JP3510261B2 - レセプタクルに液体ボリュームを充填する方法および装置 - Google Patents
レセプタクルに液体ボリュームを充填する方法および装置Info
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Description
ルに液体ボリュームを充填する方法に関する。
知られている。所定の上位および下位スイッチングレベ
ルの到達範囲(reaching)と入口バルブ及び出口バルブ
の最終的な閉鎖との間に生じる、システムに帰すべき遅
れ時間は、それぞれ、不制御の後運転に影響を与え、そ
れが2つのスイッチングレベルおよび計量チャンバの断
面間の高さの差により規定された液体ボリュームを増加
させる。本質的に短所であるのは、上位および下位のス
イッチングレベル領域のエラーが合計され、上位スイッ
チングレベル領域のエラーが液体供給ラインの圧力変動
によって付加的に影響を受けることである。そのため、
この知られた方法は、特に、飲み物の缶や飲み物のボト
ルのような比較的に小さなレセプタクルを正確に充填す
るには適していない。
されているのは計量チャンバ内の液体温度のみである。
測定温度に従い、計量チャンバの断面が濾過器(displa
cer)の拡張又は収縮によって増加または減少し、もっ
て、充填されるべき液体量の所望重量が一定に保たれ
る。
補助によりボリュームについての充填精度を著しく改善
することを目的とする。
定された特徴により達成される。
ステムなどに帰する遅延時間の、液体供給の間、流量お
よび圧力条件に独立して、相当に改善される。そのた
め、例えば0.33リットルの充填ボリュームで、正確かつ
高速で、比較的に小さなレセプタクルに充填することが
可能である。
ムに示されている。
は、飲み物のような液体を大気圧下で缶の中に充填する
為の装置の部分的な縦断面図である。その装置は、垂直
回転軸2の回りを回転し、円形デイスク又は円形リング
の形状を有するローター3を備えている。複数の同種の
充填ユニット34は、各バルブブロック4と回転軸2に関
し実質的に半径方向に伸びているキャビテイ5とを備
え、ローター3の円周上に一様に分配された形式で搭載
されている。入口バルブ6は、前記キャビテイの内側端
部に備え付けられ、出口バルブ7はその外側端部に備え
付けられている。この2つのバルブ6、7は、それぞ
れ、垂直可動バルブ本体8、9を有し、それらは圧力ス
プリング12、13の力に抗して空気シリンダー式の別個の
アクチュエータ10、11により下降が可能である。バルブ
本体8、9は、バルブブロック4内で下方に円錐状のテ
ーパが形成されたバルブシート14、15と協働し、前記ブ
ロック外上方に密封された状態で導かれている。
ャネル16は、入口バルブ6のバルブシート14に続いてい
る。貯蔵タンク17は、ローター3の底側部に固定され、
複数の半径状導管18、回転軸2と同軸の回転分配器19お
よびライザー20を介して液体が供給される。液体は、圧
力制御を有するポンプ(図示せず)あるいは充填ユニッ
ト34より高いレベルに配置されている前操作容器(図示
せず)のいずれかを介して十分な過圧で供給される。
の底側部の短い環状付属部品形式で出口ノズル31が随伴
している。出口ノズル21は、充填すべき缶1の上端部か
ら少し離れた上方で終結しているので、回転軸2の回り
をローター3と共に回転する回転テーブルに対し制約さ
れていない形式で(in unhindered fashion)その缶に
供給すること、および充填後に前記テーブルからそれを
再び取り除くことが可能である。缶1は、例えば、介在
されたガイドアーク(an interposed guide arc)を有
する運搬用星形部材(transport stars)により、供給
され、取り除かれる。
ロック4の上側部上で、2つのアクチュエータ10、11の
間の中央に配置されている。計量チャンバは、その下方
テーパー付き開口をもって、キャビテイ5内で直ちに、
すなわち、入口バルブ6と出口バルブ7の間で終結して
いる。計量23は、較正ボアを有するパイプから本質的に
構成され、リッド24により上側部で閉じられている。環
状チャネル25に接続される側面開口25は、計量チャンバ
23内でリッド25の直ぐ下方に形成されている。ガスは、
環状チャネル26が大気に接続されるという目的の為に、
計量チャンバ23を充填及び空にする間は、開口25及び環
状チャネル26を通じて排気される。
プローブ27は、リッド24内に搭載されている。レベルプ
ローブ27は、計量チャンバ23内の中央に置かれている直
線円形ロッド28を備える。環状フロート29はロッド28に
ガイドされ、垂直方向に自由に移動可能になっている。
前記フロートの下端部の位置は、ロッド28の底端部上に
装着されているデイスク形ストップ30により制限されて
いる。ロッド28に関するフロート29の高さの位置は、例
えば、ロッド28内部の誘導変位センサーにより、あるい
はロッド28内で生じフロート29で反射される音の振動の
援助をもって(with the aid of)感知される。フロー
ト29の位置、従って、計量チャンバ23内の充填レベルが
十分な精度で測定できる援助がミリメートルの何分の一
かの範囲である、どのような測定方法も適している。レ
ベルプローブ27は、例えば電圧の形をとる対応測定信号
を独立した(closed)電子制御手段31に供給する。その
手段は、測定信号を連続あるいは不連続的に十分な短時
間間隔で受信し、充填操作中はいつでも計量チャンバ23
内の瞬間充填レベルについて通知される。制御手段31は
一つあるいは幾つかのマイクロプロセッサーで作動し、
ソレノイド(図示せず)を用いて相応じてアクチュエー
タ10、11に外気を入れたり、排気したりすることによ
り、入口バルブ6と出口バルブ7を制御する。
で次の方法で行われる。最初の段階では、2つのバルブ
6、7が閉じており、キャビテイ5と計量チャンバ23の
下部は、前述した充填操作の場合において液体で充填さ
れているか、あるいは前述した充填操作が無い場合には
完全に空になっているかのいずれかである。まだ出口バ
ルブ7か閉じられた状態で入口バルブ6が最初に開か
れ、貯蔵タンク17から入口バルブ6とキャビテイ5を介
して、計量チャンバ23の下方から矢印の方向に液体が流
れる。この段階が図面に示されている。フロート29は相
応じて液体により持ち上げられ、計量チャンバ2内の充
填レベルはレベルプローブ27によりモニターされる。
るとすぐに、サーボモータ10に圧縮空気を供給すること
により、入口バルブ6の閉鎖が始まる。電気的および気
学的に(pneumatically)生じた遅延時間のために、あ
る液体は入口バルブ6が最終的に閉じるまで、今まで通
り続く。実際の上位充填レベルHOは得られるが、それは
遅延時間とは別個に、やはり流量および圧力条件(特に
貯蔵タンク17内の流量および圧力条件)に依存し、その
ため、充填操作から充填操作へと変化する可能性があ
る。実際の充填レベルHOは、レベルプローブ27により記
録され、制御手段31により受信される。この手段は、下
位スイッチングレベルSUを規定し、その位置は方法の第
1変形例では、実際の上位充填レベルHO、充填ボリュー
ムVおよび計量チャンバ23の自由断面に依存する。断面
でボリュームVを分割することにより、高さh'を計算す
ることが可能であり、それによると、下位スイッチング
レベルSUは実際の上位充填レベルHOより低い。
の下方にある回転テーブル22上に載置され、入口バルブ
を閉じた状態で、次に出口バルブ7が開かれる。液体
は、計量チャンバ23から、キャビテイ5、出口バルブ
7、および出口ノズル21を経て、矢印33の方向で下方
に、缶1の中へと流れる。それに応じてフロート29は落
下し、レベルプローブ27は再び、計量チャンバ23内の即
座の充填レベルをモニターする。
るとすぐに、圧縮空気をサーボモータ11に供給すること
により、出口バルブ7が閉じられる。これにより、充填
操作は完結し、特定のボリュームVの液体が缶1の中に
流れた。可能性として存在する気学的または電気的に生
じた下位スイッチングレベルの到達および最終的な出口
バルブ7の閉鎖との間の遅れは、前述した充填方法の第
1変形では自動的には考慮されていない。それにより可
能性として生じる後操作(Afterrunning)は、一方では
比較的に小さく、他方では低い静圧および対応して低い
流出速度のために実質的に一定である。
によって限定されるように、制御手段31における訂正フ
ァクターを手動で入力することにより、理論値と比較し
て僅かに高く下位スイッチングレベルを設定することは
可能であり、それにより、可能な後操作を考慮する。
最初に上述した第1変形例と同一の方法で充填される。
さらに、出口バルブ7の閉鎖は、所定の下位スイッチン
グレベルUSが到達されたときに始まる。しかし、その後
で、出口バルブ9が完全に閉じた後に計量チャンバ23内
で実際に得られる下位充填レベルHUが、レベルプローブ
27により計測され、制御手段31に報告される。制御手段
は、実際に計測された上位充填レベルHOと下位充填レベ
ルHU値の高さの差hから実際に充填されたボリュームを
計算する。実際の充填ボリュームVは所望の理論値より
大きいとき、同一の充填ユニット34における次の充填操
作では高さh'を僅かに減少させ、そのため(thereby au
a rule)下位充填レベルユニットSUは僅かに上げられ
る。所望の理論充填ボリュームVが達成されるまで、あ
るいは下位スイッチングレベルSUと実際に計測された下
位充填レベルHU間の高さの違いを基礎にして必要な下位
スイッチングレベルSUの訂正が規定されるまで、充填操
作から充填操作へと段階的に上げることによる適応方法
において、これを実行することができる。逆の場合、高
さの差h'は増加し、そのため、実際に充填されたボリュ
ームVが理論ボリュームより小さいとき下位スイッチン
グレベルSUは下降する。
貯蔵タンク17内の起こり得る圧力変動を補償する。所定
の下位スイッチングレベルSUは、それから、充填操作毎
に新たに規定される。下位充填レベルHUも、やはり、新
たに充填操作毎に計測される。しかし、充填ユニット34
内部の流量条件は実質的に一定なので、やはり、特定の
時間間隔、あるいは特定数の充填操作後の計測を実行す
ることが可能である。
のままである。それは、静止高さ(static height)を
介して充填速度を規定する。他の缶のサイズ或いは他の
液体に変えるにあたり、上位スイッチングレベルSO及び
/又はボリュームVは、やはり、変更される可能性があ
る。下位スイッチングレベルSUは、その後、制御手段に
より自動的に適応されるであろう。
Claims (5)
- 【請求項1】出口バルブが閉じている状態で入口バルブ
を開き、ボリューム計量チャンバ内で上位スイッチング
レベルに達するときに前記入口バルブを閉じ始めること
により液体が前記ボリューム計量チャンバに収容され、
閉じた状態の前記出口バルブを開き、前記ボリューム計
量チャンバ内で下位スイッチングレベルに達するときに
出口バルブを閉じることにより、液体が前記ボリューム
計量チャンバからレセプタクルに放出される、レセプタ
クルに液体ボリュームを充填する方法であって、 前記入口バルブ(6)及び/又は前記出口バルブ(7)
の閉鎖の後に実際に得られる上位充填レベル(HD)及び
/又は下位充填レベル(HU)は、前記ボリューム計量チ
ャンバ(23)内で計測され、その結果の値は現在及び/
又は後の充填操作中の上位スイッチングレベル(SO)及
び/又は下位スイッチングレベル(SU)を訂正或いは規
定する為に使用されることを特徴とする方法。 - 【請求項2】前記入口バルブ(6)の閉鎖後に実際に得
られた前記上位充填レベル(HO)は、前記ボリューム計
量チャンバ内で計測され、同一充填操作中の前記下位ス
イッチングレベル(SU)を規定する為に用いられること
を特徴とする、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】前記出口バルブ(7)の閉鎖後に実際に得
られた前記下位充填レベル(HU)は、前記ボリューム計
量チャンバ内で計測され、後の充填操作における前記下
位スイッチングレベル(SU)を規定する為に用いられる
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の方法。 - 【請求項4】前記下位スイッチングレベル(SU)に対す
る数値は適応させて変更される(adaptively changed)
ことを特徴とする、請求項3記載の方法。 - 【請求項5】前記下位スイッチングレベル(SU)に対す
る数値は、計測された現在の充填操作の実際の上位充填
レベル(HO)、計測された以前の少なくとも一つの充填
操作下位充填レベル(HU)、所望の充填ボリューム
(V)および前記ボリューム計量チャンバ(23)の自由
断面に基づいて規定されることを特徴とする請求項3記
載の方法。
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