JPH11310297A - Beverage filling device - Google Patents

Beverage filling device

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Publication number
JPH11310297A
JPH11310297A JP11982198A JP11982198A JPH11310297A JP H11310297 A JPH11310297 A JP H11310297A JP 11982198 A JP11982198 A JP 11982198A JP 11982198 A JP11982198 A JP 11982198A JP H11310297 A JPH11310297 A JP H11310297A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
beverage
valve
filling
opening
container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11982198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidemi Kaseyama
秀見 枦山
Juzo Sawada
重三 沢田
Yukio Kusagaya
幸男 草ケ谷
Hironari Kano
弘成 叶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Nippon Koki KK
Kinjo Kikoo Co Ltd
Original Assignee
Shin Nippon Koki KK
Kinjo Kikoo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Nippon Koki KK, Kinjo Kikoo Co Ltd filed Critical Shin Nippon Koki KK
Priority to JP11982198A priority Critical patent/JPH11310297A/en
Publication of JPH11310297A publication Critical patent/JPH11310297A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately fill a container with beverage within a short period of time. SOLUTION: There is provided a beverage filling device in which beverage stored in a tank 11 is filled into each of containers 4 from a plurality of nozzles 2 fixed to a rotating filling head 1 during its transferring process, wherein a valve 7 with its degree of opening being varied continuously by a motor 9 to attain an optional degree of opening set is installed for every nozzle 2. There are provided control devices 13, 15 in which a control signal is sent to each of the valves 7 individually to control a degree of opening of each of the valves 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ジュースや茶な
どの飲料を搬送過程にある容器に規定量、充填する充填
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filling device for filling beverages such as juices and teas into containers in a conveying process in a prescribed amount.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の飲料は、ペットボトルなどの容
器に充填して販売されることは周知のとおりである。そ
の充填工程は、最近では無菌状態に維持した環境の中で
おこなわれるようになってきている。具体的には、ロー
タリーヘッドを鉛直軸線を長身に回転するように配置す
るとともに、そのロータリーヘッドに開閉バルブを備え
た多数の充填ノズルを放射状に設け、そのロータリーヘ
ッドが回転することによって前記充填ノズルの旋回する
円周の下方に、ペットボトルなどの容器の搬送ラインを
設置し、タンクから送られる飲料を、前記バルブを適宜
に開閉することにより、充填ノズルから容器に向けて流
出させ、その量が容器に応じた量になった時点でバルブ
を閉じるように構成されている。
2. Description of the Related Art It is well known that beverages of this type are sold in containers such as PET bottles. The filling process has recently been performed in an environment maintained in a sterile state. Specifically, the rotary head is arranged so that the vertical axis rotates tall, and a number of filling nozzles provided with an opening / closing valve are radially provided on the rotary head, and the filling nozzle is rotated by rotating the rotary head. A conveyor line for containers such as PET bottles is installed below the swirling circumference of the container, and the beverage sent from the tank is discharged from the filling nozzle toward the container by opening and closing the valve appropriately, and the amount Is configured to close the valve when the volume of the container becomes an amount corresponding to the container.

【0003】従来、このような飲料の充填量の制御は、
充填ノズルごとに設けてある開閉バルブをオン・オフ制
御し、その全開時間を管理することによりおこなってい
る。また従来の他の制御例として、開閉バルブを全開と
全閉との中間の状態に一時的に設定し、開閉バルブの開
度を二段階に変化させて飲料の充填量を制御する方式
や、容器に実際に充填された飲料の量の平均値を検出
し、目標量からのズレに応じてバルブの開度もしくは開
き状態の時間を修正することが、従来、知られている。
[0003] Conventionally, such a control of the filling amount of the beverage is performed by:
The on / off control of the opening / closing valve provided for each filling nozzle is performed and the full opening time is managed. Further, as another conventional control example, a method of temporarily setting the open / close valve to an intermediate state between fully open and fully closed, and changing the opening of the open / close valve in two stages to control the filling amount of the beverage, It is conventionally known to detect an average value of the amount of beverage actually filled in a container and correct the opening degree of the valve or the time of the open state in accordance with a deviation from a target amount.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】容器に対する飲料の充
填時間は、製品の生産効率に大きく影響し、そのため、
容器の搬送速度を高速化すると同時に、高速で飲料の充
填をおこなうことが要求されている。このような要求を
満たすために、ノズルの開口径を大きくするとともに開
閉バルブの全開開度を大きくすることが試みられている
が、前述したように、開閉バルブを全閉状態から全開状
態に急激に変化させると、吐出した飲料の圧力の急激な
低下によって飲料に気泡が生じ、これが流量の一部とし
て検出されるために充填量の制御精度が悪化することが
ある。また容器に対して急激に飲料が送られるために、
容器の内部で泡立ち、充填完了時に泡となって容器から
あふれ出し、その結果、充填量に狂いが生じ、さらには
装置類が汚染される不都合が生じる。また開度の変化が
急激であるために、ウォーターハンマが生じる不都合が
ある。
The filling time of the beverage in the container greatly affects the production efficiency of the product,
It is required to increase the transport speed of the container and at the same time to fill the beverage at a high speed. In order to satisfy such demands, it has been attempted to increase the opening diameter of the nozzle and increase the fully open degree of the on-off valve. However, as described above, the on-off valve is suddenly changed from the fully closed state to the fully open state. When the pressure is changed to, bubbles may be generated in the beverage due to a sudden decrease in the pressure of the discharged beverage, and this may be detected as a part of the flow rate, so that the accuracy of controlling the filling amount may be deteriorated. Also, because the beverage is suddenly sent to the container,
Foaming occurs inside the container and foams out of the container when the filling is completed. As a result, the amount of filling is inconsistent, and further, there is a disadvantage that the equipment is contaminated. Further, since the change in the opening degree is abrupt, there is a disadvantage that a water hammer is generated.

【0005】これに対して開閉バルブの開度を二段階に
変化させる方式では、開度の変化が上記の例よりも緩和
されるので、ウォーターハンマをある程度抑制すること
ができるが、短時間で必要量を充填するために開閉バル
ブの全開開度を大きくすれば、開閉バルブを閉じる際の
開度の変化が、たとえ二段階で閉じるとしても、急激に
ならざるを得ない。そのために、充填量のバラツキが生
じ、これを是正するためには、開閉バルブの全開開度を
小さくするか、あるいは一時的に設定される中間の開度
の維持時間を長くする必要があり、結局は、高速充填を
おこなうことが困難になる。
On the other hand, in the method in which the opening degree of the opening / closing valve is changed in two steps, the change in the opening degree is lessened than in the above example, so that the water hammer can be suppressed to some extent. If the full opening degree of the on-off valve is increased to fill the required amount, the change in the opening degree when the on-off valve is closed must be sharp even if it is closed in two stages. Therefore, variation in the filling amount occurs, and in order to correct this, it is necessary to reduce the full opening degree of the on-off valve or lengthen the maintenance time of the temporarily set intermediate opening degree, Eventually, high-speed filling becomes difficult.

【0006】さらに、容器に対する実際の充填量を検出
し、予め決めたサンプリング数の平均充填量を求めて開
閉バルブの開度あるいは開状態の時間を修正する方式で
は、飲料の充填量のバラツキを是正することができる
が、開閉バルブの開閉制御は、上述したいずれかの方式
でおこなうことになるので、飲料の充填操作を高速化す
るにも限度があった。
Further, in a system in which the actual filling amount of a container is detected, the average filling amount of a predetermined sampling number is determined, and the opening degree of the opening / closing valve or the time of the open state is corrected, the variation of the filling amount of the beverage is reduced. Although it can be corrected, since the opening and closing control of the opening and closing valve is performed by any of the above-described methods, there is a limit to speeding up the operation of filling the beverage.

【0007】この発明は上記の事情を背景にしたなされ
たものであり、容器に対する飲料の高速充填を可能にす
る装置を提供することを目的とするものである。
[0007] The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an apparatus which enables high-speed filling of a beverage into a container.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項1の発明は、タンクに収容
された飲料を、回転運動する充填ヘッドに取り付けられ
た複数のノズルから搬送過程の容器に充填する飲料の充
填装置において、モータによって連続的に開度が変化さ
せられて任意の開度に設定されるバルブが、前記各ノズ
ルごとに設けられ、その各バルブに個別に制御信号を送
ってそれぞれのバルブの開度を制御する制御装置が設け
られていることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a beverage contained in a tank is conveyed from a plurality of nozzles attached to a rotating filling head. In a beverage filling device for filling a container in the process, a valve whose opening is continuously changed by a motor and set to an arbitrary opening is provided for each nozzle, and each valve is individually controlled. A control device for sending a signal to control the opening of each valve is provided.

【0009】また、請求項2の発明は、請求項1の構成
に加えて、前記各ノズルを流れる飲料の量を検出して電
気信号を出力する流量計が各ノズルごとに設けられ、こ
の流量計によって検出された量に応じて該流量計の設け
られているノズルに対応するバルブの開度を制御する制
御手段が前記制御装置に設けられていることを特徴とす
るものである。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, a flow meter for detecting an amount of beverage flowing through each nozzle and outputting an electric signal is provided for each nozzle. Control means for controlling the opening degree of a valve corresponding to the nozzle provided with the flow meter in accordance with the amount detected by the meter is provided in the control device.

【0010】さらに請求項3の発明は、上記の請求項1
もしくは請求項2の構成に加えて、少なくともいずれか
一つの前記流量計で検出した容器ごとの流量の平均値を
算出する手段と、その算出結果に基づいて前記タンクの
内部圧力を制御する圧力調整手段とを更に備えているこ
とを特徴とするものである。
Further, the invention of claim 3 provides the above-mentioned claim 1.
Alternatively, in addition to the configuration of claim 2, means for calculating an average value of the flow rate for each container detected by at least one of the flow meters, and pressure adjustment for controlling the internal pressure of the tank based on the calculation result. Means is further provided.

【0011】したがって請求項1の発明によれば、充填
開始時のバルブ開度を僅かずつ変化させることできるの
で、ノズルを含む管路内で飲料中に気泡が発生したり、
容器の中で飲料が泡立つことを防止でき、その直後には
バルブ開度を急激に増大させて急速充填をおこなう。そ
の時点では、前記管路の全体に飲料が充満しており、ま
た容器にも既に飲料がある程度、入っているので、バル
ブ開度を急激に増大させても気泡が生じることはない。
そして充填量が目標量に近づいた時点で、バルブ開度を
絞り、流量を僅少にできるので、充填終了時の流量制御
が正確になり、その結果、全体としての充填量を精度よ
く制御することができる。したがって充填開始直後から
終了直前までのバルブ開度を大きくすることができ、ま
た気泡などによる充填量の誤差を生じさせずにバルブ開
度を高速で変化させることができるので、充填時間を短
縮することが可能になる。
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the opening degree of the valve at the start of filling can be changed little by little, so that bubbles may be generated in the beverage in the pipeline including the nozzle,
The beverage can be prevented from foaming in the container. Immediately thereafter, the valve opening is rapidly increased to perform quick filling. At that time, the entire pipe is filled with the beverage, and the container is already filled with the beverage to some extent. Therefore, even if the valve opening is rapidly increased, no bubbles are generated.
Then, when the filling amount approaches the target amount, the valve opening can be reduced and the flow rate can be reduced, so that the flow rate control at the end of filling becomes accurate, and as a result, the overall filling amount can be controlled accurately. Can be. Therefore, the valve opening from immediately after the start of filling to immediately before the end thereof can be increased, and the valve opening can be changed at a high speed without causing an error in the filling amount due to bubbles or the like, thereby shortening the filling time. It becomes possible.

【0012】特に請求項2の発明では、ノズルを流れる
飲料の量に基づいてバルブの開度が制御されるので、飲
料の流量制御がより正確になる。
[0012] In particular, according to the second aspect of the present invention, since the opening of the valve is controlled based on the amount of the beverage flowing through the nozzle, the flow rate control of the beverage becomes more accurate.

【0013】さらに請求項3の発明によれば、飲料に作
用する背圧の変化による流量もしくは充填量に対する影
響を解消できるので、充填量の制御精度が更に向上す
る。
Further, according to the third aspect of the present invention, the influence on the flow rate or the filling amount due to the change of the back pressure acting on the beverage can be eliminated, so that the control accuracy of the filling amount is further improved.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】つぎにこの発明を図に示す具体例
に基づいて説明する。図1は全体的な構成を模式的に示
しており、充填ヘッド1に複数のノズル2が取り付けら
れている。この充填ヘッド1は、図1における鉛直軸線
Aを中心にして回転するように配置されており、その回
転駆動は図示しないモータによっておこなうようになっ
ている。またノズル2は、充填ヘッド1の下方に向けて
開口しており、またノズル2の配列ピッチは、充填ヘッ
ド1の下方に円弧状に設置されている搬送ライン3上の
容器4の間隔と一致するように設定されている。ここ
で、容器4は、ペットボトルや瓶などの適宜のものであ
ってよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described based on a specific example shown in the drawings. FIG. 1 schematically shows the overall configuration, in which a plurality of nozzles 2 are attached to a filling head 1. The filling head 1 is arranged so as to rotate about a vertical axis A in FIG. 1, and its rotation is driven by a motor (not shown). The nozzles 2 are open toward the lower side of the filling head 1, and the arrangement pitch of the nozzles 2 matches the interval between the containers 4 on the transport line 3 installed in an arc shape below the filling head 1. Is set to Here, the container 4 may be an appropriate one such as a plastic bottle or a bottle.

【0015】一方、充填ヘッド1の回転中心部には、分
配ヘッド5が設けられている。この分配ヘッド5は、全
てのノズル2が連通された中空の容器であって、前記鉛
直軸線Aに沿って配置した供給パイプ6を備えている。
この分配ヘッド5と各ノズル2との間には、制御バルブ
7と電磁流量計8とが各ノズル2ごとに設けられてい
る。
On the other hand, a distribution head 5 is provided at the center of rotation of the filling head 1. The distribution head 5 is a hollow container through which all the nozzles 2 communicate, and includes a supply pipe 6 arranged along the vertical axis A.
Between the distribution head 5 and each nozzle 2, a control valve 7 and an electromagnetic flow meter 8 are provided for each nozzle 2.

【0016】その制御バルブ7は、ロータリーバルブや
ゲートバルブあるいはバタフライバルブなどの適宜の形
式のものであって、サーボモータ9によって開度が連続
的に制御されて任意の開度に設定できるように構成され
ている。より具体的には、サーボモータ9がパルス制御
されるように構成されるとともに、このサーボバルブ9
と制御バルブ7との間に減速機(図示せず)が介在され
ており、その結果、制御バルブ7の開度を1パルスごと
にわずかずつ変化させることができるように構成されて
いる。また電磁流量計8は、その内部を流れる流体(す
なわち飲料)の量を電気的に検出して電気信号を出力す
るように構成されている。
The control valve 7 is of an appropriate type such as a rotary valve, a gate valve or a butterfly valve. The control valve 7 is controlled by a servomotor 9 so that the opening can be set to an arbitrary opening. It is configured. More specifically, the servo motor 9 is configured to be pulse-controlled, and the servo valve 9
A speed reducer (not shown) is interposed between the control valve 7 and the control valve 7, and as a result, the opening of the control valve 7 can be slightly changed every pulse. The electromagnetic flow meter 8 is configured to electrically detect the amount of fluid (ie, beverage) flowing therein and output an electric signal.

【0017】前記供給パイプ6の下端部は、充填ヘッド
1の下部の中心部に設けられたロータリージョイント1
0に接続されている。またこのロータリージョイント1
0には、飲料を収容したタンク11が連通されている。
このタンク11は、内部圧力を調整できるように構成さ
れており、その制御のために圧力調整弁12がタンク1
1に取り付けられている。この圧力調整弁12は、空電
変換器を備えたものであって、内部圧力に応じた電気信
号を出力する一方、電気信号によって動作してタンク1
1の内部の圧力を指示圧力に設定するように構成されて
いる。
The lower end of the supply pipe 6 is connected to a rotary joint 1 provided at the center of the lower portion of the filling head 1.
Connected to 0. In addition, this rotary joint 1
0 is connected to a tank 11 containing a beverage.
The tank 11 is configured so that the internal pressure can be adjusted.
It is attached to 1. The pressure regulating valve 12 is provided with a pneumatic converter, and outputs an electric signal corresponding to the internal pressure, and operates by the electric signal to operate the tank 1.
1 is configured to set the internal pressure to the indicated pressure.

【0018】さらに前記サーボモータ9を制御するため
のサーボドライブコントローラ13が設けられている。
また電磁流量計8によって検出された流量をパルス信号
として積算し、その積算値を電気信号として出力するパ
ルスカウンター14が設けられている。これらのサーボ
ドライブコントローラ13とパルスカウンター14とは
中央演算処理装置(CPU)を備えたCPUコントロー
ラ15に電気的に接続されている。さらにこのCPUコ
ントローラ15との間でデータの送受信をおこなうため
に送受信カード16が設けられている。
Further, a servo drive controller 13 for controlling the servo motor 9 is provided.
Further, a pulse counter 14 is provided which integrates the flow rate detected by the electromagnetic flow meter 8 as a pulse signal and outputs the integrated value as an electric signal. The servo drive controller 13 and the pulse counter 14 are electrically connected to a CPU controller 15 having a central processing unit (CPU). Further, a transmission / reception card 16 is provided for transmitting / receiving data to / from the CPU controller 15.

【0019】そして前記充填ヘッド1の上部の回転中心
位置に電源用および信号用のロータリーコネクター17
が取り付けられており、各ノズル2に対応して設けた各
送受信カード16がこのロータリーコネクター17に接
続されるとともに、このロータリーコネクター17から
各CPUコントローラ15および各サーボドライブコン
トローラ13ならびにサーボモータ9と電磁流量計8と
に対して給電のために配線が施されている。
A rotary connector 17 for a power supply and a signal is provided at a rotation center position above the filling head 1.
Are mounted, and each transmission / reception card 16 provided corresponding to each nozzle 2 is connected to this rotary connector 17, and each CPU controller 15, each servo drive controller 13, and the servo motor 9 are connected to the rotary connector 17 from the rotary connector 17. Wiring is provided to the electromagnetic flow meter 8 for power supply.

【0020】上記の充填ヘッド1から離れた位置にシス
テム全体の制御をおこなうメインCPUコントローラ1
8が設けられている。このメインCPUコントローラ1
8に送受信カード19が付設されており、この送受信カ
ード19が前記ロータリーコネクター17を介して充填
ヘッド1における各送受信カード16にデータ通信可能
に接続されている。
A main CPU controller 1 for controlling the whole system at a position away from the filling head 1 described above.
8 are provided. This main CPU controller 1
A transmission / reception card 19 is attached to 8, and this transmission / reception card 19 is connected to each transmission / reception card 16 in the filling head 1 via the rotary connector 17 so as to be able to perform data communication.

【0021】上述した充填装置の作用について次に説明
する。前記充填ヘッド1と搬送ライン3とは同期して動
作しており、ノズル2の旋回速度と容器4の搬送速度と
が一致している。そして容器4は、ノズル2が一周旋回
する間の一部でノズル2と共に走行するように搬送され
る。搬送ライン3上の容器4がいずれかのノズル2と一
致した時点で、そのノズル2に対応した制御バルブ7が
開かれて飲料の充填が開始される。すなわち前記タンク
11の内圧は、ノズル2との間の水頭圧の差および管路
抵抗による損失圧力より若干高い圧力に設定されてお
り、制御バルブ7を開くことにより、タンク11から前
記分配ヘッド5を介してノズル2に給液され、ここから
容器4に飲料が充填される。また容器4がこれに飲料を
充填したノズル2の下方から離れる直前に制御バルブ7
が閉じられ、飲料の充填が終了する。
The operation of the above-described filling device will be described below. The filling head 1 and the transfer line 3 operate in synchronization, and the turning speed of the nozzle 2 and the transfer speed of the container 4 match. Then, the container 4 is transported so as to travel together with the nozzle 2 during a part of the rotation of the nozzle 2. When the container 4 on the transport line 3 coincides with one of the nozzles 2, the control valve 7 corresponding to the nozzle 2 is opened to start filling the beverage. That is, the internal pressure of the tank 11 is set to a pressure slightly higher than the pressure drop due to the difference between the head pressure with the nozzle 2 and the line resistance. The liquid is supplied to the nozzle 2 through the container, and the container 4 is filled with the beverage from here. Immediately before the container 4 leaves from below the nozzle 2 filled with the beverage, the control valve 7
Is closed, and the filling of the beverage ends.

【0022】このようにして搬送過程にある容器4に飲
料を規定量、充填するための制御バルブ7の開度の制御
は、以下のようにしておこなわれる。図2はその制御例
を説明するためのフローチャートであり、先ず、飲料の
種類および容器4に対する充填量などに応じてバルブ開
度特性が設定される(ステップ1)。このバルブ開度特
性は、時間tごとの目標開度θo あるいは前記電磁流量
計8によって検出された積算流量Qごとの目標開度θo
であり、これは、予め実験的に求めておくことができ
る。特に制御バルブ7を開いた際の圧力低下に起因する
管路内での気泡の発生や、容器4に対する飲料の流入開
始時の泡立ちを回避し、また制御バルブ7を閉じる際に
規定量を超えて充填がおこなわれたりせず、あるいはノ
ズル2の内部に飲料が表面張力で残るように開度特性が
設定される。
The control of the opening of the control valve 7 for filling a prescribed amount of beverage into the container 4 in the transport process in this way is performed as follows. FIG. 2 is a flowchart for explaining an example of the control. First, the valve opening degree characteristic is set according to the kind of the beverage, the filling amount in the container 4, and the like (step 1). The valve opening characteristic is calculated based on the target opening θo for each time t or the target opening θo for each integrated flow rate Q detected by the electromagnetic flow meter 8.
Which can be determined experimentally in advance. In particular, the generation of air bubbles in the pipeline due to the pressure drop when the control valve 7 is opened and the bubbling at the start of the inflow of the beverage into the container 4 are avoided. The opening degree characteristic is set such that the filling is not performed or the beverage remains inside the nozzle 2 due to surface tension.

【0023】この目標開度θo のデータがCPUコント
ローラ15からサーボドライブコントローラ13に出力
され、そのデータに基づいて制御バルブ7におけるサー
ボモータ9がサーボドライブコントローラ13によって
制御される。その場合の制御バルブ7の実際の開度θ1
が検出され(ステップ2)、その検出値θ1 がサーボド
ライブコントローラ13に入力され、目標開度θo との
偏差Δθが求められる(ステップ3)。そしてその偏差
Δθがゼロとなるように制御バルブ7の開度が補正制御
される(ステップ4)。
The data of the target opening degree θo is output from the CPU controller 15 to the servo drive controller 13, and the servo drive 9 of the control valve 7 is controlled by the servo drive controller 13 based on the data. Actual opening θ1 of control valve 7 in that case
Is detected (step 2), the detected value θ1 is input to the servo drive controller 13, and a deviation Δθ from the target opening θo is obtained (step 3). Then, the opening of the control valve 7 is corrected and controlled so that the deviation Δθ becomes zero (step 4).

【0024】したがって制御バルブ7の開度がフィード
バック制御され、常時、目標開度にほぼ一致する。その
目標開度が上記のように設定されているので、制御バル
ブ7およびノズル2を流れる飲料の量が想定した流量に
一致する。すなわち充填開始時には制御バルブ7の開度
が低開度に設定されるので、電子流量計8を含む管路内
で気泡が発生したり、気泡を流量にカウントしたりする
ことがなく、また容器4の内部での泡立ちが防止もしく
は抑制されるので、飲料の流量すなわち容器4に対する
充填量を目標値に正確に一致させることができる。その
ため、制御バルブ7の開度を等比級数的に増大させても
想定した目標値と実際の流量との差が少なくなる。また
短時間のうちに大きい開度まで制御バルブ7を開いても
目標流量からのズレが少なくなる。これは、制御バルブ
7を閉じる場合も同様であり、したがって制御バルブ7
を閉じた時点における容器4に対する飲料の充填量が目
標値に正確に一致する。特に、制御バルブ7を閉じる場
合には、開度変化を微妙に調整できるので、流量の変化
率が緩和され、その結果、慣性の影響によって充填量が
過剰になったり、またノズル2内に飲料が残らなくなっ
て次の充填時の飲料の量に狂いが生じるなどの事態を未
然に防止することができる。
Therefore, the opening of the control valve 7 is feedback-controlled, and almost always coincides with the target opening. Since the target opening is set as described above, the amount of beverage flowing through the control valve 7 and the nozzle 2 matches the assumed flow rate. That is, since the opening degree of the control valve 7 is set to a low opening degree at the start of filling, bubbles are not generated in the pipeline including the electronic flow meter 8 and the bubbles are not counted in the flow rate. Since the bubbling inside the container 4 is prevented or suppressed, the flow rate of the beverage, that is, the filling amount of the container 4 can be accurately matched with the target value. Therefore, even if the opening of the control valve 7 is increased in geometric progression, the difference between the assumed target value and the actual flow rate is reduced. Even if the control valve 7 is opened to a large opening degree in a short time, the deviation from the target flow rate is reduced. This is the same when the control valve 7 is closed, and therefore, the control valve 7 is closed.
The filling amount of the beverage in the container 4 at the time when the is closed exactly matches the target value. In particular, when the control valve 7 is closed, the change in the opening degree can be finely adjusted, so that the rate of change in the flow rate is moderated. Can be prevented beforehand from being left so that the quantity of the beverage at the time of the next filling becomes erroneous.

【0025】上記のように飲料は、タンク11内の圧力
によって加圧されてノズル2まで送液され、ここから容
器4に充填される。したがって流量はタンク11の内部
圧力に影響を受ける。そこでこの発明に係る上記の充填
装置は、以下に述べるようにタンク11の内部圧力を制
御する。図3はその制御例を説明するためのフローチャ
ートであって、容器4に対する飲料の充填量の積算値Σ
Qが求められる(ステップ11)。これは、全てのノズ
ル2についての積算値であってもよく、あるいは予め定
めた特定のノズル2についての積算値であってもよい。
またその積算数は、予め定めた数の容器4に対して充填
した飲料の量とする。したがってこの図3に示す制御ル
ーチンは一定時間ごとの割り込み処理によって実行され
る。
As described above, the beverage is pressurized by the pressure in the tank 11 and sent to the nozzle 2 where it is filled into the container 4. Therefore, the flow rate is affected by the internal pressure of the tank 11. Therefore, the above-described filling device according to the present invention controls the internal pressure of the tank 11 as described below. FIG. 3 is a flowchart for explaining an example of the control.
Q is determined (step 11). This may be an integrated value for all the nozzles 2 or may be an integrated value for a predetermined specific nozzle 2.
The integrated number is the amount of the beverage filled in a predetermined number of containers 4. Therefore, the control routine shown in FIG. 3 is executed by interruption processing at regular time intervals.

【0026】ステップ11で積算した充填量ΣQをその
量を求めた容器4の数nで除算して平均充填量Q1 が求
められる(ステップ12)。ついでその平均充填量Q1
と1個の容器4に対する目標充填量Qo との偏差ΔQ
(=Qo −Q1 )が演算される(ステップ13)。そし
てその偏差ΔQに応じてタンク11の内部圧力が補正さ
れる(ステップ14)。これは、メインCPUコントロ
ーラ18から空電変換器に電気信号を出力して圧力調整
弁12を開閉制御し、もしくは開度を制御することによ
り実行される。この場合の圧力の調整は、前記偏差ΔQ
が負の値であれば、タンク11の内部圧力を低下させ、
また反対に偏差ΔQが正の値であれば、タンク11の内
部圧力を高くする。またその圧力の補正値と偏差ΔQと
の関係は、予め実験的に求めてマップとして用意してお
くことができる。
The average filling amount Q1 is obtained by dividing the filling amount ΔQ integrated in step 11 by the number n of the containers 4 from which the amount has been obtained (step 12). Then the average filling amount Q1
ΔQ between the target filling quantity Qo for one container 4 and
(= Qo-Q1) is calculated (step 13). Then, the internal pressure of the tank 11 is corrected according to the deviation ΔQ (step 14). This is performed by outputting an electric signal from the main CPU controller 18 to the pneumatic converter to control the opening and closing of the pressure regulating valve 12 or controlling the opening degree. The adjustment of the pressure in this case is performed by the deviation ΔQ
Is a negative value, the internal pressure of the tank 11 is reduced,
On the other hand, if the deviation ΔQ is a positive value, the internal pressure of the tank 11 is increased. The relationship between the pressure correction value and the deviation ΔQ can be experimentally obtained in advance and prepared as a map.

【0027】なお、上記の具体例では、容器4に対する
充填量を電磁流量計8で検出した量としたが、容器4の
実際の充填量は、飲料の充填完了後の容器の抜き取り検
査によって測定することとしてもよい。また制御バルブ
7の開度特性は、対象とする飲料の種類ごとにメインC
PUコントローラ18に予め入力しておき、飲料の種類
の選択に応じてそれに対応した開度特性を読み出して制
御をおこなうように構成することができる。またタンク
11の内部圧力(すなわち飲料の背圧)の調整は、窒素
ガスなどの不活性なガスの給排によっておこなうことが
できる。
In the above specific example, the filling amount of the container 4 is the amount detected by the electromagnetic flow meter 8, but the actual filling amount of the container 4 is measured by a sampling inspection of the container after the filling of the beverage is completed. You may do it. In addition, the opening degree characteristic of the control valve 7 is determined by the main C
It can be configured so that it is input to the PU controller 18 in advance, and the opening degree characteristic corresponding to the selection of the type of beverage is read out to perform control. The adjustment of the internal pressure of the tank 11 (that is, the back pressure of the beverage) can be performed by supplying and discharging an inert gas such as a nitrogen gas.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の充填装置
によれば、飲料を容器に対して供給するバルブの開度を
その変化過渡時においても制御して気泡の発生やそれに
起因する流量計測の誤差などを防止できるので、従来の
いわゆるオンオフ制御とは異なり、飲料の流量を正確に
制御でき、その結果、短時間の間にバルブの開度を大き
くしても容器に対する飲料の充填量にバラツキが生じ
ず、もしくはバラツキを僅少に抑制することができる。
すなわち、この発明の装置によれば、短時間での正確な
飲料の充填が可能になり、容器に充填した飲料製品の生
産効率を向上させることができる。特に請求項2の発明
によれば、ノズルを流れる飲料の量に基づいてバルブの
開度が制御されるので、飲料の流量制御がより正確にな
る。さらに請求項3の発明によれば、飲料に作用する背
圧の変化による流量もしくは充填量に対する影響を解消
できるので、充填量の制御精度が更に向上する。
As described above, according to the filling device of the present invention, the opening degree of the valve for supplying the beverage to the container is controlled even in the transient state, and the generation of bubbles and the flow rate measurement caused by the bubble generation are controlled. In contrast to the conventional so-called on-off control, the flow rate of the beverage can be accurately controlled, and as a result, even if the valve opening degree is increased in a short time, the filling amount of the beverage into the container can be reduced. Variation does not occur, or variation can be suppressed slightly.
That is, according to the apparatus of the present invention, it is possible to accurately fill the beverage in a short time, and it is possible to improve the production efficiency of the beverage product filled in the container. In particular, according to the second aspect of the present invention, since the opening degree of the valve is controlled based on the amount of the beverage flowing through the nozzle, the flow rate control of the beverage becomes more accurate. Further, according to the third aspect of the invention, the influence on the flow rate or the filling amount due to the change in the back pressure acting on the beverage can be eliminated, so that the filling amount control accuracy is further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の具体例を説明するための模式図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a specific example of the present invention.

【図2】 各ノズルごとに設けられた制御バルブの開度
の制御例を説明するためのフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining a control example of an opening degree of a control valve provided for each nozzle.

【図3】 飲料を収容しているタンクの内部圧力の制御
例を説明するためのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of controlling an internal pressure of a tank containing a beverage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…充填ヘッド、 2…ノズル、 3…搬送ライン、
4…容器、 7…制御バルブ、 8…電磁流量計、 9
…サーボバルブ、 11…タンク、 12…圧力調整
弁、 13…サーボドライブコントローラ、 15…C
PUコントローラ。
1. Filling head, 2. Nozzle, 3. Transport line,
4 ... container, 7 ... control valve, 8 ... electromagnetic flow meter, 9
... servo valve, 11 ... tank, 12 ... pressure regulating valve, 13 ... servo drive controller, 15 ... C
PU controller.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢田 重三 静岡県清水市北脇400番地 金城機工株式 会社内 (72)発明者 草ケ谷 幸男 静岡県清水市北脇400番地 金城機工株式 会社内 (72)発明者 叶 弘成 大阪府泉南郡岬町深日3513−1 新日本工 機株式会社岬工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigezo Sawada 400 Kitawaki, Kitawaki, Shimizu City, Shizuoka Prefecture Inside the Company (72) Inventor Yukio Kusagaya 400 Kitawaki, Shimizu City, Shizuoka Prefecture Inside the Kinjo Machinery Company (72) Invention Person Hironari Kano 3513-1 Fukachi, Misaki-cho, Sennan-gun, Osaka Inside the Nippon Machinery Co., Ltd. Cape Plant

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 タンクに収容された飲料を、回転運動す
る充填ヘッドに取り付けられた複数のノズルから搬送過
程の容器に充填する飲料の充填装置において、 モータによって連続的に開度が変化させられて任意の開
度に設定されるバルブが、前記各ノズルごとに設けら
れ、その各バルブに個別に制御信号を送ってそれぞれの
バルブの開度を制御する制御装置が設けられていること
を特徴とする飲料の充填装置。
1. A beverage filling device for filling beverages contained in a tank from a plurality of nozzles attached to a rotating filling head into a container in a conveying process, wherein an opening degree is continuously changed by a motor. A valve that is set to an arbitrary opening is provided for each of the nozzles, and a control device that individually sends a control signal to each valve to control the opening of each valve is provided. Beverage filling device.
【請求項2】 前記各ノズルを流れる飲料の量を検出し
て電気信号を出力する流量計が各ノズルごとに設けら
れ、この流量計によって検出された量に応じて該流量計
の設けられているノズルに対応するバルブの開度を制御
する制御手段が前記制御装置に設けられていることを特
徴とする請求項1に記載の飲料の充填装置。
2. A flow meter for detecting an amount of beverage flowing through each nozzle and outputting an electric signal is provided for each nozzle, and the flow meter is provided according to the amount detected by the flow meter. The beverage filling device according to claim 1, wherein a control means for controlling an opening degree of a valve corresponding to the nozzle is provided in the control device.
【請求項3】 少なくともいずれか一つの前記流量計で
検出した容器ごとの流量の平均値を算出する手段と、そ
の算出結果に基づいて前記タンクの内部圧力を制御する
圧力調整手段とを更に備えていることを特徴とする請求
項1もしくは2に記載の飲料の充填装置。
3. The apparatus further comprises means for calculating an average value of the flow rate of each container detected by at least one of the flow meters, and pressure adjusting means for controlling the internal pressure of the tank based on the calculation result. The beverage filling device according to claim 1 or 2, wherein:
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