JP2543858B2 - 無菌定流量弁 - Google Patents

無菌定流量弁

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、入口および出口を有する弁ハウジングと、
該弁ハウジング内に位置する可動な弁体部と、該弁体部
の操作機構とを備える無菌定流量弁に関する。
従来の技術 使い捨て式の包装容器への液体商品、例えばミルク、
クリーム、ジユース等の包装の際、自動包装機が使用さ
れ、該包装機は、それへの内容物の処理および移送を行
うユニツトに管路によつて結合される。内容物が単位時
間当り所定の均等な体積で包装機へ流れることを保証す
るため、所謂定流量弁は、通常、各包装機の上流に設け
られ、送給管路内の圧力変動に関係なく、包装機への流
量が一定に保たれる様に作用する。該弁への衛生上の要
求は、非常に高度であり、特に、包装機が無菌式のもの
であるとき、即ち、包装機が予め殺菌処理を受けた内容
物を充填する包装を製造するとき、然りである。
換言すれば、製造ラインでの定流量弁の使用は、該弁
が簡単な態様で清掃および洗滌可能である様な構造のも
のでなければならないことを意味する。該弁が無菌内容
物に対して意図されるとき、該弁が洗滌後に殺菌される
のを許容する形状のものでなければならないことも重要
である。該殺菌は、例えば水蒸気または或る化学的殺菌
剤、例えば過酸化水素の扶助でなされてもよい。
発明が解決しようとする問題点 従来公知の定流量弁は、無菌包装機に関連して使用す
るのをあまり好適にしない構造のものである。該弁は、
可動弁体部を有する弁ハウジングを備え、該弁体部の位
置は、該弁が結合される管路内の実際の圧力を関数とし
て操作機構の扶助によつて制御される。該操作機構およ
びその構成要素は、通常、保護されない構造のものであ
り、従つて内容物に接触する様になり、従つて弁を清掃
するのを困難にし、弁が無菌内容物と共に使用されるの
を完全に不適当にする。
発明の目的および要約 本発明の目的は無菌内容物と共に使用するのに好適で
あつて、従来使用された定流量弁を特徴づける欠点のな
い定流量弁を提供することである。
本発明の別の目的は、簡単かつ信頼性のある構造のも
ので、従つて、延長される使用の際でも操作の高い安全
性を与えることを期待し無菌定流量弁を提供することで
ある。
本発明の別の目的は、殺菌剤、例えば通常使用される
蒸気または過酸化水素の扶助による循環殺菌に好適な定
流量弁を提供することである。
これらの目的を達成させるため、本発明は、入口およ
び出口を有する弁ハウジングと、該弁ハウジング内に位
置する可動弁体部と、該可動弁体部の操作機構とを備え
る無菌定流量弁において、入口および出口を有し、前記
弁ハウジングに結合される操作チャンバを備え、前記操
作機構が、スピンドルを有し、該スピンドルの一端が、
前記弁体部に結合され、該スピンドルの他端が、前記操
作チャンバの壁を形成する第１感圧要素に結合され、前
記スピンドルが、前記弁ハウジングの壁を形成する第２
感圧要素を支持し、前記第１及び第２感圧要素が、相互
に所定の距離に位置し、前記スピンドルに作用するばね
が、該第１及び第２感圧要素の間に配置されることを特
徴とする。
本発明による弁の好適実施例は、従属する特許請求の
範囲によつて明らかな特徴を更に与えられる。
通過する内容物の流通する操作チヤンバと、一体の部
分を形成するその構成要素が内容物から分離される操作
機構とを本発明の定流量弁に設けることにより、無菌の
使用に好適であつて、食品産業で通常使用される型式の
洗滌殺菌剤によつて循環洗滌殺菌可能な定流量弁が得ら
れる。
また、内容物の流れの方向で見て弁ハウジングの上流
への操作チヤンバの設置は、圧力変動の際の流量の迅速
かつ正確な修正による良好な弁作用を保証する。
本発明による無菌定流量弁の好適実施例は、本発明の
理解に必要な詳細のみを示す添付図面を参照して更に詳
細に下記に説明される。
定流量弁の目的は、内容物が所定の値に正確に調節可
能で製造ラインでの圧力変動および圧力動揺によつて後
で影響を受け得ない特定の値に精密に調節可能な一定の
流量で包装機に送給されるのを保証することである。
実施例 図示される定流量弁は、２つの主要部品、即ち、図面
で右の弁ハウジング１と、図面で左の操作チヤンバ２と
から成る。弁ハウジング１と、操作チヤンバ２とは、ス
ペーサ部材３によつて相互に物理的に結合される。操作
チヤンバ２は、内容物の図示されない送給管路に結合さ
れる入口４と、制御弁６を有する結合管７を介して弁ハ
ウジング１への入口８に結合される出口５とを備えてい
る。公知の型式の包装機への送給管（図示せず）に結合
される出口９は、最後に、弁ハウジング１から離れる様
に導く。
出口９は、Ｔ形であり、弁ハウジング１内に位置する
部分に２つの弁座10を有し、弁座10は、２部分弁体部11
と共に通常の型式の平衡シート弁を形成する。
スピンドル12は、前述の管状スペーサ部材３の内部に
同心状に配置され、弁体部の延長において延び、弁体部
に結合される、スピンドル12は、螺旋圧縮ばね13によつ
て包囲され、ばね13の一端は、スペーサ要素３内に位置
し孔を有する板14に対して休止し、ばね13の反対側端部
は、操作チヤンバ２の壁を形成する第１感圧要素15に対
して休止する。第２感圧要素16は、弁ハウジング１に向
つて面する板14の側に設けられ、第１感圧要素15と同一
であるが、勝手違いの態様に装着される。２つの感圧要
素15,16の各各は、スペーサ部材３の両端に液密の態様
で環状転動薄膜18によつて夫々結合されるピストン17を
有している。従つて、内容物から分離されるチヤンバ
は、２つの感圧要素15,16の間にあり、その中には、ス
ピンドル12、ばね13および板14が位置している。感圧要
素15,16を介して生じ得る液体の漏洩を明らかにするた
め、スペーサ部材３は、通常の態様で表示用開口部を有
している。
図面から明らかな様に、定流量弁は、所謂乳製品用継
手の扶助によつて一体にねじ止めされステンレス鋼から
製作される幾つかの部品から成る。また更に、該弁の簡
単な分解組立てを可能にすることは、所要の際の部品の
簡単な交換を保証する。選定される該材料は、強烈な清
掃剤、例えば苛性ソーダによる洗滌および蒸気または過
酸化水素の扶助による殺菌をも許容する。最後に、該構
造は、洗滌剤および殺菌剤が盲通路または隅によつて循
環を妨げられることなく定流量弁を阻害されずに流通可
能な態様に構成される。
本発明の定流量弁の作用の際、予め殺菌された内容
物、例えば所謂UHTミルクは、操作チヤンバ２の入口４
へ送給管路（図示せず）を経て流れる。これにより、内
容物は、第１感圧要素15に接触する様になり、次に、操
作チヤンバ２の出口５および結合管７を経て制御弁６へ
流れる。該制御弁は、包装機への所定の単位時間当り流
量が得られる様に所望の値に手動または自動で設定され
る。この結果、圧力低下は、内容物が入口８を経て弁ハ
ウジング１へ流れる際に内容物に生じる。内容物は、弁
ハウジング１において第２感圧要素16に接触する様にな
り、次に、弁体部11を通過してＴ形出口管９を経て弁ハ
ウジングを流出し図示されない包装機へ流れる。
制御弁16の設定に依存して、一層大きいまたは小さい
差圧は、操作チヤンバ２内の内容物と弁ハウジング１内
の内容物との間に生じる。２つの感圧要素15,16は、ス
ピンドルおよび弁体部11と共に、低い圧力の方向へ、即
ち、図面で右へ、移動する如く努める様な態様で過程中
に作用する。しかしながら、圧縮ばね13の選定されるば
ね特性の扶助により、この努力は、反作用され、従つ
て、弁体部11は、Ｔ形出口管９を通る流量が制御弁を通
る流量に相当する様な２つの弁座10からの距離に保持さ
れ、この結果、安定した定常状態が出現する。次に、任
意の圧力変動、例えば圧力上昇が内容物の送給管内に生
じれば、操作チヤンバ内の圧力は、上昇する。制御弁６
の不変の位置により、２つの感圧要素15,16は、直ち
に、前よりも一層大きな差圧を受け、これは、要素15,1
6がばね13の作用に抗して右の方向へスピンドルを移動
することを意味し、従つて、弁体部11は、弁座10に近づ
いて出口９を通る自由面積を低減し、従つて、送給管路
内の上昇した圧力にも拘らず、包装機への流量は、不変
のままである。送給管路内の急激な圧力低下の際、定流
量弁は、反対の方向へ対応する態様で調節し、従つて、
出口９を通る自由面積が低下する管路圧力を補償するた
めに増大され、包装機への流量が常に一定のままである
様に作用する。
定流量弁の調節特性は、多くの要素、例えば弁および
管の寸法と、感圧要素15,16の面積と、ばね13の構造と
に依存する。従つて、計算は、計算される製品の流量お
よび圧力によつて弁を適応させる様に各々の個々の場合
に実施されねばならない。初めに述べた本発明の定流量
弁の適用の際、即ち、内容物の送給管路と公知の型式の
包装機との間への適用の際、該弁は、時間当り1m3から1
0m3の内容物の容量と、約１バールの代表的な圧力とに
対して設計されねばならないが、該圧力は、0.5バール
から５バールまで変化し得る。しかしながら、かなり一
層大きい流量および圧力が処理可能な様に該弁を設計す
ることは、技術的に全く可能である。
弁ハウジング１が操作チヤンバ２および介在する部材
と共に、流路に沿つて直列に設置されるため、定流量弁
は、効果的な循環洗滌を可能にし、これにより、常態で
内容物に接触する様になる該弁の各部分は、効果的に清
掃可能である。内容物に接触する様になる部分は、比較
的複雑でない形状を有し、清掃を困難にし得る隅または
ポケツトを持たない。スピンドル12、ばね13および板14
は、感圧要素15,16を支持する部分と共に、２枚の転動
薄膜18によつて内容物から分離される。また、表示用開
口部を介して周囲の大気に接触する操作チヤンバ２内の
前記部品の配置は、感圧要素における任意の漏洩が直ち
に明らかになることを意味する。該構造は、良好な調節
精度を与え、圧力変動の補償が充分に可能である。これ
は、操作チヤンバが流れの方向で見て弁ハウジング１の
上流に位置することに部分的に帰せられるべきであり、
この結果、該弁は、比較的粘着性の内容物の場合でも高
精度で迅速に反応する。
【図面の簡単な説明】
図面は、包装機への液体内容物、例えばミルクの送給管
路に設置可能な本発明による無菌定流量弁を部分的な断
面によつて示す。 １……弁ハウジング、２……操作チヤンバ、 ３……スペーサ部材、４……チヤンバの入口、 ５……チヤンバの出口、６……制御弁、 ８……ハウジングの入口、 11……２部分弁体部、12……スピンドル、 13……螺旋圧縮ばね、15……第１感圧要素、 16……第２感圧要素、17……ピストン、 18……環状転動薄膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−145827（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−108873（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−111534（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入口（８）および出口（９）を有する弁ハ
    ウジング（１）と、該弁ハウジング（１）内に位置する
    可動弁体部（11）と、該可動弁体部（11）の操作機構と
    を備える無菌定流量弁において、入口（４）および出口
    （５）を有し、前記弁ハウジング（１）に結合される操
    作チャンバ（２）を備え、前記操作機構が、スピンドル
    （12）を有し、該スピンドル（12）の一端が、前記可動
    弁体部（11）に結合され、該スピンドル（12）の他端
    が、前記操作チャンバ（２）の壁を形成する第１感圧要
    素（15）に結合され、前記スピンドル（12）が、前記弁
    ハウジング（１）の壁を形成する第２感圧要素（16）を
    支持し、前記第１及び第２感圧要素（15,16）が、相互
    に所定の距離に位置し、前記スピンドル（12）に作用す
    るばね（13）が、該第１及び第２感圧要素（15,16）の
    間に配置されることを特徴とする弁。
  2. 【請求項２】前記ばね（13）が、前記スピンドル（12）
    を介して開放位置の方向で前記可動弁体部（11）に作用
    する様に構成されることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項に記載の弁。
  3. 【請求項３】前記第１及び第２感圧要素（15,16）が、
    転動薄膜（18）によって密封されるピストン（17）であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に
    記載の弁。
  4. 【請求項４】前記操作チャンバ（２）の出口（５）が、
    制御弁（６）を経て前記弁ハウジング（１）の入口
    （８）に結合されることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項から第３項のいずれか１つの項に記載の弁。
  5. 【請求項５】前記操作チャンバ（２）および前記弁ハウ
    ジング（１）が、内部に前記スピンドル（12）の位置す
    る管状スペーサ部材（３）によって一体に物理的に結合
    されることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４
    項のいずれか１つの項に記載の弁。
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