JP6125892B2 - Filling valve - Google Patents
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本発明は充填装置に設けられた充填バルブに係り、特に、容器の口部をパッキンなどのシール部材によってシールした状態で、炭酸ガス飲料やノンガス飲料を充填する充填バルブに関するものである。 The present invention relates to a filling valve provided in a filling device, and more particularly to a filling valve that fills a carbon dioxide beverage or a non-gas beverage with the mouth of a container sealed with a sealing member such as packing.
充填装置で、炭酸ガス等のガス入りの液体を充填する場合には、シール部材と容器とを相対的に昇降させて、容器の口部をシール部材で密封した状態にして充填を行う必要がある。このように容器内を密封して充填を行う充填装置はすでに知られている(例えば、特許文献1参照)。 When filling a gas-containing liquid such as carbon dioxide with a filling device, it is necessary to raise and lower the seal member and the container relative to each other and to fill the container with the mouth of the container sealed by the seal member. is there. A filling apparatus that performs filling by sealing the inside of the container is already known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載された充填バルブは、バルブハウジングの内部に形成された充填液通路が液バルブによって開閉され、また、バルブハウジングの下方に昇降可能に配置されたびん口パッキンユニットが、エアシリンダによって昇降されるようになっており、ネックグリッパに容器が供給されると、びん口パッキンユニットが下降され、びん口パッキンを容器の口部に圧接させて容器内をシールし、この状態で液バルブを開放してガス入り飲料の充填を行うようになっている。
In the filling valve described in
前記充填バルブによって液体が充填される容器として、近年、環境負荷の軽減やコストダウンを目的とし、従来の規格と比較して、口栓部の高さが低いPETボトルが市場に投入されてきている。また、従来の規格のPETボトルも市場に流通している。図3(a)は、口栓部の高さが高い容器、すなわち容器2のフランジ2bの下面から上端の口部2cまでの距離が大きい従来の規格のPETボトル(この容器を符号2Aで示す)であり、図3(b)は、口栓部の高さが低い容器、すなわち容器2のフランジ2bの下面から上端の口部2cまでの距離が小さい新しい規格のPETボトル(この容器を符号2Bで示す)である。このように規格の異なる2種類の容器2A、2Bに1台の充填装置で充填を行うには、容器2と、この容器2の口部2cに密着させるシール部材(びん口パッキン)との相対的な昇降ストロークを、口部2cの高さの低い容器2Bを基準にする必要がある。すると、従来から用いられている口部2cの高い容器2Aでは、口部2cへのパッキンの負荷が大きくなり、パッキンの寿命が短くなってしまう。そのため、メンテナンスの頻度が増え、その手間とコストが増大する。
As a container filled with liquid by the filling valve, in recent years, PET bottles having a lower stopper portion compared to conventional standards have been introduced to the market for the purpose of reducing environmental burden and reducing costs. Yes. Conventional standard PET bottles are also available on the market. FIG. 3A shows a conventional standard PET bottle having a large stopper portion height, that is, a distance from the lower surface of the
本発明は、充填液供給配管に連通する充填液通路が内部に形成されるとともに、下端に吐出口が設けられたバルブハウジングと、前記充填液通路を開閉する液バルブと、この液バルブの開閉手段と、前記バルブハウジングの下方に配置され、容器保持手段によって保持された容器の口部をシールするシール手段と、前記容器を昇降させる容器昇降手段とを備えた充填バルブにおいて、前記容器昇降手段による昇降ストロークを変更する変更手段として多段ストロークシリンダを設け、容器の形状に応じて前記容器保持手段の昇降ストロークを変更することを特徴とするものである。 The present invention includes a valve housing in which a filling liquid passage communicating with a filling liquid supply pipe is formed, a discharge port provided at a lower end, a liquid valve for opening and closing the filling liquid passage, and opening and closing of the liquid valve. In the filling valve comprising means, a sealing means arranged below the valve housing and sealing the mouth of the container held by the container holding means, and a container lifting means for raising and lowering the container, the container lifting means A multi-stage stroke cylinder is provided as a changing means for changing the up-and-down stroke of the container, and the up-and-down stroke of the container holding means is changed according to the shape of the container.
また、第2の発明は、前記第1の発明において、前記容器保持手段が、容器の首部を保持することを特徴とするものである。 The second invention is characterized in that, in the first invention, the container holding means holds the neck of the container.
本発明の充填バルブは、容器の形状に応じてネックグリッパの昇降ストロークを変更可能としたので、アタッチメントの交換やメンテナンスの手間を増大させることなく装置の運用が可能である。 Since the filling valve of the present invention can change the lifting stroke of the neck gripper according to the shape of the container, it is possible to operate the apparatus without increasing the labor for replacing the attachment or maintaining it.
バルブハウジングの内部に充填液通路が形成され、液バルブの開閉によって充填液の供給、停止を行う。バルブハウジングの下方にネックグリッパが配置され、外部から供給された容器のフランジよりも下方を保持して搬送する。バルブハウジングの下端にびん口パッキンが取り付けられている。前記ネックグリッパは、昇降手段によって昇降できるようになっており、下降した状態で容器を受け取り、その後、上昇して容器の口部をびん口パッキンに密着させて容器内を密封する。この状態で液バルブを開放して、充填液タンクから給液管を介して送られた充填液を容器内に充填する。 A filling liquid passage is formed inside the valve housing, and the filling liquid is supplied and stopped by opening and closing the liquid valve. A neck gripper is disposed below the valve housing, and conveys the container below the flange of the container supplied from the outside. A bottle seal is attached to the lower end of the valve housing. The neck gripper can be moved up and down by an elevating means. The neck gripper receives the container in a lowered state, and then rises to seal the inside of the container by bringing the mouth of the container into close contact with the bottle packing. In this state, the liquid valve is opened to fill the container with the filling liquid sent from the filling liquid tank via the liquid supply pipe.
ネックグリッパの昇降を行うネックグリッパ昇降用エアシリンダには、ネックグリッパを取り付けた昇降ロッドを介して連結された小径のネックグリッパ昇降ピストンと、その上方に配置された大径の切替ピストンが設けられており、ネックグリッパ昇降ピストンの昇降量を、切替ピストンの位置によって変更できるようになっている。フランジの下面から口部の上端までの距離が小さい容器の場合には、ネックグリッパ昇降ピストンを最も上昇させ、フランジの下面から口部の上端までの距離が大きい容器の場合には、切替ピストンを下降させて、ネックグリッパ昇降ピストンを中間位置で停止させる。 The neck gripper lifting air cylinder that lifts and lowers the neck gripper is provided with a small-diameter neck gripper lifting piston connected via a lifting rod attached with the neck gripper, and a large-diameter switching piston disposed above it. The raising / lowering amount of the neck gripper raising / lowering piston can be changed by the position of the switching piston. In the case of a container where the distance from the lower surface of the flange to the upper end of the mouth is small, the neck gripper lifting piston is raised most, and in the case of a container where the distance from the lower surface of the flange to the upper end of the mouth is large, the switching piston is Lower and stop the neck gripper lifting piston at the intermediate position.
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。この実施例に係る充填バルブは、ロータリ式充填装置の回転体に円周方向等間隔で設けられており、図1および図2では、そのうちの1箇所の充填バルブを示している。この実施例で液体が充填される容器2はPETボトルであり、図示しないエア搬送コンベヤによって、首部2aに形成されたフランジ2bの下面側を支持されて搬送され、インフィードスクリュー(図示せず)によって所定の間隔に切り離された後、このロータリ式充填装置に供給される。ロータリ式充填装置に供給された容器2は、容器保持手段(ネックグリッパ4)によってフランジ2bの下面側を保持されて回転搬送される。容器2は、ネックグリッパ4に保持されて回転搬送される間に、口部2cをシール手段(びん口パッキン6)によって密封された状態で、炭酸ガス飲料等の液体が充填される。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments shown in the drawings. The filling valve according to this embodiment is provided at equal intervals in the circumferential direction on the rotary body of the rotary filling device, and FIG. 1 and FIG. 2 show one of the filling valves. The
この実施例の充填バルブは、内部に充填液通路8が形成されたバルブハウジング10を備えており、図示しない充填液タンクから給液管12を介して送られた充填液がこの充填液通路8を通って容器2内に充填される。
The filling valve of this embodiment includes a
前記バルブハウジング10内に、充填液通路8の出口(吐出口8a)を開閉する液バルブ14が設けられている。この液バルブ14は、充填液通路8の内部に昇降可能に挿通されたロッド16の下端に形成されている弁体18と、前記充填液通路8の下端部内面に設けられた弁座20とによって構成されている。弁体18が形成されているロッド16は、バルブハウジング10の上部に設けられている液バルブ開閉用エアシリンダ22によって昇降される。
A
前記ロッド16の上端にピストン(液バルブ開閉ピストン24)が連結され、バルブハウジング10の上部に形成されたシリンダ室25内に摺動自在に嵌合して、このシリンダ室25内を上下の圧力室26、28に区画している。液バルブ開閉ピストン24の上下に形成されたこれら圧力室26、28は、それぞれエア通路30、32を介してエア供給源34に接続されており、各圧力室26、28内に圧力エアを導入し、また、大気に開放できるようになっている。液バルブ開閉ピストン24の上方の圧力室26に圧力エアを導入し、下方の圧力室28を開放したときには、液バルブ開閉ピストン24とともにロッド16が下降して、その下端の弁体18が弁座20に着座することにより充填液通路8の吐出口8aが閉じられる。また、液バルブ開閉ピストン24の下方の圧力室28に圧力エアを導入し、上方の圧力室26を開放したときには、ロッド16が上昇して弁体18が弁座20から離れて充填液通路8を開放し液体の充填が行われる。
A piston (liquid valve opening / closing piston 24) is connected to the upper end of the
充填液タンクからバルブハウジング10内の充填液通路8に充填液を供給する充填液供給配管(給液管12)には流量計36が設けられており、所定量の充填液の通過を計測すると信号を制御装置(図示せず)に送り、この制御装置からの指令によって液バルブ開閉用エアシリンダ22を作動させて、液バルブ開閉ピストン24、ロッド16および弁体18を下降させ液バルブ14を閉じて充填を終了する。
A
バルブハウジング10の内部の、前記充填液通路8の外側には、このバルブハウジング10の下端面に開口するガス給排通路38が設けられている。このガス給排通路38は、給気用開閉弁40を介してガス供給管42に接続されており、びん口パッキン6によって容器2の口部2cを密封した状態で給気用開閉弁40を開放することにより容器2内に炭酸ガスを供給することができる。また、ガス給排通路38は、排気用開閉弁44を介してガス排気通路46に接続されており、排気用開閉弁44を開放することにより容器2内から炭酸ガスを排出して回収することができる。給気用開閉弁40および排気用開閉弁44は、通常は、弁体40a、44aをスプリング40b、44bによって押し上げて開放させる方向に付勢しており、それぞれエア通路48、50を介してエア供給源34から圧力エアを導入することにより閉鎖するようになっている。
A gas supply /
前記バルブハウジング10の下端面に、充填液通路8の吐出口8aおよびガス給排通路38の出口を囲む環状のシール手段(びん口パッキン6)が取り付けられている。このびん口パッキン6は、容器2の口部2cに密着して容器2の内部を密封できるサイズを有している。
An annular sealing means (bottle opening packing 6) surrounding the
各バルブハウジング10の下方にそれぞれネックグリッパ4が配置されている。各ネックグリッパ4は、ネックグリッパ昇降ロッド52の下端に水平方向を向けて取り付けられており、バルブハウジング10の上方に配置されたネックグリッパ昇降用エアシリンダ56の作動によって昇降される。
A neck gripper 4 is disposed below each
バルブハウジング10の上方に複数本の支柱57を介して前記ネックグリッパ昇降用エアシリンダ56が固定されている。このネックグリッパ昇降用エアシリンダ56のシリンダハウジング58の内部に、上部が大径で下部が小径のシリンダ室60が形成されている。このシリンダ室60の上部の大径部内に大径の切替ピストン62が摺動自在に嵌合し、下部の小径部内に小径のネックグリッパ昇降ピストン64が摺動自在に嵌合している。これら二つのピストン62、64によって、シリンダ室60内は、上部圧力室66、中間圧力室68および下部圧力室70に区画されている。これら上中下三つの圧力室66、68、70が、それぞれエア通路72、74、76を介して前記エア供給源34に接続されており、各圧力室66、68、70内に圧力エアを導入し、また、大気に開放できるようになっている。
The neck gripper elevating
これら三つの圧力室66、68、70内に圧力エアを給排することにより、ネックグリッパ昇降ピストン64を上昇位置、中間位置および下降位置の三位置に停止させることができる。上方の圧力室66と下方の圧力室70に圧力エアを供給し、中間の圧力室68を大気に開放すると、上方の切替ピストン62がシリンダ室60の大径部と小径部との間の段差まで下降し、ネックグリッパ昇降ピストン64は、切替ピストン62とこのネックグリッパ昇降ピストン64との受圧面積差により、下降している切替ピストン62の下面に当接する位置で停止する(図1に示す中間位置)。また、下方の圧力室70に圧力エアを供給し、中間の圧力室68および上方の圧力室66を大気に開放すると、ネックグリッパ昇降ピストン64が切替ピストン62を押し上げて最も高い位置まで上昇する(図2に示す最も上昇した位置)。なお、この実施例では、シリンダハウジング58の天面に、切替ピストン62を貫通するストッパ58aが設けられており、ネックグリッパ昇降ピストン64は、このストッパ58aによって上昇限を規制されている。また、下方の圧力室70を大気に開放し、中間の圧力室68に圧力エアを導入すると、ネックグリッパ昇降ピストン64は最も低い位置まで下降する。
By supplying and discharging the pressure air into and from these three
前記ネックグリッパ昇降ピストン64のピストンロッド64aは、シリンダハウジング58の下面を貫通して下方へ伸びており、このピストンロッド64aに前記ネックグリッパ昇降ロッド52が連結されている。従って、ネックグリッパ昇降ピストン64の昇降によって、ネックグリッパ昇降ロッド52が昇降し、その下端に連結されているネックグリッパ4が昇降する。容器2がネックグリッパ4に供給される時点では、容器2がびん口パッキン6に干渉しないように、ネックグリッパ昇降ピストン64とともにネックグリッパ4を最も下降させておく。また、この実施例では、容器2に形成されたフランジ2bの下面側から上端の口部2cまでの長さが異なる2種類の容器2(2A、2B)に兼用するようになっており、ネックグリッパ昇降ピストン64が最も上昇したときに、フランジ2bから口部2cまでの距離の短い容器2(2B)の口部2cがびん口パッキン6に密着し(図2参照)、ネックグリッパ昇降ピストン64が中間位置まで上昇したときに、フランジ2bから口部2cまでの距離の長い容器2(2A)の口部2cがびん口パッキン6に密着する(図1参照)。
The
以上の構成に係る充填バルブの作動について説明する。この充填バルブを備えたロータリ式充填装置に、エア搬送コンベヤによって搬送され、インフィードスクリューによって所定の間隔に切り離された容器2が供給される。ロータリ式充填装置に容器2が供給されてネックグリッパ4に保持される際には、容器2が上方のびん口パッキン6に干渉しないように、ネックグリッパ4を最も低い位置に下降させた状態で容器2の受け渡しを行う。このときには、ネックグリッパ昇降用エアシリンダ56の中間圧力室68内に圧力エアを導入するとともに、下方の圧力室70を大気に開放する。すると、ネックグリッパ昇降ピストン64はもっとも下方まで下降し、シリンダ室60の底面に当たって停止する。このようにネックグリッパ昇降ピストン64の下降により、ネックグリッパ4が下降して、ロータリ式充填装置に供給され容器2が、上方のびん口パッキン6に干渉することはない。
The operation of the filling valve according to the above configuration will be described. A
供給された容器2がネックグリッパ4に保持されて回転搬送される間に、ネックグリッパ昇降用エアシリンダ56の作動によってネックグリッパ4を上昇させ、保持している容器2の口部2cを上方のびん口パッキン6の下面に密着させる。このときに、図示しない制御手段の指令により、切替ピストン62のオン・オフを制御して、容器2の高さに応じてネックグリッパ昇降ピストン64の昇降を制御するようにしている。
While the supplied
フランジ2bの下面側から口部2cまでの距離が大きい容器2(2A)に充填を行う場合には、ネックグリッパ昇降用エアシリンダ56の下部圧力室70と上部圧力室66に圧力エアを導入するとともに、中間圧力室68内を大気に開放する。すると、大径の切替ピストン62が下降して、シリンダ部60内の大径部と小径部の間の段部に当たって停止し、小径のネックグリッパ昇降ピストン64が上昇して、切替ピストン62の下面に当たって停止する。この状態で容器2Aの口部2cは、びん口パッキン6に密着する(図1に示す状態)。
When filling the container 2 (2A) having a large distance from the lower surface side of the
容器2(2A)の口部2cが上方のびん口パッキン6の下面に密着されて容器2A内が密封されると、排気用開閉弁44を閉じたまま、給気用開閉弁40を開放する。給気用開閉弁40が開放すると、ガス供給管42から給気用開閉弁40およびバルブハウジング10内のガス給排通路38を通って容器2A内に炭酸ガスが供給される。
When the
炭酸ガスの供給を開始してから所定の時間経過後に、液バルブ開閉用エアシリンダ22の下方の圧力室28に圧力エアを供給するとともに、上方の圧力室26を大気に開放して、液バルブ14を開放する。液バルブ14の開放によって、図示しない充填液タンクから給液管12を通って充填液通路8内に充填液が送られ、容器2A内に充填される。給液管12を通って容器2A内に充填される液体は、流量計36によって計測されており、所定量だけ充填されると制御手段の指令により、液バルブ開閉用エアシリンダ22を切り換えて液バルブ開閉ピストン24およびロッド16を下降させ、液バルブ14を閉じて充填を完了する。充填完了後、給気用開閉弁40を閉じるとともに排気用開閉弁44を開放して、容器2A内のガスをガス排気通路46を介して排出し回収する。
After a lapse of a predetermined time from the start of the supply of carbon dioxide gas, pressure air is supplied to the
充填が完了した後、ネックグリッパ昇降用エアシリンダ56の中間圧力室68に圧力エアを供給するとともに、下方の圧力室70を大気に開放して、ネックグリッパ昇降ピストン64とともにネックグリッパ4を下降させ、容器2Aの口部2cをびん口パッキン6から離隔させ、容器2Aを充填装置から排出して次の工程へ送る。
After the filling is completed, pressure air is supplied to the
また、フランジ2bの下面から口部2cまでの距離が小さい容器2(2B)に充填を行う場合には、ネックグリッパ昇降用エアシリンダ56の下方の圧力室70に圧力エアを導入するとともに、中間圧力室68および上方の圧力室66を大気に開放する。ネックグリッパ昇降ピストン64が切替ピストン62を押し上げて最も高い位置まで上昇する(図2に示す状態)。ネックグリッパ昇降ピストン64がこの位置まで上昇すると、ネックグリッパ4に保持されている容器2Bの口部2cが上方のびん口パッキン6に圧接されて容器2B内が密封される。その後の充填工程は、前記容器(図1に示すフランジ2bから口部2c上端までの距離の長い容器2A)と同様にして行われる。
When filling the container 2 (2B) having a small distance from the lower surface of the
この実施例に係る充填バルブでは、ネックグリッパ4によって保持されるフランジ2bの下面側から口部2cまでの高さが低い容器2Bの場合よりも、フランジ2bの下面側から口部2cまでの高さが高い容器2Aの場合に、その高さの違い分だけネックグリッパ4の上昇量を小さくしたので、容器2(2A、2B)にかかる荷重がほぼ同じであり、また、びん口パッキン6への負荷もほぼ同じにすることができるので、びん口パッキン6の寿命が短くなることはなく、メンテナンスの頻度が増えることもなく、異なる高さの容器2(2A、2B)に対する兼用性が優れている。
In the filling valve according to this embodiment, the height from the lower surface side of the
なお、この実施例では、2種類の容器2(2A、2B)に兼用可能な充填バルブについて説明したが、前記ネックグリッパ4の昇降ストロークを変更するために設けられている切替ピストン62を複数配置することにより、多段階でストロークを変更することも可能であり、三種類以上の容器に兼用することも可能である。また、この実施例では、炭酸ガスの供給を行ったが、その他の加圧ガスを供給するようにしてもよい。また、この充填バルブを備えた充填装置は、ガス入り飲料の充填に使用するだけでなく、ノンガス飲料の充填に兼用することも可能である。また、この実施例では、その容器の首部の高さに応じてネックグリッパの昇降ストロークを変更可能としたが、これに限定されるものではなく、容器の全高に応じて、容器の底部を支持する容器台の昇降ストロークを変更するものや、容器の所定の部位を保持し、容器の胴部またはその他各部の高さに応じて容器保持手段の昇降ストロークを変更するものであってもよい。
In this embodiment, the filling valve that can be used for two types of containers 2 (2A, 2B) has been described. However, a plurality of switching
2 容器
4 容器保持手段(ネックグリッパ)
6 シール手段(びん口パッキン)
8 充填液通路
8a 吐出口
10 バルブハウジング
12 充填液供給配管(給液管)
14 液バルブ
22 開閉手段(液バルブ開閉用エアシリンダ)
56 容器昇降手段(ネックグリッパ昇降用エアシリンダ)
62 変更手段(切替ピストン)
2 Container 4 Container holding means (neck gripper)
6 Sealing means (bottle opening packing)
8 Filling
14
56 Container lifting / lowering means (neck gripper lifting / lowering air cylinder)
62 Changing means (switching piston)
Claims (2)
前記容器昇降手段による昇降ストロークを変更する変更手段として多段ストロークシリンダを設け、容器の形状に応じて前記容器保持手段の昇降ストロークを変更することを特徴とする充填バルブ。 A filling liquid passage communicating with the filling liquid supply pipe is formed therein, a valve housing provided with a discharge port at a lower end, a liquid valve for opening and closing the filling liquid passage, an opening and closing means for the liquid valve, In a filling valve provided below the valve housing, comprising a sealing means for sealing the mouth of the container held by the container holding means, and a container lifting means for raising and lowering the container,
A filling valve characterized in that a multi-stage stroke cylinder is provided as a changing means for changing the raising / lowering stroke by the container raising / lowering means, and the raising / lowering stroke of the container holding means is changed according to the shape of the container.
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