JP3453259B2 - 液体の充填装置 - Google Patents

液体の充填装置

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JP3453259B2 JP28605896A JP28605896A JP3453259B2 JP 3453259 B2 JP3453259 B2 JP 3453259B2 JP 28605896 A JP28605896 A JP 28605896A JP 28605896 A JP28605896 A JP 28605896A JP 3453259 B2 JP3453259 B2 JP 3453259B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は容器内への液体の充
填装置に関し、特に、簡易な構造でありながら液体の充
填量のバラツキが極めて少なく、確実な液体充填ができ
る液体の充填装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より液体の充填装置として、十分な
貯水容量のあるメインタンクと、被充填容器内へ液体を
充填するための充填管が備え付けられたサブタンクと
を、制御バルブを有する連通管を介して連結させた装置
が一般によく知られれている。
【0003】この装置においては、サブタンク側から被
充填容器内に液体を定量充填をするために、サブタンク
の液面レベルを基準にして、被充填容器内の液面レベル
を規制するいわゆるサイフォンの機構を採択しており、
サブタンクの液面レベルはできるだけ一定とすることが
必要となっている。しかしながら、サブタンク内に貯留
している液体は、次々へと供給されてくる被充填容器の
中へ充填管を介して連続的に充填されるために、サブタ
ンク内の液体は時間とともにどんどん減少する。従っ
て、サブタンクの液面近傍には、液面レベルをできるだ
け一定に保つための上下一対の液面センサーが取り付け
られており、サブタンク内の液体が減った場合には、メ
インタンクと連通する連通管に設けられた制御バルブを
開けて、所定量の液体がサブタンク内に補充されるよう
な制御機構が設けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置において液面レベルを一定に保つために用いら
れている上下一対の液面センサーは、時として故障を起
こして正常に機能しないことがあり、この場合には、定
量充填という信頼性は全く失われることになる。さら
に、このような上下一対の液面センサーを設置する仕様
では、上下2箇所にセンサーを一定の間隔を開けて設置
する都合上、どうしても制御される液面レベルが不安定
となり(いわゆる『波打ち』の現象を生じる)、充填量
のばらつきが生じてしまう傾向があった。
【0005】また、上記タイプとは異なり、サイフォン
の機構を用いることなくサブタンク側に定量吐出バルブ
を設置した液体の充填装置も知られているが、この装置
では、定量吐出バルブそのもの機構が大掛かり、かつ複
雑であり、装置コストの低減化が図れないという不都合
がある。
【0006】このような実状のもとに本発明は創案され
たものであって、その目的は、簡易な構造でありながら
液体の充填量のバラツキが極めて少なく、確実な液体充
填ができる液体の充填装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、液体を貯留し、その上部空間が密閉可
能となるタンク本体を備える第1のタンクと、この第1
のタンクと連通管によって連結されるとともに、液体を
充填するための充填管を備える第2のタンクと、を有す
る液体の充填装置であって、前記第1のタンクは、タン
ク本体に貯留された液体中に一方端が浸漬するとともに
他方端がタンク本体の外部に通じる筒体を備え、前記第
2のタンクは、前記第1のタンクのタンク本体に貯留さ
れた液体中に浸漬される筒体の一方端の開口部位置と同
一レベルの液面を形成し、前記充填管は、充填用の容器
の中に挿入可能になっており、第2のタンクの液面と同
一レベルまで容器内に液体が充填されるように構成され
る。
【0008】また、前記第1のタンク内に設置される筒
体の内部の圧力と、前記第2のタンクの液面を加圧する
圧力とは同一に設定されて構成される。
【0009】また、前記第1のタンク内に設置される筒
体の内部の圧力と、前記第2のタンクの液面を加圧する
圧力とは共に大気圧であるように構成される。
【0010】また、前記第1のタンク内に設置される筒
体の一方端の開口部位置は、高さ方向に設置位置が変更
可能であるように構成される。
【0011】
【0012】また、前記第1のタンクには、液体供給管
が接続されて構成される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
【0014】図1には本発明の液体の充填装置の好適な
実施の形態が示される。図1に示されるように液体の充
填装置1は、連通管30によって連通された第1のタン
ク10と、第2のタンク20を備えており、第2のタン
ク20側から充填用の容器50(被充填容器50)内に
液体が定量充填されるようになっている。
【0015】第1のタンク10は、液体3を貯留するこ
とができ、その上部空間4が密閉可能となるタンク本体
6と、このタンク本体6内に外部から挿入するように設
置された筒体9とを備えている。図示のごとく筒体9の
一方端9aは、タンク本体6に貯留された液体3中に浸
漬されるとともに開口部9bを備えており、この一方
で、筒体9の他方端9cは、タンク本体6の外部に通じ
るようになっている。本実施の形態において、筒体9
は、タンク本体6の蓋体6aから突出するように設置さ
れているが、蓋体6aと筒体9との接触面には、上部空
間4の気密性を保持できるようにシール部材を介在させ
ることが好ましい。また、このシール部材を介して筒体
9を上下に適宜移動させ、固定できるようにすることも
特に好ましい態様である。筒体9を上下に移動させるこ
とにより、筒体9の開口部9bの高さ方向の位置を変え
ることができ、これにより第2のタンク20の液面の高
さ、ひいては充填用の容器50(被充填容器50)の充
填液高さを調整することができ、例えば、充填液高さの
異なる多品種の容器の充填に適用可能となる。このこと
は、後述する本発明の作用の説明により容易に理解する
ことができよう。
【0016】また、第1のタンク10は、その内部を頻
繁に洗浄することがあり、そのため、蓋体6aの取り外
し以外に、蓋体6aと筒体9との接合部の周辺で筒体9
を単独に取り外しできる機構を設けることが好ましい。
【0017】また、図示の例では、筒体9は、蓋体6a
を通して挿入されているが、本発明の作用効果を維持で
きるかぎりにおいて、第1のタンク10の側面方向から
挿入して設置することもできる。
【0018】さらに、第1のタンク10には、開閉バル
ブ45を介して液体供給管40が接続されており、第1
のタンク10内に常に所定の液体量が確保できるように
なっている。また、液面センサ48,49をタンク内の
上下に2箇所設け、これらからの信号に基づき開閉バル
ブ45の開閉を自動制御するようにしてもよい。なお、
第1のタンク10内の液面高さは、筒体9の開口部9b
の位置より常に高いことが必要である。
【0019】このような第1のタンク10は、その底部
に連通管30の一端が固着されており、連通管30の他
端は、第2のタンク20の底部に固着され、第1のタン
ク10と第2のタンク20とは互いに連通するようにな
っている。なお、連通管30の途中には開閉バルブ35
が介在されている。
【0020】第2のタンク20は、第2のタンク20内
の液体21を充填用の容器50(被充填容器50)に送
り込み充填するための充填管25を備え、通常、この充
填管25の注ぎ口近傍には図示のごとく開閉バルブ28
が形成されている。
【0021】次に、上述してきた本発明の液体の充填装
置1の操作および作用について説明する。
【0022】第1のタンク10の筒体9の他方端9c
は、タンク本体6の外部に通じ、大気開放の状態となっ
ており、また、第2のタンク20の液面上も大気開放に
なっている。
【0023】まず、最初に連通管30の開閉バルブ35
を『閉』の状態にしておき、タンク本体6の蓋体6aを
開けて、あるいは液体供給管40から、タンク本体6内
に所定量の液体3を注入する。その後、蓋体6aを密閉
状に被着させるか、あるいは開閉弁45を閉じる。この
時、上部空間4は密閉状態になる。
【0024】次いで、連通管30の開閉バルブ35を開
けて、第1のタンク10と第2のタンク20とを連通さ
せる。すると、第1のタンク10に貯留されていた液体
の一部は第2のタンク20側に流れて行き、図1に示さ
れるように第2のタンク20の液面が、第1のタンク1
0に設置された筒体9の一方端の開口部9bの位置と、
同一レベルとなったところで第1のタンク10から第2
のタンク20への液体移動は停止する。筒体9の一方端
の開口部9bの高さ位置(図面の点線で示される位置)
においては、第1のタンク10および第2のタンク20
いずれも大気圧でバランスがとれている。従って、第2
のタンク20内の液体が容器50内の液体充填に使われ
て、わずかに水位が減少したとすると、その減少した水
頭相当分だけ連通管内での圧力バランスが崩れ、この圧
力バランスを回復させるために、新たに第1のタンク1
0から第2のタンク20へと液体の移動が生じ、再び、
第2のタンク20の液面が、筒体9の開口部9bの位置
と、同一レベルとなったところで液体移動は停止し、平
衡状態となる。
【0025】従って、このような本発明の構成によれ
ば、第2のタンク20は、第1のタンク10の液中に浸
漬されている筒体9の一方端の開口部9bの位置と同一
レベルの液面を常に形成することができる。そのため、
充填管25を用いて第2のタンク20内の液体21を充
填用の容器50(被充填容器50)に送り込んで充填す
る際に、サイフォンの原理を用いれば、充填用の容器5
0(被充填容器50)内に充填される液面レベルも第2
のタンク20のそれと同じになる。従って、本発明のご
とく第2のタンク20の液面レベルが一定状態を保たれ
る限りにおいて、容器50内の充填量も均一になる。な
お、容器50内への液体充填が完了した時点で、充填管
25に設置された開閉バルブ28は閉じられ、容器50
は充填管25から外される。
【0026】次に、第2のタンク20から充填用の容器
50に液体を充填する具体的な好適例を、図2および図
3を参照しつつ説明する。
【0027】図2は、第2のタンク20の周辺に設置さ
れたコンベア80およびそのコンベア80上に一定間隔
で配置、並べられた複数の容器50を示す平面図であ
り、図3は容器50が第2のタンク20の周辺を液体充
填されながら回動する際の、高さ方向の動きを模式的に
示した図である。
【0028】図2および図3に示されるように、コンベ
ア80によって搬送されてきた容器50は、エリアUに
おいて徐々に持ち上げられつつ、容器50内には充填管
25の先端が挿入されるとともに、液充填が開始され
る。その後、エリアPにおいて容器50は一定高さに一
定時間(距離)保持されて、この間で、液体の充填が完
了するとともに開閉バルブ28が閉じられる。ちなみ
に、図1に示される状態がエリアPの状態に相当する。
しかる後、エリアDにおいて容器50は徐々に降下して
いき、充填管25の先端は容器50から外され、容器5
0は、その後、次工程へと搬送されていく。なお、この
場合、充填管25は、図2に示されるように、第2のタ
ンク20の中心から放射状に複数個(図2において、下
半分は充填管25の記載を省略してある)配置されてお
り、第2のタンク20の周辺の容器50の回動に同期し
て回動するようになっている。つまり、一定のエリア内
においては、容器50内に充填管25が挿入されたまま
状態で容器搬送が行われるようになっている。
【0029】なお、充填管25の先端は、図3に示され
るごとく容器50の上下運動に対応して、上下方向に伸
縮自在な機構(例えば、外径の異なる複数の筒体を竹の
子状に組み合わせて伸縮自在としてもの)を備えるよう
にすることが望ましい。例えば、上記のエリアU内にお
いて、容器50内への充填管25の挿入を確実にするた
めである。また、図3に示されるような容器の上下運動
は、例えば、カム機構を用いればよい。また、液体充填
される容器50の内部を予め真空にし、仮蓋止めてお
き、この蓋の上から強制的に充填管25を挿入する方法
を採択してもよい。この場合には、充填時間の短縮化が
図られる。
【0030】なお、上記の説明では、簡易な好適例とし
て、筒体9の他方端9c、および第2のタンク20の液
面上の双方を大気開放とした場合を例に採って説明した
が、第2のタンク20に蓋体を設けて密閉状態とし、別
途、加圧機構を設けて、第2のタンク20の液面を加圧
する圧力と、筒体9の内部の圧力とが同一になるように
設定してもよい。
【0031】
【発明の効果】本発明の液体の充填装置は、液体を貯留
し、その上部空間が密閉可能となるタンク本体を備える
第1のタンクと、この第1のタンクと連通管によって連
結されるとともに、液体を充填するための充填管を備え
る第2のタンクと、を有する液体の充填装置であって、
前記第1のタンクは、タンク本体に貯留された液体中に
一方端が浸漬するとともに他方端がタンク本体の外部に
通じる筒体を備え、前記第2のタンクは、前記第1のタ
ンクのタンク本体に貯留された液体中に浸漬される筒体
の一方端の開口部位置と同一レベルの液面を形成してな
るように構成しているので、簡易な構造でありながら液
体の充填量のバラツキが極めて少なく、確実な液体充填
ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液体の充填装置の実施の形態を示す概
略断面図である。
【図2】第2のタンクの周辺に設置されたコンベアおよ
びそのコンベア上に一定間隔で配置、並べられた複数の
容器を示す平面図である。
【図3】容器が第2のタンクの周辺を液体充填されなが
ら回動移動する際の、高さ方向の動きを模式的に示す図
である。
【符号の説明】
1…液体の充填装置 6…タンク本体 9…筒体 9b…筒体の一方端の開口部 10…第1のタンク 20…第2のタンク 25…充填管 30…連通管

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体を貯留し、その上部空間が密閉可能
    となるタンク本体を備える第1のタンクと、この第1の
    タンクと連通管によって連結されるとともに、液体を充
    填するための充填管を備える第2のタンクと、を有する
    液体の充填装置であって、 前記第1のタンクは、タンク本体に貯留された液体中に
    一方端が浸漬するとともに他方端がタンク本体の外部に
    通じる筒体を備え、 前記第2のタンクは、前記第1のタンクのタンク本体に
    貯留された液体中に浸漬される筒体の一方端の開口部位
    置と同一レベルの液面を形成し、前記充填管は、充填用の容器の中に挿入可能になってお
    り、第2のタンクの液面と同一レベルまで容器内に液体
    が充填されることを 特徴とする液体の充填装置。
  2. 【請求項2】 前記第1のタンク内に設置される筒体の
    内部の圧力と、前記第2のタンクの液面を加圧する圧力
    とは同一に設定されてなる請求項1に記載の液体の充填
    装置。
  3. 【請求項3】 前記第1のタンク内に設置される筒体の
    内部の圧力と、前記第2のタンクの液面を加圧する圧力
    とは共に大気圧である請求項2に記載の液体の充填装
    置。
  4. 【請求項4】 前記第1のタンク内に設置される筒体の
    一方端の開口部位置は、高さ方向に設置位置が変更可能
    である請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の液体
    の充填装置。
  5. 【請求項5】 前記第1のタンクには、液体供給管が接
    続されてなる請求項1ないし請求項4のいずれかに記載
    の液体の充填装置。
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