぞれ昇降可能に嵌合される大径部
と小径部とを有する容器口パッキンユニットと、バルブ
ボディの大径部と容器口パッキンユニットの大径部との
間をシールする第1シール部材と、バルブボディの小径
部と容器口パッキンユニットの小径部との間をシールす
る第2シール部材と、容器口パッキンユニットに設けら
れて供給される容器の口部と当接するパッキンと、前記
容器口パッキンユニットを下方に付勢する付勢手段とを
備えており、肩部を有する第1種容器に充填する際に
は、前記充填液バルブを開放するとともにバルブボディ
の小径部と容器口パッキンユニットの小径部とを嵌合さ
せ、第2シール部材でバルブボディと容器口パッキンユ
ニット間をシールし、かつ、肩部を有しない第2種容器
に充填する際には、前記充填液バルブを開放するととも
に、第2シール部材でバルブボディと容器口パッキンユ
ニット間をシールさせずに第1シール部材のみでバルブ
ボディと容器口パッキンユニット間をシールするように
したものである。
記バルブボディの大径部と小径部との間に、この小径部
よりも小さい径を有する第2小径部を形成するととも
に、前記第2種容器に充填する際には、前記第2シール
部材を第2小径部の高さに位置させることを特徴とする
ものである。
り本発明を説明する。図1(a)は本発明の一実施の形
態に係る充填バルブの縦断面図、図(b)は図(a)の
左側面図であり、この充填バルブ(全体として符号1で
示す)のバルブボディ2は、下部寄りに大径部2aが形
成され、さらに、この大径部2aの下方に小径部2bが
設けられている。このバルブボディ2の内部に充填液通
路4が形成されており、図示しない充填液タンクから給
液管6を介して送られた充填液が、この充填液通路4を
通って容器BまたはC(後に説明する図2参照)内に充
填される。
4を開閉する液バルブ8が設けられている。この液バル
ブ8は、充填液通路4内に昇降可能に挿入されたロッド
10の下端に形成された弁体12と、前記充填液通路4
の下部内面に設けられた弁座14とによって構成されて
いる。この弁体12が弁座14に着座する部分の外周面
には、シール部材12aが嵌着されて液密を保持するよ
うになっている。前記弁体12を有するロッド10は、
バルブボディ2の上部に設けられたエアシリンダ16に
よって昇降する。
けられ、バルブボディ2の上端に固定されたシリンダハ
ウジング20内に摺動自在に嵌合して、シリンダハウジ
ング20内の空間を上下の圧力室22、24に区画して
いる。これら両圧力室22、24は、それぞれエア通路
26、27を介してエア圧力源(図示せず)に接続され
ており、圧力室22、24内に圧力エアを導入し、また
は、大気に開放できるようになっている。上方の圧力室
22に圧力エアを導入したときには、ピストン18とと
もにロッド10が下降して弁体12が弁座14に着座す
ることにより前記充填液通路4を閉じ、下方の圧力室2
4にエアを導入したときには、ロッド10が上昇して弁
体12が弁座14から離座して充填液通路4を開放す
る。なお、バルブボディ2内の充填液通路4側と上方の
エアシリンダ16との間にダイヤフラム28が介装され
て遮断されている。また、前記弁体12が設けられたロ
ッド10の外面には、充填液通路4内を通過する充填液
の流れを整流する整流板30が取り付けられている。
2aおよび小径部2bの外周に、円筒状の容器口パッキ
ンユニット32が嵌合している。この容器口パッキンユ
ニット32は、上部に形成された大径部32aとその下
方の小径部32bとを有しており、この大径部32aの
内面がバルブボディ2の大径部2aの外面に常時嵌合
し、小径部32bの内面はバルブボディ2の小径部2b
の外面に嵌合可能になっている。容器口パッキンユニッ
ト32の大径部32aの内面には第1シール部材34が
嵌着され、前記バルブボディ2の大径部2aの外面との
間の気密を保持している。また、容器口パッキンユニッ
ト32の小径部32bの内面に第2のシール部材36が
嵌着され、この小径部32bがバルブボディ2の小径部
2bに嵌合しているときには、これら両者2b、32b
の間の気密を保持するようになっている。
この充填バルブ1を備えた充填装置によって充填される
第1種容器(ボトル型容器)Bの口径とほぼ一致する径
を有するボトル用の容器口パッキン(第1パッキン)3
8と、第2種容器(オープン缶等の缶型容器)Cの口径
とほぼ一致する缶用の容器口パッキン(第2パッキン)
40とが取り付けられている。この容器口パッキンユニ
ット32は、バルブボディ2に取り付けられた昇降用エ
アシリンダ(昇降手段)42によって昇降できるように
なっており、容器BまたはC内に充填を行うときには、
この昇降用エアシリンダ42によって容器口パッキンユ
ニット32を下降させて、容器口パッキン38または4
0を容器BまたはCの口部に密着させてこの容器B、C
内を密封する。
下端面に開口する二本の気体通路44、46が設けられ
ている(図1(a)およびバルブボディ2の小径部2b
の横断面を示す図1(c)参照)。一方の気体通路44
はカウンタ通路であり、開閉弁48を介して、図示しな
い充填液タンクのヘッドスペース(貯留された充填液の
上部空間)に接続されている。また、他方の気体通路4
6はスニフト通路であり、開閉弁50を介して、図示し
ないスニフトチャンバーに接続されている。この実施の
形態の充填バルブ1は、バルブボディ2の壁面内を通る
カウンタ通路44を設けて、充填液タンクのヘッドスペ
ースに接続させているので、従来の充填バルブが備えて
いたベントチューブをなくすことができ、型替の際にア
タッチメントを交換する必要がなくなった。
2bの下端面に開口する二本の気体通路44、46と別
の第3の気体通路52が形成されている。この第3の気
体通路52の一端は、前記バルブボディ2の大径部2a
の下端面(大径部2aと小径部2bとの間の段部)に開
口しており、開閉弁54によって開閉できるようになっ
ている。この第3の気体通路52は、ボトル型の第1種
容器Bに充填を行う際には大気に開放され、トップオー
プン缶等の第2種容器Cに充填を行う際には、前記開閉
弁54を閉じて密閉する。また、充填装置の洗浄を行う
際にはCIP回路に接続される。
いて説明する。先ず、炭酸飲料等の充填液を加圧充填す
るガス詰め充填を行う場合について説明する。ガス詰め
充填の場合には、図示しない充填液タンク内に充填液を
収容し、その上部の空間に加圧ガスを封入する。
方に容器B、またはCが供給される時点では、容器口パ
ッキンユニット32は昇降用エアシリンダ42によって
上昇した位置にあり、容器BまたはCが供給された後に
この容器口パッキンユニット32が下降される。肩部を
有するボトル型の第1種容器Bに充填を行う場合には、
この第1種容器Bは口部Baの径が小さいので、容器口
パッキンユニット32の下面の内周側に取り付けられて
いるボトル用の第1パッキン38が、容器Bの口部Ba
に圧着されて容器B内を密封する。
をする場合には、図2(a)に示すように、前記容器口
パッキンユニット32の小径部32bがバルブボディ2
の先端の小径部2bに嵌合した状態になっている。従っ
て、バルブボディ2の小径部2bの外面と大径部2aの
下端面および、容器口パッキンユニット32の大径部3
2aの内面と小径部32bとの間の段部とによって囲ま
れた空間56が形成され、第1シール部材34および第
2シール部材36によって密封されているが、この空間
56内は、第3の気体通路(別の気体通路)52を介し
て大気に連通しており、容器口パッキンユニット32は
自由に動くことができる。
容器B内を密封した後、カウンタ通路44およびスニフ
ト通路46の開閉弁48、50を開放する。充填液タン
ク内の加圧ガスが、カウンタ通路44から容器B内に導
入されるとともに、容器B内のエアがスニフト通路46
を介して排出される。スニフト通路46の開閉弁50を
閉じ、容器B内の圧力が充填液タンク内の圧力と等しく
なったのち、エアシリンダ16を作動させてロッド10
およびこのロッド10と一体の弁体12を上昇させ、弁
体12を弁座14から離座させて液バルブ8を開放す
る。
内の充填液通路4を通って容器B内に充填されるととも
に、容器B内のガスは、カウンタ通路44から排出され
て充填液タンク内に戻される。この充填バルブ1の給液
管6には、図示しないフローメータが設けられており、
所定量の充填液が充填されると、エアシリンダ16の作
動によって液バルブ8が閉じられ充填が終了する。ま
た、カウンタ通路44の開閉弁48も閉じる。充填終了
後、さらに、スニフト通路46の開閉弁50を開き、後
に容器口パッキン38を容器Bから離したときに充填液
が急激に発泡しないように、容器Bのヘッドスペース内
から圧力ガスを徐々に放出して大気圧と同圧にする。そ
の後、昇降用エアシリンダ42によって容器口パッキン
ユニット32を上昇させて第1パッキン38を容器Bか
ら離し、この容器Bを充填装置から排出する。
オープン缶等の肩部のない第2種容器Cにガス詰め充填
を行う場合には、充填バルブ1の下方に容器Cが供給さ
れた後、昇降用エアシリンダ42を作動させて容器口パ
ッキンユニット32を下降させ、その下面の外周側に取
り付けられている缶等の第2種容器用の容器口パッキン
40を、容器Cの口部Caに圧着させて容器C内を密封
する。このときには、容器口パッキンユニット32の小
径部32bはバルブボディ2の小径部2bに嵌合しない
状態になっている。以後の工程は前記ボトル型の第1種
容器Bの場合と同様である。
例えば、図2(a)のようにバルブボディ2の小径部2
bと容器口パッキンユニット32の小径部32bとを嵌
合させた状態で缶等の第2種容器Cに充填を行うと、缶
Cの口径に対して、第2シール部材36の摺動部の径が
狭いので、充填バルブ1側からの圧力よりも缶C側から
の圧力が大きくなるため、必要以上の力でパッキン40
を缶Cの口部Caに押し付けておかないと容器口パッキ
ン40からガスが漏れてしまう。しかしながら強い力で
缶Cを押し付けると薄肉の缶Cの場合には、カウンター
圧が作用する前に変形してしまう。
ッキンユニット32の小径部32bがバルブボディ2の
小径部2bに嵌合していない状態でボトル型の第1種容
器Bにガス詰め充填を行おうとすると、容器Bの口径に
対して第1シール部材34の摺動部の径(バルブボディ
2の大径部2aの外径または容器口パッキンユニット3
2の大径部32aの内径)が大きいため、充填バルブ1
からの力が容器B側からの力よりも大幅に大きく、容器
Bに必要以上の力がかかることになり、それを受けるパ
ッキン38に大きな負荷がかかるという問題が発生す
る。さらに、図2(a)の状態で第2シール部材36が
無い場合にも、同様に、第1パッキン38に大きな負荷
がかかってしまう。
ブ1では、バルブボディ2の大径部2aの外径(容器口
パッキンユニット32の大径部32aの内径)とトップ
オープン缶等の第2種容器Cの口径とをほぼ一致させ、
また、バルブボディ2の小径部2bの外径(容器口パッ
キンユニット32の小径部32bの内径)とボトル型の
第1種容器Bの口径とをほぼ一致させているので、ガス
詰め充填時における荷重バランスをほぼ均等にすること
ができる。従って、缶等の第2種容器が変形したり、ボ
トル型の第1種容器B用の容器口パッキン38が損傷す
るおそれがない。
場合だけでなく、ノンガス充填にも適用することができ
る。この場合には、容器口パッキンユニット32を昇降
用エアシリンダ42によって下降させ、容器口パッキン
38または40を容器BまたはCの口部BaまたはCa
に密着させた後、液バルブ8を開放する。充填液タンク
の液面上の空間は大気圧になっており、充填液が容器B
またはC内に充填されるとともに、容器BまたはC内の
エアがカウンタ通路44を介して充填液タンクの上部空
間に排出される。なお、ノンガス充填の場合には、必ず
しも容器口パッキン38または40によって容器Bまた
はCの口部BaまたはCaを密封する必要はない。
ニット32にボトル型の第1種容器B用の第1パッキン
38と、トップオープン缶等の第2種容器C用の第2パ
ッキン40とを設けているので、両種類の容器B、Cに
適用することができ、しかも、充填液タンクのヘッドス
ペースに接続されたカウンタ通路44を設けてベントチ
ューブを不要にしたので、第1種容器Bと第2種容器C
とに兼用する場合に、型替用のアタッチメントを交換す
る必要がない。また、第1種容器Bと第2種容器Cの両
方を、容器を昇降させる機構をもたないリフタレスタイ
プの充填装置で充填することが可能である。従って、容
器昇降機構が不要であり、しかも、充填区間を広く取る
ことができるので、コスト安であるとともに高速化を図
ることができる。
を示すもので、この実施の形態の構成では、バルブボデ
ィ2の大径部2aと小径部2bとの間に、この小径部2
bよりもさらに小径の第2小径部2cを設けている。一
方、容器口パッキンユニット32は、前記バルブボディ
2の大径部2aに対応する大径部32aと、小径部2b
に対応する小径部32bを有しており、前記第1の実施
の形態の構成と同様である。なお、その他の部分につい
ても、第1の実施の形態と同一または相当するの部分に
は同一の符号を付して説明する。
1種容器Bの場合には、容器口パッキンユニット32の
小径部32bに装着されている第2シール部材36を、
バルブボディ2の下端の小径部2bの外周に密着させて
充填を行うが、トップオープン缶等の第2種容器Cの場
合には、前記第2シール部材36を第2の小径部2cの
外周に位置させて充填を行うようになっている。前記第
1の実施の形態では、第2種容器Cへの充填の際には、
容器口パッキンユニット32を大きく下降させて、容器
口パッキンユニット32の小径部32bがバルブボディ
2の小径部2bに嵌合しないようにしていたが、この実
施の形態の場合には、第2シール部材36を、バルブボ
ディ2の最も小径な第2小径部2cの外周に位置させる
ことにより、小径部2b、32b同士をシールしないよ
うにしている。従って、第1の実施の形態の構成よりも
容器口パッキンユニット32のストロークを小さくする
ことができる。
部には、ねじ部32cによって着脱可能なパッキン保持
部材60を介してパッキン38または40が取り付けら
れている。そして、この図3に示すように、オープン缶
等の第2種容器Cに充填をする際には第2パッキン40
だけを取り付けたパッキン保持部材60を容器口パッキ
ンユニット32に装着し、ボトル型の第1種容器Bに充
填をする際には小径の第1パッキン38(図1参照)だ
けを取り付けたパッキン保持部材60を容器口パッキン
ユニット32に装着する。なお、第1の実施の形態と同
様に、第1および第2パッキン38、40双方をパッキ
ン保持部材60に取り付けておき、パッキン保持部材6
0を交換することなくボトル型の第1種容器Bとオープ
ン缶等の第2種容器Cに兼用しても良いことは勿論であ
る。また、第1の実施の形態の第1パッキン38と第2
パッキン40の両者を含むような半径方向の幅の広い単
一の環状パッキンを取り付けるようにしても良い。
ブボディ2の大径部2aの内面側に液バルブ8の弁座1
4を設けているが、この実施の形態では、バルブボディ
2の下端に位置している小径部2bの内面に弁座14を
形成している。このように液バルブ8をバルブボディ2
の最も下方に設けているので、充填液の流下する高さが
低くなり、充填時の泡立ちを防止することができる。
ルブは、大径部とその下方の小径部を有するとともに内
部に充填液通路が形成されたバルブボディと、前記充填
液通路を開閉する充填液バルブと、前記バルブボディの
大径部と小径部にそれぞれ昇降可能に嵌合される大径部
と小径部とを有する容器口パッキンユニットと、バルブ
ボディの大径部と容器口パッキンユニットの大径部との
間をシールする第1シール部材と、バルブボディの小径
部と容器口パッキンユニットの小径部との間をシールす
る第2シール部材と、容器口パッキンユニットに設けら
れて供給される容器の口部と当接するパッキンと、前記
容器口パッキンユニットを下方に付勢する付勢手段とを
備え、肩部を有する第1種容器に充填する際には、前記
充填液バルブを開放するとともにバルブボディの小径部
と容器口パッキンユニットの小径部とを嵌合させ、第2
シール部材でバルブボディと容器口パッキンユニット間
をシールし、かつ、肩部を有しない第2種容器に充填す
る際には、前記充填液バルブを開放するとともに、第2
シール部材でバルブボディと容器口パッキンユニット間
をシールさせずに第1シール部材のみでバルブボディと
容器口パッキンユニット間をシールするようにしたの
で、バルブボディと容器口パッキンユニットの大径部の
径と小径部の径を、それぞれ第2種容器の口径と第1種
容器の口径に近づけることができ、ガス詰め充填時にお
ける容器側と充填バルブ側の力をほぼ均等にすることが
できる。また、部品の交換をすることなく、第1種容器
と第2種容器とに兼用することができる。
ルブは、前記バルブボディの大径部と小径部との間に、
この小径部よりも小さい径を有する第2小径部を形成す
るとともに、前記第2種容器に充填する際には、前記第
2シール部材を第2小径部の高さに位置させるようにし
たので、第2種容器に充填を行う際の容器口パッキンユ
ニットのストロークを小さくすることができる。
ルブの縦断面図、図(b)は、図(a)の左側面図、図
(c)はバルブボディの小径部の横断面図である。
場合を示す説明図、図(b)は肩部のない第2種容器に
充填する場合を示す説明図である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 大径部とその下方の小径部を有するとと
もに内部に充填液通路が形成されたバルブボディと、前
記充填液通路を開閉する充填液バルブと、前記バルブボ
ディの大径部と小径部にそれぞれ昇降可能に嵌合される
大径部と小径部とを有する容器口パッキンユニットと、
バルブボディの大径部と容器口パッキンユニットの大径
部との間をシールする第1シール部材と、バルブボディ
の小径部と容器口パッキンユニットの小径部との間をシ
ールする第2シール部材と、容器口パッキンユニットに
設けられて供給される容器の口部と当接するパッキン
と、前記容器口パッキンユニットを下方に付勢する付勢
手段とを備え、 肩部を有する第1種容器に充填する際には、前記充填液
バルブを開放するとともにバルブボディの小径部と容器
口パッキンユニットの小径部とを嵌合させ、第2シール
部材でバルブボディと容器口パッキンユニット間をシー
ルし、かつ、肩部を有しない第2種容器に充填する際に
は、前記充填液バルブを開放するとともに、第2シール
部材でバルブボディと容器口パッキンユニット間をシー
ルさせずに第1シール部材のみでバルブボディと容器口
パッキンユニット間をシールすることを特徴とする充填
バルブ。 - 【請求項2】 前記バルブボディの大径部と小径部との
間に、この小径部よりも小さい径を有する第2小径部を
形成するとともに、前記第2種容器に充填する際には、
前記第2シール部材を第2小径部の高さに位置させるこ
とを特徴とする請求項1に記載の充填バルブ。
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