JP4901865B2 - 液体室、気体室、及び中間室を備えた充填バルブ、及び充填バルブを備えた充填機 - Google Patents
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Description
中空のハウジングと、
ハウジング内で滑動するよう取り付けられた可動バルブアセンブリとを備え、前記可動バルブアセンブリ及び前記中空のハウジングは共に、液体室及び気体室を画定し、
さらに、前記液体室を液体供給パイプに連通する液体入口と、
前記気体室を気体供給パイプに連通する気体入口とを有し、
前記可動バルブアセンブリが、
バルブロッドの上端で前記気体室内に貫通孔開口部が設けられた中空のバルブロッドであって、バルブロッドがハウジング内の開口を開放し、これにより液体が前記開口を通って液体室から流れることができる開放位置と、バルブロッドが前記開口を閉じる閉位置との間で、ハウジングに対して滑動可能であるバルブロッドと、
ピストンの下端がバルブロッドの上端から間隔をあけられ、これにより気体がその上端に形成された開口部を通って気体室からバルブロッド内の貫通孔に通過できる開放位置と、ピストンの下端がバルブロッドの上端と封止接触している閉位置との間で、ハウジング内で滑動するよう取り付けられたピストンとを備える。
複数の周辺容器支持設備11(この1つが図2に部分的に示されている)とこれに対応する複数の充填バルブ12とが設けられた下部プレート10と、
複数の放射状の液体供給パイプ14を含む中間プレート13とを含み、この中間プレートのそれぞれが、貯蔵タンク3の液体空間4に連通し、流量計15を介して充填バルブ12に接続され、
さらに、貯蔵タンク3の気体空間6に連通し、かつ充填バルブ12に接続された、複数の放射状の気体供給パイプ17を含む上部プレート16を含む。
下部ハウジング台21aにおいてバルブロッドの下部31の外周とハウジング孔22の内周との間に形成された液体室30と、
第2の中間ハウジング台21cにおいてピストン本体27の外周とハウジング孔22の内周との間に形成された気体室32と、
第1の中間ハウジング台21bにおいてバルブロッド25の上部34の外周とハウジング孔22の内周との間に、即ち液体室30と気体室32との間に形成された中間室33とを画定する。
接触面40が弁座42と液密に接触しており、これにより液体が液体室30からハウジング開口23を通って流れることが防止される閉位置(図3、図4、図5)と、
バルブロッド25が閉位置に対して上昇し、したがって接触面40が弁座42から間隔をあけられ、これにより液体がハウジング開口23を通って流れることができる開放位置(図6)との間で、ハウジング21に対して軸方向に移動可能であり、らせん状のリブ39により液体の流れが層状となることが保証される。
ピストン本体27の下端51がバルブロッド25の上端37と接触し、かつピストンヘッド28が空気室29の下面53の近くに置かれ、これにより気体がガス流路を構成する貫通孔43を通って流れるのが防止される閉位置(図3)と、
ピストン26が閉位置に対して上昇し、したがってピストン本体27の下端51がバルブロッド25の上端37から間隔をあけられ、ピストンヘッド28が空気室29の上面54に当接し、これにより気体が気体室32から容器2の内側へとガス流路を構成する貫通孔43を通って流れることができる開放位置(図5及び図6)との間で、ハウジング21に対して軸方向に滑動するよう取り付けられる。
これに対応する上部弁座62に気密に当接し(図3)、これにより上流への空気流が弁座62を通ることが防止される閉位置と、上部ボール60がその弁座62から間隔をあけられ(図4、図5、及び図6)、これにより空気が弁座を通って上流及び下流に流れることができる開放位置とを有する、第1の上部ボール60、及び
これに対応する下部弁座63に気密に当接し(図4、図5、及び図6)、これにより下流への空気流が弁座63を通ることが防止される閉位置と、下部ボール61がその弁座63から間隔をあけられ(図3)、これにより空気が弁座を通って上流及び下流に流れることができる開放位置とを有する、第2の下部ボール61である。
バルブロッド25及びピストン26の両方は閉位置にあり、カップ65は下方位置にある(図3に例示されている)閉じられた形態と、
バルブロッド25は閉位置にあり、ピストン26は開放位置にあり、カップ65は上方位置にある気体充填形態(図5)と、
バルブロッド25及びピストン26の両方は開放位置にあり、カップ65は上方位置にある液体充填形態(図6)とである。
Pg×S2>T1 (1)
Pg×S2<T1+Pg×S1 (2)
T2+Pg×S2>T1+Pg×S1 (3)
となるように寸法決めされ、
ここで、
T1とは、下部のバネ50によりバルブロッド25に働く、上方に軸方向に配向された力であり、
T2とは、上部のバネ71によりカップ65に働く、下方に軸方向に配向された力であり、
Pgとは、気体室32内のガス圧であり、
S1とは、容器2内のガス圧に曝されたバルブロッド25の下端44の、軸方向から見た、表面積であり、
S2とは、気体室32内のガス圧に曝されたバルブロッド25の上端37の、軸方向から見た、表面積である。
Claims (10)
- 中空のハウジング(21)と、
前記ハウジング(21)内で滑動するよう取り付けられた可動バルブアセンブリ(24)とを備え、前記可動バルブアセンブリ(24)及び前記中空のハウジング(21)が共に、液体室(30)及び気体室(32)を画定し、
さらに、前記液体室(30)を液体供給パイプ(14)に連通する液体入口(46)と、
前記気体室(32)を気体供給パイプ(17)に連通する気体入口(47)と、
前記液体室(30)と前記気体室(32)との間に形成された中間室(33)と、
前記液体室(30)と中間室(33)との間で、液密かつ柔軟な封止を形成する下部ダイアフラム(35)と、
を有する充填バルブ(12)であって、
前記可動バルブアセンブリ(24)が、
バルブロッド(25)の上端(37)で前記気体室(32)内に開放されている貫通孔(43)が設けられた中空のバルブロッド(25)であって、前記バルブロッド(25)が前記ハウジング(21)内の開口(23)を開放し、これにより液体が前記開口(23)を通って前記液体室(30)から流れることができる開放位置と、前記バルブロッド(25)が前記開口(23)を閉じる閉位置との間で、前記ハウジング(21)に対して滑動可能であるバルブロッド(25)と、
ピストン(26)の下端(51)が前記バルブロッド(25)の前記上端(37)から間隔をあけられ、これにより気体が前記上端(37)に形成された開口部を通って前記気体室(32)から前記バルブロッド(25)内の前記貫通孔(43)へと通過できる開放位置と、前記ピストン(26)の前記下端(51)が前記バルブロッド(25)の前記上端(37)と封止接触している閉位置との間で、前記ハウジング内で滑動するよう取り付けられたピストン(26)とを備えた、充填バルブ(12)。 - 前記バルブロッド(25)を開放位置の方に永久的に偏倚させる第1の戻しバネ(50)を備えた請求項1に記載の充填バルブ。
- 前記気体室(32)内に収容されたカップ(65)であって、前記カップ(65)の下縁(67)が前記バルブロッド(25)の前記上端(37)に当接する下方位置と、前記カップ(65)が前記バルブロッド(25)の前記上端(37)から間隔をあけられた上方位置との間で、前記ピストン(26)に対して滑動するよう取り付けられたカップ(65)をさらに備え、前記カップ(65)には、これにより気体が切欠き(69)を通って前記気体室(32)から前記貫通孔(43)へと通過できる切欠き(69)が設けられ、前記バルブが、前記カップ(65)を下方位置の方に永久的に偏倚させる第2の戻しバネ(71)をさらに備えた、請求項1又は2に記載の充填バルブ。
- 開放位置において前記ピストン(26)が前記カップ(65)を上方位置に維持する、請求項3に記載の充填バルブ(12)。
- 前記ピストン(26)が、上部空気室(55)と下部空気室(56)とに分離する円筒形の孔から形成された空気室(29)内で滑動するよう収容されるヘッド(28)を備え、前記バルブ(12)が、さらに、前記上部空気室と前記下部空気室(55、56)との間の空気差圧により前記ピストンヘッド(28)の位置を制御するために、前記上部空気室(55)内に開放されている第1の空気入口(57)と前記下部空気室(56)内に開放されている第2の空気入口(58)とを有する、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の充填バルブ(12)。
- 前記第2の空気入口(58)が、二重ボール制御弁(59)により前記下部空気室(56)内に開放される、請求項5に記載の充填バルブ(12)。
- 前記制御弁(59)が、前記下部空気室(56)から前記第2の空気入口(58)への上流への空気流を阻止する閉位置をとることが可能な第1の可動ボール(60)と、前記第2の空気入口(58)から前記下部空気室(56)への下流への空気流を阻止する閉位置をとることが可能な第2のボール(61)とを備えた、請求項6に記載の充填バルブ(12)。
- 前記制御弁(59)が、前記制御弁(59)の前記ボール(60、61)を閉位置の方に永久的に偏倚させる圧縮バネ(64)をさらに備えた、請求項7に記載の充填バルブ(12)。
- 請求項1ないし8のいずれか一項に記載の複数の充填バルブ(12)が装備された回転ラック(9)を備え、さらに、それぞれのバルブ(12)の前記液体室(30)に連通している液体空間(4)と、前記バルブ(12)の前記気体室(32)に連通しているその上の気体空間(6)とを有する貯蔵タンク(3)を備えた等圧充填機(1)。
- 容器(2)を等圧充填するための充填機(1)であって、
前記機械(1)が、請求項2又は3に記載の複数の充填バルブ(12)が装備された回転ラック(9)を備え、前記充填機(1)が、さらに、それぞれのバルブ(12)の前記液体室(30)に連通している液体空間(4)と、前記バルブ(12)の前記気体室(32)に連通しているその上の気体空間(6)とを有する貯蔵タンク(3)を備え、
前記バネ(50、71)及び前記バルブロッド(25)が、
Pg×S2>T1
Pg×S2<T1+Pg×S1
T2+Pg×S2>T1+Pg×S1
となるように寸法決めされ、
ここで、
T1とは、前記第1の戻しバネ(50)により前記バルブロッド(25)に働く軸方向の力であり、
T2とは、前記第2の戻しバネ(71)により前記カップ(65)に働く軸方向の力であり、
Pgとは、前記気体空間(6)内のガス圧であり、
S1とは、前記容器(2)内の前記ガス圧に曝された前記バルブロッド(25)の下端(44)の、軸方向から見た、表面積であり、
S2とは、前記気体室(32)内の前記ガス圧に曝された前記バルブロッド(25)の上端(37)の、軸方向から見た、表面積である、充填機(1)。
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