JPH0369495A - 重量測定を伴う容器充填装置 - Google Patents

重量測定を伴う容器充填装置

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JPH0369495A
JPH0369495A JP90166971A JP16697190A JPH0369495A JP H0369495 A JPH0369495 A JP H0369495A JP 90166971 A JP90166971 A JP 90166971A JP 16697190 A JP16697190 A JP 16697190A JP H0369495 A JPH0369495 A JP H0369495A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、計測された重量で容器を充てんするための装
置に関する。
〔従来の技術〕
包装されるべき物質が秤量により計測されるような容器
充てん装置は既知のものである。特に、それ自体光てん
口の直ぐ下に位置づけされる容器の下に配置され回転フ
レームにより支持されているスケールに接続されも入力
端をもつ秤量制御ユニットの出力端に各々接続された一
連の充てん口に充てんバルブを介して接続されたフィー
ドホッパを回転シャーシが支持しているような容器充て
ん用の円形コンベヤが存在する。スケールは、それに入
力された基準値との関係における測定された重量の関数
として充てん用バルブの開閉を制御する。秤量による計
測は、測定装置を計量すべき物質から分離した状態に保
つという利点をもち、又これは温度変化さらに一般的に
言うと物質の密度の変化に対し感応しない。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、包装コストを軽減するために現在一般に
必要とされているように非常に高い処理量で作動する機
械については、過渡的条件の下で、重量だけを基準にす
ることでかかる過渡的条件に関わる運転上の異常がひき
おこされることになるということがわかっている。かか
る異常には特に、容器が充てんされ始めたときの発泡の
問題、容器充てんの終り特に可変的な数の充てん口が作
動していることの結果として起こる供給ダクト内の圧力
変動によって設備がオンオフ切換えされる時点でのオー
バーフロー、さらには、包装が行なわれる温度の変化に
よる物質の粘度の変化の結果としく５） （６） て生じる混乱などが含まれる。このような状況の下で、
物質の粘度が温度と共に大幅に変化する場合、充てん用
装置の作動は包装すべき物質の温度変化により著しく混
乱されうる、ということがわかる。このような状況の下
で、充てん口は一般にオン／オフベースで作動するよう
に設計されており、そのため包装すべき物質が充てん口
の調整温度よりも高い温度にある場合従ってはるかに流
動性をもつ場合包装すべき物質は設計速度よりもはるか
に速い速度で流れ、その結果物質の噴流に対し著しい混
乱が及ぼされ、ひいては、充てん用バルブが閉じられた
ときに容器内に流入し続ける物質の量の多大な変動を伴
ってすでに容器内に入っている物質の自由表面上の物質
の噴流の動圧が多少程度の差こそあれ変動するか又はば
ねがけが起こることになる可能性があり、かかる変動は
複雑な電子システｌ＼によって補償されなくてはならな
いということがわかる。
本発明の目的は、過渡的条件の結果生じる混乱のうちの
少なくともいくつかを補償するような、計測された重量
を容器に充てんするための装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を遠戚するために、本発明は、秤量部材により
測定された重量の一関数として流量制御部材に開放又は
閉鎖信号を送るため秤量部材に接続された入力端を有す
る重量処理ユニットの出力端に接続された流量制御部材
を介して少なくとも１つの充てん口に接続されているフ
ィード部材を含んで成る容器光てん用の装置において、
処理ユニットが流量制御部材を通る物質の流量を計算し
かかる計算された流量を流量基準値と比較し、比較の結
果の関数として物質の流量を調整することができるよう
にするため重量処理ユニットと結びつけられた時間測定
部材が含まれていることを特徴とする装置を提供してい
る。
従って、望ましい質量に達した時点で流れを止めるため
の従来の重量測定は、調整バルブが開放される程度を調
整することによってが又はフィー（７） （８） ド手段における流量を調整することによっての流量調節
と平行して行なわれ、こうして容器内に挿入される質量
の測定を劣化させることが無いどころか一般にかかる測
定を改善しつつ流れに関連する混乱は最低限におさえら
れる。
本発明の有利なヴアージョンにおいては、流量制御部材
には各充てん口と結びつけられた制御要素ならびに複数
の充てん口に共通の調整装置要素が含まれている。かか
る配置は特に、設置が運転開始又は停止されている間に
特に作動状態にある充てん口の数の如何にかかわらず各
充てん口がほぼ°一定のフィードを受けているようにす
るために役立つ。
本発明のかかるヴアージョンの特定の態様においては、
各充てん口に結びつけられた制御要素には、可変的な断
面の開口部が含まれており、各充てん口と結びつけられ
た重量処理ユニットは各充てん口について流量基準値と
の個々の比較を行ない、装置には、複数の充てん口の計
算された流量を合計し共通の調節装置要素に対して作用
するための共通の制御部材が含まれている。従って、各
々の口がほぼ一定の条件下で供給を受けているのみなら
ず、各日を通る流量は、独自の特性の関数として「個別
化」されている。
本発明のもう１つの有利な態様においては、各充てん口
の流量基準値は、相応する容器の充てん程度の関数とし
て可変的である。従って流量は、状況に適合させられる
。すなわち例えば発泡を防ぐため充てんの始めにおいて
は低い流量に適きされ、容器の中央部分を迅速に充てん
するため中間段階中は高い流量に適合され、又計測され
た秤量の精度を増大させるため充てんの終りにおいては
より低い流量に適合される。
本発明のさらにもう１つの態様においては、時間測定部
材は流量制御部材が開放されている実際の充てん時間を
測定し、該装置には基準時間と実際の充てん時間を比較
するための手段及び流量制御部材を通る物質の流量をほ
ぼ一定に保つため実際の充てん時間と基準時間の間の差
の関数として作用するための手段が含まれている。こう
して、（９） （１０） 包装すべき物質の粘度の変動の影響が最小限におさえら
れる。
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照しな
がら、本発明の非制限的な特定の実施例に関する以下の
記述を読むことにより明らかになる。
〔実施例〕
第１図を参照すると、容器を充てんするための図示され
ている装置には、容器７が上に配置されているトレー（
６）を含み充てん口２の下に配置されている秤量用部材
５（ハカリのようなもの）に接続されている入力端をも
つ相応する重量処理ユニット４の１出力端に各々接続さ
れオン／オフモードで作動するバルブにより構成されて
いる３つの流量制御部材を介して３つの充てん口２に接
続されたフィード用ホッパー１が含まれている。該重量
処理ユニット４は、秤量用部材５により測定された重量
の関数ならびに設置時点で重量処理ユニットに入力され
たとおりの又はそれが接続されている共通の制御ユニッ
ト８により重量処理ユニットに加えられたとおりの基準
値の関数として充てん用バルブ３を開閉するよう、従来
の方法で設計されている。
開放された時点で充てん用バルブ３を通る流量は、フィ
ードバルブ１０に対し作用するレベルセンサー９が検出
したフィートポツパー１内の物質の深さにより調整され
る。
既存のシステムにおいては、レベルセンサー９は、フィ
ードホッパ１内の物質の温度の如何に関わらず充てん口
２における圧力が一定となるように一定の基準値を受け
とる。しかしながら、該充てん用装置は極めて可変的な
範囲の温度条件下で用いることができる。特に、オイル
を包装するための設備は一般に約１５℃から約３０℃の
範囲内の温度条件下で用いられる。かかる条件の下では
、オイルの粘度も又極めて著しく変化し、非常に濃厚な
物質からほぼ水のように流動性のある液体にまで移行し
うる。フィードホッパ内の液体の深さが一定のレベルに
調整されている場合、供給口２を（１１） （１２） 通る流量は粘度に応じて著しく変化する。
本書序文に喚起しておいたように、流量の変動及びそれ
によってひき起こされる欠点を避けるため、本発明に従
うと、結びつけられた充てんバルブが開放されている実
際の充てん時間を測定するクロック１１が各重量処理ユ
ニット４にとりつけられるようになっており、かかる情
報は制御ユニット８に伝送される。当該実施例において
は、制御ユニット８はさまざまな充てんラインの実際の
充てん時間の平均をとり、包装すべき物質の一関数とし
て設置時点又はオン切替えの時点で制御ユニットに入力
された基準時間とかかる平均値を比較する。実際の平均
光てん時間が基準値と一致しない場合、制御ユニット８
はその基準レベルを変えるべくレベルセンサ９に対し信
号を与え、こうして充てんバルブを通る物質の流量をほ
ぼ一定の値に保つようフィードホッパ１内の物質の深さ
を適合させる。
例えば、オイルを包装するための設備においては、大気
温が上昇する場合、オイルはさらに流動的になり、容器
を充てんするのに必要な時間は短かくなる。フィートホ
ッパ１内の液体の深さはこのとき、充てん口を通る初期
流量を回復するよう減少させられる。
本発明に従うと重量処理ユニットにより行なわれる重量
測定と平行して行なわれる実際の充てん時間の測定は、
充てん口のうちの１つにおいて運転士の異常が発生した
場合に設備を担当するオペレータに情報を与えるのにも
使用されうる。特に、充てん口が詰まる傾向をもつ場合
、かかる充てん８内に臨界充てん時間を入力できるよう
になっていてもよい。通常、実際の充てん時間がかがる
臨界充てん時間に達することがあってはならず、臨界充
てん時間はオン切替えの時点で制御ユニットに入力され
るか又は実際光てん時間の平均値がち計算される。実際
の時間が重量処理ユニット４のクロック１１により伝送
される毎に、かかる時間は臨界充てん時間と比較され、
臨界充てん時間に達（１３） （１４） した場斤には制御ユニット８は警報を引き外し、この警
報は中央制御卓上又は該当する充てん口のそばに配置さ
れた表示装置１２上に表示される。警報信号の緊急度に
応じて、オペレータには、次に機械を停止させる時点で
当該充てん口に注意を払う必要があるか、或いは又該充
てん口を直ちに使用停止しなくてはならないかについて
の情報が与えられる。
秤量部材５に不良な秤量部材を検出するための自己監視
手段１３が含まれている場合、本発明に従うと、有利な
ことに、不良な秤量部材５が観察された時点で相応する
重量処理ユニッ１〜４が短絡させられその他の充てん口
に相応する平均実際充てん時間の関数としての時間的遅
延制御により置換されるよう制御ユニット８に自己監視
手段１３を接続するような措置が講じられている。充て
ん口の時間制御がその口に特定的に適合させられている
ようにするためには、制御ユニット８が各充てん口の実
際の充てん時間を記憶し、平均実際充てん時間及び定時
制御への切替えの前の当該充てん口に相応する少なくと
も１つの実際充てん時間の一関数として不良な秤量部材
をもつ充てん口の定時制御を実行するようにすることが
好ましい。例えば、不良になった秤量部材をもつ充てん
口が通常平均以上の実際充てん時間を有していたことが
わかっている場合、定時光てんは、連続的に更新される
平均実際充てん時間に対して同じ比率で実行される。
第２図は、設備の運転開始及び運転停止段階中の充てん
口を通しての流量を調整することをさらに限定的に目的
としている本発明のもう１つの実施例の断片的なダイヤ
グラｌ＼である。図示されている実施例においては、フ
ィート部材１は今度は、複数の充てん口に共通の一定長
の供給ダクト１４上に配置された遠心ポンプで構成され
ている。フィードポンプ１と充てん口２　（図面の簡略
化のためここではそのうちの１つのみを示した）の間で
は、共通の供給ダクト１４は複数の個別の供給ダクト１
５に細分されている。前述のものと同じ要領で、充てん
装置には、各充てん口２と結びつけられた秤（１５〉 （１６） 量部材５が含まれ、かかる秤量部材は時間測定部材１１
を含む重量処理ユニット４に接続されている。
機械が運転開始された時点すなわち第１の容器が設備上
に設置された後光てん口が選択的に作動開始させられた
時点で、個々のダクト内でフィードポンプ１により及ぼ
される供給圧力は唯一の充てん口或いは少数の充てん口
のみが作動させられる場合、全ての充てん口が作動状態
にある場合に比べて高い、ということは容易に理解でき
るだろう。
一般に、充てん口は、全ての充てん口が作動状態にある
場合に相当する動的供給圧力に対して調整されている。
従って、設備が運転開始させられている間、作動開始さ
れるべき第１の充てん口の供給ダクト１５内のより高い
動圧は、発泡又ははねかけといった混乱をひき起す。本
発明に基づくと、従って、オン／オフモードで作動する
充てん用バルブ３で＃Ｉ戒されている被制御要素に加え
て、複数の充てん口に共通の供給ダクト１４上に配置さ
れた調整弁１６から成る調節装置要素を備えつけること
が有利である。
通常運転中一定の流量を保持することを目的とするその
利用分野において、時間測定部材１１は前述のものと同
様、実際の充てん時間を測定するために用いられ、前述
のとおり、基準時間と実際の時間を比較し該当する場合
にはわずかに開放又はわずかに閉鎖すべく調整弁１６に
対し１つの信号を与えるよう、共通の制御ユニット８が
作動する。
機械の運転開始を目的とするその利用分野にＪ３いて、
時間測定部材１１は秤量部材５が送った信号と共に、作
動中の充てん口の瞬間的流量を計算するのに用いられる
。次に共通の制御ユニット８は、測定された瞬間的流量
或いはこれらの瞬間的流量の平均を、比較の関数として
調整弁１６に対し作用する瞬間的流量基準値と比較する
。機械が運転開始されると、バルブ１６は、作動状態に
されるべき第１の充てん口を操作するのに充分な流量を
保証するために適当な最小限の開口度に調整される。
第２の充てん口が作動状態にされると、作動状態にある
充てん口の各々における流量は低下する傾向をもつ。瞬
間的流量についてのこの降下は共通（１７） （１８） の制御ユニット８により検出され、このユニット８は調
整弁１６の開口度を増大させるため信号を送る。新しい
充てん口が使用開始される毎に、共通のダクト１４を通
っての流量は、こうして個々のダクト１５内で必要とさ
れる流量の合計に適合させられる。
同様にして機械が運転停止された場合、充てん口は徐々
に１つずつオフに切替され、このとき共通の制御ユニッ
ト８は調整弁１６を徐々に閉じて、多光てん口を通して
一定の流量を確保する。
瞬間的流量の測定は、機械の運転開始又は運転停止の間
のみならず機械の正常運転中も調整弁１６に対し作用し
、主ダクト１４に沿っての流量が例えば包装中の物質の
粘度の変動といった発生する可能性ある混乱にもかかわ
らず調整されているようにするために用いられうる、と
いうことがわかる。
しかしながら、容器を充てんするのに要した実際の時間
を計算することなく瞬間的流量が単独で用いられる場き
、秤量部材５が故障した場合に定時制御に切替ることは
もはや不可能である。従って本発明に基づく装置は、好
ましくは瞬間的流量と実際の容器光てん時間を同時に計
算するように設計されている。
第３図は、充てん用装置には第２図の渇きと同様に共通
ダクト１４に供給を行なう遠心ポンプ１が含まれている
ような第３の実施例を示している。
遠心ポンプ１のすぐ下流では、共通ダクト１４は個々の
ダクト１５に細分されている。−各々の個別ダクト１５
は充てん口２に供給するため上に配置された独自の可変
的開口度の流量制御部材１７を有しており、当該実施例
においては、充てん口は独自のオン／オフバルブを含ん
でいない。かかる装置には同様に、時間測定部材１１を
含み秤量部材５及びその自己監視手段１３から入力を受
けとり流量制御部材１７及び警報装置１２に対し出力を
提供する秤量処理ユニット４も含まれている。
この装置は、第１図の装置の場合と同様に有効な充てん
時間を測定しながら一定の流量で作動するか、或いは又
瞬間的流量を計算するため及び必要な場合には予め選ば
れたバラ、メータの関数としく１９） （２０） て流量基準値を変化させるため時間測定部材１１を用い
ることによって作動する。例えば、物質が容器の底面に
ぶつかったときに泡を形成しないようにするためそして
容器の底面上に移動する層を形成するのに充分な量の物
質が挿入されるまでひじように低速で容器を充てんし始
めることが往々にして望ましいということがわかった。
従って、第１の流量基準値が、機械の運転開始に先立っ
て重量処理ユニット４の記憶機構内に入力される。移動
層を形成するために挿入されるべき物質の量は、包装す
べき物質の量に相応し、これはひとたび秤量部材５によ
り検出されると、第１の基準値よりも高く同様に記憶機
構内に記憶されている第２の基準値への流量基準値の変
化を引き外し、こうして容器内に挿入された物質の質量
が第２の閾値例えば挿入すべき物質の合計質量より１０
％下といった第２の閾値に達するまで容器の大部分が急
速に満たされることができるようにする。この第２の閾
値に達すると秤量部材５は、低い流量で充てんを終結で
きるようにするより低い基準値までの流量基準値の新た
な変化を引き外し、こうして、充てんが最終的に停止さ
れる時点に優れた精度が得られることになる。当該実施
例においては、各々の充てん段階は、記憶され自己監視
手段１３が秤量部材の故障を検出した場合に定時光てん
のためのベースとして使用されうるような一定の長さの
時間を占めうるということがわかる。当該実施例におい
ては同様に、充てん口２は流量制御部材１７から下流の
ダクトの一部分の中の流量が安定化しうるよう流量制御
部材１７から充分な距離のところにあるということもわ
かる。流量制御部材１７と充てん口２の間にあるダクＩ
〜の一部分が空になるのを防ぐため、さらには流量制御
部材１７が完全に閉しられたときに充てん口上に液滴が
形成するのを防ぐため、充てん口の底面開口部は好まし
くは、流量制御部材１７よりも高いレベルにある。
当然のことながら、本発明は以上に記述した実施例に限
定されるものではなく、本発明の範囲がら逸脱すること
なく数多くの変形実施態様が利用可能である。特に、可
変的開口度の流量制御部材（２１） （２２） １７の使用を、個々のダクトへの供給ダクトの細分から
上流で共通のダクト１４上に配置された調整弁と組合せ
ることも可能である。
本発明に基づく装置は、包装中に著しく深さが変化し従
ってそれに応じて供給圧力にも変化が生じるようなタン
クからのフィードといった一般的な場合に特に有効であ
る。
調整弁１６又は１７を用いる場き、又さらに限定的に言
うとフィード部材が可変的深さを含むタンクである場合
、調整弁を通しての初期開口度がかかるバルブから上流
で測定され考慮中の機械内の制御部材又はそれと同等の
もの又は秤量処理ユニット４に対し適用された静圧の関
数として調整されるようにするのが有利であると考えら
れる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１の実施例の断片的概略図、 第２図は、本発明の第２の実施例の断片的概略図、 第３図は、本発明の第３の実施例の断片的概略図である
。 ２・・・充てん口、 ４・・・重量処理ユニット、 ８・・・共通の制御部材、 １１・・・時間測定部材、 １３・・・自己監視手段、 １７・・・流量制御部材。 ３・・・充てん用バルブ、 ５・・・秤量部材、 ９・・・レベルセンサー １２・・・警報装置、 １６・・・調整弁、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、流量制御部材（３、１６、１７）を介して少なくと
    も１つの充填口（２）に連結したフィード部材（１）を
    具備し、該流量制御部材が、秤量部材（５）に接続する
    入力部を備えた重量処理ユニット（４）の出力部に接続
    し、該流量制御部材に、該秤量部材により測定した重量
    の関数として開放信号及び閉鎖信号のいずれかを送るよ
    うに構成した容器充填装置において、前記重量処理ユニ
    ットが、前記流量制御部材を通る物質の流量を算出し、
    算出した該流量を流量基準値と比較し、比較の結果の関
    数として該物質の流量を調整することを可能にするため
    に、該重量処理ユニットに連結した時間測定部材（１１
    ）をさらに具備することを特徴とする充填装置。 ２、前記流量制御部材は、前記充填口の各々に連結した
    制御部材（３）と複数の該充填口に共通の調整部材（１
    ６）とを含むことを特徴とする請求項１記載の充填装置
    。 ３、前記充填口の各々に連結した前記制御部材（３）は
    可変断面からなる開口を含み、該充填口の各々に連結し
    た前記重量処理ユニット（４）は該充填口の各々につい
    て前記流量基準値との個々の比較を行ない、前記充填装
    置は複数の該充填口の前記算出流量を合計して前記共通
    の調整部材（１６）に作用させる共通の制御部材（８）
    をさらに含む、ことを特徴とする請求項２記載の充填装
    置。 ４、前記充填口の各々に連結した前記流量制御部材（１
    ７）は可変断面からなる開口を含み、前記物質の流量は
    該充填口の各々について、連結した該流量制御部材の各
    々に作用することにより調整される、ことを特徴とする
    請求項１記載の充填装置。 ５、前記流量制御部材（１７）は前記充填口（２）の前
    段の流れを確実に安定化するために充分な長さのダクト
    によって該充填口から分離し、該充填口は該流量制御部
    材よりも高いレベルに配置した下部開口を備える、こと
    を特徴とする請求項４記載の充填装置。 ６、前記各充填口の前記流量基準値は対応する容器の充
    填度合の関数として可変であることを特徴とする請求項
    ３〜５のいずれか一項に記載の充填装置。 ７、前記時間測定部材（１１）は前記流量制御部材（３
    ）が開放している実際の充填時間を測定し、前記充填装
    置は該実際の充填時間を基準時間と比較する手段（８）
    と、該流量制御部材（３）を通る前記物質の流量を実質
    的一定に維持するために該実際の充填時間と該基準時間
    との差の関数として作用する手段（９）とをさらに含む
    、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載
    の充填装置。 ８、前記実際の充填時間と臨界充填時間とを比較する比
    較手段（８）と、該実際の充填時間が該臨界充填時間に
    達したときに警報器（１２）を誘起する手段とを含むこ
    とを特徴とする請求項７記載の充填装置。 ９、複数の充填口（２）を含んだ充填装置であって、該
    充填口の各々に対応した前記実際の充填時間の平均を取
    り、該実際の充填時間の平均と前記基準時間との差の関
    数として前記流量制御部材を通る流量を制御する共通の
    制御部材（８）を含むことを特徴とする請求項７又は８
    記載の充填装置。 １０、前記フィード部材は規制深さを持つフィードタン
    ク（１）であり、物質の実質的一定な流量を維持する前
    記手段が該フィードタンク内の物質の深さに作用するこ
    とを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項記載の充填
    装置。 １１、前記秤量部材が不良秤量部材を検知する自己監視
    手段（１３）を含む充填装置であつて、前記制御部材（
    ８）は該自己監視手段（１３）に連結して、不良秤量部
    材に連結した前記流量制御部材（３）を対応する前記重
    量処理ユニット（４）を短絡する定時制御によって制御
    し、該定時制御は他の前記充填口に対応した前記実際の
    充填時間の平均値の関数として実行される、ことを特徴
    とする請求項９又は１０記載の充填装置。 １２、前記制御部材（８）は前記各充填口に対応する前
    記実際の充填時間を記憶する手段を含み、充填口の前記
    定時制御は該実際の充填時間の平均と該定時制御に切換
    える前の該充填口に対応した少なくとも１つの該実際の
    充填時間との関数として実行される、ことを特徴とする
    請求項１１記載の充填装置。
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