JPH05254595A - 回転式液体充填機の充填バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 充填液の粘性、発泡性等の性状に応じて充填
バルブの開度を迅速かつ確実に自動的に調節できると共
に充填バルブ閉鎖時における開閉制御機構に作用する衝
撃を防止し、長期に亘り高精度の充填を可能にする。 【構成】 回転式液体充填機における各充填バルブ本体
１毎に サーボコントローラー４２で制御されるバルブ
サーボモーター２１、バルブカム２２及びバルブレバー
２３からなる開閉制御機構を設けたバルブステム１２を
上下し、その下端部に設けたフローバルブ１３の開口度
を調節できるようにすると共に前記バルブステム１２に
設けたピストン１４で充填バルブ本体１の上部に密閉し
たディファレンシャルチャンバーを形成し、該ディファ
レンシャルチャンバーにピストン１４の下面に作用する
充填液の圧力と均衡する圧力気体を注排できるようにし
てフローバルブ閉鎖時における開閉制御機構への機械的
衝撃を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は飲料を容器に充填する回
転式液体充填機の充填バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近は充填飲料の多様化が進んでいる
が、充填バルブの開度の調節に関するものとしては、特
開昭６４ー４５２９０号公報が知られているだけで、充
填液の粘性、発泡性に適応して充填バルブの開閉を行う
ことについては全く配慮がなされていないのが現状であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】充填バルブにおける上
向きの閉鎖機構は、容器空間の圧力負荷解放時に確実に
行われるように構成されているために、その直前から完
了するまでの間外方からの開閉制御機構によって弁座に
かかる液圧に対抗した上向きの負荷を作用せしめておく
必要がある。しかしながらこのようにすると高速充填に
なる程開閉動作の度毎に前記開閉制御機構に対して過大
な機械的衝撃が作用することになり、開閉制御機構にお
ける歯車支持体や制御カム等が摩耗し易くなり、開閉制
御を長期に亘り円滑確実に行うことができない問題点が
ある。

【０００４】これらの現状に鑑み、本発明は充填液の粘
度、発泡性等の性状に適応したフローバルブの開度調節
が自動的かつ迅速確実にできると共にフローバルブの開
閉制御機構の耐久性を向上するようにした回転式液体充
填機の充填バルブを提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、バルブステムの下端に設けたフローバルブ
の開閉を制御するバルブカムと該バルブカムの回動変位
をバルブステムに伝達するレバー機構と前記バルブカム
を設定した回転角に回動する駆動手段とを各充填バルブ
本体毎に設置したものである。

【０００６】また前記バルブステムの上部にピストンを
固着して充填バルブ本体の上部に密閉したディファレン
シャルチャンバーを形成し、該ディファレンシャルチャ
ンバーにはピストン下面に作用する充填液の圧力と均衡
する加圧気体を注排自在に形成すると、フローバルブの
開閉制御機構に対する衝撃を防止できその耐久性を向上
することがきる。

【０００７】

【作用】予め充填する液体の性状に応じてフローバルブ
が所定の開口を保持するようにバルブカムの回転を設定
制御しておくと共に充填時にはディファレンシャルチャ
ンバー内に加圧ガスを供給してピストンの上下部に圧力
差がない状態において、バルブカムの回動によるレバー
機構でバルブステムを下降せしめてフローバルブを所定
の開度に開口して充填液体を容器に流下充填し、充填が
終了するとバルブカムは逆回転してバルブステムを旧位
置に上昇せしめた後、ディファレンシャルチャンバーの
加圧ガスを排気してピストン上下部に差圧を発生せしめ
その圧力差によりフローバルブは弁座に円滑に上昇して
シールする。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
回転式液体充填機の充填バルブ本体１は、回動する充填
バルブ取付台２に取付けられた上部ケース３とその下部
に固着された下部ケース４とで構成され、下部ケース４
の外周部には充填する容器をシールするためのシール部
材５を装着したスライドケース６が昇降機構７で上下昇
降自在に嵌装されている。

【０００９】前記充填バルブ本体１の中心部には、中心
にベント通路８を有しかつ下端に入味レベルを決定する
ためのフロートバルブ９を有するベントチューブ１０が
設けられ、該ベントチューブ１０の上部外側にベント係
合部材１１が固着されると共に前記ベントチューブ１０
の外側に摺動自在に嵌装されたバルブステム１２の下端
には充填液の充填を制御するフローバルブ１３が、中間
部には前記上部ケース３内に嵌合したピストン１４が、
更に上端にはバルブ係合部材１５が夫々設けられてい
る。

【００１０】前記ベント係合部材１１の上部にはベント
レバー１６が係合し、該ベントレバー１６は充填バルブ
本体１毎に設置されたベントサーボモーター１７で制御
されるベントカム１８で作動されるように構成されてお
り、ベントサーボモーター１７の駆動によりベントカム
１８及びベントレバー１７を介してベント係合部材１１
をベントスプリング２０に抗して下方に押圧してベント
チューブ１０を下降でき、また前記バルブ係合部材１５
には、充填バルブ本体１毎に設置されたバルブサーボモ
ーター２１で制御されるバルブカム２２で作動されるバ
ルブレバー２３が係合し、バルブスプリング２４に抗し
てバルブステム１２を下降できるように構成されいる。

【００１１】前記上部ケース３の上端はケースキャップ
２５により密閉されて前記ピストン１４との間にディフ
ァレンシャルチャンバー２６を形成し、該ディファレン
シャルチャンバー２６はチャンバー供給バルブ２７とチ
ャンバー排気バルブ２８に夫々連通していると共に前記
上部ケース３のピストン１４の下方部には充填液を接線
方向から導入するフローポート２９が設けられ、貯液槽
３０からの充填液をデストリビューター３１と分岐管３
２を介して充填バルブ本体１の主流通路３３に導入しフ
ローバルブ１３部分に供給できるように構成されてい
る。

【００１２】また前記下部ケース４には充填する容器に
炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給通路３４と、充填後の
容器内の圧力を大気に解放するためのスニフト通路３５
とが夫々設けられており、前記炭酸ガス供給通路３４は
炭酸ガス供給バルブ３６を介して炭酸ガス供給チャンバ
ー３７に、またスニフト通路３５はスニフトバルブ３８
を介して大気に連通しているスニフトチャンバー３９に
夫々連結しており、更に前記ベントチューブ１０のベン
ト通路８の上端は充填中の容器内のガスを排気できよう
にベントバルブ４０を介して貯液槽３０の上部の加圧気
相部４１に連通している。

【００１３】しかして前記ベントサーボモーター１７は
予め充填液の種類、容器の大きさ等に応じて選択設定さ
れたサーボコントローラー４２からの正転パルス信号又
は逆転パルス信号数に対応した角度だけ回転し、またベ
ントカム１８はベントサーボモーター１７の正転時の回
転角度に比例してカムストロークが増加しベントレバー
１６によりベント係合部材１１をベントスプリング２０
に抗して下方に押圧しベントチューブ１０を下方に押し
下げるものであり、ベントサーボモーター１７が逆転す
ればベントチューブ１０は前記と逆に旧位置に復帰する
ことになる。

【００１４】また前記バルブサーボモーター２１も正転
の際はバルブカム２２のカムストロークが回転角度に比
例して減少し、バルブレバー２３を介してバルブスプリ
ング２４で下方へ付勢されているバルブ係合部材１５を
下方に押圧してバルブステム１２を下降することがで
き、逆転の際は前記と逆に旧位置に復帰するものであ
り、これらの充填工程中の動作指令はシーケンサー４３
により行うと共にこのシーケンサー４３はチャンバー供
給バルブ２７、炭酸ガス供給バルブ３６、スニフトバル
ブ３８、チャンバー排気バルブ２８、ベントバルブ４０
の充填工程中の動作指令も行うものである。

【００１５】また炭酸ガス供給チャンバー３７と貯液槽
３０の加圧気相部４１のガス圧は同圧に減圧弁４４・４
５で調整されており、貯液槽３０の液位は液面制御装置
の信号によりポンプ４６の吐出量を制御して一定に保持
され、更に充填バルブ本体１に対する液位は、重力で流
れるために必要なヘッド圧が確保されている。

【００１６】本発明の実施例は上記のように構成されて
いるから、充填する液体の種類又は容器の大きさ等に対
応したフロートバルブ９の調節位置及びフローバルブ１
３の開口度をパルス数として予めサーボコントローラー
４２に記憶させておき、充填作業により充填バルブ取付
台２により回動する容器載置テーブル４７上に位置決め
された容器Ａに昇降機構７によりスライドケース６を下
降せしめてシール部材５により容器Ａを密閉すると、シ
ーケンサー４３からの信号によりスニフトバルブ３８と
炭酸ガス供給バルブ３６とが順次開き、容器Ａ内の大気
エヤーを排気した後スニフトバルブ３８は閉じ容器Ａ内
は炭酸ガスで加圧された後炭酸ガス供給バルブ３６は閉
じる。するとシーケンサー４３からの指令によりベント
サーボモーター１７が前記予め設定したパルス数に応じ
た角度だけベントカム１８を回転しベントレバー１６を
介してベントチューブ１０が下降しフロートバルブ９の
位置を予め設定した下降位置に調節する。

【００１７】次にベントバルブ４０が開き貯液槽３０の
加圧気相部４１と容器Ａ内のガス圧とを同圧にした後今
まで大気圧下であったディファレンシャルチャンバー２
６にチャンバー供給バルブ２７が開いてピストン１４の
上下部における圧力差をなくする。

【００１８】次いでバルブサーボモーター２１が前記予
め設定したパルス数に対応してバルブカム２２を回転し
バルブレバー２３はバルブ係合部材１５を介してバルブ
ステム１２を下降せしめてフローバルブ１３を所定の開
度で開口するので充填液は主流通路３３から流下して充
填が開始される。そして容器Ａ内の液面水位が徐々に上
昇すると同時に容器Ａ内のガスはベント通路８から貯液
槽３０の加圧気相部４１に流入して排気弁４８から外部
に排出される。充填液の水位が上昇してフローバルブ９
を浮上しベント通路８が閉じると、充填液とガスの置換
作用は停止、充填作用が終了する。するとバルブサーボ
モーター２１は逆作動しフローバルブ１３が閉鎖した
後、チャンバー供給バルブ２７が閉じると同時にチャン
バー排気バルブ２８は開き、ディファレンシャルチャン
バー２６のガス圧を大気に解放してピストン１４の上下
部に圧力差を発生させ、フローバルブ１３は主流通路３
３を確実にシールし、更にベントサーボモーター１７も
逆作動してフロートバルブ９をバルブステム１２内に引
き戻してからベントバルブ４０を閉じ、次いでスニフト
バルブ３８を開いて容器Ａ内上部のヘッドスペースのガ
スを大気に排除して容器Ａとシール部材５とを離反して
充填動作は終了するものである。なお図中４９は圧力セ
ンサーで、容器の変形等でカウンタープレシャーが所定
圧に達しない場合にチャンバー供給バルブ２８の作動を
停止しフローバルブ１３が開かないようにするための安
全装置である。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、回転式液体充填機の各充填バ
ルブ本体に、バルブステム、該バルブステムを昇降する
レバー機構、該レバー機構を作動するバルブカム及び前
記バルブカムを制御する駆動手段からなるフローバルブ
の開閉制御機構を設けて、充填液の粘度、発泡性等の性
状に適応してフローバルブの開度調節を充填作業におい
て迅速かつ確実に行うことができ、最近のような多様種
の充填液に対する頻繁なフローバルブの開度調節操作を
円滑簡易に行い、品質の一定した高精度の製品を高能率
で生産することができる。

【００２０】また本発明におけるフローバルブの上方へ
の閉鎖作用は、各充填バルブ本体にバルブステムに設け
たピストンによりディファレンシャルチャンバーを形成
し、ビストン下面に作用する充填液体の液圧とバランス
した加圧気体をディファレンシャルチャンバーに注排で
きるようにしたことにより、フローバルブの開閉制御機
構への機械的衝撃を緩和してその摩耗を防止し、高速充
填においても恒久的に高精度の充填作業ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部の一部切欠正面図。

【図２】同要部の一部切欠正面図。

【図３】本発明の充填バルブ本体上部の一部切欠正面
図。

【図４】本発明の充填バルブ本体下部の一部切欠正面
図。

【符号の説明】

１ 充填バルブ本体 １２ バルブステム １３ フローバルブ １４ ピストン ２１ バルブサーボモーター ２２ バルブカム ２３ バルブレバー ２６ ディファレンシャルチャンバー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブステムの下端に設けたフローバル
   ブの開閉を制御するバルブカムと該バルブカムの回動変
   位をバルブステムに伝達するレバー機構と前記バルブカ
   ムを設定した回転角に回動する駆動手段とを各充填バル
   ブ本体毎に設置したことを特徴とする回転式液体充填機
   の充填バルブ。
2. 【請求項２】 バルブステムの上部に固着したピストン
   で充填バルブ本体の上部に密閉したディファレンシャル
   チャンバーを形成し、該ディファレンシャルチャンバー
   にはピストン下面に作用する充填液の圧力と均衡する加
   圧気体を注排自在に形成した請求項１記載の回転式液体
   充填機の充填バルブ。