JP3903331B2

JP3903331B2 - ロータリ式洗びん機のロータリバルブ押圧装置

Info

Publication number: JP3903331B2
Application number: JP11140998A
Authority: JP
Inventors: 了典川向; 勲大井; 健一磯田
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: JPH11290807A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロータリ式洗びん機に係り、特に、ロータリバルブの固定側部材（ディストリビュータ）と回転側部材（ロータ）とを圧接させるロータリバルブ押圧装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ロータリ式洗びん機は、中央の軸を中心に回転する回転体と、この回転体の外周部に円周方向等間隔で設けられ、コンベヤによって搬送されてきたびんを入口スターホイールから受取って把持し、回転搬送する間にこのびんを反転させる複数のボトルグリッパと、前記回転体の各ボトルグリッパに対応する位置にそれぞれ設けられ、ボトルグリッパによって倒立されたびん内に洗浄液を噴射してこのびんの内部を洗浄する内洗ノズルと、固定側から前記回転体の内洗ノズルに洗浄液を供給するロータリバルブ等を備えている。
【０００３】
従来のロータリバルブは、固定側のプレート（ディストリビュータ）と、回転体の下面に取付けられて一体的に回転し、その下方に配置されている前記固定側のプレート上を摺動する回転プレート（ロータ）とを備えている。回転プレート内には、前記各内洗ノズルに接続された配管に洗浄液を給送する吐出通路が形成され、一方、固定側のプレートには、ポンプから送り出されてきた洗浄液を分配供給する供給通路が形成されており、回転プレートの回転中の所定の区間において、回転プレートの吐出通路が固定側プレートの供給通路に接続されると、洗浄液が前記配管を介して内洗ノズルに送られ、ボトルグリッパに把持されているびん内に噴射されてそのびんの洗浄を行なうようになっている。
【０００４】
前記構成に係るロータリ式洗びん機では、ポンプから送り出された洗浄液が固定側プレートの供給通路に常時供給され、回転プレートの回転中にこの供給通路に一致した吐出通路からノズルに洗浄液が供給されて、びんに対して噴射されるようになっているので、固定側プレートと回転プレートとの摺動面に強い液圧が作用して回転プレートを分離させようとしている。そこで、これら固定側プレートと回転プレートとが分離してその摺動面から洗浄液が漏れることがないように、エアシリンダ等の押圧手段によって固定側プレートを回転プレートに押し付けている（特開平６−２５４５１１号公報、特開平６−２５４５１２号公報、特願平８−２８７６０３号、特願平８−２８７６０４号、特願平９−１６８１５１号等）。
【０００５】
従来のロータリバルブの押圧手段は、ディストリビュータとロータとが、供給される洗浄液の液圧により分離して液洩れを起こすことを防止することができる所定の力で、固定側プレート（ディストリビュータ）を回転プレート（ロータ）に押し付けている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現在の飲料等の製造ラインでは、アセプティック（無菌）充填に対応した充填設備が求められている。このようにアセプティック充填に対応したロータリ式洗びん機では、生産終了時に、配管の内部に高温のスチームを充満させて滅菌を行なう場合がある。このスチーム滅菌は温度を１３０°Ｃ程度まで上昇させるため、配管内を高圧にしなければならないので、前述のように生産運転時にディストリビュータに作用させている押圧力ではスチーム滅菌に対応することは不可能であった。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、固定側のプレートを回転プレートに押し付ける押圧手段の押圧力を容易に変更可能な構成とし、かつ、スチームやその他の洗浄殺菌用流体を用いてロータリ式洗びん機自体の洗浄を行なう時には、通常の生産運転時よりも高い圧力で押圧することにより、洗浄滅菌用流体の洩れ等を防止するようにしたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るロータリ式洗びん機のロータリバルブ押圧装置は、洗浄流体の取入口とこの取入口に連通するとともに摺動面に開口する供給通路が形成された固定側プレートと、前記固定側プレートの摺動面に対し摺動回転可能に配置され、回転に伴って前記供給通路に連通遮断される吐出通路が形成された回転プレートと、前記固定側プレートを回転プレートに押し付ける押圧手段とを備え、回転プレートの回転中に、前記吐出通路が固定側プレートの供給通路に接続された際に、前記洗浄流体を噴射してびんの洗浄を行なうロータリ式洗びん機に設けられたもので、前記押圧手段の押圧力を調整可能にするとともに、ロータリ式洗びん機自体の洗浄を行なう際には運転時よりも高い圧力で押圧するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るロータリバルブ押圧装置を備えたロータリ式洗びん機の要部を拡大して示す縦断面図である。中央に配置された回転軸２の上部外周に回転ホイール４が固定されて一体的に回転する。この回転ホイール４の外周寄りに、円周方向等間隔で複数のボトルグリッパ６（後に説明する洗浄滅菌時の構成を示す図２参照）が設けられている。これら各ボトルグリッパ６は、回転ホイール４の外周縁部に垂直に固定された支柱８上に支持されて、水平な支点を中心に半径方向外方側（図２の右側）と内方側とに反転できるようになっており、反転することにより把持しているびんを倒立させ、また正立状態に戻すことができる。
【００１０】
回転ホイール４の上面には、ノズル１０に供給する洗浄液の供給遮断を行なうロータリバルブ１２の回転側部材を構成する環状の回転プレート（ロータ）１４が取付けられており、前記回転ホイール４と一体的に回転する。ここで環状のロータ１４と回転ホイール（ロータ１４の支持体）４との連結部の構成について説明する。この実施の形態では、ロータ１４は樹脂製であり、後に説明する金属製のディストリビュータ１６に対して摺動回転する。ロータ１４の底面には、図１および図３に示すように、等間隔で放射状のキー溝１８が形成されている。一方、金属製の回転ホイール４の上面には、円周方向等間隔で突起（すべりキー）２０が固定され、前記各キー溝１８内にそれぞれ係合している。さらに、回転ホイール４のすべりキー２０が取付けられている位置よりも内周側に、ロータ１４の内径にほぼ一致する外径を有する環状の位置決め用ストッパ２２が設けられている。なお、前記キー溝１８は、ロータ１４の内周面と外周面を連通するものに限らず、半径方向に延びる長穴等であっても良い。但し、すべりキー２０が半径方向に相対移動できる長さが必要である。
【００１１】
ロータ１４の内部には、前記ボトルグリッパ６の数と同数の吐出通路２４が放射状に形成されている。ロータ１４の内部に形成されている各吐出通路２４は、その洗浄液の入口側開口２４ａが、ロータ１４の上面側の同一円周上に等間隔で並び、洗浄液の出口側開口２４ｂは、ロータ１４の外周面に等間隔で配置されている。これら各吐出通路２４の出口側開口２４ｂは、それぞれ供給ホース２６を介して、前記各ノズル１０に接続されている。
【００１２】
回転軸２の上端には、フレーム２８に固定された中心軸３０が嵌合しており、この中心軸３０の外周に、前記ロータ１４とともにロータリバルブ１２を構成する固定側プレート（ディストリビュータ）１６が取付けられている。このディストリビュータ１６の下面（ロータ１４との摺動面）に、円弧状の洗浄液供給用長穴（洗浄液供給通路）３２が形成されており、この円弧状の長穴３２は、ディストリビュータ１６の側面に開口する洗浄液取入口３４を介して外部に連通している。円弧状の長穴３２は、前記ロータ１４に形成されている多数の吐出通路２４の入口側開口２４ａが配置されている円と同一半径の円周上に位置しており、このディストリビュータ１６とロータ１４とを中心を一致させて重ね合せると、ロータ１４の摺動面の全周に亘って等間隔で開口している吐出通路２４の入口側開口２４ａの一部がこの円弧状の長穴３２に連通し、他の入口側開口２４ａは長穴３２の形成されていない平坦な部分（摺動面）によって閉塞される。従って、ロータ１４がディストリビュータ１６に対して回転すると、各吐出通路２４は順次円弧状長穴３２に接続され、その後順次遮断される。
【００１３】
前記ディストリビュータ１６の側面に開口している洗浄液取入口３４は、供給配管３６を介して洗浄液タンク３８に接続されており、図示しないポンプからこのタンク３８に送られた洗浄液が、この洗浄液取入口３４から前記円弧状の長穴３２を通ってロータ１４の各吐出通路２４に供給され、さらに、これら吐出通路２４の出口側開口２４ｂに接続された供給ホース２６を介して各ノズル１０に送られる。
【００１４】
ディストリビュータ１６の内部には環状の空間（シリンダ部３９）が形成され、この空間３９内にピストン４０が収容されて、空間３９内を上方の圧力室４２と下方の圧力室４４とに区画している。ピストン４０は、前記固定された中心軸３０の外周に固定され、一方、ディストリビュータ１６は、この固定軸３０の外周面に沿って昇降できるようになっている。前記ピストン４２の上下の室４２，４４内はそれぞれエア通路４６，４８および切換弁５０を介してエア供給源５２に接続されており、上下いずれか一方の室４２，４４内にエアを導入することにより、ディストリビュータ１６を昇降させることができるようになっている。このディストリビュータ１６内に組み込まれたエアシリンダ５３が、ディストリビュータ１６をロータ１４に押し付ける押圧手段を構成している。
【００１５】
ディストリビュータ１６の上部には、複数本の垂直なガイドロッド５４が固定されており、これらガイドロッド５４が前記フレーム２８の穴内に摺動自在に支持されて、ディストリビュータ１６の昇降を案内するようになっている。なお、ピストン４０の下側の圧力室４４にエアを供給するエア通路４８には、レギュレータ５６および遮断弁５８が設けられており、この圧力室４４に導入するエア圧を調整することができる。
【００１６】
さらに、この実施の形態に係るロータリ式洗びん機には、内部の流体通路やノズル１０等の洗浄殺菌を行なう洗浄殺菌流体の回収用流路が設けられている。図２に示すように、回転ホイール４上のノズル１０の近くに流体排出通路６０が設けられ、リターン配管６２を介して回転軸２の内部の回収通路６４に接続されている。そして、このロータリ式洗びん機の内部通路の洗浄殺菌を行なう際には、ノズル１０の先端にノズルキャップ６６を装着するようになっており、この状態でノズル１０から殺菌液またはスチーム等の殺菌用の流体を噴射すると、この流体は、ノズル１０の外面とキャップ６６の内面との間の間隙を通って排出通路６０に入り、リターン配管６２を経て回転軸２内の回収通路６４を通り回収されるようになっている。
【００１７】
以上の構成に係るロータリ式洗びん機の作動について説明する。通常の洗びん作業を行なう生産運転時には、ディストリビュータ１６内に嵌合されたピストン４０の下側の圧力室４４内にエアを導入してディストリビュータ１６を下降させ、所定の圧力（すなわちディストリビュータ１６の円弧状長穴３２内に導入された洗浄液の圧力によってディストリビュータ１６とロータ１４とが分離して液洩れが発生することを防止できる圧力）でロータ１４に圧接させておく。この状態で、回転軸２に固定された回転ホイール４およびロータ１４を図示しない駆動手段によって回転させる。
【００１８】
搬送コンベヤ（図示せず）によって正立した状態で連続的に搬送されてきた多数のびんは、スターホイール等の供給手段によってこのロータリ式洗びん機内に順次搬入される。ロータリ式洗びん機内に搬入されたびんは、回転ホイール４の外周部に取付けられているグリッパ６によって一本ずつ把持される。回転ホイール４の回転に伴って移動している間にグリッパ６が回転ホイール４の半径方向内方側に反転して、保持されているびんは倒立状態になる。倒立状態になったびんの口部に、前記内洗ノズル１０が向かい合うようになっている。
【００１９】
ディストリビュータ１６の摺動面には、円弧状の長穴３２が形成されて、常時洗浄液が供給されており、ロータ１４の回転に伴って、吐出通路２４の入口側開口２４ａがディストリビュータ１６の円弧状長穴３２に接続されると、洗浄液は、ロータ１４の吐出通路２４および供給ホース２６を介して前記内洗ノズル１０に送られ、倒立しているびん内に噴射されてびんの内部の洗浄を行なう。
【００２０】
ロータ１４の内部に形成された吐出通路２４の入口側開口２４ａが、ディストリビュータ１６の円弧状長穴３２内を移動している間は、ノズル１０に洗浄液が送られびんの内部に噴射されて洗浄を行なう。その後、ロータ１４の回転によって吐出通路２４の入口側開口２４ａが円弧状の長穴３２を通過すると、前記洗浄液を供給する一連の通路が遮断されて洗浄が終了する。以後、ボトルグリッパ６は、所定の回転範囲に亘ってびんを倒立状態のまま保持して搬送し水切りを行なう。その後、ボトルグリッパ６は再び反転されてびんを正立状態に戻した後、出口スターホイール等によって洗びん機外に排出する。
【００２１】
この実施の形態に係るロータリ式洗びん機は、ディストリビュータ１６をロータ１４に押し付ける押圧手段としてのエアシリンダ５３をディストリビュータ１６の内部に組み込んでいるので、極めてサニタリー性が優れている。また、ディストリビュータ１６内の下側の圧力室４４に、レギュレータ５６によって調整したエア圧を導入することができるので、ディストリビュータ１６をロータ１４に対して押付ける力を自由に変更することができ、液洩れを確実に防止するとともに、異常摩耗が起こることを防止することができる。
【００２２】
また、前記ロータ１４は、支持体である回転ホイール４に対し、半径方向の溝１８とすべりキー２０とによって連結されているので、高温の洗浄液を使用したために樹脂製のロータ１４が膨張した場合でも、全周がほぼ均一に半径方向外方側へ向けて膨張する。従って、ロータ１４の吐出通路２４の入口側開口２４ａが形成されている摺動面が変形することがないので、液洩れが生じたり、異常摩耗を起こすことがない。また、前記入口側開口２４ａが完全に閉塞されてしまうこともない。
【００２３】
前記ロータリ式洗びん機の生産運転前または後に、内部の洗浄殺菌をする場合には、図２に示すように、ノズル１０の上端の噴射口にノズルキャップ６６を被せ、前記生産運転時と同様の経路で洗浄殺菌用の流体を送る。上方のタンク３８から供給配管３６を経てディストリビュータ１６の円弧状の長穴（供給通路）３２に送られた洗浄殺菌用流体は、ロータ１４の回転に伴って連通された吐出通路２４に入り、供給ホース２６からノズル１０に供給される。ノズル１０から噴射された洗浄殺菌用流体は、ノズル１０の外面とノズルキャップ６６の内面との間を通って排出通路６０に入り、リターン配管６２から回収通路６４を通って回収される。
【００２４】
前記洗浄殺菌用流体として、高温のスチームを通してスチーム滅菌を行なう場合には、前記エアシリンダ５３の下方の圧力室４４に導入するエア圧を、前記生産運転時よりも大きくする。このようにディストリビュータ１６をロータ１４に対して大きい力で押圧しておくことにより、スチーム滅菌時のように両者１４，１６間に大きい圧力が作用する場合でも、両者１４，１６が分離してスチームが洩れることを防止することができる。
【００２５】
なお、前記実施の形態では、ディストリビュータ１６をロータ１４に圧接させる力を変更できるようにしたが、この圧接力の変更を自動的に行なうこともできる。その場合には、圧接力の変更パターンと同じ数だけのレギュレータ５６および遮断弁５８を設けて切換えを行なえば良い。
【００２６】
また、前記実施の形態では、ディストリビュータ１６をロータ１４に押し付ける押付手段としてのエアシリンダ５３をディストリビュータ１６の内部に組み込んだが、このようなエアシリンダ５３の構成に限定されるものではなく、図４に示すような構成でも、ディストリビュータ１１６のロータ１１４への押し付け力を可変とし、かつ、スチーム滅菌時には通常の生産運転時よりも強い押圧力を付与することができる。この図４の構成では、ロータ１１４が上方に、そしてディストリビュータ１１６が下方に配置されており、このディストリビュータ１１６はバックアップリング１１７内に支持されている。バックアップリング１１７は、円周上の複数個所にエアシリンダ１１９が連結されており、これらエアシリンダ１１９の出力を調整してディストリビュータ１１６をロータ１１４に圧接させる力を変更することができる。そこで、スチーム滅菌を行なう際には、エアシリンダの押付け力を通常の生産運転時よりも大きくして、ディストリビュータ１１６とロータ１１４との間からスチームが漏れることを防止することができる。
【００２７】
なお、前記実施例では、ロータリ式洗びん機の内部の洗浄殺菌をスチームを用いて行なう場合について説明したが、スチーム滅菌に限定されるものではなく、その他従来から洗浄殺菌用流体として一般に用いられている温水による洗浄や、硝酸、オキソニア等の化学洗浄にも適用できることはいうまでもない。このようなスチーム以外の洗浄殺菌用流体による洗浄時にも、押圧手段（エアシリンダ）による押圧力を生産運転時よりも大きくすることにより、洗浄時の洗浄流体の洩れを防止することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るロータリ式洗びん機のロータリバルブ押圧装置は、固定側プレートを回転プレートに押し付ける押圧手段の押圧力を調整可能にするとともに、ロータリ式洗びん機自体の洗浄を行なう際には運転時よりも高い圧力で押圧するようにしたので、従来の構成では不可能であったスチーム滅菌やその他の洗浄殺菌用流体による洗浄を行なうことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るロータリバルブ押圧装置を備えたロータリ式洗びん機の要部の縦断面図である。
【図２】前記ロータリ式洗びん機の洗浄殺菌時の状態を示す縦断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係るロータリバルブ押圧装置を備えたロータリ式洗びん機の縦断面図である。
【符号の説明】
１４回転プレート
１６固定側プレート（ディストリビュータ）
２４吐出通路
３２供給通路（円弧状の長穴）
３４洗浄流体取入口
５３押圧手段（エアシリンダ）

Claims

洗浄流体の取入口とこの取入口に連通するとともに摺動面に開口する供給通路が形成された固定側プレートと、前記固定側プレートの摺動面に対し摺動回転可能に配置され、回転に伴って前記供給通路に連通遮断される吐出通路が形成された回転プレートと、前記固定側プレートを回転プレートに押し付ける押圧手段とを備え、回転プレートの回転中に、前記吐出通路が固定側プレートの供給通路に接続された際に、前記洗浄流体を噴射してびんの洗浄を行なうロータリ式洗びん機において、
前記押圧手段の押圧力を調整可能にするとともに、ロータリ式洗びん機自体の洗浄を行なう際には運転時よりも高い圧力で押圧することを特徴とするロータリ式洗びん機のロータリバルブ押圧装置。