JP3569230B2 - 下方にずれたバルブをそれぞれが含む充填ヘッドを備えた充填装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、特に、たとえば食料品などの製品を、壜または壺等の中空の容器に充填可能にする装置に関する。
【０００２】
このような装置は、一般に、一連の充填管を支持する回転カルーセルを含む。容器は、カルーセルが描く円の所定の一箇所でカルーセルに入れられ、充填管の下に配置される。充填管の下に容器が配置されると、充填管は、容器の内部に製品を注ぐように製品を供給する。所望の充填度に達すると、充填管の供給循環路に介在するバルブによって管の供給が遮断され、容器がカルーセルから出される。これは、もちろん、カルーセルが完全に一周する前に行われる。
【０００３】
カルーセルに多数の管を配置することにより、装置は、複数の容器を同時に充填することができる。これによって、充填が、比較的時間のかかる操作であるにもかかわらず、所定の期間に多数の容器を充填することができる。実際、特に、製品が過度に泡立たないようにしなければならないため、単に容器の一部だけを充填するか、あるいは製品が溢れて損失してしまうことがある。１個の充填装置は、かくして１００個以上の管を含むことがある。各充填管は、結合されるバルブを含む。
【０００４】
知られている充填装置では、供給管路を介して製品の流量を制御する分配バルブが、充填管に並置されている。その場合、バルブと充填管は、同一のケースに直接組み込まれるか、あるいはきわめて近い距離だけ互いに分離される。
【０００５】
しかしながら、充填管付近にバルブがあると、特に、多数の充填管を含むカルーセルを備えた装置の場合、外形寸法の問題が提起される。従って、充填管が配置されるカルーセルのゾーンでは、外形寸法の制約から、一般に、バルブに殆どアクセスできない装置の構成になってしまう。こうしたアクセス性の欠如は、バルブのメンテナンスを困難にし、故障の場合には、修理時間が延びる。
【０００６】
しかも、このように外形寸法の制約が大きいことから、幾つかのタイプのバルブは使用できなくなる。
【０００７】
これらの欠点を解消するために、本発明は、製品が流れる少なくとも一つの充填管を含み、充填管が、充填容器の開口部の正面に導かれるように構成され、充填管の供給が、充填管に対してずらされたバルブによって制御され、バルブが、供給管路により充填管に接続されることを特徴とする充填装置を提案する。
【０００８】
本発明の他の特徴によれば、
バルブは、充填管に対して垂直方向下方にずらされる。
【０００９】
バルブは、充填容器に対して垂直方向下方にずらされ、充填容器は、充填容器自体が充填管の下に配置される。
【００１０】
バルブは、充填管にほぼ垂直に配置される。
【００１１】
バルブは、製品が流れる垂直循環チャンバに全体として収容される垂直閉鎖ニードル弁を含み、垂直循環チャンバの下端が、シートにより画定され、ニードル弁が、該シートで下側を支持されて製品の循環を遮断し、ニードル弁が、垂直循環チャンバで電磁界により上方に持ち上げられてシートから離れ、製品が、バルブを通れるようにする。
【００１２】
充填装置は、充填管と、結合されるバルブとをそれぞれが備える複数の充填ステーションを含み、充填ステーションが回転カルーセルにより支持され、回転カルーセルの回転軸を中心として互いに規則正しく角方向にシフトされている。
【００１３】
バルブは、回転カルーセルの径方向外側部分に配置される。
【００１４】
充填管は、充填管の支持体に結合される固定ハウジング内に収容され、固定ハウジングが、正面に管が配置される通過孔を含み、固定ハウジングが、閉鎖位置で通過孔を塞いで固定ハウジングを気密に閉じる可動閉鎖シャッタ（ｖｏｌｅｔ）を含み、充填装置が、固定ハウジングの内部で洗浄剤を循環させる手段を含む。
【００１５】
可動閉鎖シャッタが、閉鎖位置と固定ハウジングの通過孔が開けられる開放位置との間で、作動手段により制御される。
【００１６】
固定ハウジングが、製品の流れる方向にほぼ垂直な方向に延びる。
【００１７】
各充填ステーションの固定ハウジングが、回転カルーセルに結合される。
【００１８】
本発明の他の特徴および長所は、以下の詳細な説明を読み、添付図面を参照すれば明らかになるであろう。
【００１９】
図１では、たとえば水のような、炭酸ガスを含まない液体で、壜１２等の容器を充填するための充填装置１０の一部を概略的に示した。もちろん、本発明は、あらゆるタイプの製品によって、あらゆるタイプの容器を充填する場合に適用可能である。
【００２０】
装置１０は、軸Ａ１を中心として、固定フレーム１６に対して回転式に取り付けられたカルーセル１４を含む回転装置である。軸Ａ１は、以下、便宜上、垂直であると呼ぶ。
【００２１】
カルーセル１４は、軸Ａ１を中心として規則正しく角方向に離れる一連の充填ステーション１８を含むが、図では、そのうちの一つだけを示した。各充填ステーション１８は、壜１２を充填することができる。このため、特に壜１２の支持装置２０と、壜を充填するための製品を流す充填管２２と、管２２と装置１０の回転分配器２４との間に介在する供給循環路とを含む。
【００２２】
供給循環路は、上流側区間２６と下流側区間２８の二つの区間を備えた供給管路を含み、この二つの区間の間に、循環路における製品の流量、従って容器への製品の分配を制御可能なバルブ３０が配置される。
【００２３】
回転分配器２４は、カルーセル１４の下部に、カルーセルの中心に対して径方向に配置されている。分配器は、供給管（図示せず）が接続される固定部分を含む。供給管は、フレーム１６に対して固定され、製品、さらには、後述するように洗浄剤および加圧空気を、カルーセルに特に供給可能にする。
【００２４】
分配器２４は、また、供給管路２６、２８を含む管路が接続される回転部分３２を含む。回転分配器２４のこの二つの部分は、カルーセルの対応する管路に固定される供給管を選択的に接続可能にする連通手段を含む。
【００２５】
各充填ステーション１８は、下端によって水平プレート３６に固定される中空の垂直柱３４を含み、垂直柱３４は、その上端で充填管２２を支持し、充填管は、軸Ａ１に対してほぼ一定の半径に沿って外側に延びている。
【００２６】
バルブ３０は、結合される充填管２２にほぼ垂直にプレート３６の下に配置されるので、供給管路の下流側区間２８が、水平プレート３６の孔４０を通って垂直柱３４の内部に延びている。
【００２７】
もちろん、充填操作は、製品のあらゆる汚染を回避しながら実施すべきである。製品が食料品である場合、さらには、たとえば乳製品である場合、これは、非常に重要である。
【００２８】
そのため、充填装置の洗浄を定期的に実施しなければならない。洗浄は、製品の痕跡全体を除去し、埃その他の異物を取り除き、さらには生物学的もしくは細菌学的な汚染物質を除去することからなる。従って、本特許における意味では、洗浄はまた、洗い、消毒、汚染除去、または殺菌の概念を含むことができる。
【００２９】
洗浄は、一般に、装置内部で製品が通る循環路で、液体または気体の洗浄剤を循環させることによって行われる。洗浄剤の消費を制限するために、また特に、場合によっては再生利用のための回収を容易にするために、閉回路の内部で洗浄剤を循環させることが選択される。
【００３０】
このため、上記の装置の垂直柱３４は、充填管２２が収容されるハウジング３８を、その上端で支持することによって、充填管２２を簡単に洗浄できるようにするとともに、閉回路を形成するようにしている。
【００３１】
特に図２、３から分かるように、供給管路の下流側区間２８の末端部分は、軸Ａ１に対して径方向の面に延びているので、ハウジングは、垂直柱３４に対して径方向外側に突出して固定される。ハウジング３８は、垂直柱３４に固定されるベース４２を含み、ベース４２は、径方向の軸Ａ２をもつ筒状の回転体壁４４によって径方向外側に延長されている。壁４４は、径方向外側の端で、端壁４６によって閉じられている。端壁４６は、たとえば、壁４４に気密にねじ留めされる栓から構成することができる。
【００３２】
供給管路２８の末端部分は、ベース４２を気密に貫通し、筒状の壁４４により画定される閉じたスペースに至る。充填管２２は、下方に湾曲して、壁４４に設けられた孔４８の正面にくる。孔４８は、壜１２が支持体２０に設置されるとき、壜１２を充填する開口部の正面に孔４８自体がくる。
【００３３】
有利には、ハウジング３８は、充填管２２が収容される完全に閉じられた気密スペースを画定するように孔４８を塞ぐことができる、可動シャッタ５０を含む。
【００３４】
シャッタ５０は、筒状の壁４４の外側で筒状の壁を摺動するように取り付けられた、筒状の回転体スリーブ５２から構成される。かくして、シャッタ５０は、シャッタが孔４８を開けるように後退している図２に示した開放位置と、孔４８を覆うように進んでいる図３に示した閉鎖位置との間で移動することができる。
【００３５】
スリーブ５２の後端は、壁４４の後端を囲んで軸Ａ２をもつ筒状体５６により、筒状の壁４４の周囲に画定される環状チャンバの内部で、気密に摺動するフランジ５４の形状を呈する。かくして、フランジ５４は、二つの前方部分５８、６０をチャンバ内に画定するピストンの役割を果たす。この二つの部分５８、６０の各容量は、フランジの位置に応じて、従って、軸Ａ２に沿ったシャッタ５０の位置に応じて可変である。
【００３６】
また、チャンバの部分５８、６０のどちらかに流体の圧力を課すことによって、シャッタ５０が、開放または閉鎖位置のいずれかの側へ移動するようにする。換言すれば、フランジ５４と、チャンバの二つの部分５８、６０とは、復動流体圧力アクチュエータ（ジャッキ）を形成する。
【００３７】
装置が複数の充填管を含む場合、各充填ステーション１８が、シャッタ５０を制御する固有の電磁弁を備えるように構成することができる。シャッタ５０の作動は個別に行われ、場合によっては、充填管どうしで作動を時間的にずらすことができる。しかし、装置が、多数の充填管を含む場合、装置は、全ての管に対して一つの制御電磁弁を含むことが可能である。
【００３８】
いずれの場合にも、シャッタの作動は、本発明によれば、きわめて短時間に全ての管で同時に行うことができる。有利には、シャッタの作動は、カルーセルが回転中でも実施可能である。
【００３９】
ハウジング３８がシャッタ５０によって閉じられる場合、シャッタ内部で、充填管２２の内部のみならず外部もまた洗浄可能な、洗浄剤の循環を構成することができる。このため、たとえば、吸入管、バルブ３０、および充填管２２を通して洗浄液を循環させる。この洗浄液は、ハウジング３８を満たす。その場合、洗浄液は、ベース４２に設けられてハウジングの内部に通じる補助ポート７０を通って、ハウジングから排出される。補助ポート７０は、たとえば、補助管路７２と、分配器２４とを通って、洗浄液の回収および再利用装置に接続されるので、洗浄液の消費を制限することができる。
【００４０】
好適には、補助ポート７０は、ハウジング３８の下方の地点に通じるように構成され、補助管路７２から洗浄液をできるだけ完全に排出可能にするようにしている。
【００４１】
有利には、このような装置を用いた充填の清浄度の品質をさらに改善するために、充填時に、殺菌空気、窒素、または二酸化炭素などの殺菌ガスを、ハウジング３８の内部に注入することができる。殺菌ガスは、ハウジング３８の内部容量を充填し、壜１２に向かって充填管から送られる製品ジェットを囲みながら、孔４８を通って排出される。従って、充填管２２と壜１２との間で、製品は、殺菌ガスの膜により隔離され、周囲の任意の汚染源にさらされない。有利には、殺菌ガスは、同じ補助ポート７０を通って、ハウジング３８に注入可能である。補助ポート７０は、装置の洗浄段階中、洗浄剤を排出する役割を果たす。
【００４２】
本発明によれば、供給管路２６、２８で製品の循環を制御するバルブ３０は、充填管に対して、この場合垂直方向下方にずれている。
【００４３】
事実、バルブ３０はプレート３６の下にあり、一方で、充填容器は、支持体に配置されるときにプレート３６の上に来るように構成され、容器は、その場合、容器自体が充填管の下にくる。
【００４４】
図示された構成では、バルブ３０は、結合される充填管にほぼ垂直なところにある。
【００４５】
従って、本発明による装置では、バルブ３０を充填管２２に接続する管路の下流側区間２８の長さは、少なくとも５０センチメートルであり、１メートルを超える長さに達することもある。この構成は、複数の長所を有する。
【００４６】
第一の長所は、メンテナンスを実施できるようにするために、アクセスしやすい場所にバルブ３０を配置できることにある。実際、記載された装置では、バルブは、従来の知られている装置でそうであったように、カルーセルの中心や、充填管２２の背後ではなく、カルーセルの径方向外側部分に配置される。
【００４７】
さらに、バルブ３０は、供給管路の上流側区間２６および下流側区間２８にそれぞれ分解可能な２個の接合部７６によって接続される。従って、バルブが故障した場合、バルブにアクセスして分解し、最小時間で、交換して新しいバルブを作動状態にすることは、きわめて容易であり、装置が動かない時間、従って、装置が挿入される生産ラインの停止時間を、著しく短くすることができる。
【００４８】
第二の長所は、特に、多数の充填管２２を含む装置の場合に明らかになる。実際、各充填ステーション１８に対して、利用可能な角方向のスペースは制限されている。これらの充填管２２の各々に結合されるバルブ３０を、充填管２２が配置される円とほぼ同じ直径の、大型直径の円に配置することによって、各バルブ３０は十分なスペースを有し、設置が容易にされるとともに、バルブに対して実施される技術の選択に関して外形寸法の基準が過度に決定的とならないようにされる。
【００４９】
このように、図示された装置では、ＤＥ−Ａ−１６００７１９またはＦＲ−Ａ−２２０６７２６に記載されたものと同じタイプの電磁弁を使用することを提案している。
【００５０】
図１にきわめて概略的に示したように、このタイプのバルブは、製品が流れる循環チャンバ８０で移動可能なコア７８を含む。循環チャンバ８０は全体として垂直であり、シート８２により下端で画定される。コア７８は、シート８２で支持され、バルブ３０を通る製品の循環を遮断する。
【００５１】
バルブを開けるために、コイルまたは磁石などの電磁手段８４により、循環チャンバの周囲に磁界を形成することができる。この磁界により、コア７８が持ち上がってシート８２から離れ、製品のための通路を開放する。
【００５２】
このタイプのバルブの長所は、バルブが通常、閉鎖されていることにあり、すなわちコア７８が、その重量の作用だけでシート８２に落下して、製品の通路を塞ぐことにある。従って、電磁手段が故障した場合、バルブ３０は自動的に閉じる。これは、循環チャンバ８０に弾性の戻し手段を配置しなくても得られる。そのため、循環チャンバ８０は、特に洗浄が楽である。
【００５３】
しかし、この長所は、もちろん、図示された垂直位置にバルブを保持することによってしか得られない。かくして、バルブを方向付けなければならないので、バルブを設置するための一定のスペースを配置することが必要になる。これは、本発明の構成により可能になる。
【００５４】
さらに、バルブは、充填管から離れてずれているので、充填管の周囲には多くのスペースを空けることができ、洗浄しにくい埃のついた部品にならない、比較的単純な形状のカウリングを構成可能である。
【００５５】
充填管２２の容量は、バルブの容積を含まないので、充填管２２が収容されるハウジング３８もまた、容積を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構成された充填装置のカルーセルの一部を示す、軸方向の断面概略図である。
【図２】充填管の洗浄ハウジング、ならびに閉鎖シャッタとその作動手段を特に示し、シャッタが開いた位置で示されている、図１の詳細図である。
【図３】シャッタが、閉じた位置で示されている、図２と同様の詳細図である。

Claims (7)

1. 製品が流れる充填管（２２）をそれぞれが含む、複数の充填ステーション（１８）を有する充填装置であって、充填管（２２）が、充填容器（１２）の開口部の正面に導かれるように構成され、各充填ステーションが、充填管（２２）の供給を制御し、供給管路（２８）により充填管（２２）に接続される、結合されたバルブ（３０）を含み、充填ステーション（１８）が、回転カルーセル（１４）により支持され、回転カルーセル（１４）の回転軸（Ａ１）を中心として互いに規則正しく角方向にシフトされており、
   各充填ステーションについて、バルブ（３０）が、充填容器（１２）に対して垂直方向下方にずらされ、回転カルーセル（１４）の径方向外側部分に配置されることを特徴とする、充填装置。
2. バルブ（３０）が、充填管（２２）とほぼ垂直に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の充填装置。
3. バルブ（３０）は、製品が流れる垂直循環チャンバ（８０）に全体として収容される垂直閉鎖ニードル弁を含み、垂直循環チャンバ（８０）の下端が、シート（８２）により画定され、ニードル弁（７８）が、該シートで下側を支持されて製品の循環を遮断し、ニードル弁（７８）が、垂直循環チャンバ（８０）で電磁界により上方に持ち上げられてシートから離れ、製品が、バルブ（３０）を通れるようにすることを特徴とする、請求項１または２に記載の充填装置。
4. 充填管（２２）が、充填管（２２）の支持体（３４）に結合される固定ハウジング（３８）内に収容され、固定ハウジング（３８）が、正面に充填管（２２）が配置される通過孔（４８）を含み、固定ハウジング（３８）が、閉鎖位置で通過孔（４８）を塞いで固定ハウジング（３８）を気密に閉じる可動閉鎖シャッタ（５０）を含み、充填装置が、固定ハウジング（３８）の内部で洗浄剤を循環させる手段を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 可動閉鎖シャッタ（５０）が、閉鎖位置と固定ハウジング（３８）の通過孔（４８）が開けられる開放位置との間で、作動手段（５８、６０、５４）により制御されることを特徴とする、請求項４に記載の充填装置。
6. 固定ハウジング（３８）が、製品の流れる方向にほぼ垂直な方向に延びることを特徴とする、請求項４または５に記載の充填装置。
7. 各充填ステーションの固定ハウジング（３８）が、カルーセル（１４）に結合されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の充填装置。

Images