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
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Description
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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