JP2017214083A - Piston type filling machine - Google Patents
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Description
本発明は、計量シリンダ内に設けたピストンを昇降させることにより、計量シリンダ内に供給された液体を計量し、容器に充填するピストン式充填機に関する。 The present invention relates to a piston-type filling machine that measures a liquid supplied in a measuring cylinder and raises and lowers a piston provided in the measuring cylinder to fill a container.
従来、ピストン式充填機として特許文献1に開示されたものが知られている。このピストン充填機は、容器に液体を充填する充填バルブと計量シリンダを連通する吐出通路において、充填バルブ側の部分が下流側に向かって高くなるように傾斜している。この構成によれば、充填バルブの閉鎖完了タイミングが計量シリンダのピストンの下降完了タイミングより遅れた場合であっても、吐出通路の傾斜部分のために、液体が余分に充填バルブに流入することが防止される。したがって、余分な液体の流出による計量シリンダ内への気体の侵入が制限され、高精度な定量充填が実現される。
Conventionally, what was indicated by
しかしながら、このようなピストン式充填機によると、充填バルブや計量シリンダを洗浄殺菌する際に、次のような問題が生じる。すなわち、充填バルブや計量シリンダに、殺菌剤としての蒸気を供給したときに、蒸気が冷却されることによって凝縮水に変化した場合、この凝縮水が傾斜した吐出通路に滞留する。このように凝縮水が滞留した部分は、蒸気が供給されても十分に昇温せず、滅菌温度に達しないために、滅菌不良が生じる。一方、凝縮水を除去するために吐出通路の底面に開閉弁等を設けると、装置の製造コストが上昇するという問題を生じる。 However, according to such a piston-type filling machine, the following problems occur when cleaning and sterilizing the filling valve and the measuring cylinder. That is, when steam as a sterilizing agent is supplied to a filling valve or a metering cylinder, when the steam is cooled and changed to condensed water, the condensed water stays in the inclined discharge passage. The portion where the condensed water stays in this way does not sufficiently rise in temperature even when steam is supplied, and does not reach the sterilization temperature, resulting in poor sterilization. On the other hand, if an on-off valve or the like is provided on the bottom surface of the discharge passage in order to remove condensed water, there arises a problem that the manufacturing cost of the apparatus increases.
本発明は、吐出通路の傾斜部分による効果を維持しつつ、製造コストを上昇させることなく、滅菌不良を生じることのないピストン式充填機を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a piston-type filling machine that maintains the effect of the inclined portion of the discharge passage, does not increase the manufacturing cost, and does not cause poor sterilization.
本発明に係るピストン式充填機は、ピストンが昇降可能に設けられ、供給された液体をピストンの昇降動作によって計量する計量シリンダと、計量シリンダに形成された開口部と吐出通路を介して連通される充填バルブとを備え、吐出通路が、開口部から充填バルブに向かって水平に延伸する水平区間と、水平区間の下流側端部から充填バルブに向かって斜め上方に延伸する傾斜区間とから構成されるピストン式充填機において、水平区間と充填バルブとを連通する補助吐出通路が設けられたことを特徴としている。 The piston-type filling machine according to the present invention is provided with a piston that can be moved up and down, and is communicated via a measuring cylinder that measures a supplied liquid by a lifting operation of the piston, an opening formed in the measuring cylinder, and a discharge passage. The discharge passage is composed of a horizontal section extending horizontally from the opening toward the filling valve, and an inclined section extending obliquely upward from the downstream end of the horizontal section toward the filling valve. The piston-type filling machine is characterized in that an auxiliary discharge passage that communicates the horizontal section and the filling valve is provided.
補助吐出通路は例えば、傾斜区間における吐出通路の底面に形成されるスリットから構成され、スリットの底面は、水平区間における底面から連続するように形成されるとともに、充填バルブに向かって水平に延伸する。 The auxiliary discharge passage is composed of, for example, a slit formed on the bottom surface of the discharge passage in the inclined section, and the bottom surface of the slit is formed to be continuous from the bottom surface in the horizontal section and extends horizontally toward the filling valve. .
液体が具材入りの液体である場合、スリットは、具材の平均的な外径よりも小さい幅を有することが好ましい。 When the liquid is a liquid containing ingredients, the slit preferably has a width smaller than the average outer diameter of the ingredients.
本発明によれば、吐出通路の傾斜部分による効果を維持しつつ、製造コストを上昇させることなく、滅菌不良を生じることのないピストン式充填機を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the piston type filling machine which does not produce a sterilization defect can be obtained, without raising manufacturing cost, maintaining the effect by the inclination part of a discharge passage.
本発明の一実施形態であるピストン式充填機の構成を説明する。
図1はピストン式充填機の要部、すなわち計量シリンダ10と充填バルブ30と給液バルブ50を示している。これらの計量シリンダ10と充填バルブ30と給液バルブ50によって、1つの容器Cに対して液体を充填する充填機構が構成され、複数の充填機構が回転体70の外周部に、円周方向に沿って等間隔毎に設けられる。回転体70は、図1において左方に位置する回転軸Xの周りに回転自在に設けられ、回転する間に容器Cに対する充填が行われる。
The structure of the piston type filling machine which is one Embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 1 shows a main part of a piston-type filling machine, that is, a measuring
計量シリンダ10の上端には筒状のケーシング11が設けられ、ケーシング11の上端は回転体70の下面に設けられた支持部材71に固定される。計量シリンダ10はケーシング11よりも大径の筒状部材であり、その内部は計量空間12である。ケーシング11内には昇降ロッド13が設けられ、昇降ロッド13の下端に取付けられたピストン14は計量空間12内に収容される。昇降ロッド13はサーボモータ20によって昇降駆動され、これによりピストン14が計量空間12内で昇降し、容器Cに供給される液体が計量されて充填バルブ30へ供給される。図示された状態はピストン14の下降が完了した状態である。
A
充填バルブ30の上端には筒状のケーシング31が設けられ、ケーシング31の上端は、計量シリンダ10のケーシング11と同様に、支持部材71に固定される。充填バルブ30の下端には、容器Cに対して液体を充填するための充填ノズル32が形成される。ケーシング31内には昇降ロッド33が設けられ、昇降ロッド33の下端には弁体34が取付けられる。昇降ロッド33は回転体70の上面に設けられたエアシリンダ40によって昇降駆動され、これにより弁体34が昇降して充填バルブ30を開閉する。
A
充填バルブ30には、後述する吐出通路80の一部である傾斜区間81が形成される。弁体34は、充填ノズル32を開放するとき、充填バルブ30の内壁面における傾斜区間81の開口も開放する位置まで上昇する。弁体34は、円柱の先端にシール部34aを有しており、シール部34aが充填ノズル32の上方に形成された円錐面状の弁座35に密着して充填ノズル32を閉鎖する。
The
給液バルブ50の上端には筒状のケーシング51が設けられ、ケーシング51の上端は、計量シリンダ10のケーシング11と同様に、支持部材71に固定される。給液バルブ50の入口部52は、容器Cに充填される液体を貯留する充填液タンク82に、第1の給液管83を介して連結され、出口部53は計量シリンダ10の入口部17に、第2の給液管84を介して連結される。ケーシング51内には昇降ロッド54が設けられ、昇降ロッド54の下端には弁体55が取付けられる。昇降ロッド54は回転体70の上面に設けられたエアシリンダ60によって昇降駆動され、これにより弁体55が昇降して給液バルブ50を開閉する。
A
弁体55は開弁状態において、その下端部が入口部52の上端よりも上方に位置するまで上昇する。また弁体55は閉弁状態において、その下端部が出口部53に形成された弁座56に着座するように下降し、このとき弁体55の側面55aは入口部52を閉鎖している。
In the valve open state, the
上述したように図1の状態では、ピストン14の下降動作が完了している。この状態では、給液バルブ50が閉弁する一方、充填バルブ30は開弁している。また、計量シリンダ10のピストン14は下降動作における最下端位置にあり、ピストン14の大径部14aの下面は計量シリンダ10の開口部10aに位置している。
As described above, in the state of FIG. 1, the lowering operation of the
計量シリンダ10の開口部10aより下側の部分は、上から見て円形を呈する大径空間18である。大径空間18は計量空間12よりも若干大径であり、ピストン14の大径部14aを収容可能な形状を有する。また大径空間18の上流側は入口部17に連通し、下流側は吐出通路80に連通する。吐出通路80は、開口部10aおよび大径空間18から充填バルブ30に向かって水平に延伸する水平区間85と、水平区間85の下流側端部から充填バルブ30に向かって斜め上方に延伸する傾斜区間81とから構成される。傾斜区間81には、後述するように補助吐出通路86が形成される。
The portion below the opening 10a of the
図2、3を参照して吐出通路80の傾斜区間81と補助吐出通路86の構成を説明する。傾斜区間81の充填バルブ30における開口81aの下端81bは、水平線Lにより示すように水平区間85の内壁面の上端の高さ位置に略一致している。補助吐出通路86は水平区間85と充填バルブ30の内部とを連通するように形成される。補助吐出通路86は、傾斜区間81における吐出通路80の底面に形成されるスリットから構成される。このスリットの底面86aは、水平区間85における底面85aから、段差なく連続するように形成されるとともに、充填バルブ30の内部に向かって水平に延伸し、弁座35に連続している。また補助吐出通路86の幅は、水平区間85および傾斜区間81における吐出通路80の幅よりも狭い。図3では、補助吐出通路86の幅は傾斜区間81の幅の約30%であるが、これは一例に過ぎない。
The configuration of the
本実施形態の作用を説明する。
容器Cへの液体の充填動作は次のようにして行われる。まず、充填バルブ30が閉鎖し、給液バルブ50が開放している状態で、ピストン14が計量シリンダ10内の所定の上昇位置まで上昇し、これにより充填液タンク82から充填液が計量シリンダ10と吐出通路80内に供給される。次いで給液バルブ50が閉鎖するとともに充填バルブ30が開放し、ピストン14が所定の下降位置まで下降する。ピストン14の下降動作が完了した直後、弁体34が下降して傾斜区間81の開口81aを閉鎖するとともに、弁座35に着座して充填ノズル32を閉鎖する。これにより容器Cへの充填動作が完了する。
The operation of this embodiment will be described.
The liquid filling operation into the container C is performed as follows. First, in a state in which the
充填バルブ30の弁体34がエアシリンダ40によって昇降駆動されるのに対し、ピストン14の昇降動作は、充填液の品種に応じて正確な計量を実行するため、サーボモータ20によって昇降駆動される。一方、弁体34がピストン14の下降動作の完了よりも先に閉鎖して定量充填が不可能になることを防止するため、充填バルブ30の弁体34が弁座35に着座するタイミングが、ピストン14が計量シリンダ10内において下降動作の最下降位置(図1に示す位置)に到達するタイミングから僅かに遅れるように、エアシリンダ40が制御される。
While the
ところで傾斜区間81に補助吐出通路86が形成されていない場合、ピストン14の下降動作が完了した後に充填バルブ30が開いていたとしても、吐出通路80内の液面が開口81aの下端81bの高さ位置(水平線L)を下回ることはない。しかしながら本実施形態では、補助吐出通路86を形成しているため、充填バルブ30の弁体34が補助吐出通路86を閉鎖するまでは、補助吐出通路86から液体が流出して充填バルブ30内に流入し、吐出通路80内の液面が水平線Lよりも下回る可能性がある。この液体の流入量によっては、計量シリンダ10まで外気が入り込み、次回の充填時の計量に支障を来すことになる。
If the
上述したように充填バルブ30の弁体34が弁座35に着座するタイミングが計量シリンダ10内において下降動作の最下降位置(図1に示す位置)に到達するタイミングから僅かに遅れるようにエアシリンダ40を制御しているため、弁体34が弁座35に着座するまでの間に補助吐出通路86から液体が流出することになるが、充填液が具材入りの液体の場合、補助吐出通路86のスリットの幅を具材の平均的な外径よりも小さく定めることにより補助吐出通路86からの液体の流出を抑制することができる。なお、具材の平均的な外径の計算方法としては、相加平均、相乗平均等、種々の平均値を用いることができる。
As described above, the air cylinder is set so that the timing at which the
このように、補助吐出通路86内に小さい具材が存在することによって、補助吐出通路86内における液体の流動が抑制され、充填バルブ30内への液体の吐出が可及的に低減される。したがって傾斜区間81の効果は維持され、傾斜区間81において液面が水平線Lより下回ることが極力防止される。このような効果は具材入り液体の場合だけでなく、高粘度の液体を充填する場合にも発揮される。
Thus, the presence of small ingredients in the
本充填機構内の滅菌動作は次のようにして行われる。すなわち充填バルブ30と給液バルブ50では、弁体34、55が上昇して開放状態に定められ、計量シリンダ10ではピストン14が下降動作の最下降位置よりもさらに下降して大径部14aが大径空間18内に収容される。これにより、パッキン16は計量空間12の内壁面から解放されて膨張するが大径空間18の内壁面には接触しない。一方、第1の給液管83は洗浄液を貯留した洗浄液タンク(図示せず)に連結されており、また充填ノズル32には洗浄カップ(図示せず)が装着されている。
The sterilization operation in the filling mechanism is performed as follows. That is, in the filling
この状態で洗浄液タンクから洗浄液が吐出され、第1および第2の給液管83、84、給液バルブ50、計量シリンダ10、吐出通路80および充填バルブ30に供給されて洗浄カップに排出される。洗浄液による洗浄が終了すると、第1の給液管83は洗浄液タンクから外され、蒸気供給装置(図示せず)に連結される。そして高温(例えば135℃)の蒸気が洗浄液と同様にして給液管83、84等に供給され、充填バルブ30から洗浄カップに排出される。
In this state, the cleaning liquid is discharged from the cleaning liquid tank, supplied to the first and second
本実施形態では、吐出通路80の傾斜区間81に補助吐出通路86が形成されているので、高温蒸気が供給される前に、吐出通路80内の洗浄液は補助吐出通路86を通って洗浄カップ内に排出されている。また蒸気が冷却されることによって凝縮水に変化した場合であっても、凝縮水は補助吐出通路86を通って排出され、吐出通路80内に滞留することはない。したがって蒸気は、凝縮水によって温度が低下することがないので、所定の高温状態を維持し、十分な滅菌効果を発揮する。
In the present embodiment, since the
本実施形態は、水平区間85と充填バルブ30とを連通する補助吐出通路86を設けるという単純な構成を有するものである。したがって吐出通路80の傾斜部分による効果を維持しつつ、製造コストを上昇させることなく、滅菌不良を生じることのないピストン式充填機が得られる。
The present embodiment has a simple configuration in which an
なお、補助吐出通路86のスリットの幅を狭くすることにより、低粘度の液体を充填する場合にも本発明を適用することができる。要するに補助吐出通路86の幅は充填液の性質等に応じて適宜定めればよい。
It should be noted that the present invention can be applied to the case of filling a low-viscosity liquid by narrowing the slit width of the
また補助吐出通路86の形状はスリットに限定されず、図2、3において二点鎖線で示すような貫通孔であってもよい。すなわち、この補助吐出通路86は、水平区間85の軸線方向に沿って平行に延び、充填バルブ30内に開口する。
The shape of the
さらに、弁体34、ピストン14、弁体55の昇降駆動は、それぞれエアシリンダ、サーボモータに限られず、その他の方式のモータやカム機構等、適宜の駆動機構を採用してもよい。
Furthermore, the raising / lowering drive of the
10 計量シリンダ
10a 開口部
14 ピストン
30 充填バルブ
80 吐出通路
81 傾斜区間
85 水平区間
86 補助吐出通路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記計量シリンダに形成された開口部と吐出通路を介して連通される充填バルブとを備え、
前記吐出通路が、前記開口部から前記充填バルブに向かって水平に延伸する水平区間と、前記水平区間の下流側端部から前記充填バルブに向かって斜め上方に延伸する傾斜区間とから構成されるピストン式充填機において、
前記水平区間と前記充填バルブとを連通する補助吐出通路が設けられたことを特徴とするピストン式充填機。 A piston provided so as to be movable up and down, and a measuring cylinder for measuring the supplied liquid by a lifting and lowering operation of the piston;
An opening formed in the metering cylinder and a filling valve communicated via a discharge passage;
The discharge passage is composed of a horizontal section extending horizontally from the opening toward the filling valve, and an inclined section extending obliquely upward from the downstream end of the horizontal section toward the filling valve. In piston type filling machine,
A piston-type filling machine, wherein an auxiliary discharge passage is provided for communicating the horizontal section and the filling valve.
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CN108757971A (en) * | 2018-08-15 | 2018-11-06 | 山东科技大学 | A kind of electrodynamic type proportional valve and its working method |
CN108757971B (en) * | 2018-08-15 | 2023-08-29 | 山东科技大学 | Electric type quantitative valve and working method thereof |
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