JP4524959B2

JP4524959B2 - Filling valve

Info

Publication number: JP4524959B2
Application number: JP2001177336A
Authority: JP
Inventors: 勝則谷川; 健一塚野
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2021-06-12
Also published as: JP2002370797A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、容器の内部を密封した状態で液体の充填を行う充填装置に係り、特に、ＰＥＴボトルやボトル缶等キャップで再封できる容器あるいはびん等のような肩部を有するボトル型の容器（以下、第１種容器と呼ぶ）と、トップオープン缶のように大きい開口を有する肩部のない容器（以下、第２種容器と呼ぶ）とに兼用可能な兼用型充填装置に設けられた充填バルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
充填装置は一般に、バルブボディの内部に形成された充填液通路と、この充填液通路を開閉する液バルブとを有する充填バルブを備えており、前記液バルブを開放して充填液通路から容器内に充填液を注入するようになっている。この充填装置によって、例えば、炭酸ガス入り飲料を容器内に充填する場合には、容器の上端開口部を密閉する必要があるため、前記充填バルブのバルブボディに円筒状の昇降部材を嵌合させ、さらに、この昇降部材に、容器の上端開口部を案内するセンタリングガイドと、その上端開口部を密封するパッキンとを取付け、このパッキンを容器の上端開口部全周に圧着させ容器内を密封した状態にして、前記炭酸ガス飲料を充填するようにしている。
【０００３】
肩部を有するボトル型の第１種容器は、通常、リフタ昇降式の充填装置によって容器を昇降させて充填を行い、肩部のないトップオープン缶等の第２種容器はリフタレスタイプの充填装置によって充填を行うようになっているので、充填装置の兼用が困難であり、一般には、これら第１種容器と第２種容器とは、それぞれ専用の充填装置を用いて充填を行っている。
【０００４】
また、肩部を有するボトル型の第１種容器と、肩部のないトップオープン缶等の第２種容器とは、口部（上端開口部）の口径が異なっているので、前記のような容器の口部を密封して充填を行うタイプの充填装置を、これら両タイプの容器に兼用するためには、容器内を密封するためのパッキンおよびセンタリングガイドと、これらパッキンおよびセンタリングガイドが取り付けられている円筒状の昇降部材とを交換しなければならない。
【０００５】
そこで、前記のような口径の異なる容器に兼用するために、円筒状の部材に、肩部を有するボトル型の第１種容器の口部と当接する第１パッキンと、肩部を有しないトップオープン缶等の第２種容器の口部と当接する第２パッキンを設けた兼用型充填バルブが提案された（ＵＳＰ３，４５５，３５０）。この発明の構成では、型替時には、パッキンの取り付けられている円筒状部材を交換する必要はなく、ベントチューブだけを交換するだけでよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の発明の構成では、肩部のないトップオープン缶等の第２種容器に充填をする場合、特に、薄肉の缶に充填をする場合には、缶用のパッキンによってシールされている缶の口径と充填バルブ側の口径とが大幅に違っているので、充填バルブからの力と容器からの力のバランスが崩れてうまくシールすることができないという問題がある。また、確実にシールするためにパッキンを強い力で容器に押し付けると、容器が変形してしまうという問題が発生する。
【０００７】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、型替をせずにボトル型の第１種容器とトップオープン缶等の第２種容器とに兼用可能な充填バルブであり、しかも、充填時における容器側の力と充填バルブ側の力を均衡させることができる充填バルブを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る充填バルブは、大径部とその下方の小径部を有するとともに内部に充填液通路が形成されたバルブボディと、前記充填液通路を開閉する充填液バルブと、前記バルブボディの大径部と小径部にそれぞれ昇降可能に嵌合される大径部と小径部とを有する容器口パッキンユニットと、バルブボディの大径部と容器口パッキンユニットの大径部との間をシールする第１シール部材と、バルブボディの小径部と容器口パッキンユニットの小径部との間をシールする第２シール部材と、容器口パッキンユニットに設けられて供給される容器の口部と当接するパッキンと、前記容器口パッキンユニットを下方に付勢する付勢手段とを備えており、肩部を有する第１種容器に充填する際には、前記充填液バルブを開放するとともにバルブボディの小径部と容器口パッキンユニットの小径部とを嵌合させ、第２シール部材でバルブボディと容器口パッキンユニット間をシールし、かつ、肩部を有しない第２種容器に充填する際には、前記充填液バルブを開放するとともに、第２シール部材でバルブボディと容器口パッキンユニット間をシールさせずに第１シール部材のみでバルブボディと容器口パッキンユニット間をシールするようにしたものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の充填バルブは、前記バルブボディの大径部と小径部との間に、この小径部よりも小さい径を有する第２小径部を形成するとともに、前記第２種容器に充填する際には、前記第２シール部材を第２小径部の高さに位置させることを特徴とするものである。
【００１０】
【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（ａ）は本発明の一実施の形態に係る充填バルブの縦断面図、図（ｂ）は図（ａ）の左側面図であり、この充填バルブ（全体として符号１で示す）のバルブボディ２は、下部寄りに大径部２ａが形成され、さらに、この大径部２ａの下方に小径部２ｂが設けられている。このバルブボディ２の内部に充填液通路４が形成されており、図示しない充填液タンクから給液管６を介して送られた充填液が、この充填液通路４を通って容器ＢまたはＣ（後に説明する図２参照）内に充填される。
【００１１】
前記バルブボディ２内に、前記充填液通路４を開閉する液バルブ８が設けられている。この液バルブ８は、充填液通路４内に昇降可能に挿入されたロッド１０の下端に形成された弁体１２と、前記充填液通路４の下部内面に設けられた弁座１４とによって構成されている。この弁体１２が弁座１４に着座する部分の外周面には、シール部材１２ａが嵌着されて液密を保持するようになっている。前記弁体１２を有するロッド１０は、バルブボディ２の上部に設けられたエアシリンダ１６によって昇降する。
【００１２】
前記ロッド１０の上部にピストン１８が設けられ、バルブボディ２の上端に固定されたシリンダハウジング２０内に摺動自在に嵌合して、シリンダハウジング２０内の空間を上下の圧力室２２、２４に区画している。これら両圧力室２２、２４は、それぞれエア通路２６、２７を介してエア圧力源（図示せず）に接続されており、圧力室２２、２４内に圧力エアを導入し、または、大気に開放できるようになっている。上方の圧力室２２に圧力エアを導入したときには、ピストン１８とともにロッド１０が下降して弁体１２が弁座１４に着座することにより前記充填液通路４を閉じ、下方の圧力室２４にエアを導入したときには、ロッド１０が上昇して弁体１２が弁座１４から離座して充填液通路４を開放する。なお、バルブボディ２内の充填液通路４側と上方のエアシリンダ１６との間にダイヤフラム２８が介装されて遮断されている。また、前記弁体１２が設けられたロッド１０の外面には、充填液通路４内を通過する充填液の流れを整流する整流板３０が取り付けられている。
【００１３】
バルブボディ２の下部に形成された大径部２ａおよび小径部２ｂの外周に、円筒状の容器口パッキンユニット３２が嵌合している。この容器口パッキンユニット３２は、上部に形成された大径部３２ａとその下方の小径部３２ｂとを有しており、この大径部３２ａの内面がバルブボディ２の大径部２ａの外面に常時嵌合し、小径部３２ｂの内面はバルブボディ２の小径部２ｂの外面に嵌合可能になっている。容器口パッキンユニット３２の大径部３２ａの内面には第１シール部材３４が嵌着され、前記バルブボディ２の大径部２ａの外面との間の気密を保持している。また、容器口パッキンユニット３２の小径部３２ｂの内面に第２のシール部材３６が嵌着され、この小径部３２ｂがバルブボディ２の小径部２ｂに嵌合しているときには、これら両者２ｂ、３２ｂの間の気密を保持するようになっている。
【００１４】
容器口パッキンユニット３２の下面には、この充填バルブ１を備えた充填装置によって充填される第１種容器（ボトル型容器）Ｂの口径とほぼ一致する径を有するボトル用の容器口パッキン（第１パッキン）３８と、第２種容器（オープン缶等の缶型容器）Ｃの口径とほぼ一致する缶用の容器口パッキン（第２パッキン）４０とが取り付けられている。この容器口パッキンユニット３２は、バルブボディ２に取り付けられた昇降用エアシリンダ（昇降手段）４２によって昇降できるようになっており、容器ＢまたはＣ内に充填を行うときには、この昇降用エアシリンダ４２によって容器口パッキンユニット３２を下降させて、容器口パッキン３８または４０を容器ＢまたはＣの口部に密着させてこの容器Ｂ、Ｃ内を密封する。
【００１５】
前記バルブボディ２の内部には、小径部の下端面に開口する二本の気体通路４４、４６が設けられている（図１（ａ）およびバルブボディ２の小径部２ｂの横断面を示す図１（ｃ）参照）。一方の気体通路４４はカウンタ通路であり、開閉弁４８を介して、図示しない充填液タンクのヘッドスペース（貯留された充填液の上部空間）に接続されている。また、他方の気体通路４６はスニフト通路であり、開閉弁５０を介して、図示しないスニフトチャンバーに接続されている。この実施の形態の充填バルブ１は、バルブボディ２の壁面内を通るカウンタ通路４４を設けて、充填液タンクのヘッドスペースに接続させているので、従来の充填バルブが備えていたベントチューブをなくすことができ、型替の際にアタッチメントを交換する必要がなくなった。
【００１６】
また、バルブボディ２内には、前記小径部２ｂの下端面に開口する二本の気体通路４４、４６と別の第３の気体通路５２が形成されている。この第３の気体通路５２の一端は、前記バルブボディ２の大径部２ａの下端面（大径部２ａと小径部２ｂとの間の段部）に開口しており、開閉弁５４によって開閉できるようになっている。この第３の気体通路５２は、ボトル型の第１種容器Ｂに充填を行う際には大気に開放され、トップオープン缶等の第２種容器Ｃに充填を行う際には、前記開閉弁５４を閉じて密閉する。また、充填装置の洗浄を行う際にはＣＩＰ回路に接続される。
【００１７】
以上の構成に係る充填バルブ１の作動について説明する。先ず、炭酸飲料等の充填液を加圧充填するガス詰め充填を行う場合について説明する。ガス詰め充填の場合には、図示しない充填液タンク内に充填液を収容し、その上部の空間に加圧ガスを封入する。
【００１８】
この充填装置では、前記充填バルブ１の下方に容器Ｂ、またはＣが供給される時点では、容器口パッキンユニット３２は昇降用エアシリンダ４２によって上昇した位置にあり、容器ＢまたはＣが供給された後にこの容器口パッキンユニット３２が下降される。肩部を有するボトル型の第１種容器Ｂに充填を行う場合には、この第１種容器Ｂは口部Ｂａの径が小さいので、容器口パッキンユニット３２の下面の内周側に取り付けられているボトル用の第１パッキン３８が、容器Ｂの口部Ｂａに圧着されて容器Ｂ内を密封する。
【００１９】
このようにボトル型の第１種容器Ｂに充填をする場合には、図２（ａ）に示すように、前記容器口パッキンユニット３２の小径部３２ｂがバルブボディ２の先端の小径部２ｂに嵌合した状態になっている。従って、バルブボディ２の小径部２ｂの外面と大径部２ａの下端面および、容器口パッキンユニット３２の大径部３２ａの内面と小径部３２ｂとの間の段部とによって囲まれた空間５６が形成され、第１シール部材３４および第２シール部材３６によって密封されているが、この空間５６内は、第３の気体通路（別の気体通路）５２を介して大気に連通しており、容器口パッキンユニット３２は自由に動くことができる。
【００２０】
前記のように容器口パッキン３８によって容器Ｂ内を密封した後、カウンタ通路４４およびスニフト通路４６の開閉弁４８、５０を開放する。充填液タンク内の加圧ガスが、カウンタ通路４４から容器Ｂ内に導入されるとともに、容器Ｂ内のエアがスニフト通路４６を介して排出される。スニフト通路４６の開閉弁５０を閉じ、容器Ｂ内の圧力が充填液タンク内の圧力と等しくなったのち、エアシリンダ１６を作動させてロッド１０およびこのロッド１０と一体の弁体１２を上昇させ、弁体１２を弁座１４から離座させて液バルブ８を開放する。
【００２１】
充填液タンクから充填液がバルブボディ２内の充填液通路４を通って容器Ｂ内に充填されるとともに、容器Ｂ内のガスは、カウンタ通路４４から排出されて充填液タンク内に戻される。この充填バルブ１の給液管６には、図示しないフローメータが設けられており、所定量の充填液が充填されると、エアシリンダ１６の作動によって液バルブ８が閉じられ充填が終了する。また、カウンタ通路４４の開閉弁４８も閉じる。充填終了後、さらに、スニフト通路４６の開閉弁５０を開き、後に容器口パッキン３８を容器Ｂから離したときに充填液が急激に発泡しないように、容器Ｂのヘッドスペース内から圧力ガスを徐々に放出して大気圧と同圧にする。その後、昇降用エアシリンダ４２によって容器口パッキンユニット３２を上昇させて第１パッキン３８を容器Ｂから離し、この容器Ｂを充填装置から排出する。
【００２２】
また、第２図（ｂ）に示すように、トップオープン缶等の肩部のない第２種容器Ｃにガス詰め充填を行う場合には、充填バルブ１の下方に容器Ｃが供給された後、昇降用エアシリンダ４２を作動させて容器口パッキンユニット３２を下降させ、その下面の外周側に取り付けられている缶等の第２種容器用の容器口パッキン４０を、容器Ｃの口部Ｃａに圧着させて容器Ｃ内を密封する。このときには、容器口パッキンユニット３２の小径部３２ｂはバルブボディ２の小径部２ｂに嵌合しない状態になっている。以後の工程は前記ボトル型の第１種容器Ｂの場合と同様である。
【００２３】
前記のようにガス詰め充填を行う場合に、例えば、図２（ａ）のようにバルブボディ２の小径部２ｂと容器口パッキンユニット３２の小径部３２ｂとを嵌合させた状態で缶等の第２種容器Ｃに充填を行うと、缶Ｃの口径に対して、第２シール部材３６の摺動部の径が狭いので、充填バルブ１側からの圧力よりも缶Ｃ側からの圧力が大きくなるため、必要以上の力でパッキン４０を缶Ｃの口部Ｃａに押し付けておかないと容器口パッキン４０からガスが漏れてしまう。しかしながら強い力で缶Ｃを押し付けると薄肉の缶Ｃの場合には、カウンター圧が作用する前に変形してしまう。
【００２４】
また、逆に、図２（ｂ）のように容器口パッキンユニット３２の小径部３２ｂがバルブボディ２の小径部２ｂに嵌合していない状態でボトル型の第１種容器Ｂにガス詰め充填を行おうとすると、容器Ｂの口径に対して第１シール部材３４の摺動部の径（バルブボディ２の大径部２ａの外径または容器口パッキンユニット３２の大径部３２ａの内径）が大きいため、充填バルブ１からの力が容器Ｂ側からの力よりも大幅に大きく、容器Ｂに必要以上の力がかかることになり、それを受けるパッキン３８に大きな負荷がかかるという問題が発生する。さらに、図２（ａ）の状態で第２シール部材３６が無い場合にも、同様に、第１パッキン３８に大きな負荷がかかってしまう。
【００２５】
これに対して本実施の形態に係る充填バルブ１では、バルブボディ２の大径部２ａの外径（容器口パッキンユニット３２の大径部３２ａの内径）とトップオープン缶等の第２種容器Ｃの口径とをほぼ一致させ、また、バルブボディ２の小径部２ｂの外径（容器口パッキンユニット３２の小径部３２ｂの内径）とボトル型の第１種容器Ｂの口径とをほぼ一致させているので、ガス詰め充填時における荷重バランスをほぼ均等にすることができる。従って、缶等の第２種容器が変形したり、ボトル型の第１種容器Ｂ用の容器口パッキン３８が損傷するおそれがない。
【００２６】
前記充填バルブ１は、ガス詰め充填を行う場合だけでなく、ノンガス充填にも適用することができる。この場合には、容器口パッキンユニット３２を昇降用エアシリンダ４２によって下降させ、容器口パッキン３８または４０を容器ＢまたはＣの口部ＢａまたはＣａに密着させた後、液バルブ８を開放する。充填液タンクの液面上の空間は大気圧になっており、充填液が容器ＢまたはＣ内に充填されるとともに、容器ＢまたはＣ内のエアがカウンタ通路４４を介して充填液タンクの上部空間に排出される。なお、ノンガス充填の場合には、必ずしも容器口パッキン３８または４０によって容器ＢまたはＣの口部ＢａまたはＣａを密封する必要はない。
【００２７】
前記充填バルブ１では、容器口パッキンユニット３２にボトル型の第１種容器Ｂ用の第１パッキン３８と、トップオープン缶等の第２種容器Ｃ用の第２パッキン４０とを設けているので、両種類の容器Ｂ、Ｃに適用することができ、しかも、充填液タンクのヘッドスペースに接続されたカウンタ通路４４を設けてベントチューブを不要にしたので、第１種容器Ｂと第２種容器Ｃとに兼用する場合に、型替用のアタッチメントを交換する必要がない。また、第１種容器Ｂと第２種容器Ｃの両方を、容器を昇降させる機構をもたないリフタレスタイプの充填装置で充填することが可能である。従って、容器昇降機構が不要であり、しかも、充填区間を広く取ることができるので、コスト安であるとともに高速化を図ることができる。
【００２８】
図３は第２の実施の形態に係る充填バルブを示すもので、この実施の形態の構成では、バルブボディ２の大径部２ａと小径部２ｂとの間に、この小径部２ｂよりもさらに小径の第２小径部２ｃを設けている。一方、容器口パッキンユニット３２は、前記バルブボディ２の大径部２ａに対応する大径部３２ａと、小径部２ｂに対応する小径部３２ｂを有しており、前記第１の実施の形態の構成と同様である。なお、その他の部分についても、第１の実施の形態と同一または相当するの部分には同一の符号を付して説明する。
【００２９】
この実施の形態の構成では、ボトル型の第１種容器Ｂの場合には、容器口パッキンユニット３２の小径部３２ｂに装着されている第２シール部材３６を、バルブボディ２の下端の小径部２ｂの外周に密着させて充填を行うが、トップオープン缶等の第２種容器Ｃの場合には、前記第２シール部材３６を第２の小径部２ｃの外周に位置させて充填を行うようになっている。前記第１の実施の形態では、第２種容器Ｃへの充填の際には、容器口パッキンユニット３２を大きく下降させて、容器口パッキンユニット３２の小径部３２ｂがバルブボディ２の小径部２ｂに嵌合しないようにしていたが、この実施の形態の場合には、第２シール部材３６を、バルブボディ２の最も小径な第２小径部２ｃの外周に位置させることにより、小径部２ｂ、３２ｂ同士をシールしないようにしている。従って、第１の実施の形態の構成よりも容器口パッキンユニット３２のストロークを小さくすることができる。
【００３０】
また、容器口パッキンユニット３２の下端部には、ねじ部３２ｃによって着脱可能なパッキン保持部材６０を介してパッキン３８または４０が取り付けられている。そして、この図３に示すように、オープン缶等の第２種容器Ｃに充填をする際には第２パッキン４０だけを取り付けたパッキン保持部材６０を容器口パッキンユニット３２に装着し、ボトル型の第１種容器Ｂに充填をする際には小径の第１パッキン３８（図１参照）だけを取り付けたパッキン保持部材６０を容器口パッキンユニット３２に装着する。なお、第１の実施の形態と同様に、第１および第２パッキン３８、４０双方をパッキン保持部材６０に取り付けておき、パッキン保持部材６０を交換することなくボトル型の第１種容器Ｂとオープン缶等の第２種容器Ｃに兼用しても良いことは勿論である。また、第１の実施の形態の第１パッキン３８と第２パッキン４０の両者を含むような半径方向の幅の広い単一の環状パッキンを取り付けるようにしても良い。
【００３１】
さらに、前記第１の実施の形態では、バルブボディ２の大径部２ａの内面側に液バルブ８の弁座１４を設けているが、この実施の形態では、バルブボディ２の下端に位置している小径部２ｂの内面に弁座１４を形成している。このように液バルブ８をバルブボディ２の最も下方に設けているので、充填液の流下する高さが低くなり、充填時の泡立ちを防止することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る充填バルブは、大径部とその下方の小径部を有するとともに内部に充填液通路が形成されたバルブボディと、前記充填液通路を開閉する充填液バルブと、前記バルブボディの大径部と小径部にそれぞれ昇降可能に嵌合される大径部と小径部とを有する容器口パッキンユニットと、バルブボディの大径部と容器口パッキンユニットの大径部との間をシールする第１シール部材と、バルブボディの小径部と容器口パッキンユニットの小径部との間をシールする第２シール部材と、容器口パッキンユニットに設けられて供給される容器の口部と当接するパッキンと、前記容器口パッキンユニットを下方に付勢する付勢手段とを備え、肩部を有する第１種容器に充填する際には、前記充填液バルブを開放するとともにバルブボディの小径部と容器口パッキンユニットの小径部とを嵌合させ、第２シール部材でバルブボディと容器口パッキンユニット間をシールし、かつ、肩部を有しない第２種容器に充填する際には、前記充填液バルブを開放するとともに、第２シール部材でバルブボディと容器口パッキンユニット間をシールさせずに第１シール部材のみでバルブボディと容器口パッキンユニット間をシールするようにしたので、バルブボディと容器口パッキンユニットの大径部の径と小径部の径を、それぞれ第２種容器の口径と第１種容器の口径に近づけることができ、ガス詰め充填時における容器側と充填バルブ側の力をほぼ均等にすることができる。また、部品の交換をすることなく、第１種容器と第２種容器とに兼用することができる。
【００３３】
また、請求項２に記載の発明に係る充填バルブは、前記バルブボディの大径部と小径部との間に、この小径部よりも小さい径を有する第２小径部を形成するとともに、前記第２種容器に充填する際には、前記第２シール部材を第２小径部の高さに位置させるようにしたので、第２種容器に充填を行う際の容器口パッキンユニットのストロークを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図（ａ）は本発明の一実施の形態に係る充填バルブの縦断面図、図（ｂ）は、図（ａ）の左側面図、図（ｃ）はバルブボディの小径部の横断面図である。
【図２】図（ａ）は肩部を有する第１種容器に充填する場合を示す説明図、図（ｂ）は肩部のない第２種容器に充填する場合を示す説明図である。
【図３】第２の実施の形態に係る充填バルブの縦断面図である。
【符号の説明】
Ｂ第１種容器（ボトル）
Ｃ第２種容器（缶）
２バルブボディ
２ａバルブボディの大径部
２ｂバルブボディの小径部
３２容器口パッキンユニット
３２ａ容器口パッキンユニットの大径部
３２ｂ容器口パッキンユニットの小径部
３４第１シール部材
３６第２シール部材
３８第１パッキン
４０第２パッキン
４２付勢手段（昇降用エアシリンダ）
４４気体通路（カウンタ通路）
４６気体通路（スニフト通路）
５２別の気体通路（第３の気体通路）[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a filling device that fills a liquid with the inside of the container sealed, and in particular, a container that can be resealed with a cap such as a PET bottle or a bottle can, or a bottle-type container having a shoulder such as a bottle. (Hereinafter referred to as a first-type container) and a dual-purpose filling device that can be used both as a top open can and a container without a shoulder having a large opening (hereinafter referred to as a second-type container). It relates to a filling valve.
[0002]
[Prior art]
The filling device generally includes a filling valve having a filling liquid passage formed inside the valve body and a liquid valve for opening and closing the filling liquid passage, and the liquid valve is opened so that the filling liquid passage opens into the container. The filling liquid is injected into the container. For example, when filling a container containing carbon dioxide gas with this filling device, it is necessary to seal the upper end opening of the container, so a cylindrical elevating member is fitted to the valve body of the filling valve. Further, a centering guide for guiding the upper end opening of the container and a packing for sealing the upper end opening are attached to the elevating member, and the inside of the container is sealed by pressing the packing to the entire periphery of the upper end opening of the container. In this state, the carbon dioxide beverage is filled.
[0003]
Bottle-type first-type containers with shoulders are usually filled by raising and lowering the containers using a lifter lift-type filling device, and second-type containers such as top open cans without shoulders are lifterless type filling Since the filling is performed by the apparatus, it is difficult to use the filling apparatus together. In general, the first-type container and the second-type container are filled by using respective dedicated filling apparatuses. .
[0004]
Also, the bottle-type first-type container having a shoulder part and the second-type container such as a top open can without a shoulder part have different mouth diameters (upper end opening parts). In order to use the filling device of the type that seals the mouth of the container for both of these types of containers, a packing and centering guide for sealing the inside of the container, and these packing and centering guide are attached. The cylindrical lifting member must be replaced.
[0005]
Therefore, in order to serve as a container having a different diameter as described above, a cylindrical member and a first packing that comes into contact with the mouth of the bottle-type first-type container having a shoulder, and a top having no shoulder A combined-type filling valve provided with a second packing that comes into contact with the mouth of a second type container such as an open can has been proposed (USP 3,455,350). In the configuration of the present invention, at the time of mold change, it is not necessary to replace the cylindrical member to which the packing is attached, and only the vent tube needs to be replaced.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the structure of the above-mentioned conventional invention, when filling a second type container such as a top open can without a shoulder, particularly when filling a thin-walled can, the can is sealed with a can packing There is a problem in that the balance between the force from the filling valve and the force from the container is lost and sealing cannot be performed well. In addition, when the packing is pressed against the container with a strong force in order to ensure sealing, there is a problem that the container is deformed.
[0007]
The present invention was made to solve the above-mentioned problem, and is a filling valve that can be used as a bottle type first type container and a second type container such as a top open can without changing the mold, It is an object of the present invention to provide a filling valve capable of balancing the force on the container side and the force on the filling valve side during filling.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A filling valve according to a first aspect of the present invention includes a valve body having a large diameter portion and a small diameter portion below the large diameter portion and having a filling liquid passage formed therein, a filling liquid valve for opening and closing the filling liquid passage, and the valve body Between the large diameter portion of the valve body and the large diameter portion of the container mouth packing unit. A first sealing member for sealing, a second sealing member for sealing between the small diameter portion of the valve body and the small diameter portion of the container opening packing unit, and the opening of the container provided in the container opening packing unit. A packing for contacting the container, and a biasing means for biasing the container opening packing unit downward; when filling the first type container having a shoulder, the filling liquid valve is opened and the valve The small diameter part of the container and the small diameter part of the container opening packing unit are fitted together, the second seal member seals between the valve body and the container opening packing unit, and the second type container having no shoulder is filled. In addition, the filling liquid valve is opened, and the valve body and the container opening packing unit are sealed only by the first sealing member without sealing the valve body and the container opening packing unit by the second sealing member. Is.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the filling valve according to the second aspect, the second small-diameter portion having a smaller diameter than the small-diameter portion is formed between the large-diameter portion and the small-diameter portion of the valve body. When filling the container, the second seal member is positioned at the height of the second small diameter portion.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 1 (a) is a longitudinal sectional view of a filling valve according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is a left side view of FIG. (A). The valve body 2 has a large-diameter portion 2a formed near the lower portion, and a small-diameter portion 2b provided below the large-diameter portion 2a. A filling liquid passage 4 is formed inside the valve body 2, and the filling liquid sent from a filling liquid tank (not shown) through the supply liquid pipe 6 passes through the filling liquid passage 4 to form the container B or C ( 2), which will be described later.
[0011]
A liquid valve 8 that opens and closes the filling liquid passage 4 is provided in the valve body 2. The liquid valve 8 is constituted by a valve body 12 formed at the lower end of a rod 10 inserted into the filling liquid passage 4 so as to be movable up and down, and a valve seat 14 provided on the lower inner surface of the filling liquid passage 4. ing. A seal member 12a is fitted on the outer peripheral surface of the portion where the valve body 12 is seated on the valve seat 14 so as to maintain liquid tightness. The rod 10 having the valve body 12 is moved up and down by an air cylinder 16 provided on the upper portion of the valve body 2.
[0012]
A piston 18 is provided on the top of the rod 10 and is slidably fitted into a cylinder housing 20 fixed to the upper end of the valve body 2, so that the space in the cylinder housing 20 is made into upper and lower pressure chambers 22 and 24. It is partitioned. These pressure chambers 22 and 24 are connected to an air pressure source (not shown) via air passages 26 and 27, respectively, and introduce pressure air into the pressure chambers 22 and 24 or open them to the atmosphere. It can be done. When pressure air is introduced into the upper pressure chamber 22, the rod 10 is lowered together with the piston 18, and the valve body 12 is seated on the valve seat 14, thereby closing the filling liquid passage 4 and supplying air to the lower pressure chamber 24. When the rod 10 is introduced, the rod 10 rises and the valve body 12 is separated from the valve seat 14 to open the filling liquid passage 4. A diaphragm 28 is interposed between the filling liquid passage 4 side in the valve body 2 and the upper air cylinder 16 so as to be blocked. A rectifying plate 30 for rectifying the flow of the filling liquid passing through the filling liquid passage 4 is attached to the outer surface of the rod 10 provided with the valve body 12.
[0013]
A cylindrical container port packing unit 32 is fitted to the outer periphery of the large diameter portion 2a and the small diameter portion 2b formed at the lower portion of the valve body 2. The container port packing unit 32 has a large-diameter portion 32 a formed at an upper portion and a small-diameter portion 32 b below the large-diameter portion 32 a, and the inner surface of the large-diameter portion 32 a is on the outer surface of the large-diameter portion 2 a of the valve body 2. The inner surface of the small diameter portion 32b can be fitted to the outer surface of the small diameter portion 2b of the valve body 2 at all times. A first seal member 34 is fitted on the inner surface of the large-diameter portion 32 a of the container port packing unit 32 to maintain airtightness with the outer surface of the large-diameter portion 2 a of the valve body 2. Further, when the second seal member 36 is fitted on the inner surface of the small diameter portion 32b of the container opening packing unit 32 and the small diameter portion 32b is fitted to the small diameter portion 2b of the valve body 2, both of these 2b and 32b are used. It is designed to keep the airtight between.
[0014]
On the lower surface of the container opening packing unit 32, a container opening packing for bottles (first container) having a diameter substantially coincident with the diameter of the first type container (bottle type container) B filled by the filling device provided with the filling valve 1 is provided. 1 packing) 38 and a container opening packing (second packing) 40 for cans that substantially matches the diameter of the second type container (can-type container such as an open can) C are attached. The container opening packing unit 32 can be moved up and down by a lifting air cylinder (lifting means) 42 attached to the valve body 2. When filling the container B or C, the lifting air cylinder 42 is used. The container port packing unit 32 is lowered by this, and the container port packing 38 or 40 is brought into close contact with the mouth of the container B or C to seal the inside of the containers B and C.
[0015]
Inside the valve body 2 are provided two gas passages 44 and 46 that open to the lower end surface of the small-diameter portion (FIG. 1 (a) and a cross-sectional view of the small-diameter portion 2b of the valve body 2). 1 (c)). One gas passage 44 is a counter passage, and is connected to a head space (an upper space of the stored filling liquid) of a filling liquid tank (not shown) via an on-off valve 48. The other gas passage 46 is a sniff passage and is connected to a sniff chamber (not shown) through an on-off valve 50. The filling valve 1 according to this embodiment is provided with a counter passage 44 that passes through the wall surface of the valve body 2 and is connected to the head space of the filling liquid tank, thereby eliminating the vent tube provided in the conventional filling valve. This eliminates the need to change attachments when changing models.
[0016]
Further, in the valve body 2, there are formed a third gas passage 52 different from the two gas passages 44 and 46 opened at the lower end surface of the small diameter portion 2b. One end of the third gas passage 52 opens at the lower end surface of the large-diameter portion 2a of the valve body 2 (the step portion between the large-diameter portion 2a and the small-diameter portion 2b). It can be done. The third gas passage 52 is opened to the atmosphere when filling the bottle-type first-type container B, and the on-off valve is used when filling the second-type container C such as a top open can. 54 is closed and sealed. Further, when cleaning the filling device, it is connected to the CIP circuit.
[0017]
The operation of the filling valve 1 according to the above configuration will be described. First, the case where gas filling filling which pressurizes and fills filling liquids, such as carbonated drinks, is demonstrated. In the case of gas filling, the filling liquid is accommodated in a filling liquid tank (not shown), and pressurized gas is sealed in the space above the filling liquid tank.
[0018]
In this filling apparatus, at the time when the container B or C is supplied below the filling valve 1, the container opening packing unit 32 is in a position raised by the elevating air cylinder 42, and the container B or C is supplied. Later, the container opening packing unit 32 is lowered. When filling a bottle-type first type container B having a shoulder, the first type container B is attached to the inner peripheral side of the lower surface of the container port packing unit 32 because the diameter of the mouth part Ba is small. The first packing 38 for the bottle is pressed against the mouth Ba of the container B to seal the inside of the container B.
[0019]
When the bottle-type first type container B is filled in this way, the small diameter portion 32b of the container opening packing unit 32 is replaced with the small diameter portion 2b at the tip of the valve body 2 as shown in FIG. It is in a mated state. Therefore, the space 56 surrounded by the outer surface of the small diameter portion 2b of the valve body 2 and the lower end surface of the large diameter portion 2a and the step portion between the inner surface of the large diameter portion 32a of the container port packing unit 32 and the small diameter portion 32b. Is formed and is sealed by the first seal member 34 and the second seal member 36, but the space 56 communicates with the atmosphere via a third gas passage (another gas passage) 52, The container opening packing unit 32 can move freely.
[0020]
After the inside of the container B is sealed by the container port packing 38 as described above, the on-off valves 48 and 50 of the counter passage 44 and the snift passage 46 are opened. The pressurized gas in the filling liquid tank is introduced into the container B from the counter passage 44, and the air in the container B is discharged through the sniffer passage 46. After the on-off valve 50 of the sniff passage 46 is closed and the pressure in the container B becomes equal to the pressure in the filling liquid tank, the air cylinder 16 is operated to raise the rod 10 and the valve body 12 integrated with the rod 10. Then, the valve body 12 is separated from the valve seat 14 and the liquid valve 8 is opened.
[0021]
The filling liquid is filled from the filling liquid tank into the container B through the filling liquid passage 4 in the valve body 2, and the gas in the container B is discharged from the counter passage 44 and returned to the filling liquid tank. The liquid supply pipe 6 of the filling valve 1 is provided with a flow meter (not shown). When a predetermined amount of filling liquid is filled, the liquid valve 8 is closed by the operation of the air cylinder 16 and the filling is completed. Further, the on-off valve 48 of the counter passage 44 is also closed. After completion of filling, the on-off valve 50 of the sniffer passage 46 is further opened, and pressure gas is gradually supplied from the head space of the container B so that the filling liquid does not foam rapidly when the container opening packing 38 is later released from the container B. To the same pressure as the atmospheric pressure. Thereafter, the container opening packing unit 32 is raised by the lifting air cylinder 42 to separate the first packing 38 from the container B, and the container B is discharged from the filling device.
[0022]
In addition, as shown in FIG. 2 (b), when filling the second kind container C having no shoulder portion such as a top open can with gas filling, the container C is supplied below the filling valve 1. Then, the lifting / lowering air cylinder 42 is actuated to lower the container opening packing unit 32, and the container opening packing 40 for the second type container such as a can attached to the outer peripheral side of the lower surface thereof is connected to the opening portion Ca of the container C. And the inside of the container C is sealed. At this time, the small diameter portion 32b of the container opening packing unit 32 is not fitted into the small diameter portion 2b of the valve body 2. The subsequent steps are the same as in the case of the bottle type first container B.
[0023]
When gas filling is performed as described above, for example, as shown in FIG. 2A, a can or the like can be used in a state where the small diameter portion 2b of the valve body 2 and the small diameter portion 32b of the container opening packing unit 32 are fitted. When the second type container C is filled, since the diameter of the sliding portion of the second seal member 36 is narrower than the diameter of the can C, the pressure from the can C side is higher than the pressure from the filling valve 1 side. Therefore, if the packing 40 is not pressed against the mouth portion Ca of the can C with a force more than necessary, gas leaks from the container mouth packing 40. However, if the can C is pressed with a strong force, in the case of the thin can C, it deforms before the counter pressure acts.
[0024]
Conversely, as shown in FIG. 2B, the bottle-type first-class container B is filled with gas in a state where the small diameter portion 32b of the container opening packing unit 32 is not fitted to the small diameter portion 2b of the valve body 2. Is performed, the diameter of the sliding portion of the first seal member 34 with respect to the diameter of the container B (the outer diameter of the large diameter portion 2a of the valve body 2 or the inner diameter of the large diameter portion 32a of the container opening packing unit 32) is Since the force is large, the force from the filling valve 1 is significantly larger than the force from the container B side, and a force more than necessary is applied to the container B, which causes a problem that a large load is applied to the packing 38 receiving the force. . Further, even when the second seal member 36 is not present in the state of FIG. 2A, a large load is applied to the first packing 38 in the same manner.
[0025]
On the other hand, in the filling valve 1 according to the present embodiment, the outer diameter of the large diameter portion 2a of the valve body 2 (the inner diameter of the large diameter portion 32a of the container port packing unit 32) and the second type container such as a top open can. The outer diameter of the small-diameter portion 2b of the valve body 2 (the inner diameter of the small-diameter portion 32b of the container port packing unit 32) and the diameter of the bottle-type first-type container B are substantially matched. Therefore, the load balance at the time of filling with gas can be made substantially uniform. Accordingly, there is no possibility that the second type container such as a can is deformed or the bottle-type container B packing 38 for the first type container B is damaged.
[0026]
The filling valve 1 can be applied not only to filling with gas but also to non-gas filling. In this case, the container opening packing unit 32 is moved down by the elevating air cylinder 42 and the container opening packing 38 or 40 is brought into close contact with the opening Ba or Ca of the container B or C, and then the liquid valve 8 is opened. The space above the liquid level of the filling liquid tank is at atmospheric pressure, and the filling liquid is filled into the container B or C, and the air inside the container B or C passes through the counter passage 44 to the upper part of the filling liquid tank. Discharged into space. In the case of non-gas filling, the opening Ba or Ca of the container B or C is not necessarily sealed by the container opening packing 38 or 40.
[0027]
In the filling valve 1, the container port packing unit 32 is provided with the first packing 38 for the bottle-type first type container B and the second packing 40 for the second type container C such as a top open can. Further, since it can be applied to both types of containers B and C, and the vent tube is not required by providing the counter passage 44 connected to the head space of the filling liquid tank, the first type container B and the second type When the container C is also used, it is not necessary to exchange the mold changing attachment. Further, both the first type container B and the second type container C can be filled with a lifterless type filling device that does not have a mechanism for raising and lowering the container. Therefore, the container lifting mechanism is unnecessary, and the filling section can be widened, so that the cost can be reduced and the speed can be increased.
[0028]
FIG. 3 shows a filling valve according to the second embodiment. In the configuration of this embodiment, the valve body 2 is further interposed between the large diameter portion 2a and the small diameter portion 2b than the small diameter portion 2b. A second small diameter portion 2c having a small diameter is provided. On the other hand, the container opening packing unit 32 has a large diameter portion 32a corresponding to the large diameter portion 2a of the valve body 2 and a small diameter portion 32b corresponding to the small diameter portion 2b. The configuration is the same. In addition, also about another part, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the part which is the same as that of 1st Embodiment, or is equivalent.
[0029]
In the configuration of this embodiment, in the case of the bottle-type first type container B, the second seal member 36 attached to the small diameter portion 32b of the container port packing unit 32 is replaced with the small diameter portion at the lower end of the valve body 2. In the case of the second type container C such as a top open can, the filling is performed by placing the second seal member 36 on the outer periphery of the second small diameter portion 2c. It has become. In the first embodiment, when the second type container C is filled, the container port packing unit 32 is greatly lowered so that the small diameter portion 32b of the container port packing unit 32 becomes the small diameter portion 2b of the valve body 2. In the case of this embodiment, the second seal member 36 is positioned on the outer periphery of the second small diameter portion 2c having the smallest diameter of the valve body 2, thereby reducing the small diameter portion 2b, 32b is not sealed. Therefore, the stroke of the container port packing unit 32 can be made smaller than that of the configuration of the first embodiment.
[0030]
Further, a packing 38 or 40 is attached to the lower end portion of the container opening packing unit 32 via a packing holding member 60 that is detachable by a screw portion 32c. As shown in FIG. 3, when filling the second type container C such as an open can, a packing holding member 60 to which only the second packing 40 is attached is attached to the container opening packing unit 32, and the bottle type When the first type container B is filled, the packing holding member 60 to which only the first packing 38 having a small diameter (see FIG. 1) is attached is mounted on the container opening packing unit 32. As in the first embodiment, both the first and second packings 38 and 40 are attached to the packing holding member 60, and the bottle-type first type container B and the packing holding member 60 are not replaced. Of course, it may also be used for the second type container C such as an open can. Further, a single annular packing having a large radial width including both the first packing 38 and the second packing 40 of the first embodiment may be attached.
[0031]
Furthermore, in the first embodiment, the valve seat 14 of the liquid valve 8 is provided on the inner surface side of the large-diameter portion 2a of the valve body 2, but in this embodiment, the valve body 2 is positioned at the lower end. A valve seat 14 is formed on the inner surface of the small diameter portion 2b. Thus, since the liquid valve 8 is provided at the lowermost part of the valve body 2, the height at which the filling liquid flows down is reduced, and foaming during filling can be prevented.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, the filling valve according to the present invention includes a valve body having a large diameter portion and a small diameter portion below the large diameter portion and having a filling liquid passage formed therein, a filling liquid valve for opening and closing the filling liquid passage, A container port packing unit having a large diameter portion and a small diameter portion that are respectively fitted to the large diameter portion and the small diameter portion of the valve body so as to be movable up and down, a large diameter portion of the valve body, and a large diameter portion of the container port packing unit; A first seal member that seals between the second seal member, a second seal member that seals between the small diameter portion of the valve body and the small diameter portion of the container port packing unit, and a container opening provided in the container port packing unit A packing abutting on the container and an urging means for urging the container opening packing unit downward, and when filling the first type container having a shoulder, the filling liquid valve is opened. When fitting the small diameter part of the lube body with the small diameter part of the container mouth packing unit, sealing the space between the valve body and the container mouth packing unit with the second seal member, and filling the second type container without the shoulder part In addition, the filling liquid valve is opened, and the valve body and the container opening packing unit are sealed only by the first sealing member without sealing the valve body and the container opening packing unit by the second sealing member. Therefore, the diameter of the large diameter part and the small diameter part of the valve body and the container opening packing unit can be brought close to the diameter of the second type container and the diameter of the first type container, respectively. The force on the filling valve side can be made substantially uniform. Further, the first type container and the second type container can be used together without exchanging parts.
[0033]
According to a second aspect of the present invention, in the filling valve according to the second aspect, a second small diameter portion having a diameter smaller than the small diameter portion is formed between the large diameter portion and the small diameter portion of the valve body. When filling the second type container, the second seal member is positioned at the height of the second small diameter portion, so that the stroke of the container opening packing unit when filling the second type container is reduced. be able to.
[Brief description of the drawings]
1A is a longitudinal sectional view of a filling valve according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a left side view of FIG. 1A, and FIG. 1C is a small diameter portion of the valve body; FIG.
FIG. 2A is an explanatory view showing a case where a first type container having a shoulder portion is filled, and FIG. 2B is an explanatory view showing a case where a second type container without a shoulder portion is filled.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a filling valve according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
B Type 1 container (bottle)
C Type 2 container (can)
2 Valve body 2a Large diameter portion 2b of valve body Small diameter portion 32 of valve body Container port packing unit 32a Large diameter portion 32b of container port packing unit Small diameter portion 34 of container port packing unit First seal member 36 Second seal member 38 First 1 packing 40 2nd packing 42 urging means (lifting air cylinder)
44 Gas passage (counter passage)
46 Gas passage (snift passage)
52 Another gas passage (third gas passage)

Claims

A valve body having a large diameter portion and a small diameter portion below the large diameter portion and having a filling liquid passage formed therein, a filling liquid valve that opens and closes the filling liquid passage, and a large diameter portion and a small diameter portion of the valve body. A container port packing unit having a large-diameter portion and a small-diameter portion that can be fitted, a first seal member that seals between the large-diameter portion of the valve body and the large-diameter portion of the container-port packing unit, and the valve body A second seal member that seals between the small-diameter portion of the container and the small-diameter portion of the container mouth packing unit, a packing that is provided in the container mouth packing unit and that abuts against the mouth portion of the container that is supplied, and the container mouth packing unit includes: An urging means for urging downward,
When filling the first type container having a shoulder, the filling liquid valve is opened, the small diameter portion of the valve body and the small diameter portion of the container opening packing unit are fitted, and the second seal member When sealing between the container opening packing units and filling the second type container having no shoulder, the filling liquid valve is opened and the valve body and the container opening packing unit are separated by the second sealing member. A filling valve characterized in that the valve body and the container opening packing unit are sealed with only the first seal member without sealing.

A second small-diameter portion having a smaller diameter than the small-diameter portion is formed between the large-diameter portion and the small-diameter portion of the valve body, and when filling the second type container, the second seal member The filling valve according to claim 1, wherein the filling valve is positioned at a height of the second small diameter portion.