JPH0249997B2 - Jutenkinoekimenseigyosochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は充填機の液面制御装置の改良に関する
ものである。

第１図は従来の代表的な充填機の液面制御装置
の例を示すものである。

第１図において、アは製品液の供給口、イは製
品液圧送ポンプ、ウは製品液の加熱殺菌用熱交換
器及びフイルター等で、これは製品液種によつて
はない場合もある。エは三方切換自動弁で、充填
機の液面信号によつて正流側（液面調節弁カ側）
又は液戻し側オのいずれかの流路に自動的に切換
える弁である。

カは液面調節弁で、充填機の液面信号によつて
開か閉の状態に制御される。キは充填機への製品
液送液用の主液管である。

クはロータリージヨイントで、固定系である主
液管ホより回転系である主液分岐室ケに製品液を
導くものである。

主液分岐室ケは、圧送されてくる製品液を複数
の分岐管コに製品液を分配するものであり、製品
液は複数の分岐管コを通つてフイラーボールサに
流入する。

フイラーボールサは通常断面が長方形である回
転体ドーナツ状容器で蓋チが附いている半密閉又
は密閉容器である。

また、フイラーボールサには、その円周に複数
の製品液充填バルブシが取付けられている。

液充填バルブシは、フイラーボールサ内の製品
液セを壜又は缶等の容器スに一定量充填するもの
である。

ソはフロート式の液面検出器で、フイラーボー
ルサ内の製品液セの量又は液面を検出するもので
ある。

ナはフロー式液面検出器ソへの加圧空気供給
口、ニは加圧空気用フイルター、ヌは加圧空気の
減圧弁、ネは加圧空気用配管である。

ノは、フロート式液面検出器ソからの製品液セ
の液面に比例する空気圧信号を取り出す空気信号
用配管で、圧力スイツチハに接続されている。

加圧空気用配管ネ及び空気信号用配管ノは、フ
ロート式液面検出器ソが回転系の中にある為に、
ロータリージヨイントテにて回転系外に出し入れ
されるようになつている。

マは三方切換自動弁エ及び液面調節弁カ用の操
作空気供給口、ミは操作空気用フイルター、ヘ及
びホは減圧弁、ヒは液面調節弁カを開閉する電磁
弁、フは三方切換自動弁エの流路を切換える電磁
弁である。

上記した従来の充填機の液面制御装置はフイラ
ーボールサ内の製品液セの液面をフロート式液面
検出器ソにて検出し、製品液セの液面が高液面タ
及び低液面タ′の時をそれぞれ圧力スイツチハに
て検出し、これにより、三方切換自動弁エ及び液
面調節弁カを操作する操作空気を電磁弁ワ及びヒ
を介して制御し、製品液セの液面が低液面タ′に
なると、液面調節弁カを開の状態にし、ほとんど
同時に三方切換自動弁エを液戻し側オより正流側
に切換えると共に製品液セの液面が高液面タにな
ると、三方切換自動弁エを正流側より液戻し側オ
に切換え、ほとんど同時に液面調節弁カを閉の状
態にするよう作用する。

しかし、上記した従来のものは次のような問題
を有している。

(1) 従来のものは、製品液セの液面を比例制御す
るものではなく、弁の開閉による間欠制御であ
る為に、高液面タと低液面タ′との液面差が必
然的に生じ、その液面によつて壜又は缶等の容
器スに対する製品液の充填量にバラツキが生じ
やすい。

(2) 液面によつて充填機に圧送する製品液の流路
を三方切換自動弁エで液戻し側に切換る為に、
加熱殺菌用熱交換器ウで液戻ししている間余文
な加熱エネルギーを必要とする。

(3) 液面の上下が必然的に生ずる為に、フイラー
ボールサ内の上部空間容積が変化して、フイラ
ーボールサが半開放容器であれば大気との連通
配管ツを介して外気が出入りし、あるいはフイ
ラーボールサが密閉式容器であればその上部空
間圧力変動を許容するか又はその圧力制御の為
に余分な制御用気体が必要となる。

(4) 従来のものは、充填機が一定の運転速度であ
る時に、その製品液充填速度に合せて製品液圧
送ポンプイに定容量式ロータリポンプを用いて
その回転数を合致させる必要があり、充填機の
運転速度が変化すると、製品液送りの調節が必
要である。

(5) 三方切換自動弁エを正流側に切換えた場合と
液戻し側オに切換えた場合とで、三方切換自動
弁の製品液流入圧力を全く一定に保つ事が難し
く、結果的に加熱殺菌用熱交換器ウにそれぞれ
の場合で異る製品液圧力が加えられる事にな
り、部品の耐久性が問題となり易い。

本発明は上記した点に対処するため提案された
もので、その目的とするところは、フイラーボウ
ル内液面を一定に制御することにより、安定した
充填作用を行なわせることのできる充填機の液面
制御装置を提供することにある。

本発明は、充填機のフイラーボウルへ製品液を
供給する配管の途中に、製品液圧送ポンプと、圧
力調節自動弁と、加熱殺菌用熱交換器等の液処理
装置と、製品液の流路を液戻し側と正流側とに切
換える三方切換自動弁と、フイラーボウルへの液
供給量を調節する液面調節自動弁とを製品液の供
給方向に向つて順次に配設し、かつ上記フイラー
ボウルの液面を検出する比例出力式液面検出器
と、充填機の運転速度を検出する運転速度検出器
と、充填機への容器供給状況を検出する容器検出
器とを夫々配設すると共に、同各検出器からの出
力信号を入力し、同入力信号に基づき充填機の運
転速度と容器への充填容量で定まる製品液の充填
流量変化に見合つたフイード・フオーワード信号
を出力し上記液面調節自動弁の開度を調節し、か
つ該充填流量変化に応じて同液面調節自動弁への
製品液圧力が所定の圧力になるように上記圧力調
節自動弁の開度を調節する調節信号を出力する制
御装置を配設してなり、上記フイラーボウルへの
液圧力、液供給量を制御するように構成してなる
ことを特徴とするもので、このように本発明によ
れば、上記各自動弁の配列構成並びに充填機の運
転状況に応じてフイラーボウルへの液圧力、液供
給量を制御する構成とが相俟つて、上記した従来
のものの問題点を悉く解消し、しかも充填機のフ
イラーボウル内液面を一定にかつ確実に保つこと
ができ、ひいては容器への液充填量を均一にかつ
安定して充填を行うことができるという種々の秀
れた効果を奏しうるものである。

以下、本発明を第２図に示す実施例に基いて説
明する。

１は製品液の流入口、２は製品液圧送ポンプ、
３は圧力調節自動弁、５は送液配管、６は加熱殺
菌用熱交換器等の液処理装置、７は三方切換自動
弁で製品液の流路を液戻し側８と正流側９に切換
るものである。１０は充填機の液面調節自動弁、
１１は充填機への製品液送液配管である。

１２は固定系の製品液送液配管１１と回転系で
ある主液分岐室１３とを結ぶロータリージヨイン
トである。主液分岐室１３は、圧送されてくる製
品液を複数の分岐管１４に製品液を分岐するもの
であり、製品液は複数の分岐管１４を通つてフイ
ラーボウル１５に流入する。

フイラーボウル１５は通常断面が長方形である
回転体ドーナツ状容器で蓋１８が附いている半密
閉又は密閉容器である。

また、フイラーボウル１５には、その円周に複
数の製品液充填バルブ１６が取付けられている。
液充填バルブ１６はフイラーボール１５内の製品
液１７を壜又は缶等の容器２０に一定量充填する
ものである。２１はフロート式の比例出力式液面
検出器でフイラーボール１５内の製品液１７の量
又は液面を検出するものである。

２２は液面検出器２１への加圧空気供給口、２
３は加圧空気用フイルター、２４は加圧空気の減
圧弁、２５は加圧空気用配管である。

２７は液面検出器２１からの製品液１７の液面
に比例する空気圧信号を取り出す空気信号用配管
で、制御装置３２に接続されるものである。加圧
空気用配管２５及び空気信号用配管２７は、液面
検出器２１が回路系の中にある為にロータリー・
ジヨイント２６にて回転系外に出し入れされるよ
うになつている。

３０は、充填機の運転速度検出器で、３１はそ
の信号を制御装置３２に伝送するものである。

２８は、充填機への壜又は缶等の容器供給を検
出するもので、２９はその信号を制御装置３２に
伝送するものである。

３３は、制御装置３２からの信号を液面調節自
動弁１０に伝送するものであり、３４は制御装置
３２からの信号を圧力調節自動弁３に伝送するも
のである。

３５は、三方切換自動弁７を駆動する操作空気
供給口で、３６は操作空気フイルター、３７は操
作空気の減圧弁である。３８は制御装置３２から
の信号で操作空気の流路を切換える電磁弁ある。
制御装置３２は、液面検出器２１、運転速度検出
器３０、容器の有無検出器２８等からの信号を入
力し、後述のように圧力調節自動弁３、液面調節
自動弁１０及び電磁弁３８を制御するものであ
る。

つぎに作用を説明する。

充填機の運転速度検出器３０にて検出する運転
速度がゼロの時、つまり充填機が停止している時
には、液面調節自動弁１０を全閉にする信号が制
御装置３２より発信される。

この時、製品液の品質劣化等を防止する必要最
低流量の製品液を流し得るように三方切換自動弁
７の流路は液戻し側８に切換えられ、かつ圧力調
節自動弁３の必要開度信号が制御装置３２より発
信される。

充填機の運転速度がゼロでない状態で、検出器
２８にて壜又は缶等の容器供給を検出した時は、
運転速度と容器への充填容量で定まる製品液の充
填流量変化に見合つたフイード・フオーワード信
号が制御装置３２より発信され、液面調節自動弁
１０の開度を制御する。

この時、三方切換自動弁７の流路は正流側９に
切換えられ、かつ圧力調節自動弁３の開度を調節
する信号が制御装置３２より発信され、液面調節
自動弁１０の一次側製品液圧力が所定の圧力にな
るように調節する。

通常、このフイード・フオーワード信号を行な
う時間は最初に供給された壜又は缶等への製品液
充填が完了する迄であり、それ以後の連続運転状
態に対しては、以下に述べる連続運転時の制御を
行なう。

充填機の運転が連続的に行なわれている時、つ
まり充填機の運転速度が一定で、検出器２８にて
検出する壜又は缶等の容器の供給が開始されてか
ら所定の時間を経過し、かつ一定の容器供給が保
たれている時は、液面検出器２１にて検出する製
品液液面に比例する空気圧信号と、運転速度検出
器３０で検出した運転速度に比例する比例ゲイン
信号とから、液面調節自動弁１０の開度信号が制
御装置３２より発信される。

この時、三方切換自動弁７の流路は正流側９に
切換えられており、かつ圧力調節自動弁３の開度
を調節する信号が制御装置３２より発信され液面
調節自動弁１０の一次側製品液圧力が所定の圧力
になるように調節する。

一方、充填機の運転が連続的かつ定常的に行な
われている状態から、充填機の運転速度が変化し
た時は、運転速度検出器３０でその変化を検出
し、運転速度と容器への充填容量で定まる製品液
の充填流量変化に見合つたフイード・フオーワー
ド信号が制御装置３２より発信され、液面調節自
動弁１０を制御する。

この時、圧力調節自動弁３の開度を調節する信
号が制御装置３２より発信される。

そして、液面調節自動弁１０の開度が閉止に近
くなつた時、製品液の品質劣化が問題とならない
場合には圧力調節自動弁３を閉止し、製品液の品
質劣化が問題となり、加熱殺菌用熱交換器６等の
装置内に製品液が滞る事が望ましくない時には、
三方切換自動弁７の流路を液戻し側８に切換え、
かつ圧力調節自動弁３を制御装置３２からの発信
信号によつて必要弁開度に制御する。

また、充填機の運転が連続的かつ定常時に行な
われている状態で、運転速度は不変であるが、壜
又は缶等の容器供給が途切れた時には、検出器２
８にて壜又は缶等の容器供給の途切れを検出し
て、運転速度と容器への製品液充填容量で定まる
製品液の充填流量変化を見合つたフイード・フオ
ーワード信号を制御装置３２より発信して、液面
調節自動弁１０を制御する。この時圧力調節自動
弁３の開度を調節する信号が制御装置３２より発
信される。

そして、液面調節自動弁１０の開度が閉止に近
くなつた時、製品液の品質劣化が問題とならない
場合には、圧力調節自動弁３を閉止し、製品液の
品質劣化が問題となり加熱殺菌用熱交換器６等の
装置内に製品液が滞る事が望ましくない時には、
三方切換自動弁７の流路を液戻し側８に切換え、
かつ圧力調節自動弁３を制御装置３２からの発信
信号によつて所定の弁開度に制御する。

さらに、運転開始時、フイラーボール１５内が
空である時には、制御装置３２より適当な制御信
号を圧力調節自動弁３及び液面調節自動弁１０に
対して発信して、それらの弁開度を制御すると共
に液面検出器２１にて、製品液１７の液面が所定
の液面に到達した事を自動的に検出し、その時、
液面調節自動弁１０を再び閉止するように制御を
行なう。

以上に述べた点から明らかなように、上記実施
例によると次のような効果を得ることができる。

(1) フイラーボール内製品液面を比例出力式液面
検出器で検出し、液面に応じて液面調節自動弁
を作動させ、フイラーボールへの製品液の供給
流量を比例制御して液面の変化を僅少にするよ
うにしているため被充填容器への液充填量を均
一にすることができると共に充填機前における
製品液加熱殺菌装置でのエネルギー消費効率を
高めることができ、しかも、フイラーボウル内
液面の上部空間容積の変化がなく、このための
制御が不要であり、安定した充填ができる。

(2) 充填機の運転速度及び被充填容器の供給の有
無を検出し、これらの条件に応じ上記液面調節
自動弁への制御信号を加減し、製品液のフイラ
ーボールへの供給流量を制御しているフイラー
ボール内製品液面のオフセツトを防ぐことがで
きる。

(3) 充填機の起動及び停止の際等の非定常状態に
おいてフイラーボールへの製品液供給量が被充
填容器への充填量に見合うように、液面調節自
動弁をフイード・フオーワード信号により制御
することができる。

(4) 製品液圧送ポンプの出口に圧力調節自動弁を
設け、液面調節自動弁の作動、充填機の運転速
度及び被充填容器の供給の有無等に応じて開度
を制御して、液面調節自動弁への供給圧力が所
定の範囲の圧力になるようにすると共に充填機
前の製品液加熱殺菌装置内製品液圧力の上昇を
抑制するようにしているため、これらの機器の
耐久性を向上させることができる。

(5) 充填機の停止等で液面調節自動弁が全閉する
とき、製品液を充填機前の製品液加熱殺菌装置
内に滞溜させることができる場合は圧力調節自
動弁を全閉にし、滞溜させることができない場
合には液面調節自動弁前の三方切換弁を液戻し
側に切換えるようにすると共に、加熱殺菌装置
内製品液流量が必要最少となるように圧力調節
自動弁の開度を制御しているので、加熱殺菌装
置でのエネルギー消費を節減すると共に加熱殺
菌装置内製品液圧力の上昇を抑制することがで
きる。

(6) フイラーボールへの初期給液において、圧力
調節自動弁、液面調節自動弁を適当な弁開度に
制御して製品液を供給し、フイラーボール内液
面を液面検出器で検出し、所定の液面に到達し
たら液面調節自動弁を閉止するようにしている
ので自動給液することができる。

なお、本発明は、炭酸清涼飲料、果汁入り飲料
のいずれの充填機に対しても兼用可能であること
はいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のものの一例を示す構成図、第２
図は本発明の一実施例を示す構成図である。 １０：液面調節自動弁、１１：送液配管、１
５：フイラーボウル、２１：比例出力式液面検出
器、３２：制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 充填機のフイラーボウルへ製品液を供給する
   配管の途中に、製品液圧送ポンプと、圧力調節自
   動弁と、加熱殺菌用熱交換器等の液処理装置と、
   製品液の流路を液戻し側と正流側とに切換える三
   方切換自動弁と、フイラーボウルへの液供給量を
   調節する液面調節自動弁とを製品液の供給方向に
   向つて順次に配設し、かつ上記フイラーボウルの
   液面を検出する比例出力式液面検出器と、充填機
   の運転速度を検出する運転速度検出器と、充填機
   への容器供給状況を検出する容器検出器とを夫々
   配設すると共に、同各検出器からの出力信号を入
   力し、同入力信号に基づき充填機の運転速度と容
   器への充填容量で定まる製品液の充填流量変化に
   見合つたフイード・フオーワード信号を出力し上
   記液面調節自動弁の開度を調節し、かつ該充填流
   量変化に応じて同液面調節自動弁への製品液圧力
   が所定の圧力になるように上記圧力調節自動弁の
   開度を調節する調節信号を出力する制御装置を配
   設してなり、上記フイラーボウルへの液圧力、液
   供給量を制御するように構成してなることを特徴
   とする充填機の液面制御装置。