JP3416188B2 - 充填機の液面制御装置 - Google Patents

充填機の液面制御装置

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JP3416188B2
JP3416188B2 JP07953793A JP7953793A JP3416188B2 JP 3416188 B2 JP3416188 B2 JP 3416188B2 JP 07953793 A JP07953793 A JP 07953793A JP 7953793 A JP7953793 A JP 7953793A JP 3416188 B2 JP3416188 B2 JP 3416188B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、充填機の液面制御装置
に関するものである。 【0002】 【従来の技術】図2は、炭酸飲料と果汁飲料との高温詰
めに兼用する充填機の送液システムの従来例を示してい
る。1が垂直軸心を中心に回転する環状貯液槽(フイラ
ータンク)で、同環状貯液槽1の首部には、逆圧式充填
バルブ5が多数取付けられ、容器4が供給されると、環
状貯液槽1内の液が充填バルブ5を介して容器4に充填
される。環状貯液槽1内は、0.5〜1kg/cm2
程度に加圧されている。 【0003】2がフロートで、同フロート2は、環状貯
液槽1内に設置されて、環状貯液槽1内の液位の昇降に
従って昇降する。6が排気エア配管で、同排気エア配管
6は、フロート2が下降することにより、環状貯液槽1
内のエアを排気する。7が給気エア配管で、同給気エア
配管7は、フロート2が上昇することにより、エアを環
状貯液槽1内へ供給する。 【0004】3がロータリジヨイントで、同ロータリジ
ヨイント3は、回転する環状貯液槽1と排気エア配管6
及び給気エア配管7とを連結する。8が主液供給管で、
同主液供給管8は、環状貯液槽1内の液位の低下に伴っ
て充填液を環状貯液槽1内へ供給する。9が圧力制御装
置で、同圧力制御装置9は、環状貯液槽1内を後述する
ように必要な圧力に設定する。10が上記主液供給管8
に取付けた圧力検出器、22がダイバード用コントロー
ル弁で、同ダイバード用コントロール弁22は、加熱さ
れた果汁入飲料を元タンクへ戻すためのものである。 【0005】14が加熱殺菌装置で、同加熱殺菌装置1
4は、ポンプ(図示せず)から圧送されてくる液を所定
の温度まで加熱する。また環状貯液槽1に送液されずに
ダイバード用コントロール弁22から元タンクに戻され
る液を冷却する。15がスチーム制御弁で、同スチーム
制御弁15は、加熱殺菌装置14の加熱ゾーンで加熱さ
れる液の出口温度を所定温度にするように、インジエク
ター16によりスチームを供給水18へ吹き込んで、そ
の流量を制御する。 【0006】17がチルド水制御弁で、同チルド水制御
弁17は、加熱殺菌装置14の冷却ゾーンで冷却するた
めのチルド水19の流量を制御する。21が演算器で、
同演算器21は、圧力制御装置9の出力信号に基づいて
加減乗算を行い、この演算結果をダイバード用コントロ
ール弁22へ制御信号として出力して、同ダイバード用
コントロール弁22の開度を制御する。同ダイバード用
コントロール弁22には、図3に示すように主液コント
ロール弁12とは逆特性のものが選ばれる。 【0007】次に前記図2に示す充填機の送液システム
の作用を説明する。 (1)圧力制御装置9の出力信号を主液コントロール弁
12へ送って、同主液コントロール弁12の開度を制御
するとともに、圧力制御装置9の出力信号を演算器21
へ送り、ここで加減乗算を行い、その結果得られた制御
信号をダイバード用コントロール弁22へ送って、同ダ
イバード用コントロール弁22の開度を制御する。 (2)演算器21での演算は、次の通りである。 【0008】 Y=a(X−b)+c・・・・・・・・・・・・・・・・ Y : 演算器21の出力信号 X : 演算器21の入力信号(圧力制御装置9の
出力信号) a、b、c: 任意の定数 上記式により得られた換算器21の出力は、例えば図
3に示すようなダイバード用コントロール弁22への出
力になる。 【0009】上述のように主液コントロール弁12とダ
イバード用コントロール弁22とは、逆特性を有するの
で(図4参照)、上記式において、a=−4、b=
0.4、c=0.2になる定数を選定することにより、
図3に示すような特性を得ることができる。 (3)従ってこれにより、例えば図3の例でいえば、通
常、圧力制御装置9の出力信号が略0.4kg/cm2
G以上で変動し、例えば容器4の供給が間欠的になり、
環状貯液槽1内の液位が上昇し、主液コントロール弁1
2が閉方向になる場合、出力信号が0.4kg/cm2
G以下になると、ダイバード用コントロール弁22が自
動的に開く。 【0010】これを要するに前記従来の充填機の送液シ
ステムでは、何等かの原因で環状貯液槽1内の液位が低
下した場合には、主液コントロール弁12の開度を大き
くして、充填液の送液流量を増加させることにより、環
状貯液槽1内の液位を上昇させる。また何等かの原因で
環状貯液槽1内の液位が上昇した場合には、主液コント
ロール弁12の開度を小さくして、充填液の送液流量を
減少させることにより、環状貯液槽1内の液位を低下さ
せる。即ち、主液コントロール弁12をアクチュエータ
として使い、送液流量を変化させて、環状貯液槽1内の
液位を制御している。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】前記図2に示す従来の
充填機の送液システムでは、主液コントロール弁12を
アクチュエータとして使い、送液流量を変化させて、環
状貯液槽1内の液位を制御しているので、環状貯液槽1
内の液位が低下した場合、液位を上昇させるため、充填
機で消費される流量以上の充填液を液処理装置から環状
貯液槽1内へ送液させる必要があり、液処理装置は、本
来必要としている消費流量によりも大きな送液能力を必
要として、製作コストを嵩ませるという問題があった。 【0012】本発明は前記の問題点に鑑み提案するもの
であり、その目的とする処は、本来必要としている消費
流量によりも大きな送液能力を液処理装置に持たせる必
要がなくて、製作コストを低減できる充填機の液面制御
装置を提供しようとする点にある。 【0013】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、垂直軸心を中心に回転する環状貯液槽
と、同環状貯液槽の首部に取付けた多数の充填バルブ
と、同環状貯液槽内の液位を検出する液位検出装置とを
有する充填機において、前記環状貯液槽を含む回転部の
回転駆動装置と、前記液位検出装置からの液位検出信号
に基づき前記回転駆動装置の回転数を制御して単位時間
当たりに充填する容器数を増減変更することにより前記
環状貯液槽内の液位を所定値に保持する制御装置とを具
えている。 【0014】 【作用】本発明の充填機の液面制御装置は前記のように
構成されており、液処理装置から充填機の環状貯液槽内
へ送った液を充填バルブを介して容器へ充填する。この
とき、何等かの原因で環状貯液槽内の液位が所定液位よ
りも低下した場合、制御装置は、液位検出器からの液位
低下信号に基づいて回転駆動装置(環状貯液槽)の回転
数を減少させて、単位時間当たりに充填する容器数を減
少させ、環状貯液槽内の液位を上昇させて、所定値に近
づける。また何等かの原因で環状貯液槽内の液位が所定
液位よりも上昇した場合、制御装置は、液位検出器から
の液位上昇信号に基づいて回転駆動装置(環状貯液槽)
の回転数を増大させて、単位時間当たりに充填する容器
数を増加させ、環状貯液槽内の液位を低下させて、環状
貯液槽内の液位を所定値に近づける。 【0015】 【実施例】次に本発明の充填機の液面制御装置を図1に
示す一実施例により説明すると、30が製品液を貯液し
ている元タンク、31が同元タンク30からの製品液を
加圧送液する送液ポンプ、32が送液量を決定する絞り
弁、14が製品液を昇温殺菌するための加熱殺菌装置、
34が製品液を加熱するための温水を循環させる循環ポ
ンプ、15が加熱殺菌装置14出口の製品液温度に応じ
てスチーム供給量を制御するスチーム制御弁、36が加
熱殺菌装置14により昇温殺菌された製品液の通路を環
状貯液槽(フイラータンク)1への「供給側」或いは元
タンク30への「戻し側」に切り換えるための液通路切
換弁、37が同液通路切換弁36を介して元タンク30
へ戻す製品液を冷却するための冷却器である。液処理装
置は、以上の各機器及び配管等により構成されている。 【0016】上記環状貯液槽1は、垂直軸心を中心に回
転する回転式充填機の貯液タンクである。また5が環状
貯液槽1の首部に取付けた多数の充填バルブ、4が同充
填バルブ5の下方に供給された容器、50が容器供給の
有無を検出するための容器有無検出器、40が環状貯液
槽1の液位を検出するためのフロート式液位検出器、3
8が環状貯液槽1を含む回転部を回転させるサーボモー
タ或いはインバータモータ等の可変速モータ(回転駆動
装置)、45が液位検出器40からの液位検出信号に基
づいて可変速モータ38の回転数を制御し且つ製品液の
液通路36への液通路切換信号を出力する制御装置であ
る。回転式充填機は、以上の各機器等により構成されて
いる。 【0017】次に前記図1に示す充填機の液面制御装置
の作用を具体的に説明する。元タンク30内の製品液
は、送液ポンプ31により加圧され、絞り弁32により
流量制御されて、加熱殺菌装置14へ送られる。同加熱
殺菌装置14には、循環ポンプ34により温水が循環し
ている。この温水循環系統では、スチーム制御弁15に
よりスチーム供給量を調節し、温水の温度を変化させ
て、加熱殺菌装置14出口の製品液温度を制御してい
る。 【0018】一方、回転式充填機では、容器4が連続的
に供給され、充填バルブ5から各容器4へ製品液が所定
量ずつ供給、充填されている。この連続運転状態では、
制御装置45が液通路切換弁36を「供給側」に切り換
え、加熱殺菌装置14を経由した製品液が主液供給管8
を介して環状貯液槽1へ送られる。この連続運転状態に
おいて、何等かの原因により環状貯液槽1内の液位が所
定液位よりも低下した場合、制御装置45は、フロート
式液位検出器40からの液位低下信号に基づいて加変速
モータ38の回転数を制御して、回転式充填機の回転数
を減少させる。 【0019】この結果、回転式充填機では、単位時間当
たりに充填する容器4の数が減少して、環状貯液槽1が
単位時間当たりに各容器4へ供給、充填する製品液の総
量、即ち、充填機での消費流量が減少する。このとき、
液処理装置からの送液流量は、絞り弁32により決定さ
れて、一定に保持されているため、環状貯液槽1内の液
位が上昇して、所定液位に近付く。 【0020】また上記連続運転状態において、何等かの
原因により環状貯液槽1内の液位が所定液位よりも上昇
した場合、制御装置45は、フロート式液位検出器40
からの液位上昇信号に基づいて加変速モータ38の回転
数を制御して、回転式充填機の回転数を増加させる。こ
の結果、回転式充填機では、単位時間当たりに充填する
容器4の数が増加して、環状貯液槽1が単位時間当たり
に各容器4へ供給、充填する製品液の総量、即ち、充填
機での消費流量が増大する。このとき、液処理装置から
の送液流量は、絞り弁32により決定されて、一定に保
持されているため、環状貯液槽1内の液位が低下して、
所定液位に近付く。 【0021】以上の作用により、連続運転状態において
は、送液流量を変化させることなく、環状貯液槽1内の
液位を所定液位に保持することができる。このようなシ
ステムにおいては、回転式充填機の能力、即ち、回転式
充填機の定常的な回転数の変化は、絞り弁32の絞り開
度或いは送液ポンプ31の吐出圧力を変更して、送液流
量を変えることにより、可能になる。 【0022】回転式充填機の回転が停止したり、容器4
の供給が停止した場合、回転式充填では、単位時間当た
りに充填する容器4の数が零になり、環状貯液槽1が単
位時間当たりに各容器4へ供給、充填する製品液の総
量、即ち、充填機での消費流量が零になる。そのため、
このときには、制御装置45は、液通路切換弁36を
「戻し側」に切り換えて、回転式充填機への送液を停止
し、環状貯液槽1内の液位の上昇を止めて、液位を一定
に保持する。 【0023】 【発明の効果】本発明の充填機の液面制御装置は前記の
ように液処理装置から充填機の環状貯液槽内へ送った液
を充填バルブを介して容器へ充填する。このとき、何等
かの原因で環状貯液槽内の液位が所定液位よりも低下し
た場合、制御装置は、液位検出器からの液位低下信号に
基づいて回転駆動装置(環状貯液槽)の回転数を減少さ
せて、単位時間当たりに充填する容器数を減少させ、環
状貯液槽内の液位を上昇させて、所定値に近づける。ま
た何等かの原因で環状貯液槽内の液位が所定液位よりも
上昇した場合、制御装置は、液位検出器からの液位上昇
信号に基づいて回転駆動装置(環状貯液槽)の回転数を
増大させて、単位時間当たりに充填する容器数を増加さ
せ、環状貯液槽内の液位を低下させて、環状貯液槽内の
液位を所定値に近づけるので、本来必要としている消費
流量によりも大きな送液能力を液処理装置(各機器1
4、15、30〜32、34、36、37よりなる液処
理装置)に持たせる必要がなくて、製作コストを低減で
きる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の充填機(含む液処理装置)の液面制御
装置の一実施例を示す系統図である。 【図2】従来の充填機(含む液処理装置)の系統図であ
る。 【図3】従来の充填機の圧力制御装置の出力信号に対す
る主液コントロール弁とダイバー用コントロール弁との
弁特性を示す説明図である。 【図4】従来の充填機のコントロール弁の入力信号に対
する主液コントロール弁とダイバー用コントロール弁と
の弁特性を示す説明図である。 【符号の説明】 1 環状貯液槽 4 容器 5 充填バルブ 38 回転駆動装置 40 液位検出装置 45 制御装置

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 垂直軸心を中心に回転する環状貯液槽
    と、同環状貯液槽の首部に取付けた多数の充填バルブ
    と、同環状貯液槽内の液位を検出する液位検出装置とを
    有する充填機において、前記環状貯液槽を含む回転部の
    回転駆動装置と、前記液位検出装置からの液位検出信号
    に基づき前記回転駆動装置の回転数を制御して単位時間
    当たりに充填する容器数を増減変更することにより前記
    環状貯液槽内の液位を所定値に保持する制御装置とを具
    えていることを特徴とした充填機の液面制御装置。
JP07953793A 1993-04-06 1993-04-06 充填機の液面制御装置 Expired - Fee Related JP3416188B2 (ja)

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