JP6067583B2 - 回転分配装置及び回転分配装置の動作方法 - Google Patents

回転分配装置及び回転分配装置の動作方法 Download PDF

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Description

本発明は、請求項1の前提部分に基づく回転分配装置及び請求項10の前提部分に基づく回転分配装置の動作方法に関するものである。
たる状の容器、特に小だるの処理のための複数の設備及び装置が様々な実施形態において知られている。たる状の容器又は小だるとは、金属及び/又は合成樹脂から成る容器と理解され、これらは、例えば30〜50リットルの容器容量を備えている。
これらは、好ましくは例えばビール、ソフトドリンク又はミックス飲料、ミネラルウォーター又は炭酸水などのための飲料分野において使用されるとともに、容器上側において容器栓又は容器継手を備えている。これら容器栓又は容器継手を介して、容器内部空間の処理が行われる。ここで、処理とは、特に容器内部空間の液体状及び/又は気体状及び/又は蒸気状の処理媒体による処理及び/又は容器内部空間の排気及び/又は高圧ガス及び/又はCOなどの不活性ガスによる容器内部空間のバイアス及び/又は例えばビール、ソフトドリンク、ミックス飲料などの各液体製品での容器内部空間の充填と理解すべきである。
特に回転式機械として形成された設備又は装置が知られており、この設備又は装置においては、垂直軸又は回転軸周りに回転駆動可能なロータにおいて、ロータ軸の周りに均等な角度間隔又は分割間隔にずらされた、このようなたる状の容器、特に小だるのための複数の処理ステーションが設けられている。そして、これら処理ステーションには、処理すべき容器が好ましくは容器流入部において上向き姿勢で供給され、これら処理ステーションからは、処理された容器が容器流出部から搬出される。たる状の容器、特に小だるは、回転中に異なる媒体によって処理される。
回転軸周りに回転する処理ステーションへの異なる処理媒体の供給のために、回転分配装置が使用される。この回転分配装置は、複数の供給開口部を備えた少なくとも1つの分配ディスクと、少なくとも1つのカウンダディスクとを備えており、これら分配ディスク及びカウンタディスクは垂直軸又は回転軸に対して同心状に位置固定して配置されており、これらの間には複数の貫通開口部を備えつつ垂直軸又は回転軸周りに回転可能な制御ディスクが収容されている。位置固定された、すなわち回転しない分配ディスクには異なる処理媒体が適当な配管を介して供給され、この処理媒体は、分配ディスクの供給開口部を介してこれに隣接する制御ディスクへ案内される。分配ディスクの下方に配置された制御ディスクは、好ましくはロータと同期して垂直軸又はロータ軸周りに回転する。制御ディスク貫通開口部を用いて、分配ディスクの供給開口部を介して制御ディスクへ案内される処理媒体は、それぞれ制御ディスクにおける縁部側の接続開口部へ案内される。ここで、この接続開口部は、配管を介して各処理ステーションに接続されている。制御ディスク上の貫通開口部の配置及び断面形状により、各処理媒体が制御ディスクのどの回転角度で異なる処理ステーションへ供給されるかが規定される。
制御ディスクの下方には、位置固定された、すなわち同様に回転しないカウンタディスクが設けられており、このカウンタディスクによって、制御ディスクの可能のシールが達成される。これにより、処理媒体の不意の漏出が防止される。
少なくとも分配ディスクと制御ディスクの間、好ましくは更に制御ディスクとカウンタディスクの間で液密及び/又は気密な平面的な接続を形成するために、これらディスクは、適当な締付装置を用いて、締付力を負荷することによって互いに対して締め付けられている。締付装置は、例えば空圧式、油圧式又は機械式の締付装置の形態で形成されることが可能である。
摩耗及び摩擦の最小化の理由から、例えば上記ディスクのうち少なくとも1つを炭で構成することが可能である。同様に、上記ディスク間に炭で構成されたシールディスクを買位置することも当然可能である。上記ディスク間に配置されたこのようなシールディスクは、図面には記載されていない。より良好な分かりやすさの観点から、以下に本質的に実施例が記載されている。この実施例においては制御ディスク、分配ディスク又はカウンタディスクが炭で構成されており、本発明は、当然、場合によっては存在する炭から成るシールディスクに関するものでもある。
しかしながら、炭は、材料としてそのもろさ及び機械的な強度が少ないという欠点がある。材料である炭のこれらの欠点は、例えば生産を行わない週末後又は長期の修理の後のような長期の運転の中断後に新たに運転すべき場合に特にネガティブに作用する。
長期の運転の中断中には、ディスク間に存在する例えばアルカリ液、酸、洗剤、消毒剤、充填物、水などの媒体の残りが硬化し、及び/又は互いに接着し、及び/又はかたまり、及び/又は樹脂化されてしまう。このような長期の運転中断後には、ディスクは、少なくとも設備の始動時にかなりのエネルギー消費あるいは対応する高いトルクが必要となるくらいに互いに結合される。高められたエネルギー消費あるいは対応する高いトルクによってディスクの損傷又は破壊に至ることがあり、このことは、かなりの修理の手間及び対応する生産の中断を必要とし、したがって、きわめて不都合である。
本発明の目的とするところは、上述の欠点を解消し、特に長期の運転中断後の新たな始動時にディスクの損傷及び破壊を防止する回転分配装置及び回転分配装置の動作方法を提供することにある。
上記目的は、請求項1に基づく回転分配装置及び請求項10に基づく動作方法により達成される。
本発明による回転分配装置の特徴は、当該回転分配装置の新たな始動時に、通常運転に比して減少された値を有する減少された締付力によって負荷がなされることによって、前記締付力の値が制御装置によって調整可能であることにある。特に好ましくは、媒体に起因したディスクの接着によるディスク表面の損傷を効果的に防止するために、長期の中断後の回転分配装置の始動時に、減少された締付力が設定される。
さらに、好ましくは、この減少された締付力による負荷が、前記制御ディスクの回転角度及び/又は新たな始動以降の当該回転分配装置の実際の運転時間及び/又は前記制御ディスク(4)において存在するトルクに依存している。これにより、回転分配装置における減少された締付力が、例えばディスク間の接着された、ディスク表面の損傷につながり得る結合が再び解消するまで存在することになる。
好ましくは、異なる締付力を発生させるために、前記分配ディスクに作用連結された締付装置が設けられており、該締付装置によって、前記分配ディスクが締付力によって負荷される。
前記締付装置は、例えば少なくとも1つの圧力シリンダを含んでおり、該圧力シリンダには、前記制御装置を介して制御媒体、好ましくは圧縮空気が少なくとも2つの異なる大きさの動作圧力で供給される。好ましくは、減少された締付力は、当該回転分配装置の前記ディスク間の平面的な接続が更に液密及び/又は気密に形成されるよう選択されている。
好ましい実施形態においては、前記制御装置が空圧式の制御回路の形態で形成されているとともに圧縮空気入口及び圧縮空気出口を備えており、前記圧縮空気入口では供給ユニットが接続され、前記圧縮空気出口では少なくとも1つの圧力シリンダの形態で形成された前記締付装置が接続されている。また、前記供給ユニットが、前記制御媒体、特に圧縮空気の準備のために、あらかじめ設定された動作圧力の下で形成されている。さらに、前記制御装置を介して、制御媒体、特に圧縮空気が、あらかじめ設定された動作圧力に比して減少された動作圧力の下で前記圧縮空気入口において設定されており、前記減少された動作圧力は、1barと4barの間となっている。
本発明は、更に、たる状の容器、特に小だるのための垂直軸周りに回転する複数の処理ステーションへ異なる媒体を分配するための回転分配装置の動作方法であって、好ましくは、前記回転分配装置の長時間の運転中断後の新たな始動時に、ディスクが、通常運転に比して減少された値を有する減少された締付力によって負荷されるものに関するものでもある。
本発明の他の形態、利点及び応用可能性は、実施例の以下の記載及び図面に記載されている。ここで、記載された、及び/又は図示された全ての特徴は、それ自体及びそれらの適宜の組合せにおいて、特許請求の範囲の要約又はその引用にかかわらず基本的に本発明の対象である。また、請求項の内容は、明細書の構成要素である。
本発明によれば、特に長期の運転中断後の新たな始動時にディスクの損傷及び破壊を防止する回転分配装置及び回転分配装置の動作方法を提供することが可能である。
回転分配装置の例示的な斜視図である。 回転分配装置の分配ディスクの例示的な平面図である。 回転分配装置の制御ディスクの例示的な平面図である。 本発明による回転分配装置の例示的なブロック回路図である。 空圧式の制御装置の例示的なブロック回路図である。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1には、回転式機械として形成された容器処理設備における異なる処理媒体の分配のための回転分配装置1が斜視図で例示されている。この回転分配装置には、垂直軸RA周りに回転するよう駆動されるロータにおいて、垂直軸RAの周囲で均等な角度間隔又は分配間隔でずらされた、複数のたる状の容器、特に小だるのための複数の処理ステーションが設けられている。
回転分配装置1は、本質的に、複数の供給開口部2’を備えた少なくとも1つの分配ディスク2と、少なくとも1つのカウンタディスク3とで構成されている。これら分配ディスク2及びカウンタディスク3は、例えば円盤状に形成されているとともに、垂直軸RAに対して同心に位置固定して配置されている。ここで、供給開口部2’は、好ましくは分配ディスクの上側から下側へ延在しているとともに、形状及び大きさ並びにディスク上での配置に関して互いに異なるように形成されることができる。
分配ディスク2とカウンタディスク3の間には、複数の貫通開口部4’を備えつつ垂直軸RA周りに回転可能な制御ディスク4が収容されている。この制御ディスク4の貫通開口部4’は、分配ディスク2に対向する制御ディスク4の上側からその縁部4”へ延在しているとともに、不図示のパイプ配管又はホース配管の接続のための接続開口部5をそこで形成している。なお、この接続開口部は、それぞれ向かい合った自由端で容器処理設備の処理ステーションに連通されている。
好ましい実施形態においては、制御ディスク4は、回転するロータに作用連結され図1に例示されたロータ軸6によって、処理ステーションと同期して垂直軸RA周りに駆動される。
位置固定された、すなわち回転しない分配ディスク2には、異なる処理媒体が不図示のパイプ配管を介して上方から中心へ供給されるとともに、この処理媒体は、供給開口部2’を介して当該上側に隣接する制御ディスク4の上側へ案内される。分配ディスク2の下方に配置された制御ディスク4の垂直軸RA周りの回転に基づき、分配ディスク2の供給開口部2’と制御ディスク4の貫通開口部4’が少なくとも部分的に一時的に重なることになる。すなわち、分配ディスク2を介して供給された処理媒体は、制御ディスク4の貫通開口部4’を介して流出するとともに、つづいて、パイプ配管又はホース配管を介して処理ステーションへ案内される。
制御ディスク4の貫通開口部4’の配置及び断面形状により、分配ディスク2の供給開口部2’の形状及び配置に関して、垂直軸RA周りで制御ディスク4のどの角度において各処理媒体が異なる処理ステーションへ案内されるかが決定される。
制御ディスク4の下方には位置固定された、すなわちここでも回転しないカウンタディスク3が設けられており、必要な場合には、このカウンタディスクにより、制御ディスク4の下側のシールが達成される。これにより、処理媒体の不意の漏出が防止される。また、好ましい実施形態においては、分配ディスク2、カウンタディスク3及び制御ディスク3は、ほぼ同じ直径の円盤形状を備えている。
上記のように、本発明の他の実施形態においては、制御ディスク4とカウンタディスク3の間及び/又は分配ディスク2と制御ディスク4の間に、不図示の追加的なシールディスクを設けることも可能である。
液密及び/又は気密な平面的な連通を少なくとも分配ディスク2と制御ディスク4の間、好ましくは更に制御ディスク4とカウンタディスク3の間で形成するために、これらディスク2,3,4及び場合によっては設けられるシールディスクが、適当な締付装置7を用いて締付力Fを作用させることで互いに締め付けられる。締付装置7,7’を、例えば空圧式又は油圧式の締付装置の形態で形成することが可能である。
図1には締付装置7,7’が2つの圧力シリンダユニットによって簡単に例示されており、これら圧力シリンダユニットは、分配ディスク2の上側へ作用し、分配ディスク2とカウンタディスク3の間の制御ディスク4の挟み込みが引き起こされる。また、例えば分配ディスク2と制御ディスク4の間及び/又は制御ディスク4とカウンタディスク3の間にシールディスクが設けられる場合には、このシールディスクも、シール作用の達成のために締付装置7,7’で締め付けられる。
締付反力F’を生じさせるために、カウンタディスク3を、例えば容器処理設備の機械フレームに固着することができる。また、これに代えて、回転するか、又は位置固定された回転分配装置1のディスク及びシールディスクが締付装置7,7’によってクリップ状に把持され、互いに対して緊張されることによって、対応する締付反力F’を生じさせることも考えられる。
本発明によれば、少なくとも締付装置7,7’によって生じる締付力Fが、回転分配装置1の新たな始動時に減少された締付力Fによる負荷がなされるよう制御装置8によって調整可能となっている。なお、この締付力Fは、通常運転に比して減少された値を備えている。これについて、本発明による回転分配装置1は、供給ユニット9に接続された制御装置8に接続されている。
制御装置8は図5に基づく例えば空圧式の形態の回路装置において実現され、供給ユニット9によって空圧式の回路装置の駆動に必要な制御媒体、特にあらかじめ設定された動作圧力BPを有する圧縮空気が準備されている。また、供給ユニット9を、例えば適当な空圧式のポンプユニット及び場合によっては圧縮空気リザーバによって形成することが可能である。
図5に示された制御装置8は圧縮空気入口I及び圧縮空気出口Eを備えており、圧縮空気入口Iには供給ユニット9が接続されており、圧縮空気出口Eは例えば少なくとも1つの圧力シリンダの形態で形成された締付装置7,7’に接続されている。供給ユニット9を用いて、制御媒体あるいは圧縮空気があらかじめ設定された動作圧力BPの下で準備される。
さらに、圧縮空気入口Iは、第1の配管L1を介して、好ましくは電気的に操作可能な第1の切換弁SV1の入口に接続されている。また、圧縮空気入口Iは、第2の配管L2を介して第1の圧力制御弁DRV1に接続されているとともに、第3の配管L3を介して第2の圧力制御弁DRV2の入口に接続されている。
第1及び第2の圧力制御弁DRV1,DRV2の出口はそれぞれ第4及び第5の配管L4,L5を介して第2の切換弁SV2の入口に接続されており、その空圧的な制御入力は、第6の配管L6を介して第1の切換弁SV1の出口に接続されている。第1の切換弁SV1により第6の配管L6を介して圧縮空気が動作圧力BPの下で相互に接続される場合には、第2の切換弁SV2の空圧的な制御入力によって第2の切換弁SV2の切換が行われる。
第2の切換弁SV2の出口は、場合によっては急速排気弁(不図示)及び逆止弁RSVを介装しつつ制御装置8の圧縮空気出口Eに接続されている。また、第1の切換弁SV1の出口も、場合によっては逆止弁RSVを介して第7の配管L7によって圧縮空気出口Eに接続されている。
第1及び第2の圧力制御弁DRV1,DRV2により、圧縮空気入口Iにおける圧縮空気の動作圧力BPが減少された第1及び第2の圧力BP1,BP2へ抑制される。これら動作圧力BP1,BP2は、第2の切換弁SV2における圧縮空気出口Eにおいて準備されている。
空圧的な制御入力の切換状態に応じて、圧縮空気出口Eにおける逆止弁RSVを介して例えば第1又は第2の減少された動作圧力BP1,BP2を有する圧縮空気が抑制されるか、又は抑制されない。図5に例示された制御装置8を用いて、圧縮空気出口Eにおいて存在する動作圧力BPを、第1の切換弁SV1の操作によって少なくとも第1の動作圧力BP1又は第2の動作圧力BP2へ減圧可能である。そのため、例えば少なくとも1つの圧力シリンダの形態で形成された締付装置7,7’によって生じる締付力Fの値が調整可能となっている。また、本発明により調整可能な締付力の準備のために代替的に設けることが可能な他の多数の空圧式及び/又は油圧式及び/又は電子式の回路装置が存在することは自明である。第1及び第2の減少された動作圧力BP1,BP2は例えば1〜4barであり、好ましくは、第1の動作圧力BP1が3bar、第2の動作圧力BP2が1.5barである。
好ましい実施形態においては、減少された締付力Fの値は、制御ディスク4の回転角度及び/又は新たな始動後の回転分配装置1の実際の動作時間に応じて選択される。ここで、減少された締付力Fの値は、好ましくは、各ディスク2,3,4及び/又は場合によっては存在する回転分配装置1のシールディスク間の平面的な接続が更に液密及び/又は気密に形成されるよう選択されている。
不図示の測定ユニットも回転分配装置1に作用結合されることが可能であり、この測定ユニットにより容器処理設備、特に制御ディスク4の始動のために実際に存在するトルクが検出されるため、これに応じて、少なくとも存在するトルクがあらかじめ設定された閾値を下回るまで、制御装置8の適当な制御によって締付力Fの減少がなされる。このような制御回路によって、トルクに応じた締付力Fの制御を行うことが可能である。
本発明を上述の実施例について説明した。本発明の根底をなす概念を逸脱しない限り、多数の変更及びバリエーションが可能であることは自明である。すでに示したように、本発明は、特にシールディスクを備えるか、又は備えない実施形態をも対象としている。同様に、本発明は、少なくとも1つのシールディスク及び/又は少なくとも1つの制御ディスク及び/又は少なくとも1つの分配ディスク及び/又は少なくとも1つのカウンタディスクが炭で構成された実施形態をも対象としている。
1 回転分配装置
2 分配ディスク
2’ 供給開口部
3 カウンタディスク
4 制御ディスク
4’ 貫通開口部
4” 縁部
5 接続開口部
6 ロータ軸
7 締付装置
8 制御装置
9 供給ユニット
BP 動作圧力
BP1 第1の減少された動作圧力
BP2 第2の減少された動作圧力
DRV1 第1の圧力制御弁
DRV2 第2の圧力制御弁
E 圧縮空気出口
F 締付力
減少された締付力
I 圧縮空気入口
L1 第1の配管
L2 第2の配管
L3 第3の配管
L4 第4の配管
L5 第5の配管
L6 第6の配管
L7 第7の配管
RA 垂直軸
RSV 逆止弁
SV1 第1の切換弁
SV2 第2の切換弁

Claims (15)

  1. たる状の容器のための垂直軸(RA)周りに回転する複数の処理ステーションへ異なる媒体を分配するための回転分配装置(1)であって、前記垂直軸(RA)に沿って位置固定されて配置されて互いに平行に配置された、複数の供給開口部(2’)を備えた少なくとも1つの分配ディスク(2)及び少なくとも1つのカウンタディスク(3)を含み、これらの間に前記垂直軸(RA)周りに回転可能な複数の貫通開口部(4’)を備えた制御ディスク(4)が収容されており、液密及び/又は気密の平面的な接続を少なくとも前記分配ディスク(2)と前記制御ディスク(3)の間で形成するために、前記ディスク(2,3,4)が締付力(F)による負荷によって互いに締め付けられている、前記回転分配装置において、
    当該回転分配装置(1)の新たな始動時に、通常運転に比して減少された値を有する減少された締付力(F)によって負荷がなされるように、前記締付力(F)の値が制御装置(8)によって調整可能であることを特徴とする回転分配装置。
  2. 前記減少された締付力(F)による負荷が、新たな始動以降の前記制御ディスク(4)の回転及び/又は新たな始動以降の当該回転分配装置(1)の実際の運転時間及び/又は新たな始動以後の前記制御ディスク(4)において生じているトルクに依存して、前記ディスク(2,3,4)間の平面的な接続が液密及び/又は気密に形成されているように高められよう構成されていることを特徴とする請求項1記載の回転分配装置。
  3. 異なる締付力(F,F)を発生させるために、前記分配ディスク(2)に作用連結された締付装置(7,7’)が設けられており、該締付装置によって、前記分配ディスク(2)が締付力(F,F)によって負荷されることを特徴とする請求項1又は2記載の回転分配装置。
  4. 前記締付装置(7,7’)が少なくとも1つの圧力シリンダを含んでおり、該圧力シリンダには、前記制御装置(8)を介して圧縮空気が少なくとも2つの異なる大きさの動作圧力(BP,BP1,BP2)で供給されることを特徴とする請求項3記載の回転分配装置。
  5. 前記減少された締付力(F)の値が、当該回転分配装置(1)の前記ディスク(2,3,4)間の平面的な接続が引き続き液密及び/又は気密に形成されるよう選択されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転分配装置。
  6. 前記制御装置(8)が空圧式の制御回路の形態で形成されているとともに圧縮空気入口(I)及び圧縮空気出口(E)を備えており、前記圧縮空気入口(I)では供給ユニット(9)が接続され、前記圧縮空気出口(E)では少なくとも1つの圧力シリンダの形態で形成された前記締付装置(7,7’)が接続されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転分配装置。
  7. 前記供給ユニット(9)が、あらかじめ設定された動作圧力(BP)の下での圧縮空気の準備のために形成されていることを特徴とする請求項6記載の回転分配装置。
  8. 前記制御装置(8)が、あらかじめ設定された動作圧力(BP)に比して減少された動作圧力(BP1,BP2)の下での圧縮空気を前記圧縮空気入口(I)において準備するために形成されていることを特徴とする請求項6又は7記載の回転分配装置。
  9. 前記減少された動作圧力(BP1,BP2)が1barと4barの間であることを特徴とする請求項8記載の回転分配装置。
  10. たる状の容器のための垂直軸(RA)周りに回転する複数の処理ステーションへ異なる媒体を分配するための回転分配装置(1)の動作方法であって、該回転分配装置が、前記垂直軸(RA)に沿って位置固定されて互いに平行に配置された、複数の供給開口部(2’)を備えた少なくとも1つの分配ディスク(2)及び少なくとも1つのカウンタディスク(3)を含み、これらの間に前記垂直軸(RA)周りに回転可能な複数の貫通開口部(4’)を備えた制御ディスク(4)が収容されており、液密及び/又は気密の平面的な接続を少なくとも前記分配ディスク(2)と前記制御ディスク(3)の間で形成するために、前記ディスク(2,3,4)が締付力(F)による負荷によって互いに締め付けられている、前記動作方法において、
    前記回転分配装置(1)の長時間の運転中断後の新たな始動時に、前記ディスク(2,3,4)が、通常運転に比して減少された値を有する減少された締付力(F)によって負荷されることを特徴とする動作方法。
  11. 前記締付力(F,F)の値が制御装置(8)によって調整又は制御されることを特徴とする請求項10記載の動作方法。
  12. 少なくとも前記分配ディスク(2)と前記制御ディスク(4)の間での継続的な液密及び/又は気密な平面的な接続の形成のために十分であるよう、前記減少された締付力(F)の値が調整されることを特徴とする請求項11記載の動作方法。
  13. 前記減少された締付力(F )による前記回転分配装置(1)への負荷が、新たな始動以降の前記制御ディスク(4)の回転及び/又は新たな始動以降の当該回転分配装置(1)の実際の運転時間及び/又は新たな始動以後の前記制御ディスク(4)において生じているトルクに依存して、前記ディスク(2,3,4)間の平面的な接続が液密及び/又は気密に形成されているように高められることを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の動作方法。
  14. 記制御装置(8)によって、圧縮空気があらかじめ設定された動作圧力(BP)の下で準備され、この動作圧力が、前記締付力(F)を発生させるための締付装置(7,7’)へ加えられることを特徴とする請求項11〜13のいずれか1項に記載の動作方法。
  15. 前記減少された締付力(F)を発生させるための前記制御装置(8)によって、あらかじめ設定された前記動作圧力(BP)に比して減少された動作圧力(BP1,BP2)が圧縮空気入口(I)において準備されることを特徴とする請求項14記載の動作方法。
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