JP2009531240A - 充填機のための洗浄装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、複数の充填注入口を有する、容器充填機のための洗浄装置、及び付随機器に関する。洗浄装置は、複数の充填注入口を有する、容器充填機のための洗浄装置であって、複数の洗浄剤の回収チューブと、前記各回収チューブは、供給位置と引込位置との間を移動可能であり、前記供給位置は、前記回収チューブが、充填注入口が供給した洗浄剤を回収することができる位置であり、前記引込位置は、前記回収チューブが前記充填注入口から離れた位置であり、前記複数の回収チューブが連結されて、それら回収チューブが回収した前記洗浄剤を回収するための回収手段と、前記供給位置と前記引込位置との間で前記回収チューブを移動させるための移動手段と、前記供給位置において、前記充填注入口と前記回収チューブとの間をシールするシール手段と、を備え、前記シール手段は、前記供給位置において、前記回収チューブ（４１）の上端部（４１ｂ）と前記充填注入口（４３）との間に取り付けることができる管状末端部（４３）を有し、その管状末端部は、前記各充填注入口の高さの違いを吸収ために、弾性的にその長さを軸方向に低減することができる。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、充填機のための洗浄装置に関し、また、そのような洗浄装置に好適な充填機に関する。具体的には、本発明は回転機のための洗浄装置に関し、その回転機は、複数の充填注入口と付随機器とを備える。そして、その充填注入口は、容器やジャーなどの中空の受容器に食料品を充填するために使用される。

一般的に、上記回転充填機は、充填製品タンクを保持する回転台と、前記タンクに連結した複数の注入部と、を含む。各注入部は、前記タンクに連結した充填注入口と、前記注入口の下方で容器を保持することができる支持システムと、既定量の充填製品を各容器に供給する注入手段と、を備える。

そのような充填機は、洗浄剤を用いて定期的に洗浄しなければいけない。その洗浄剤は、通常は液体であり、充填製品の代わりに充填機の内部を循環する。これにより、微量に残った製品のすべて、埃、その他の異物、および／あるいは想定される生物的汚染物質、若しくは微生物的汚染物質が除去される。

前記洗浄剤の消費量を抑制するために、前記充填注入口から出た洗浄剤を回収することができる洗浄装置を使用することが知られている。これにより、前記洗浄剤が閉鎖系で再利用される。これらの洗浄装置は、複数の洗浄剤回収チューブを備える。各回収チューブは、供給位置と引込位置との間を移動する。ここで、供給位置とは、前記回収チューブが前記充填注入口に隙間無く固定されて、前記注入口から供給される洗浄剤を回収する位置である。また、引込位置とは、前記チューブが前記充填注入口から離されて、容器の充填が可能となる位置である。前記充填注入口と前記回収チューブとの間のシールは、ワイパーシールによって行われる。そのワイパーシールは、前記回収チューブの内部に設けられた環状の溝に固定される。そして、前記回収チューブは、移動可能な取付台を有する同一のマニフォルドに連結されて、すべての回収チューブが前記２つの位置の間で移動する。なお、その移動可能な取付台は、固定フレーム上に設けられている。

前記回収チューブにはワイパーシールが取り付けられ、それらが一体となって前記注入口に取り付けられるため、良好な密封性が得られる。従って、充填機に多数の注入口が設けられ、しかもその注入口が異なる高さに設けられていても、良好な密封性が保たれる。しかしながら、これらの回収チューブは、上記取付けを可能とする円筒型の下部を有する注入口とのみ使用される。その一方で、多くの用途において、ノズル形状や要求される薬注品質に関連して、前記充填注入口は、先端を切り欠いた形状あるいは円錐形状の末端部を有する。そして、前記回収チューブは、そのような末端部に取り付けられない。前記注入口の円筒部の上方部分に前記チューブを取り付けるには、一般的な容器支持システムには適合しないサイズのチューブが必要となる。そのような“円錐状”の注入口に対して、次のような回収チューブを備えた洗浄装置が提供される。その回収チューブは上端部にＯリングを備え、そのＯリングは、前記充填注入口の外側円錐表面と接触することができる。若しくは、そのＯリングは、前記注入口の排出口の周囲を取り囲む下側環状溝に対して接触することができる。しかしながら、実際には、Ｏリングによる上記のシールは、多数の充填注入口を備える装置には適していない。なぜならば、Ｏリングの圧縮に比べて、前記充填注入口の高さの違いの方が求められるためである。

本発明の目的は、上記の問題点を克服する洗浄装置であって、特に、充填機の複数の円錐状注入口と回収チューブとの間に良好なシールをもたらす洗浄装置を提供することにある。

上述した目的を達成するために、本発明は、次のような洗浄装置を対象としている。つまり、その洗浄装置とは、複数の充填注入口を有する、容器充填機のための洗浄装置であって、充填液のタンクに連結した複数の洗浄剤の回収チューブを備え、さらに、複数の洗浄剤の回収チューブと、前記各回収チューブは、供給位置と引込位置との間を移動し、前記供給位置は、前記回収チューブが、自身の上端部によって充填注入口が供給した洗浄剤を回収することができる位置であり、前記引込位置は、容器を充填するために、前記回収チューブが前記充填注入口から離された位置であり、前記複数の回収チューブが連結されて、それら回収チューブが回収した前記洗浄剤を回収するための回収手段と、前記供給位置と前記引込位置との間で前記回収チューブを移動させるための移動手段と、前記供給位置において、前記充填注入口と前記回収チューブとの間をシールするシール手段と、を備え、前記シール手段は、前記供給位置において、前記回収チューブの上端部と前記充填注入口との間に取り付けることができる管状末端部を有し、その管状末端部は、前記各充填注入口の高さの違いを補うために、弾性的にその長さを軸方向に低減することができることを特徴としている。

本発明によると、管状末端部は、前記充填注入口と前記回収チューブとの間に取り付けられる。その管状末端部は、前記回収チューブの前記供給位置において、軸方向に圧縮可能であり、例えば２〜３ｍｍ圧縮される。これにより、複数の充填注入口を有する装置における充填注入口の高さの違いが補われる。このようにして、前記供給位置において、すべての充填注入口と前記回収チューブとの間の良好なシールが担保される。

本発明の一実施形態によると、各管状末端部は、エラストマー製チューブ、好ましくはフルオロエラストマー製チューブを備える。また、前記回収チューブの前記供給位置において前記管状末端部が充填注入口に対して押圧した時に、前記管状末端部の軸方向での長さの低減あるいは圧縮が可能となるように、前記管状末端部は、少なくとも１つの外側環状溝を備え、これにより弱帯部を形成している。

本発明の一実施形態によると、前記各管状末端部は、前記各回収チューブの上端部に取り付けられ、前記回収チューブが前記供給位置にあるときに、その遊離末端部によって前記充填注入口に接触する。

円錐状の充填注入口の場合、前記各管状末端部は、対応する充填注入口の円錐状表面と当該管状末端部との接触をもたらす切取面を規定する、面取りされた遊離末端部を有する方が都合がよい。

前記各管状末端部は、硬質のコネクター・チューブを用いて回収チューブに取り付けられてもよい。

ある特定の実施形態では、前記移動手段は、前記複数の回収チューブすべてを同時に前記供給位置と前記引込位置との間を移動させることができる。このとき、鉛直方向に対して平行に移動することが好ましい。

一実施の形態において、前記回収手段は、前記回収チューブがその下端部によって鉛直方向に取り付けられる環状管を有し、前記移動手段は、その環状管を鉛直方向に対して平行に移動させることができる。このとき、環状管は、水平軸に対して僅かに傾斜していることが好ましい。なお、前記充填機の前記充填注入口は、下方を向いた自身の排出口に対してほぼ鉛直位置に配置されている。

本発明の他の目的は、容器を充填するための回転式充填機、特にプラスチック容器に食料品を充填するための充填機を提供することにある。その回転式充填機は、複数の充填部を有する回転台を備え、前記各充填部は充填液貯蔵手段に連結する充填注入口を有する、容器を充填するための回転式充填機であって、上述した洗浄装置を備えた回転式充填機である。

一実施形態に従うと、前記充填注入口は、下方を向いた自身の排出口に対してほぼ鉛直位置に配置されており、前記充填注入口は、前記回収チューブの前記管状末端部が前記引込位置から前記供給位置へ鉛直方向に平行移動することによって接触することとなる円錐状の下側部を有する。

各充填部は、容器支持手段を備え、前記容器支持手段は、前記容器を、その底部及び／又は前記容器の首部を把持することが可能な留め具によって保持することができる底部支持部を有し、前記回収チューブは、前記引込位置では前記底部支持部の下方に位置し、供給位置では前記底部支持部を通過し、かつ／又は、前記供給位置では、前記留め具のアームの間を通ると有効である。

以下、典型的な実施例により、および、図面を参照することによって本発明の詳細、特徴、及び効果を説明する。図面は以下のとおりである。

図1は、本発明に係る洗浄装置を備えた回転充填機の概略図である。

図２は、図１の充填機の一部拡大斜視図であり、その回収チューブが引込位置にある状態の洗浄装置を示す図である。

図３は、図２における細部Ｄの拡大図であり、その回収チューブが供給位置にある状態を示す図である。

図４は、図１の充填機の鉛直方向における概略断面図であり、供給位置および引込位置における洗浄装置、及びタンクを示す図である。

図５は、図４の供給位置における充填注入口および回収チューブの拡大図である。

図１から図５は、洗浄装置４を備えた充填機１を示す。とりわけ、充填機１は、水、ミルク、あるいはフルーツジュースなどの液体をポリエチレン・テレフタレート等のプラスチック容器Ｂに充填するのに適している。当然のことながら、あらゆるタイプの容器にあらゆる種類の製品を充填する場合に本発明を適用することができる。

上記充填機は、回転式であり、カルーセル１１を含む。カルーセル１１は、垂直回転軸Ａ（図５）を中心として回転可能に、固定フレーム１２に搭載されている。カルーセル１１は、円筒型の充填液体タンク２と、複数の充填部３と、を備える。複数の充填部３は、前記回転軸を中心として一定の角距離ごとに配設されている。そして、各々の充填部３は、注入口３２と、容器支持システム３１と、を有する。注入口３２は、排出口３２１と一体になっており、前記充填タンクと通液する。容器支持システム３１は、前記充填注入口の下方で容器を保持する。本実施の形態では、前記カルーセルは前記タンクの周囲に形成されており、このことは図４からより明確に理解される。そして、前記注入口は、前記充填タンクの底壁２１に対して垂直方向に、底壁２１に直接取り付けられている。そして、注入口の排出口３２１は下方を向いている。

図５を参照して、各注入口３２は、フランジ３２２ａを備えた上側円筒部３２２を含む。フランジ３２２ａは、前記タンクの底壁に形成された円形開口部と同様の高さで、隙間なく前記タンクに連結される。なお、前記上側円筒部は、円形の排出口３２１によって規定される下側円錐部３２３に向かって延びる。

図２及び図３を参照して、前記容器支持システムは、フォーク又は留め具３１１と、底部支持部１２と、中間部スペーサ３１３と、を備える。留め具３１１は、容器を、その首部の付け根に位置するフランジの下部で把持することができる。底部支持部３１２は、容器の底部を支持する。中間部スペーサ３１３は、容器の円筒壁と接触する。前記留め具は、２つの向かい合ったアーム３１１ａを有し、それらは、ベース部３１１ｂに旋回可能に取り付けられている。前記アームは、容器を固定する位置において、ばねによって弾性的に引き合う。また、前記アームは、弾性的に離れることができ、それにより容器が取り込まれ、あるいは取り除かれる。前記留め具はそのベース部が前記タンクに取り付けられ、前記底部支持部は、前記留め具の前記ベース部に取り付けられた鉛直ロッド３１４の下端部によって支持される。また、前記中間部スペーサも同様に、鉛直ロッド３１４によって支持される。底部支持部３１２は、中央開口部３１２ａ（図２）を備えた水平板によって形成されており、中央開口部３１２ａは、前記洗浄装置に係る下記の回収チューブを通すために設けられている。

製品を注入するための手段は、それらは周知であるが、各注入口と連結しており、それによって前記注入口の下部に位置する各容器に対して既定量の製品が供給される。これら注入手段は、例えば重量を目安に製品を供給するものであり、図示しないバルブを備える。そのバルブは、前記注入口に取り付けられており、前記タンク上部に配設されたアクチュエータ３３（図１）によって開閉操作される。そして、アクチュエータ３３は、前記底部支持部を保持する前記ロッドの上部に取り付けられた重量センサによってサーボ制御される。図４を参照して、前記タンクは、前記アクチュエータに電源供給するための電線の導通路である偏心垂直管２２を備える。本発明に係る前記充填機は、例えば容積型あるいは流量型の他の注入手段を備え、若しくは、あるレベルまで製品が充填されたことを検知することが可能な注入手段を備える。

実施形態の変形例では、充填する製品や容器の種類によって、前記鉛直ロッドはスライドするように取り付けられており、例えば、前記鉛直ロッドは、前記タンクの前記底壁に亘って、下部載置位置又は非載置位置と上部載置位置との間をスライドする。なお、前記下部載置位置及び非載置位置とは、前記容器の首部が前記注入口から離れている位置であり、前記上部載置位置とは、前記容器の首部が前記注入口と接触している位置である。

前記充填機は、搬送システムと排出システムとを備える。前記搬送システムは、空の容器を搬送するためのものであり、そのシステム自体は周知である。前記搬送システムの一例として、回転コンベヤ１４と組み合わせされたコンベヤベルト１３が挙げられる。これにより、前記搬送システムは、前記容器支持システムの底部支持部と前記留め具との間に横方向に前記空の容器を搬送することができる。前記排出システムは、例えば上記のコンベヤベルト１３の下流部と組み合わせされた回転コンベヤ１５を備える。これにより、前記排出システムは、充填容器を横方向に排出することができる。

洗浄装置４は、複数の硬質の回収チューブ４１を備える。その回収チューブ４１は円形断面を有し、その下端部４１ａが、ほぼ水平方向に配設された環状管からなるマニフォルド４２の上端に垂直方向に取り付けられている。前記回収チューブは、前記マニフォルドの上端に一定の角距離ごとに配設されており、その数量は、前記充填機に設けられた前記注入口の数量と同数である。各回収チューブは、その上端部に、円形断面を有する管状末端部４３を有する。その管状末端部４３は、例えばバイトン（登録商標）等のエラストマーからなり、弾性変形によりその長さを軸方向に低減することができる。

図５からより明確に分かるように、管状末端部４３は、硬質の中間コネクターチューブあるいは管状コネクター４４によって回収チューブ４１の上部に取り付けられており、管状末端部４３の末端部が管状コネクター４４の内部に挿入される。前記管状末端部は、前記管状コネクターの上部端４４１と接触する外側段部４３１を有すると共に、その下端部には外側環状リブ４３２を有する。その外側環状リブ４３２は、前記コネクター上の内部環状溝４４２の対応箇所に収まる。前記コネクターは、前記回収チューブの上端に、その上端をしっかり塞ぐように固定されている。例えば、前記回収チューブは、部分的に前記コネクターに挿入される。このとき、前記回収チューブの上端部４１ｂは、前記コネクターの外側段部４４３に対して接触するようになる。一変形例として、前記管状末端部は、回収チューブの上端部に直接成型される。

前記末端部の上端部４３３は角が削がれており、これにより、内側に向かって傾斜した、面取りされた接触面が規定される。そして、その接触面は、同様の角度を有する、充填注入口の円錐状表面３２３ａと接触するように設計されている。前記末端部の内径は、前記充填注入口の排出口の直径３２１よりも大きいか、若しくは等しい。そして、前記末端部の内径は、図５に示すように、前記充填注入口の排出口の直径３２１よりも僅かに大きいことが好ましい。上端部４３３及び外側段部４３１によって規定される前記末端部の上部は、環状の溝４３４を有する。その溝４３４は、全体的に断面が半円形であり、高さ、深さ、及び数量は、前記末端部に求められる軸方向の圧縮能力により規定される。その軸方向低減力、若しくは鉛直方向圧縮能力は、好ましくは１〜５ｍｍであり、例えば２〜３ｍｍである。実施形態の一変形例として、管状末端部は、アコーディオンのような波形側面を有する。

マニフォルド４２は、例えば２つの半環部が互いにしっかりと連結されてなり、前記フレーム上に、前記タンクの底壁の下部において移動可能な取付台を有する。そして、マニフォルド４２は、水平軸に対して僅かに傾斜しており、これによりマニフォルド４２に連結された排出ダクト４５に向かって液体が流れやすくなる。前記マニフォルドは、ナット４６（図２）によって移動システムの鉛直上昇スクリュー４７に取り付けられている。その鉛直上昇スクリュー４７は、例えば数量は４つであり、前記フレーム上に一定の角距離ごとに取り付けられている、これにより、前記タンクの回転軸Ａに平行な方向に、前記マニフォルド及びすべての前記回収チューブの縦方向の移動が可能となる。なお、その移動とは、下方の引込位置と上方の供給位置との間の移動である。前記引込位置では、図１及び図２に示されるように、管状末端部４３は底部支持部３１２の下方に位置している。前記供給位置では、前記回収チューブが前記底部支持部の中央開口部３１２ａを通り、コネクター４４が留め具のアーム３１１ａの間に位置する。そして、前記管状末端部が前記注入口と接触する。なお、前記マニフォルドに係る上方の前記供給位置は、すべての前記管状末端部が確実に前記注入口に接触する位置と規定される。このとき、各管状末端部は鉛直方向における最小限の圧縮を伴っており、良好なシーリングが担保されている。ここで、最小限の圧縮とは約０．１〜０．２ｍｍである。

容器への充填操作中、洗浄装置４は前記下方の引込位置に保持される。前記充填機が洗浄されるとき、前記液体充填タンクに洗浄剤が投入される。なお、前記タンクの回転が停止する位置は、前記回収チューブと充填注入口とがほぼ一直線に並ぶような位置である。そして、前記回収チューブは、鉛直上昇スクリュー４７の駆動により前記供給位置に移動する。ここで、前記注入口と前記回収チューブとの正確な軸方向における位置合わせは、前記留め具の間に位置する前記コネクターによって担保される。そして、前記注入口の前記バルブは、開位置の指示を受け、それにより前記洗浄剤が前記タンク内で循環する。なお、前記マニフォルドの前記排出ダクト４５は、ポンプを備えた循環ラインによりタンクと接続していることが都合がよい。閉鎖系において前記洗浄剤が前記タンクで再利用されるためである。

以上、実施の形態と関連付けて本発明を説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係る洗浄装置を備えた回転充填機の概略図である。 図１の充填機の一部拡大斜視図であり、その回収チューブが引込位置にある状態の洗浄装置を示す図である。 図２における細部Ｄの拡大図であり、その回収チューブが供給位置にある状態を示す図である。 図１の充填機の鉛直方向における概略断面図であり、供給位置および引込位置における洗浄装置、及びタンクを示す図である。 図４の供給位置における充填注入口および回収チューブの拡大図である。

Claims (10)

1. 複数の充填注入口を有する、容器充填機のための洗浄装置であって、
   複数の洗浄剤の回収チューブと、
   前記各回収チューブは、供給位置と引込位置との間を移動し、
   前記供給位置は、前記回収チューブが、自身の上端部によって充填注入口が供給した洗浄剤を回収することができる位置であり、
   前記引込位置は、容器を充填するために、前記回収チューブが前記充填注入口から離された位置であり、
   前記複数の回収チューブが連結されて、それら回収チューブが回収した前記洗浄剤を回収するための回収手段と、
   前記供給位置と前記引込位置との間で前記回収チューブを移動させるための移動手段と、
   前記供給位置において、前記充填注入口と前記回収チューブとの間をシールするシール手段と、を備え、
   前記シール手段は、前記供給位置において、前記回収チューブ（４１）の上端部（４１ｂ）と前記充填注入口（４３）との間に取り付けることができる管状末端部（４３）を有し、その管状末端部は、前記各充填注入口の高さの違いを補うために、弾性的にその長さを軸方向に低減することができることを特徴とする洗浄装置。
2. 前記各管状末端部（４３）は、少なくとも１つの外側環状溝（４３４）に固定されるエラストマー製チューブを備えることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記各管状末端部（４３）は、前記各回収チューブ（４１）の上端部に取り付けられ、前記回収チューブが前記供給位置にあるときに、その遊離末端部（４３３）によって前記充填注入口に接触することを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄装置。
4. 前記各管状末端部（４３）は、対応する充填注入口（３２）の円錐状表面（３２３ａ）と当該管状末端部との接触をもたらす切取面を規定する、面取りされた遊離末端部（４３３）を有することを特徴とする請求項３に記載の洗浄装置。
5. 前記各管状末端部（４３）は、硬質のコネクター・チューブ（４４）を用いて回収チューブに取り付けられることを特徴とする請求項３又は４に記載の洗浄装置。
6. 前記移動手段（４７）は、前記複数の回収チューブすべてを同時に前記供給位置と前記引込位置との間を移動させることができることを特徴とする請求項４又は５に記載の洗浄装置。
7. 前記回収手段は、前記回収チューブ（４１）がその下端部（４１ａ）によって鉛直方向に取り付けられる環状管（４２）を有し、
   前記移動手段（４７）は、その環状管を鉛直方向に対して平行に移動させることができることを特徴とする請求項６に記載の洗浄装置。
8. 複数の充填部を有する回転台を備え、前記各充填部は充填液貯蔵手段に連結する充填注入口を有する、容器を充填するための回転式充填機であって、
   請求項１から７の何れか１項に記載の洗浄装置を備えることを特徴とする回転式充填機。
9. 前記充填注入口（３２）は、下方を向いた自身の排出口に対してほぼ鉛直位置に配置されており、
   前記充填注入口は、前記回収チューブ（４１）の前記管状末端部（４３）が前記引込位置から前記供給位置へ鉛直方向に平行移動することによって接触することとなる円錐状の下側部を有することを特徴とする請求項８に記載の回転式充填機。
10. 各充填部（３）は、容器支持手段を備え、
    前記容器支持手段は、前記容器を、その底部及び／又は前記容器の首部を把持することが可能な留め具（３１１）によって保持することができる底部支持部（３１２）を有し、
    前記回収チューブ（４１）は、前記引込位置では前記底部支持部の下方に位置し、供給位置では前記底部支持部を通過し、かつ／又は、前記供給位置では、前記留め具のアームの間を通ることを特徴とする請求項８又は９に記載の回転式充填機。

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