JPH03290064A - ポンプユニット用機構 - Google Patents

ポンプユニット用機構

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JPH03290064A
JPH03290064A JP2403638A JP40363890A JPH03290064A JP H03290064 A JPH03290064 A JP H03290064A JP 2403638 A JP2403638 A JP 2403638A JP 40363890 A JP40363890 A JP 40363890A JP H03290064 A JPH03290064 A JP H03290064A
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unit
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フランコ サンティ
Giorgio Galavotti
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    • B65B3/32Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled by volumetric measurement by pistons co-operating with measuring chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [0001]
【産業上の利用分野】
本発明は計量分配式往復ポンプとそれを駆動する制御可
能な行程長さを有するピストン及びシリンダユニットと
を有するポンプユニットにおいて使用される機構に関す
るものである。 [0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】計量分
配式往復ポンプは多数の異なる適用分野において、例え
ば包装容器内へのポンプ分配可能の食品の充填において
、使用されている。この適用分野においては、食品例え
ばヨーグルト、アイスクリーム、食肉または果物スープ
は、例えばスープが液体部分と粒子部分とに分離されな
いように、それがその所望コンシステンシを維持しそし
て均質な状態を持続することを保証するように可能な最
大の注意を以てポンプ給送されそして取扱われることが
絶対必要である。これを達成するためには、ポンプと、
ポンプへそしてポンプから延びるダクトとがそれぞれ鋭
い角度の屈曲部を可能なかぎり少なくして設計されるこ
とと、製品が可能最低圧力及び速度を以てポンプ送りさ
れることが重要である。コンベヤに条って通過する各個
の包装容器の充填に使用される計量分配式往復ポンプは
、所望量の内さらに、各ポンプ行程の開始時と終了時と
においては、製品のコンシステンシに不利益に作用する
圧力サージが防止されるように、ピストンの穏やかな制
動が生じなくてはならない。異なる寸法の包装容器が同
じ包装機械において充填さるべきときは、往復ポンプに
調節可能な行程容積を付与することが必要であり、これ
は普通は油圧によってまたは圧縮空気によって駆動され
る往復ポンプに機械的に調節され得る停止手段を設ける
ことによって実際上達成されている。前記停止手段は、
その最も簡単な形式においては、所望程度までシリンダ
内にねじこまれ得るロッドであってそれに対してピスト
ンが機械的に接触した後にその実際の停止位置を確立す
るようにされたものから構成される。各ポンプ行程にお
いてポンプで吸排される体積はこのようにして制御され
るが、シリンダの一端に位置する制動装置は機械的停止
手段の故に機能しないからピストンは非対称的運動パタ
ーンを描くことになる。非対称的ポンプ吸排作用はその
精度を減少される恐れを必然的に伴い、同時に停止手段
に対するピストンの急激な機械的接触はノッキングと衝
撃とを発生させ、それらはポンプ送りされる食品におい
て圧力サージの形式で伝播されて、該食品のコンシステ
ンシ及び均質性に否定的に作用する。 [0003] 機械的停止手段に起因するピストン行程の短縮化は、ま
た、結果的に各ポンプ吸排行程のための時間をより短く
させ、それは大部分の場合においてその完全な利用を不
可能にする。何故ならば、充填さるべき包装容器のため
の給送行程は、包装容器の寸法に応じて変更自在ではい
なからである。内容物における圧力の変化と、ポンプ及
び対応ダクトを通る内容物の速度は不必要に大きくなり
、そのことは製品の品質にとって不利である。 [0004]
【課題を解決するための手段】
行程長さの実際の調節と関係なくポンプピストンが一定
不変の加速及び減速パターンを有するように、ポンツユ
ニットにおいて使用される機構であってポンプの行程長
さを加速及び減速をそれぞれ一定不変に維持しつつ変更
することを可能にするものを設けることが本発明の目的
である。 [0005] ポンプピストンの速度を実行程長さに対して、ポンプ吸
排される体積の大小と無関係に、働き行程のために同一
時間が使用されるように適応させることが本発明のもう
1つの目的である。結果的に、各包装容器のための利用
可能充填時間の最適の使用が達成され得る。 [0006] 最後に、ポンプユニットにおいて使用される簡単でしか
も信頼度の高い機構であって既知の機構に伴う諸欠点を
排除され、そしてポンプ吸排される体積を自動的に監視
して調節することを可能にするものを設けることが本発
明のさらにもう一つの目的である。 [0007] 前記及びその他の諸口的は、本発明に従って、前述形式
の機構が、そのピストン及びシリンダユニットが軸方向
に変位自在の制動装置をピストンのために有するという
特徴を付与されたことによって達成された。 [0008] かつまた、本発明に従う機構の好的実施例は、諸従属請
求項から明らかな諸特徴を付与された。 [0009] 以下、本発明の理解にとって欠くことができない細部の
みを示す添付概略図を特に参照して、本発明に従う前記
機構の一好的実施例が説明される。 [0010]
【実施例】
以下において説明される実施例において、本発明に従う
機構は、前もって作られた包装容器2に所望の内容物、
例えばヨーグルト、を充填するために使用されるポンプ
ユニット1において使用される。ポンプユニット1は、
所望規模の1容器分量の内容物を分配するための計量分
配式往復ポンプ3と、往復ポンプ3を駆動するためのピ
ストン及びシリンダユニット4とを以て構成される。往
復ポンプ3と直結されている前記ピストン及びシリンダ
ユニット4は圧力流体、好ましくは圧縮空気、によって
駆動される。ポンプユニット1は、個別包装容器の製造
、充填及び閉鎖のための包装機械に据付けられ、または
、そのような包装機械の−部分を構成する。そのような
包装機械はウェブ状の材料からまたは多少事前形成され
た素材片から個別包装容器を製造するため極めて多くの
様々の設計で提供されている。これら異なる形式の包装
機械は周知されており、従って本発明との関係において
さらに詳細に説明されることを要しない。 [0011] 本発明に従う前記ピストン及びシリンダユニット4は、
従来のように、駆動ピストン6が内部で圧力流体によっ
て前後に運動し得るシリンダ5を有する。好ましくは圧
縮空気から成る前記圧力流体は、圧力流体給源7、例え
ば圧縮機によって送られる圧縮空気の既知形式のタンク
、から供給されそして従来のように方向制御弁または操
縦弁(図示せず)を通じて交互に2本のダクト8.9へ
導かれる。ダクト8.9は駆動ピストン6の反対両側に
おいてシリンダ5内に開通する。 各ダクト8.9はそれぞれ流量制御弁10.11を有す
る。これら流量制御弁の機能は、以下において、より詳
細に説明されるであろう。 [0012] 前記ピストン及びシリンダユニット4のシリンダ5内に
位置される駆動ピストン6は、ピストンリングまたはそ
の他の既知の密閉装置の助けによってシリンダ5の内壁
に対し摺動自在に接触している中心ヘッド部分12と、
互いに反対の方向に突出する2個の部分的に円錐形のブ
レーキ部材13.14とを有する。前記ピストン及びシ
リンダユニット4は、さらに、制動装置として働く可動
端壁16と固定端壁15とを有する。前記固定端壁15
及び可動端壁16即ち制動装置はそれらのピストン6に
面する側にブレーキシリンダ17.18を有する。これ
らブレーキシリンダ17.18に対し圧力流体のための
2本のダクト8.9がそれぞれ開通する。ブレーキシリ
ンダ17.18は、ピストン6のブレーキ部材13.1
4の直径に実質的に合致する、またはそれより僅かに太
きい、直径を有しそして、さらに、ブレーキ部材13.
14と接触する既知形式の好適な密閉リングを設置され
る。駆動ピストン6の両側において、端壁15.16内
に存在するダクト8.9の部材から、スロットルを設け
られた枝ダクト19.20がシリンダ5まで延びている
。ブレーキ部材13.14、ブレーキシリンダ17、■
8及制動機構は、駆動ピストン6が各終端位置において
一挙に停止されることなく、各終端位置について同一で
ある予決定曲線に従って静かに制動されることを可能に
する。これはポンプユニット1の作用の説明と関連して
以下においてさらに詳細に説明されるであろう。 [0013] 可動端壁即ち制動装置16は、2個の同一の調節可能の
カム22.23を設けられたブリッジ21を支持し、こ
れらカムのカム面に対して2個の調整腕24.25が当
接する。これら調整腕は制御可能の絞り弁として設計さ
れた2個の流量制御弁10.11と接続されている。調
整腕24.25の設定値は、従って、2個の流量制御弁
10.11の自由通過区域に影響を及ぼす。より詳細に
言えば、図面において右方向へのブリッジ21の運動は
、調整腕24.25が各流量制御弁10.11の方向へ
下方に向かって作用され、従って流量制御弁10.11
内の通過区域が右方向へのブリッジ21の運動に比例し
て減少されることを意味する。ブリッジ21と制動装置
16は互いに強固に結合されているから、ブリッジ21
の運動は制動装置16の運動に対応し、前記運動は全て
ステッピングモータ26によって生起される。ステッピ
ングモータ26はねじ付きロッド27によって制動装置
16内に対応してねじ切りされた中心ベース穴28内に
係合している。前記ステッピングモータ26の補助によ
って、可動の制動装置16はかくしてシリンダ5内にお
いて所望位置に変位され得る。これはシリンダ5の自由
長さが駆動ピストン6が対応修正される行程長さを得る
ように変更され得ることを意味す・る。制動装置16の
位置の設定は、スイッチ等によるステッピングモータ2
6の手動操作によって達成され得るが、ステッピングモ
ータ26は、また、往復ポンプ3によって充填される包
装容器内の内容物の例えば計測量と関連して制動装置1
6の位置を調節する中央ユニット(図示せず)に電気的
に接続され得る。 [0014] 駆動ピストン6の一端は往復ポンプ3内のピストンロッ
ド29と結合され、ピストンロッド29の他端はポンプ
ピストン30を担持する。前記ピストン及びシリンダユ
ニット4と往復ポンプ3との間における最近隔離を確実
にするためピストンロッド29は在来タイプのパツキン
を配置された滅菌バリヤ31を通過しそして蒸気がそれ
に供給管32を介して供給される。ポンプピストン30
はポンプシリンダ33内において前後に運動可能であり
、ピストンロッド29に関して反対の側のポンプシリン
ダ33の端に、円錐弁34が設けられる。円錐弁34は
それが回転するとき往復ポンプ3の自由端において互い
に正反対に位置される入口35と出口36をそれぞれ交
互に開閉する。前記入口35は内容物のためのタンク3
7と接続され、そして出口36は、弁またはその他の既
知装置(図示せず)を介して、充填管38と接続されて
いる。前記タンク37から導かれる内容物は充填管38
を介して包装容器2内へ分配され得る。円錐弁34は既
知形式のものであり、例えば空気式または電気式の作動
装置39によって作動される。 [0015] 所望量の内容物を充填さるべき包装容器2はコンベヤ4
0によって充填管38の吐出口の直下の正しい位置へ前
進される。コンベヤ40は充填後に包装容器2を計量器
41上に配置する。計量器41は、配給される内容物の
量の関数としての往復ポンプ3の行程長さの自動調節の
ために、制御ユニットを介して前記ステッピングモータ
26と接続される。 [0016] 本発明に従うポンプユニット1が食品特に既に滅菌され
た食品のポンプ詰めに使用されるときは、無菌性が作業
間に維持されることを保証するために多数の滅菌バリヤ
及びその他の装置が必要とされるが、これら装置は当業
者には周知されており、従って本発明との関係において
は説明されない。 [0017] 本発明に従う機構が個別の包装容器ブランクに対し1容
器分の量の内容物を分配するため既知形式の包装機械に
おいて使用されるとき、往復ポンプ3はタンク37から
内容物を吸引する。従って、該タンク37は所望の内容
物によって連続的に満たされていなくてはならない。前
記内容物は様々の異なる粘性及び組成のポンプ給送可能
の食品、例えばヨーグルト、液状混合物あるいは乳状液
中の粒状果物または食肉など、から構成され得る。各個
の包装容器の内容物の所望量が決定されたとき、前記ピ
ストン及びシリンダユニット4の制動装置16は、ステ
ッピングモータ26の補助によって、駆動ピストン6、
従ってまたポンプピストン30、の行程長さが1容器分
の所望規模の分配量を提供するような位置に設定される
。制動装置16の位置の調節は、ステッピングモータ2
6へ供給される電流のスイッチを手動操作することによ
って、または、例えば所望設定ポンプ給送量をステッピ
ングモータ26の対応動作に変換する制御ユニットの補
助によって、制動装置16がポンプ給送量に対応する位
置を得るように行われる。 [0018] 包装機械が始動されそして包装容器ブランク2が、充填
管38の開放端における正しい位置へ図示実施例におい
ては図面上で左から右へ包装容器に供給するコンベヤ4
0の補助によって前進されたとき、本発明に基づくポン
プユニット1は圧力流体給源7がダクト8.9に交互に
圧縮空気を在来の操縦弁(図示せず)を介して供給する
ことによって始動される。圧縮空気は各流量制御弁10
.11を介してシリンダ5へ導かれ、そこにおいて、圧
縮空気は各ブレーキシリンダ1718を介して(そして
部分的に対応枝ダクト19.20を介して)駆動ピスト
ン6の何れか一方の側へ交互に流れ、その結果として駆
動ピストン6は既知の態様でシリンダ5内で使用され得
る空間の全長に互って前後に運動するように作用される
。駆動ピストン6はピストンロッド29及びポンプピス
トン30と強固に結合されているから、ポンプピストン
30はポンプシリンダ33内で対応行程長さに互って運
動する。これと同時に、作動装置39はポンプピストン
30の働き及び戻り行程と調和させて前方向と後方向へ
円錐弁を半回転させる。ポンプピストン30の戻り行程
において、円錐弁34は図面に示される姿勢、即ち入口
35が開き、内容物がタンク37から吸出されて入口3
5を通じてポンプシリンダ33内へ進入する姿勢、を取
る。ポンプピストン30の後転位置において、作動装置
39は円錐弁34を半回転させるように作動され、従っ
て入口35は出口36が開かれると同時に閉められる。 このことはポンプピストン30の働き行程の間に、ポン
プシリンダ33内へ吸込まれた内容物の量が出口36を
通じて充填管38へ送られそしてこの時点に充填管の下
に位置される包装容器2内に供給されることを意味する
。ポンプピストン30がその働き行程を完了したとき、
包装容器2は所望量の内容物を充填されており、そして
その後、コンベヤ40の補助によって計量器41上まで
移動され、そこで検査計量が行われる。もし計量が包装
容器2が収容する内容物の量が所望量と一致しないこと
を示すならば、計量器41はポンプの爾後の行程が修正
所望ポンプ分配量を提供することを期待され得るごとき
方向と程度とにシリンダ5内における制動装置16の位
置を調節するように制御ユニットを通じて信号を送る。 充填精度に関する要求が比較的厳しくない場合は、言う
までもなく、修正は手動によっても実行され得、例えば
、包装容器毎100個につき1個のが検査計量を施され
、もし必要とされるならば、制動装置16の位置の調節
が行われる。 [0019] 本発明に基づく機構が個別の前もって作られた包装容器
ブランクの充填に使用されるか、もしくは、既知の方式
で充填管を回って前進される密着性管形包装材料ウェブ
の形式の包装容器ブランクの充填に使用されるかに関係
なく、内容物の各分配間、包装容器ブランクが充填管の
開口下の充填位置から離れるように動かされる以前に利
用可能な最大限の時間が使用されることが望ましい。こ
れは高流量においてまたは圧力の大変動においてそれら
の当初のコンシステンシまたは均質性を喪失する過敏製
品をポンプ分配するときに特に重要である。もし各ポン
プ行程において分配される内容物の量が行程長さの短縮
によって減少されるならば同時に−働き行程において消
費される時間が一定に保たれるようにポンプピストン3
0の速度を減じることが望ましい。これは、本発明に従
って、制動装置16と強固に結合されたブリッジ21で
あって制動装置16に結合された圧縮空気のダクト8の
端部に取付けられたものの補助によって達成される。制
動装置16のそしてそれと共にブリッジ21が図面にお
いて右の方向に、駆動ピストン6の行程長さを減縮する
意図を以て変位されるとき、2個のカム22.23は、
おのおの、流量制御弁10.11が絞られるようにそれ
ぞれの調整腕24.25に作用し、その結果として、圧
縮空気の自由通過空間は小さくされ、従って駆動ピスト
ン6の運動速度はより低くなる。カム22.23の勾配
の好適な調整を通じて完全な調節が達成され、従って往
復ポンプ3は計測される内容物の量と無関係に常に各個
の包装容器の充填のため利用可能な時間を最大限に使用
し得る。 [0020] 駆動ピストン6の行程長さはシリンダ5内の実際の制動
装置16の変位によつて調節されるから、駆動ピストン
6の制動は基準から逸脱しない。換言すると、駆動ピス
トン6の加速及び減速曲線は不変且つ同一に保たれる。 影響されるただ一つは、その間、駆動ピストン6が定速
度で運動する介在時間である。この時間間隔は、−ブレ
ーキ部材13.14が対応するブレーキシリンダ17.
18を離去した時点から反対ブレーキ部材13.14が
それぞれのブレーキシリンダ1718に到達した時点ま
で、駆動ピストン6が通過する前記シリンダ5の部分に
相当する。ブレーキ部材13.14がそれぞれのブレー
キシリンダ17.18内に進入するときの制動は、専ら
、主たるダクト、8.9が機能を停止され、従ってそれ
らに代えて、圧縮空気がダクト8.9の内径に比し著し
く小さい直径に減縮されている2本の枝ダクト19.2
0を通じて流入しそして流出するように強制される事実
に依存する。駆動ピストン6、従ってポンプピストン3
0、の緩徐な制動及び加速運動は、製品の穏やかな取扱
いに効果的に寄与する。何故ならば特定の場合のために
選択された行程長さと無関係に、そして行程長さの爾後
の調節とも無関係に、製品に対する圧力サージ及び衝撃
が防止されるからである。 [0021]
【発明の効果】
本発明に従う機構は、かくして、その加速及び減速部分
がポンプピストンの行程長さの変更時に不変に保たれ得
る予決定ポンプ給送曲線に従ってポンプ分配される内容
物の量の連続的変更を可能にする。同時に、行程長さの
変更は各ポンプ行程のために選択された時間のいかなる
変更をも伴わず、そして各個の包装容器のために使用可
能な充填時間の最適使用が達成される。本発明に基づく
機構は個別の製品を充填するためのもの、または、各個
の包装容器内へ異なる複数の製品構成要素を充填するた
めのものの別を問わず、あらゆる形式の包装機械におい
て使用され得る。ポンプ分配される量は手動的に設定さ
れ得、そして数量の精密度は、爾後、手動調整によって
、または実際値及び設定値によって働く制御系統による
補助によって、自動的に監視され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による計量分配往復ポンプを含むポンプユニット
の概略図であって本発明の理解に不可欠な細部のみを示
す部分縦断面図。
【符号の説明】
1 ポンプユニット 3 往復ポンプ 4 ピストン及びシリンダユニット 5 シリンダ 6 駆動ピストン 7 圧力流体給源 10 流量制御弁 11 流量制御弁 16 制動装置 22 カム 23 カム 24 調整腕 25 調整腕 26 ステッピングモータ
【書類名】
図面
【図1】

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】計量分配式往復ポンプ(3)とそれを駆動
    する制御可能な行程長さを有するピストン及びシリンダ
    ユニット(4)とを有するポンプユニット(1)におい
    て用いる機構において、前記ピストン及びシリンダユニ
    ット(4)が駆動ピストン(6)のための軸方向運動可
    能の制動装置(16)を有することを特徴とするポンプ
    ユニットにおいて用いる機構。
  2. 【請求項2】請求項1に記載される機構において、前記
    制動装置(16)がシンリダ(5)の端壁の一部から成
    ることを特徴とするポンプユニットにおいて用いる機構
  3. 【請求項3】請求項1及び、または請求項2に記載され
    る機構において、前記ピストン及びシリンダユニット(
    4)が前記制動装置(16)に連係された流量制御弁(
    10)、(11)を介して圧力流体給源(7)に、制動
    装置(16)の運動が前記流量制御弁の通過区域の変更
    を生じさせるように接続されていることを特徴とするポ
    ンプユニットにおいて用いる機構。
  4. 【請求項4】請求項3に記載される機構において、前記
    制動装置(16)が、それが行程長さを減縮する位置に
    在るとき、流量制御弁(10)、(11)の通過区域を
    縮小させ、それにより駆動ピストン(6)の速度を低下
    させ、従って時間/毎働き行程が一定に維持されること
    を特徴とするポンプユニットにおいて用いる機構。
  5. 【請求項5】請求項3及び、または、請求項4に記載さ
    れる機構において、前記制動装置(16)が流量制御弁
    (10)、(11)と機械的に接続されていることを特
    徴とするポンプユニットにおいて用いる機構。
  6. 【請求項6】請求項5に記載される機構において、前記
    制動装置(16)が流量制御弁(10)、(11)のた
    めの調整腕(24)、(25)が当接するカム(22)
    、(23)を有することを特徴とするポンプユニットに
    おいて用いる機構。
  7. 【請求項7】請求項1から請求項6の何れか一つまたは
    複数の項に記載される機構において、前記制動装置(1
    6)が往復ポンプ(3)の各行程において分配される量
    の関数として制御ステッピングモータ(26)によって
    運動可能であることを特徴とするポンプユニットにおい
    て用いる機構。
  8. 【請求項8】請求項1から請求項7の何れか一つまたは
    複数の項に記載される機構において、前記制動装置(1
    6)が前記ピストン及びシリンダユニット(4)の駆動
    流体を使用することを特徴とするポンプユニットにおい
    て用いる機構。
  9. 【請求項9】請求項1から請求項8の何れか一つまたは
    複数の項に記載される機構において、前記ピストン及び
    シリンダ(4)が圧縮空気式であることを特徴とするポ
    ンプユニットにおいて用いる機構。
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