JP2655522B2 - 調合分与装置 - Google Patents

調合分与装置

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JP2655522B2 JP63502332A JP50233288A JP2655522B2 JP 2655522 B2 JP2655522 B2 JP 2655522B2 JP 63502332 A JP63502332 A JP 63502332A JP 50233288 A JP50233288 A JP 50233288A JP 2655522 B2 JP2655522 B2 JP 2655522B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は調合分与装置、ことに複数の容器に粒状物と
液体との混合物を充填する調合分与装置に関するもので
ある。
英国特許第2089440号には、２種類の流体、ことに比
較的濃い流体たとえば粒子状固形物の懸濁液と均質な液
体とを計量するポンプが記載されている。このポンプ
は、浮動する固い第１のピストンを収容すると共に入口
導管と出口導管とを有する第１のシリンダと、第２のシ
リンダ内に配設され第１のシリンダとその入口導管との
間の連通および第１のシリンダとその出口導管との間の
連通を交互に閉じる第２のピストンとを包含し、第１の
ピストンが入口導管から濃い流体を引き出しこれを出口
導管へと放出するようにする。さらにこのポンプは、第
２の入口導管から薄い流体を引き入れるピストンを有す
る第３のシリンダを包含し、このピストンにはひとつま
たはそれ以上の弁をそなえた少なくともひとつのポート
を設け、この弁を通って薄い流体が流れて第１のピスト
ンと第３のピストンとの間の空間を占めるようにし、こ
の空間でこの薄い流体が第３のピストンの動きを第１の
ピストンに伝えるようにする。このポンプはまた両ピス
トン間のこの空間から薄い流体を出口導管へ運ぶバイパ
ス路を包含する。
上記バイパス路は薄い流体を出口導管の下端部の内向
きノズルへ給送し、この薄い流体を放出部内へ噴射し
て、濃い流体の痕跡を第２のピストンの下端部から、ま
た放出部の内面から洗い流し去るのである。このバイパ
ス路はノズルの高さ位置の丁度上方から下方に収れんし
ている。この従来の配置には数多くの欠点がある。第１
に、内面部分を第２のピストンの衝程の下端のレベルの
下方に位置せしめることは、出口導管の流出口から滴が
落ちることを助成している。第２に、液体の噴流は、ピ
ストン端面上および内面部分上に粘性物質がたまるのを
妨げることに成功していない。第３に、ノズルには粒子
状固形物が詰り、きれいにしにくい。
本発明のひとつの目的は、ピストンシリンダ装置と、
この装置のシリンダに形成されたポートであって、ピス
トンが、このピストンの軸線方向端部が前記ポートに対
面する開放位置と閉鎖位置との間を動くにつれ前記ピス
トンによって通りすぎられる周面のポートと、前記シリ
ンダ内で前記ピストンを往復動せしめる駆動装置と、所
定量の流動材料を前記ポートへ供給する装置とを包含す
る調合分与装置において、前記ピストン内に延在すると
共に、該ピストンの軸線方向端部において前記シリンダ
の内幅とほとんど等しい幅の口部の形で該シリンダの長
手方向に開口する導管と、この導管の口部へ所定量の液
体を供給する装置とを包含し、更に前記シリンダが前記
流動材料及び前記液体用の出口を有することを特徴とす
る調合分与装置を提供するにある。
この調合分与装置は、構造が簡単であって、流動材料
を軸線方向端部およびシリンダの内壁から液体によって
洗い去ることができる。
また、導管の軸線方向端部の口部がシリンダの内部幅
とほとんど等しい幅となっているので、液体はシリンダ
の内部横断領域にわたって洗浄関係に作用する。さら
に、前述の口部に、その領域にわたって分布する貫通孔
をそなえたカバーを設けることにより、液体をシリンダ
の内部横断領域にわたって一層完全に分布せしめ、かつ
流動材料が口部へ入るのを防止することができる。これ
らの貫通孔は好適には、この液体の表面張力が、重力に
よりこの液体が口部からたれ落ちるのを妨げるのに充分
な程小径のものとする。
本発明の他の目的は、ピストンシリンダ装置と、この
装置のシリンダに設けられたポートであって、ピストン
が、このピストンの軸線方向端部が前記ポートに対面す
る開放位置と閉鎖位置との間を動くにつれ前記ピストン
によって通りすぎられる第１の周面のポートと、このポ
ートに流動材料を供給する装置と、前記シリンダ内で前
記ピストンを往復動せしめる装置と、前記シリンダに設
けられ、前記閉鎖位置から前記開放位置に向う方向にお
いて前記第１のポートのあとに位置して、前記シリンダ
に液体を供給する第２の周面のポートとを包含する調合
分与装置において、前記シリンダ内における前記ピスト
ンの往復動が、前記シリンダ内の前記液体の量を実質的
に変えることがないようにしたことを特徴とする調合分
与装置を提供するにある。
この構造によれば、存在する液体の量の実質的な変化
による空気の引き込みをさけることができる。
本発明の第３の目的は、上方に延びる長手方向軸線を
有するピストンシリンダ装置を包含し、この装置が、ピ
ストンの表面部分と、前記ピストンを同軸に取り囲み、
前記ピストンの表面部分とで前記装置内に環状の室を画
成するシリンダと、このシリンダに設けられ、前記環状
の室に開口して液体を前記環状の室に供給する周面のポ
ートと、前記ピストンを前記シリンダ内で往復動せしめ
る駆動装置とを有している調合分与装置において、逃し
装置が前記環状の室の上端に連通してこの環状の室の上
端に到達した気体物質を逃すようにしたことを特徴とす
る調合分与装置を提供するにある。
この構造によれば、逃し装置のために、装置内に引き
入れられた空気は逃され、これがために調合分与の効率
を損なうことを防止できる。
本発明を明確に理解できるように、さらには本発明を
容易に実施できるように、以下に添付図面を参照して本
発明の好適な実施例を詳述する。
第１図は濃い粒子状固形物と液体との混合物と薄い液
体とを容器内に同時にまたは連続して充填する調合分与
装置の略図的な立面図であり、この調合分与装置が“充
填直前”状態にあるものとして示す図である。
第２図は第１図と同様な略図であるが、調合分与装置
が“充填”状態にあるものとして示す図である。
第３図は第１図と同様な略図であるが、調合分与装置
が“ノズル洗浄”状態にあるものとして示す図である。
第４図は第１図と同様な略図であるが、調合分与装置
が“再充填”状態にあるものとして示す図である。
第５図はこの装置のピストンシリンダ装置の垂直断面
図である。
第６図はこの装置の立面図である。
第７図はこの装置の平面図である。
第８図はこの装置の変形例のピストンシリンダ装置の
垂直断面図である。
第１図ないし第５図において示す装置は容器１に濃い
粒子状固形物と液体との混合物と薄い液体とを充填する
ための装置である。これはたとえば英国特許出願第8631
049号に記載されているようなものである。この混合物
は野菜片を含む液体とすることができ、また薄い液体は
水状のソースとすることができる。
この混合物および液体はピストンシリンダ装置２によ
り容器１内に充填される。このピストンシリンダ装置２
のシリンダの内周面には混合物入口ポート３と液体入口
ポート４とが形成してある。混合物入口ポート３は導管
５を介してピストンシリンダ装置６に接続してある。こ
のピストンシリンダ装置６は混合物のための定量分与装
置として作用するものである。混合物は回転式プラグ弁
７を介してピストンシリンダ装置６に供給される。液体
入口ポート４は導管８および二方回転式プラグ弁９を介
してピストンシリンダ装置10に接続してある。ピストン
シリンダ装置10は、弁９を介して送られて来る液体を定
量分与する装置として作用する。ピストンシリンダ装置
２はピストンシリンダ装置６および10から遠く離れてい
てもよい。弁７および９は回転式プラグ弁として図示し
たが、この型式に限らず任意適当の型式のものであって
もよい。
第５図においてよく示すように、ピストンシリンダ装
置２は垂直のシリンダ11を包含し、このシリンダ11内で
ピストン12が、たとえば液圧駆動装置（図示してない）
により、垂直方向に往復動できる。このピストン12はピ
ストンロッド15に連結しており、上部部分に環状の室を
形成するチャンネル16が同軸に形成してある。またこの
環状チャンネル16のすぐ上方および下方にはシール17お
よび18が設けてある。液体入口ポート４はシリンダ11の
内周面に設けた環状溝19（所望によっては省略してもよ
い）に開口している。この環状溝19はチャンネル16に恒
久的にかつ常時連通している。このようにして、液体入
口ポート４からチャンネル16への液体の流れのための自
由通路が常時確立されている。ピストン12の下部部分に
はこれと同軸に内孔20が形成してある。この内孔により
形成される導管20はピストン12の下部軸線方向端部に向
うにつれて外方に拡孔しており、これによって軸線方向
端部に向って切頭円錐形状をなしている。この軸線方向
端部における導管20の口部にはガーゼ円板の形としたカ
バー21が設けられており、このカバー21の細孔は液体が
ここから重力でしたたり落ちることがないような充分に
小さい孔としてある。カバー21のところにおける導管20
の口部の直径は、できるだけシリンダ11のノズルの径に
近くする。さらにカバー21はできるだけ細かい目のガー
ゼの円板とする。導管20の上端部は直径方向に交叉する
孔22と連通している。この孔22はチャンネル16を導管20
に連通するものである。
この装置の作動を、容器１に固形物／液体混合物と液
体とを充填する場合について以下に詳述する。
第１図に示す充填直前の状態では、混合物入口ポート
３はピストン12の周面によって閉じた状態に維持されて
いる。定量分与装置すなわちピストンシリンダ装置６お
よび10にはそれぞれ調節可能な設定量の混合物および液
体が充填され、弁７は閉じられる。弁９は装置10への液
体の供給に対しては閉じられているが、装置10から導管
８への液体の供給に対しては開放されている。まず、ピ
ストン12を第２図で示す開放位置までもち上げる。この
位置では、ピストン12の下部軸線方向端部は混合物入口
ポート３から離れ、このポートに向いている。装置６の
ピストンは今や内方に動くことができ、混合物を混合物
入口ポート３を介しシリンダ11の下端部によって形成さ
れたノズルから放出する。装置10のピストンもまた内方
に動き、液体を液体入口ポート４、チャンネル16、導管
20、前述のノズルを介し容器１へと放出する。所望量の
混合物を容器１へ放出した後、装置６のピストンは動き
を停止し、ピストン12が第３図に示す閉鎖位置まで下げ
られ、これによって混合物入口ポート３が閉じられ、ピ
ストン12の口部のリムがシリンダ11の内周面を清掃する
ばかりでなく、液体が短時間装置10によって供給され続
けて導管20から注ぎかけられてカバー21やこのカバーの
下方のシリンダ11の内周面を洗浄する。ピストン12の閉
鎖位置においては、導管20の口部のリムは第５図に示す
ようにシリンダ11のノズルのリムに到達する。定量分与
のためのピストンシリンダ装置６および10を再充填する
ためには、第４図に示すように弁７を開き、装置６のピ
ストンを外方に動かして混合物を装置６内に引き入れ
る。他方、弁９は回動せしめてこれを閉じ、装置10と導
管８との連通を断つ。装置10のピストンは外方へ動か
し、弁９を介し液体供給源から液体を引き入れる。次い
で全装置を第１図に示す状態として、充填作業サイクル
を開始するのである。
充填作業を開始できる状態に設定するに当っては、ま
ず空気を製品供給パイプから完全に追い出して、チャン
ネル16および導管20には完全に液体を充填しておく。液
体の充填中、導管20およびその補給路は完全に液体で満
たしておく。全システムはカバー21以外では完全に閉鎖
され、このカバー21では液体はその表面張力の作用で導
管21内に保持される。このようにして液体は外部の供給
源から追加の液体が供給されれば始めてカバー21を通る
のみの状態となる。従って全システムは充填の終りごと
に非常にはっきりした積極的な遮断作用を示すのであ
る。さらに、固形物はカバー21を貫通することができ
ず、このカバー21の外部に付着した固形物があったとし
てもこれは液体充填時に直ちに洗い落される。
装置２の設計は、ピストン12が上下する際に装置内の
液体供給路に何の体積の変化も生じないような構造とし
ておく。
第６図および第７図に詳細に示した装置は、４つの容
器１が４つの装置２の下を前進するにつれこれら容器１
に４つの並列する管路1Aないし1Dから充填を行うもので
ある。４つの装置２は４本のパイプ５によりそれぞれの
装置６へ、また４本のパイプ８によりそれぞれの装置10
へ接続されている。４つの回転式プラグ弁７はそれぞれ
モータ34で駆動される一方、４つの回転式プラグ弁９は
それぞれのモータ35で駆動される。装置６および10のピ
ストンはそれぞれモータ36および37で駆動される。駆動
装置38は装置２を作動せしめるものである。
第８図に示す装置２は、第１図ないし第５図に示した
装置２とは異なり、液体供給源につながった逃し管30を
有する。ピストン12は上方に延びており、シール17の上
方にこれと間隔を隔ててシール31を担持している。ま
た、シリンダ11にはその内方に同軸に環状の室を形成す
るくぼみ32が設けてある。くぼみ32の高さはシール17お
よび31の間の間隔よりもわずか小さいものとしてある。
ピストン12が往復動しても、シール31の下のシリンダ11
内にある薄い液体の量は一定のままである。
上述の構造は簡単に、自動的に空気を逃すことができ
る。従ってカバー21の上方で装置２の液体領域に空気が
入ったとしても、これは液体供給タンク（図示してな
い）へと逃すことができる。空気が装置２の液体領域に
たまらないようにすることは重要なことである。全く少
量の空気が存在しても、充填閉鎖時の清浄性に悪影響を
与えかねない。従って空気の逃しは液体の少量充填に当
り特に利益が認められる。すなわち少量充填時には、空
気を装置２から一掃するには不充分な貫通流れしかない
からである。
作動に当っては、ピストン12が動くにつれ、空気があ
れば、それは頂部まで上ってゆき、まずシール17を通
り、次いでシール31を通り、最後に液体供給タンクへと
自由に逃されるのである。
本発明装置は殊に趣向を凝らしたUHT製品に適用可能
なものであり、粒子状の固形物および液体製品の組合せ
を清潔に充填することを可能とする。これは、各製品相
における割合と量の完全な制御を可能とし、また充填サ
イクル中充填率とタイミングの完全な制御をも可能とす
る。この装置は完全無菌システムと共に用いるのが特に
好適である。
図面に例示しここに詳述した装置は非常に融通がきく
もので、ことに混合物および液体の充填割合、混合物対
液体の比、混合物の充填に対する液体の充填のタイミン
グなどに融通性が富むものである。これらのすべての条
件は、ことに装置２、６および10のピストンの動きのタ
イミングおよび速度の調節によって満たされる。混合物
の放出と同時に液体を放出する必要はない。しかしなが
ら、少なくともノズルを清掃する少量の液体を放出する
ことで終わるようにすることが望ましい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−214844（ＪＰ，Ａ)

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ピストンシリンダ装置（２）と、この装置
    （２）のシリンダ（11）に形成されたポート（３）であ
    って、ピストン（12）が、このピストンの軸線方向端部
    が前記ポートに対面する開放位置と閉鎖位置との間を動
    くにつれ前記ピストンによって通りすぎられる周面のポ
    ート（３）と、前記シリンダ内で前記ピストンを往復動
    せしめる駆動装置（15）と、所定量の流動材料を前記ポ
    ート（３）へ供給する装置（５）とを包含する調合分与
    装置において、前記ピストン（12）内に延在すると共
    に、該ピストンの軸線方向端部において前記シリンダ
    （11）の内幅とほとんど等しい幅の口部の形で該シリン
    ダの長手方向に開口する導管（20）と、この導管（20）
    の口部へ所定量の液体を供給する装置（４、22）とを包
    含し、更に前記シリンダ（11）が前記流動材料及び前記
    液体用の出口を有することを特徴とする調合分与装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、前記口部に
    配設され全面積にわたり分布した貫通孔を有するカバー
    （21）を包含することを特徴とする調合分与装置。
  3. 【請求項３】請求項２記載の装置において、前記貫通孔
    は、前記液体の表面張力がこの液体を前記口部から重力
    によってしたたり落ちることを妨げるのに充分な小さい
    径であることを特徴とする調合分与装置。
  4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の装置
    において、前記シリンダ（11）に設けられ、前記閉鎖位
    置から前記開放位置に向かう方向において前記の第１の
    ポート（３）のあとに位置して、前記流動材料に混合す
    る液体を前記シリンダ（11）へ供給する第２の周面のポ
    ート（４）と、前記ピストン（12）と前記シリンダ（1
    1）との間および前記第52の周面のポート（４）の上方
    に設けられた密封装置（17）とを包含し、前記シリンダ
    （11）内における前記ピストン（12）の往復運動が、前
    記シリンダ（11）内の前記密封装置（17）の下方の前記
    液体の量を実質的に変えることがないようにしたことを
    特徴とする調合分与装置。
  5. 【請求項５】請求項４記載の装置において、前記第２の
    周面のポート（４）が、前記シリンダ（11）の内周面に
    形成され前記シリンダ（11）と同軸の環状のくぼみ（1
    9）を包含することを特徴とする調合分与装置。
  6. 【請求項６】請求項５記載の装置において、前記ピスト
    ン（12）の外周面に形成され前記ピストン（12）の衝程
    にわたって前記第２の周面のポート（４）と前記導管
    （20）とに連続的に連通している環状のチャンネル（1
    6）を包含することを特徴とする調合分与装置。
  7. 【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の装置
    において、前記シリンダ（11）が前記閉鎖位置から前記
    開放位置へ向かう方向に上方へと延在し、その内部の上
    端に内部の空気を逃す逃し導管（30）を設けたことを特
    徴とする調合分与装置。
  8. 【請求項８】請求項１ないし７のいずれかに記載の装置
    において、前記流動材料用の入口と、前記周面のポート
    （３）に連通し前記流動材料をくみ上げ前記第１のピス
    トンシリンダ装置（２）へ給送する出口とを有する第２
    のピストンシリンダ装置（６）を包含することを特徴と
    する調合分与装置。
  9. 【請求項９】請求項８記載の装置において、前記液体用
    の入口と、前記第２の周面のポート（４）に連通し前記
    液体を前記第１のピストンシリンダ装置（２）へくみ上
    げる出口（８）とを有する第３のピストンシリンダ装置
    （10）を包含することを特徴とする調合分与装置。
  10. 【請求項１０】請求項８または９記載の装置において、
    前記第２または前記第２および第３のピストンシリンダ
    装置（６、10）の入口に設けられ、前記流動材料または
    前記流動材料および前記液体の、それぞれ前記第２また
    は前記第２および前記第３のピストンシリンダ装置
    （６、10）への流れを制御する作動をするひとつまたは
    ふたつの回転プラグ弁（７、９）を包含することを特徴
    とする調合分与装置。
  11. 【請求項１１】ピストンシリンダ装置（２）と、この装
    置（２）のシリンダ（11）に設けられたポート（３）で
    あって、ピストン（12）が、このピストンの軸線方向端
    部が前記ポートに対面する開放位置と閉鎖位置との間を
    動くにつれ前記ピストンによって通りすぎられる第１の
    周面のポート（３）と、このポートに流動材料を供給す
    る装置（５）と、前記シリンダ（11）内で前記ピストン
    （12）を往復動せしめる装置（15）と、前記シリンダに
    設けられ、前記閉鎖位置から前記開放位置に向う方向に
    おいて前記第１のポート（３）のあとに位置して、前記
    シリンダ（11）に液体を供給する第２の周面のポート
    （４）とを包含する調合分与装置において、前記シリン
    ダ（11）内における前記ピストン（12）の往復動が、前
    記シリンダ内の前記液体の量を実質的に変えることがな
    いようにしたことを特徴とする調合分与装置。
  12. 【請求項１２】上方に延びる長手方向軸線を有するピス
    トンシリンダ装置（２）を包含し、この装置（２）が、
    ピストン（12）の表面部分と、前記ピストン（12）を同
    軸に取り囲み、前記ピストン（12）の表面部分とで前記
    装置（２）内に環状の室（16）を画成するシリンダ（1
    1）と、このシリンダ（11）に設けられ前記環状の室（1
    6）に開口して液体を前記環状の室（16）に供給する周
    面のポート（４）と、前記ピストン（12）を前記シリン
    ダ（11）内で往復動せしめる駆動装置（15）とを有して
    いる調合分与装置において、逃し装置（30）が前記環状
    の室（16）の上端に連通してこの環状の室（16）の上端
    に到達した気体物質を逃すようにしたことを特徴とする
    調合分与装置。
  13. 【請求項１３】請求項12記載の装置において、前記の第
    １の環状の室（16）の上端において前記ピストン（12）
    と前記シリンダ（11）との間に設けられた第１の環状の
    スライディングシール装置（17）と、この第１の環状の
    スライディングシール装置（17）の上方の位置において
    前記ピストン（12）を同軸に取り囲み、前記シリンダ
    （11）とで前記装置（２）内に第２の環状の室（32）を
    画成する前記ピストン（12）の他の表面部分と、前記第
    ２の環状の室（32）の上端において前記逃し装置（30）
    の上流側で前記ピストン（12）と前記シリンダ（11）と
    の間に設けられた第２の環状のスライディングシール装
    置（31）とをそなえ、前記シリンダ（11）内における前
    記ピストン（12）の往復動は、前記第２の室（32）が前
    記第２のシール装置（31）を通りすぎて前記逃し装置
    （30）と連通し前記第１の室（16）が前記第１のシール
    装置（17）により前記第２の室（32）との連通を妨げら
    れる第１の位置と、前記第２の室（32）が前記第２のシ
    ール装置（31）により前記逃し装置（30）との連通を妨
    げられ前記第１の室（16）が前記第１のシール装置（1
    7）を通りすぎて前記第２の室（32）と連通する第２の
    位置との間を移動するようにしたことを特徴とする調合
    分与装置。
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