JP2598834B2 - 重量測定を伴う容器充填装置 - Google Patents

重量測定を伴う容器充填装置

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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、重量測定を伴う容器充填装置に関する。
〔従来の技術〕
装入されるべき物質が秤量により計測されるような容
器充填装置は周知のものである。特に、回転シャーシ
が、複数の充填バルブを介して一連の充填口に接続され
たフィードホッパを支持し、各充填バルブが、回転フレ
ームに支持されたスケールに接続される入力部をもつ秤
量制御装置の出力部に接続され、スケールが、充填口の
直下に配置される容器の下に配置されているような容器
充填用の円形コンベヤが存在する。スケールは、スケー
ルに入力された基準値に関する測定重量に対応して、充
填バルブの開閉を制御する。秤量による計測は、測定装
置を計量すべき物質から分離した状態に保つという利点
をもつ。又これは温度変化、さらに一般的に言うと物質
の密度の変化に対して感応しない。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、装入コストを軽減するために現在一般
に必要とされているように非常に高い処理量で作動する
機械については、過渡的条件の下で、重量だけを基準に
することが過渡的条件に関わる運転上の異常を引き起こ
すことがわかっている。このような異常は特に、容器が
充填され始めたときの発泡の問題や、容器充填の最終段
階（特に設備のオンオフ切換え時）での、可変数の充填
口が作動する結果として起こる供給ダクト内の圧力変動
に起因するオーバーフローや、装入を行なうときの温度
の変化による物質の粘度変化の結果として生じる混乱な
どが含まれる。これに関し、物質の粘度が温度と共に大
幅に変化するときに、充填装置の作動は装入すべき物質
の温度変化により著しく混乱されることが観察されるだ
ろう。またこれに関し、充填口は一般にオン／オフベー
スで作動するように設計されており、そのため装入すべ
き物質が充填口の調整目標温度よりも高い温度にあり、
従ってより大きな流動性をもつ場合、装入すべき物質は
設計速度よりもはるかに速い速度で流れ、その結果物質
の噴流に対し著しい混乱が及ぼされることが観察される
だろう。このような混乱は、充填バルブが閉じられたと
きに容器内に流入し続ける物質の量の多大な変動によ
り、すでに容器内に入っている物質の自由表面上で、物
質噴流の撥ね上げを生じたり、物質噴流の動圧に多かれ
少なかれ変動を生じたりすることがある。このような変
動は、複雑な電子システムによって補正されなければな
らない。
本発明の目的は、過渡的条件の結果生じる混乱のうち
の少なくともいくつかを補正するような、重量測定を伴
う容器充填装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するために、本発明は、流量制御部材
を介して少なくとも１つの充填口に連結されたフィード
部材を具備し、流量制御部材が、秤量部材に接続される
入力部を備えた重量処理ユニットの出力部に接続され、
重量処理ユニットが、秤量部材により測定された重量に
基づいて開放信号及び閉鎖信号のいずれかを流量制御部
材に送るように構成した容器充填装置において、重量処
理ユニットに組み込まれた時間測定部材を具備し、重量
処理ユニットは、秤量部材により測定された重量に基づ
く流量制御部材の開閉制御に平行して、時間測定部材に
より測定された時間に基づき流量制御部材を通る物質の
瞬間流量を算出し、算出された瞬間流量と予め記憶され
た流量基準値とを比較し、算出された瞬間流量と流量基
準値との間の差に基づいて流量制御部材の位置を調整
し、それにより、流量制御部材の開放中の実際の流量が
調整されることを特徴とする容器充填装置を提供する。
上記構成によれば、望ましい質量に達した時点で流れ
を止めるために使用される従来の重量測定は、調整弁の
開放程度の調整又はフィード手段における流量の調整に
よる流量調整と平行して行なわれる。それにより、容器
内に装入される質量の測定機能を劣化させることなく流
れに関する混乱を最低限に抑え、しかも一般に質量測定
を改善することができる。
本発明の有利な態様によれば、流量制御部材は、幾つ
かの充填口と、充填口の各々に連結された充填バルブ
と、それら充填口に共通の調整弁とを備え、充填バルブ
が、秤量部材によって測定された重量に基づいて充填バ
ルブを開口又は閉鎖するために重量処理ユニットに接続
される。このような配置は特に、装置が運転開始又は停
止されている間に特に作動状態にある充填口の数にかか
わらず各充填口がほぼ一定の供給を受けているようにす
るために役立つ。
上記の態様において、充填口の各々に連結された充填
バルブは、可変断面からなる開口を備え、充填口の各々
に連結された重量処理ユニットは、充填口の各々につい
て流量基準値との比較を個々に行ない、容器充填装置
は、複数の充填口の算出瞬間流量を合計して共通の調整
弁に作用させる共通の制御部材をさらに備えることが好
ましい。従って、各々の充填口がほぼ一定の条件下で供
給を受けているのみならず、各充填口を通る流量は、そ
れ自体の特性に基づいて「個別化」される。
本発明のもう１つの有利な態様においては、各充填口
の流量基準値は、対応する容器の充填程度に基づいて可
変的である。従って流量は、状況に適合させられる。す
なわち例えば発泡を防ぐための充填の始めにおいては低
い流量に適合され、容器の中央部分を迅速に充填するた
め中間段階では高い流量に適合され、又計測された秤量
の精度を増大させるため充填の終りにおいてはより低い
流量に適合される。
本発明のさらにもう１つの態様においては、時間測定
部材は流量制御部材が開放されている実際の充填時間を
測定し、容器充填装置は、基準時間と実際の充填時間を
比較するための手段及び流量制御部材を通る物質の流量
をほぼ一定に保つため実際の充填時間と基準時間の間の
差に基づいて作用するための手段を備える。こうして、
装入すべき物質の粘度の変動の影響が最小限におされら
れる。
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照し
ながら、本発明の非制限的な特定の実施例に関する以下
の記述を読むことにより明らかになる。
〔実施例〕
第１図を参照すると、本発明の実施例による容器充填
装置は、フィード部材を構成するフイードホッパ１を備
える。フィードホッパ１は、オン／オフモードで作動す
る充填バルブ３からなる３つの流量制御部材を介して３
つの充填口２に接続される。各充填バルブ３は、対応す
る重量処理ユニット４の１出力部に接続される。各重量
処理ユニット４は、充填口２の下方に配置される秤量部
材５（例えば秤）に接続される入力部を有する。各秤量
部材５は、容器７を上に配置するトレー６を備える。重
量処理ユニット４は、従来周知の構造を有し、秤量部材
５により測定された重量、及び設置時点で重量処理ユニ
ットに入力された基準値又は接続された共通の制御装置
８により重量処理ユニットに付与された基準値の、双方
に基づいて充填バルブ３を開閉する。
開放時に充填バルブ３を通る流量は、フィードバルブ
10に対し作用するレベルセンサ９が検出したフィードホ
ッパ１内の物質の深さにより調整される。
既存のシステムにおいては、レベルセンサ９は、フィ
ードホッパ１内の物質の温度に関わらず充填口２におけ
る圧力が一定となるような一定の基準値を受けとる。し
かしながら本発明の容器充填装置は、極めて可変的な範
囲の温度条件下で用いることができる。特に、オイルを
装入するための設備な一般に約15℃から約30℃の範囲内
の温度条件下で用いられる。このような条件の下では、
オイルの粘度も極めて著しく変化し、非常に濃厚な物質
からほぼ水のように流動性のある液体にまで移行しう
る。フィードホッパ内の液体の深さが一定のレベルに調
整されている場合、充填口２を通る流量は粘度に応じて
著しく変化する。
本明細書の冒頭で述べたように流量の変動及びそれに
よって生じる課題を回避するため、本発明によれば、関
連する充填バルブが開放されている間の実際の充填時間
を測定する時間測定部材として、クロック11が各重量処
理ユニット４に取り付けられ、その測定情報が制御装置
８に伝送されるという有利な構成がもたらされる。この
実施例では、制御装置８は複数の充填ラインの実際の充
填時間の平均をとり、この平均値と、装入される当該物
質に対応して設置時又はオン切替えの時点で制御装置に
入力された基準時間とを比較する。実際の平均充填時間
が基準時間と一致しない場合、制御装置８はレベルセン
サ９の基準レベルを変えるべくレベルセンサ９に対し信
号を与え、それにより充填バルブを通る物質の流量をほ
ぼ一定の値に保つようフィードホッパ１内の物質の深さ
を調整する。
例えば、オイルを装入するための設備においては、大
気温が上昇する場合、オイルはさらに流動的になり、容
器を充填するのに必要な時間は短かくなる傾向にある。
フィードホッパ１内の流体の深さはこのとき、充填口を
通る初期流量を元に戻すために減少させられる。
また重量処理ユニット４は、充填バルブを通る物質の
瞬間流量を算出することができる。この算出は、秤量部
材５によって測定された重量の増加分を、クロック11に
よって測定された経過時間で割ることによって行なわれ
る。重量処理ユニット４は、算出された瞬間流量と流量
基準とを比較し、算出された瞬間流量と流量基準値との
差に基づいて充填バルブの開放位置を調整する。
本発明によれば、重量処理ユニットにより行なわれる
重量測定と平行して行なわれる実際の充填時間の測定
は、充填口のうちの１つにおいて作動異常が生じたとき
に設備を担当するオペレータに情報を与えるのにも使用
できる。特に、充填口が詰まる傾向をもつ場合、その充
填口に関する実際の充填時間は基準時間に比べ異常に高
くなる。本発明によれば、制御装置８に臨界充填時間を
入力できるようになっていてもよい。通常、実際の充填
時間はこの臨界充填時間に達することがない。臨界充填
時間は、オン切替えの時点で制御装置に入力されるか又
は実際の充填時間の平均値から計算される。実際の時間
が重量処理ユニット４のクロック11により伝送される毎
に、かかる時間は臨界充填時間と比較され、臨界充填時
間に達した場合には制御装置８は警報を発する。この警
報は、中央制御卓上又は該当する充填口のそばに配置さ
れた表示装置12上に表示される。警報信号の緊急度に応
じて、オペレータには、次に機械を停止させる時点で当
該充填口に注意を払う必要があること、又は当該充填口
を直ちに使用停止しなくてはならないことについての情
報が与えられる。
秤量部材５が不良な秤量部材を検出する自己監視手段
13を備える場合、本発明によれば、不良な秤量部材５が
検出されたときに対応の重量処理ユニット４が短絡させ
られて他の充填口に対応する平均実際充填時間に基づい
た時間遅延制御に置き換えられるように、制御装置８に
自己監視手段13を接続するような措置が有利に講じられ
る。充填口の時間制御がその充填口に特定的に適合させ
られているようにするために、制御装置８は、各充填口
の実際の充填時間を記憶するとともに、平均実際充填時
間及び定時制御への切替えの前の当該充填口に対応する
少なくとも１つの実際充填時間に基づいて、不良な秤量
部材をもつ充填口の定時制御を実行することが好まし
い。例えば、不良になった秤量部材をもつ充填口が平均
以上の実際充填時間を通常に有していたことが観察され
る場合、定時充填は、連続的に更新される平均実際充填
時間に対して同じ比率で実行される。
第２図は、設備の運転開始段階及び運転停止段階にお
いて充填口を通る流量を調整することをさらに限定的な
目的とする本発明のもう１つの実施例の概略ダイヤグラ
ムである。図示実施例においてフィード部材は、複数の
充填口に共通の所定長の供給ダクト14上に配置された遠
心ポンプ（以下、フィードポンプ１という）からなる。
フィードポンプ１と充填口２（図面の簡略化のため１つ
のみ示す）との間で、共通の供給ダクト14は複数の独立
した供給ダクト15に細分される。前述の装置と同様に、
この充填装置は、各充填口２に関連する秤量部材５を備
え、各秤量部材は時間測定部材11を有した重量処理ユニ
ット４に接続される。装置の運転開始時、すなわち第１
の容器が設備上に設置された後に充填口が選択的に作動
開始させられたときに、個々のダクト内でフィードポン
プ１により及ぼされる供給圧力は、１つの充填口又は少
数の充填口が作動しているときは全ての充填口が作動状
態にあるときに比べて高い、ということが容易に理解で
きるだろう。一般に充填口は、作動状態にある全ての充
填口に対応する供給動圧に対して調整される。従って、
設備が運転開始させられている間、作動開始されるべき
第１の充填口の供給ダクト15内のより高い動圧は、発泡
又ははねかけといった混乱をひき起す。本発明によれ
ば、オン／オフモードで作動する充填バルブ３からなる
被制御要素に加えて、複数の充填口に共通の供給ダクト
14上に配置される調整弁16から成る調節装置要素が有利
に備えつけられる。
通常運転中に一定の流量を維持するための適用におい
て、時間測定部材11は前述のものと同様に実際の充填時
間を測定するために用いられる。共通の制御装置８は、
実際の時間と基準時間とを比較し、該当する場合にはわ
ずかに開放又はわずかに閉鎖すべく調整弁16に対し１つ
の信号を与える。
装置の運転開始を目的とする適用において、時間測定
部材11は秤量部材５が送った信号と共に、作動中の充填
口の瞬間流量を計算するのに用いられる。次に共通の制
御装置８は、測定された瞬間流量又はそれら瞬間流量の
平均と、比較に基づいて調整弁16に対し作用する流量基
準値とを比較する。装置が運転開始されると、調整弁16
は、作動状態にされるべき第１の充填口を作動するのに
充分な流量を確保するに適当な最小限の開口度に調整さ
れる。第２の充填口が作動状態にされると、作動状態に
ある各充填口における流量は低下する傾向をもつ。瞬間
流量のこの低下は共通の制御装置８により検出され、制
御装置８は調整弁16の開口度を増大させる信号を送る。
新しい充填口が使用開始される毎に、共通のダクト14を
通る流量は、こうして個々のダクト15内で必要とされる
流量の合計に適合させられる。
同様に、装置が運転停止されたとき、充填口は徐々に
１つずつオフに切替えられる。このとき共通の制御装置
８は調整弁16を徐々に閉じて、各充填口を通る一定流量
を確保する。
瞬間流量の測定は、装置の運転開始又は運転停止の間
のみならず装置の正常運転中も調整弁16に対し作用する
ように使用できる。それにより主ダクト14に沿っての流
量が、例えば装入中の物質の粘度の変動といった起こり
得る混乱に関係無く確実に調整される。しかしながら、
容器充填に要した実際の時間を計算することなく瞬間流
量が単独で用いられる場合、秤量部材５が故障した場合
に定時制御に切替ることはもはや不可能である。従って
本発明による装置は、好ましくは瞬間流量と実際の容器
充填時間とを同時に計算するように設計される。
第３図は、充填装置が第２図の場合と同様に共通ダク
ト14に供給を行なう遠心ポンプ１を備える第３の実施例
を示す。遠心ポンプ１のすぐ下流で、共通ダクト14は独
立したダクト15に細分される。各々の独立ダクト15は、
充填口２に供給するために配置されたそれぞれの可変開
口度の流量制御部材17を有する。この実施例では、充填
口は独自のオン／オフバルブを備えない。この充填装置
はまた、時間測定部材11を有した重量処理ユニット４を
備える。重量処理ユニット４は、秤量部材５及びその自
己監視手段13から入力を受けとり、かつ流量制御部材17
及び警報装置12に出力を提供する。
この装置は第１図の装置と同様に、有効な充填時間を
測定しながら一定の流量で作動するか、又は時間測定部
材11を用いて瞬間流量を計算しかつ必要な場合は予め選
ばれたパラメータに基づいて流量基準値を変化させるこ
とによって作動する。例えば、物質が容器の底面にぶつ
かったときに泡を形成しないようにするために、容器の
底面上に移動層を形成するのに充分な量の物質が挿入さ
れるまでは、非常に低速で容器を充填し始めることが往
々にして望ましいということがわかった。従って、第１
の流量基準値が、装置の運転開始に先立って重量処理ユ
ニット４の記憶装置内に入力される。移動層を形成する
ために挿入されるべき物質の量は、装入される物質の重
量に対応する。物質の重量は、秤量部材５により検出さ
れると、第１の流量基準値よりも高くかつ記憶装置に記
憶されている第２の流量基準値への流量基準値の変化を
引き起こし、それにより、容器内に挿入された物質の質
量が例えば挿入すべき物質の合計質量の10％減の第２の
閾値に達するまで、容器の大部分が急速に満たされるこ
とを可能にする。この第２の閾値に達すると、秤量部材
５は低い流量での充填の終結を可能にするより低い基準
値への流量基準値の新たな変化を引き起こし、それによ
り、充填が最終的に停止されるときに優れた精度が得ら
れる。この実施例では、各々の充填段階は、自己監視手
段13が秤量部材の故障を検出した場合に定時充填の基準
として使用され、かつ記憶され得るような所定長さの時
間を占めることができる。この実施例ではまた、好まし
くは充填口２は、流量制御部材17から下流のダクト部分
の中の流量が安定化できるよう流量制御部材17から充分
な距離のところにある。流量制御部材17と充填口２との
間にあるダクト部分が空になるのを防ぐため、さらには
流量制御部材17が完全に閉じられたときに充填口上に液
滴が形成されるのを防ぐため、充填口の底面開口部は好
ましくは流量制御部材17よりも高いレベルにある。
当然のことながら、本発明は以上に記述した実施例に
限定されるものではなく、本発明の範囲から逸脱するこ
となく数多くの変形実施態様が利用可能である。特に、
可変開口度の流量制御部材17の使用を、供給ダクトの独
立ダクトへの細分から上流で共通ダクト14上に配置され
た調整弁と組合せることもできる。
本発明による装置は、装入中に著しく深さが変化し、
それに応じて供給圧力にも変化が生じるような槽からの
供給といった一般的な場合に特に有効である。
調整弁16又は17を用いる場合、特にフィード部材が可
変的深さを有して槽である場合は、調整弁の初期開口度
がその調整弁から上流で測定されかつ当該装置内の重量
処理ユニット４又は制御部材８（又はその等価物）に対
し付与された静圧に基づいて調整されるようにすること
が有利であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１実施例の概略図 第２図は、本発明の第２実施例の概略図、及び 第３図は、本発明の第３実施例の概略図である。 ２……充填口、３……充填バルブ、 ４……重量処理ユニット、５……秤量部材、 ８……制御部材、９……レベルセンサ、 11……時間測定部材、12……警報装置、 13……自己監視手段、16……調整弁、 17……流量制御部材。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】流量制御部材（3,16,17）を介して少なく
    とも１つの充填口（２）に連結されたフィード部材
    （１）を具備し、該流量制御部材が、秤量部材（５）に
    接続される入力部を備えた重量処理ユニット（４）の出
    力部に接続され、該重量処理ユニットが、該秤量部材に
    より測定された重量に基づいて開放信号及び閉鎖信号の
    いずれかを該流量制御部材に送るように構成した容器充
    填装置において、 前記重量処理ユニットに組み込まれた時間測定部材（1
    1）を具備し、 前記重量処理ユニットは、前記秤量部材により測定され
    た重量に基づく前記流量制御部材の開閉制御に平行し
    て、前記時間測定部材により測定された時間に基づき前
    記流量制御部材を通る物質の瞬間流量を算出し、算出さ
    れた該瞬間流量と予め記憶された流量基準値とを比較
    し、算出された該瞬間流量と該流量基準値との間の差に
    基づいて該流量制御部材の位置を調整し、 それにより、前記流量制御部材の開放中の実際の流量が
    調整されること、 を特徴とする容器充填装置。
  2. 【請求項２】前記流量制御部材は、幾つかの充填口
    （２）と、該充填口の各々に連結された充填バルブ
    （３）と、それら充填口に共通の調整弁（16）とを備
    え、該充填バルブ（３）が、前記秤量部材によって測定
    された重量に基づいて該充填バルブを開口又は閉鎖する
    ために前記重量処理ユニット（４）に接続されることを
    特徴とする請求項１記載の容器充填装置。
  3. 【請求項３】前記充填口の各々に連結された前記充填バ
    ルブ（３）は可変断面からなる開口を備え、該充填口の
    各々に連結された前記重量処理ユニット（４）は該充填
    口の各々について前記流量基準値との比較を個々に行な
    い、前記容器充填装置は、複数の該充填口の前記算出瞬
    間流量を合計して前記共通の調整弁（16）に作用させる
    共通の制御部材（８）をさらに備えることを特徴とする
    請求項２記載の容器充填装置。
  4. 【請求項４】前記充填口の各々に連結された前記流量制
    御部材（17）は可変断面からなる開口を備え、前記物質
    の瞬間流量は該充填口の各々について、連結された該流
    量制御部材の各々に作用することにより調整されること
    を特徴とする請求項１記載の容器充填装置。
JP2166971A 1989-06-27 1990-06-27 重量測定を伴う容器充填装置 Expired - Fee Related JP2598834B2 (ja)

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FR8908529 1989-06-27
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FR9000852A FR2657325B1 (fr) 1990-01-25 1990-01-25 Dispositif de remplissage de recipients a dosage ponderal.

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JPH0369495A JPH0369495A (ja) 1991-03-25
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