JPH1063U - 液体計量分配装置用の弁構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体を計量分配するのに正確で且つ効果的な
液体計量分配装置を提供すること、液体の製品を容器に
計量分配するとともに空気を容器から逃がすことのでき
る液体計量分配装置を提供すること 【解決手段】 弁要素に設けられた弁ステムと、該弁ス
テムから突出していて、ケーシングに対して移動するよ
うにステムを案内するための複数のアームとを有し、弁
要素はさらに、実質的に截頭円錐形で弁座と係合してシ
ール領域を形成する弁基部と、弁基部の軸線と実質的に
平行な方向に弁基部の外周から延びたフィンとを有して
おり、弁基部の残部は殆ど障害となるものがなく、アー
ムは、液体がケーシングから流出するとき液体の乱れを
最少にするようにシール領域から間隔を隔てている液体
計量分配装置用の弁構造体。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、液体充填時に路に沿って空のカートンを搬送し次いで密封する自動 充填機械に関し、より詳細には、かかる機械用の弁構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】

米国特許第4,448,008 号に開示されているような高速自動充填機械が、ミルク やジュースのような液体でカートンを充填するのに使用されている。これらの充 填機械は、機械の充填部分が前進するとき各カートンに所定量の液体を計量分配 するのに必要である。 かかる自動充填機械には、米国特許第4,402,461 号及び同第4,817,688 号に開 示されているようなダブルべロー型、或いは、米国特許出願第07/216,335号及び 同07/205,271号に開示されているようなトリプルベロー型を含む、多くの異なる 設計のものがある。 米国特許第4,402,461 号及び同第4,817,688 号は、上側ベローから下側ベロー への液体の流れを制御する弁を収容するアクティベータ・スリーブが組込まれた 一対のベローを有する計量分配装置を開示している。排出弁が下側ベローの下端 に取付けられている。アクティベータ・スリーブは軸線方向に往復運動するよう に取付けられており、スリーブと連結された各ベローの端はスリーブとともに移 動する。それぞれのベローの両端は不動に保持されており、本体の一方向におけ る軸線方向の運動はベローの一方を圧縮し他方を膨張させる。

【０００３】 米国特許出願第07/216,335号に開示されたトリプルベロー型の計量分配装置は 、少なくとも下側の２つのベローを軸線方向に貫通する弁ステムを有する。最も 下側ベローを通る液体の流れを制御するために、弁要素が弁ステムの基部に取付 けられている。弁要素は弁ステムから半径方向に突出し、最も下側のベローの基 部に設けられたノズルの内部で弁ステム及び弁基部を支持する半径方向ガイドを 有する。 米国特許出願第07/205,271号に開示されたトリプルベロー型の計量分配装置は 、少なくとも最も下側のベローを軸線方向に貫通する弁ステムを有する。弁要素 が、最も下側のベローを通る液体の流れを制御するために、弁ステムの基部に取 付けられている。弁要素は、弁要素の基部から上方に弁ステムと平行に延びたガ イド部材を有する。ガイド部材は、ベローを通って弁ステムを軸線方向に案内す るために、ノズル開口部にきっちりと嵌まり込んでいる。

【０００４】 上述のトリプルベロー型の計量分配装置の半径方向ガイド及びガイド部材の重 要な機能は、充填されているカートンから空気を逃がすために、液体が計量分配 装置を出るとき液体の流れを分離することである。あいにく、半径方向のガイド 及びガイド部材は、最も下側のベローの基部のところで液体が弁を通過するとき に液体に乱流を作り出す。かくして、上述の装置がカートンの充填の際にカート ンから空気を逃がす所望の結果を達成するけれども、その結果生ずる乱流は、容 量内に好ましくない量の気泡を作り出す。さらに、弁要素の基部の形状により少 量の液体製品が霧化し、その結果、カートンの密封領域及び隣接する機械面が霧 化された液体製品で汚染される。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従来の液体計量分配装置を考慮して、本考案の目的は、液体を計量分配するの に正確で且つ効果的な液体計量分配装置を提供することである。 本考案の別の目的は、液体の製品を容器に計量分配するとともに空気を容器か ら逃がすことのできる液体計量分配装置を提供することである。 本考案のさらに別の目的は、液体を容器に計量分配するとともに液体に生ずる 乱流を最小にすることのできる液体計量分配装置を提供することである。 本考案のさらに別の目的は、充填作業中、液体の霧化を最小にする液体計量分 配装置用のノズルを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

これらの目的は、中央ボアをもつ排出ノズルを有し、該中央ボアが中央軸線と 内壁と弁座を形成する縁部とを有する液体計量分配装置用の弁構造体を提供する ことによって、本考案により達成される。移動可能な弁要素が、ノズルから流出 する液体を制御するために、ボアと協同する。弁要素は、中央軸線に沿って延び た弁ステムを有する。弁要素は、中央軸線に沿って往復運動するように取付けら れている。弁基部が弁ステムの端部に取付けられており、弁座に接触してノズル からの流れを遮断する。弁基部はその外周縁部にシェアステップを有し、シェア ステップの内側肩部は、弁が閉鎖位置にあるとき弁座に接触して密封を形成する 。複数のアームが弁ステムから突出し、ボアの内壁に対して弁ステムを案内し、 アームは弁基部から間隔を隔てている。単一のフィンが、弁ステムの軸線と垂直 な方向に弁基部の外周から延びており、液体がノズルを出るとき液体の流れを分 離する。

【０００７】

【考案の実施の形態】

図１を参照すると、本考案の弁構造体の好適な実施例が、米国特許出願第07/2 05,271号に開示された型式のトリプルベロー型計量分配装置に組込まれた状態で 示されている。この特許出願の要旨は、参照文献としてここに例示されている。 もちろん、この考案の弁構造体を、ダブルべロー型装置或いはこの形式の往復動 排出弁を有する他の計量分配装置に組込むこともできる。 計量分配装置２は、分配される液体が通過する３つのベロー４、６、８を有す る。排出ノズル１０が、最も下側のベロー８の基部に取付けられている。計量分 配装置の作動方法は米国特許出願第07/205,271号に詳細に記載されているので、 ここでは詳細には説明しない。

【０００８】 排出ノズル１０は、最も下側のベロー８の基部に公知の方法で固定された円筒 形のケーシング１２を有する。弁ステム１４を有する弁要素が最も下側のベロー ８の内部に取付けられており、弁要素は、弁ステム１４に固定された円形板２６ によってケーシング１２の内部でばね１６によって閉鎖位置の方へ付勢されてい る。弁ステム１４は、図１に示すように、下方に移動すると開放し上方に移動す ると閉鎖する。ケーシング１２の内面１８は円筒形であり、弁要素が往復運動し 易いように実質的に平滑である。 弁座２０がケーシング１２の下端に設けられ、弁要素の基部２２との密封を形 成する。図３及び図４に一層詳細に示されているように、弁要素の基部２２の外 周密封領域２５に、シェアステップ２４を設けるのが好ましい。シェアステップ ２４の目的は、弁基部２２の末端が弁座２０に係合する前に製品の流れを減少さ せることである。この構成は、カートンの密封領域又は機械の隣接面を汚染する 製品の好ましくない吐出又は霧化を除去し、或いは実質的に減少させる。

【０００９】 好適な実施例の例として、弁基部２２の直径は約5.８cm（2.３in) であり、長 さ方向軸線からの弁座２０の角度は約４６度であり、軸線方向に沿って測定した シェアステップ２４の高さは約0.７６mm（0.０３in）である。シェアステップが 大きすぎると効果的に作動しない。かくして、ノズルが閉鎖位置の方へ移動する とき、シェアステップ２４はケーシング１２の内部に係合し、密封領域２５が弁 座２０に係合する前に製品の流れを遮断する。弁座２０と弁基部２２との接触を 容易にするために、シェアステップ２４と肩部２８との交差部３０に約0.127 〜 0.３８１mm（0.００５〜0.０１５in）の曲率を設けるのが好ましい。曲率が0.３ ８１mm（0.０１５in）以上の場合には、弁は有効に作動しない。 カートンを液体の製品で充填する際にカートンから空気を逃がすように製品の 流れを分けたり遮断したりするために、弁基部２２の外周に軸線方向に単一のフ ィン３２が位置決めされている。図４に示すように、フィン３２の外壁３４が弁 基部２２の外周縁の曲率に順応するように湾曲しているが、フィン３２の横断面 は実質的に三角形である。従って、弁要素の中央に面したフィン３２の部分は、 製品の流れを分け易くする縁部を形成する。表面３６が、フィン３２の先端のと ころで弁要素の中央の方へ約４５度傾斜している。液体の製品の流れを分離する 能力を高めるように、表面３６に３つの鋭い隅角部を形成するのが好ましい（図 ４参照）。図２及び図５で分かるように、ケーシング１２の内壁に係合するため に、バッド又はシュー３８がフィン３２の外縁部３４に設けられている。 本考 案が液体の流れを分離するために１つのフィンしか使用してないので、液体を分 離するのに４つのフィンを使用している上述の装置よりも横横面積が小さい。こ の特徴は、製品の円滑な流れに貢献し、かくして、容器に充填される製品の乱流 を少なくし気泡の発生を減少させる。また、鋭い垂直縁部３３は、容易からの気 体の漏洩を邪魔するより大きな表面張力の液体が弁要素の縁部のところで合流す るのを避ける効果を有する。

【００１０】 弁ステム１４をノズル１０の内部で心出しし案内するために、３つのアーム４ ０、４２、４４が弁ステム１４から突出している。３つのアーム４０、４２、４ ４は、弁ステム１４の軸線方向から約１２０度の角度で弁ステム１４から延びて おり、アーム４０、４２、４４は、図４のように頂部から見たときに互いに６０ 度の角度を形成するように、半径方向に等距離間隔へだてている。アーム４０、 ４２、４４の長さは、アームがケーシング１２の内壁１８の内部で弁要素を案内 するように設計されている。 アーム４０、４２、４４は、液体の流れが弁基部２２に到達するときまでに流 れの分離又は乱流を最小にするのに十分な距離、弁基部２２から間隔を隔てられ ている。好適な実施例では、弁基部２２はアーム４０、４２、４４から少なくと も３5.６mm（1.４in）であり、アームの頂部は弁基部２２の底面から約６1.０mm （2.４in）のところに位置決めされている。かかる距離は、液体の製品がアーム のまわりを流れ次いで弁の排出部分に到達する前に合流するのを可能にする。ア ーム４０、４２、４４は、製品の流れがアームを過ぎるとき流れの乱れを最小に するように、横断面が実質的に円形であるのが好ましい。

【００１１】 従って、上述の種々の特徴は計量分配装置を通る流体の流れを一致して改善す るように個々に作用する。特に、これらの特徴は、計量分配装置から充填される べきカートンに液体製品が流れ込むとき、乱流、従って気泡を最小にするように 作用する。 トリプルベロー型計量分配装置の使用に関連して本考案を説明してきたが、使 用可能な他の多くの用途がある。また、好適な実施例に従って本考案を実施して きたが、実用新案登録請求の範囲に記載された考案から逸脱することなしに、変 形及び修正をなし得ることが分かるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】トリプルベロー型計量分配装置に使用する本考
案の弁構造体を示した部分横断断面図である。

【図２】図１に示した計量分配装置に使用する弁要素の
側面図である。

【図３】図２の線３−３における計量分配装置の横断面
図である。

【図４】図２の線４−４における計量分配装置の横断面
図である。

【図５】図２の線５−５における計量分配装置の側面図
である。

【図６】図３の円形囲み部分の拡大詳細図である。

【符号の説明】

２・・・計量分配装置、 ４、６、８・・・ベロー、 １０・・・排出ノズル、 １２・・・ケーシング、 １４・・・弁ステム、 １６・・・ばね、 ２０・・・弁座、 ２２・・・弁基部、 ２４・・・シェアステップ、 ３２・・・フィン、 ４０、４２、４４・・・アーム、

Claims (9)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 排出ノズルケーシングを通る加圧液体の
   排出を、ケーシングの弁座に密着する移動可能な弁要素
   によって制御するための、液体計量分配装置用の弁構造
   体において、 弁要素に設けられた弁ステムと、該弁ステムから突出し
   ていて、ケーシングに対して移動するようにステムを案
   内するための複数のアームとを有し、弁要素はさらに、
   実質的に截頭円錐形で弁座と係合してシール領域を形成
   する弁基部と、弁基部の軸線と実質的に平行な方向に弁
   基部の外周から延びたフィンとを有しており、弁基部の
   残部は殆ど障害となるものがなく、アームは、液体がケ
   ーシングから流出するとき液体の乱れを最少にするよう
   にシール領域から間隔を隔てていることを特徴とする液
   体計量分配装置用の弁構造体。
2. 【請求項２】 前記複数のアームは、弁ステムから半径
   方向に、弁ステムから半径方向に、弁ステムの中央軸線
   から約６０度の角度をなして延びた３つのアームからな
   ることを特徴とする請求項１に記載の液体計量分配装置
   用の弁構造体。
3. 【請求項３】 前記弁要素の基部とアームとの間の軸線
   方向距離は、液体が基部に到達する前に液体が合流する
   ことができるのに十分であることを特徴とする請求項１
   に記載の液体計量分配装置用の弁構造体。
4. 【請求項４】 前記アームは、横断面が実質的に円形で
   あることを特徴とする請求項１に記載の液体計量分配装
   置用の弁構造体。
5. 【請求項５】 前記弁要素は、実質的に截頭円錐形の弁
   基部と、その外周縁には、弁要素を弁座に当てて閉鎖す
   るとき液体の流れを効果的に止めるように外周縁に沿っ
   てシェアステップが設けられていることを特徴とする請
   求項１に記載の液体計量分配装置用の弁構造体。
6. 【請求項６】 前記フィンは、横断面が実質的に三角形
   であり、弁要素の中央に方へ下方へ傾斜した前縁部を有
   することを特徴とする請求項１に記載の液体計量分配装
   置用の弁構造体。
7. 【請求項７】 前記フィンは弁要素に隣接して尖った縁
   部を有しており、該縁部は前記中央軸線と平行に延びて
   いることを特徴とする請求項６に記載の液体計量分配装
   置用の弁構造体。
8. 【請求項８】 前記弁ステムから突出したアームは、三
   つの等距離間隔隔てたアームであることを特徴とする請
   求項６に記載の液体計量分配装置用の弁構造体。
9. 【請求項９】 前記アームは、シール領域から１、４イ
   ンチ（３５．６ｍｍ）以上の距離を隔てていることを特
   徴とする請求項８に記載の液体計量分配装置用の弁構造
   体。