JPS5852090A - 充填機の液面制御装置 - Google Patents

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】 本発明は充填機の液面制御装置の改良に関するものであ
る。

第１図は、従来の代表的な充填機の液面制御・装−の例
を示すものである。

第１図において、■は製品液の供給口、■は製品液圧送
ポジづ、■は製品液の加熱殺菌用熱交換器及びフィルタ
ー等で、これは製品液種によってはない場合もある。中
は三方切換自動弁で、充填機の液面信号によって正流側
（液面調部−ｉｆ■側）又は液戻し側■のいずれかの流
路に自動的に切換える弁である。

■は液面１．１４節弁で、充填機の液面信号によって開
か閉の状態に制御される。■は充填機への製品液送液用
の主液管である。

■はロータリーじヨ千シトで、固定系である主液管■よ
り回転系である主液分岐室■に製品液を導くものである
。

主液分岐室■は、圧送されてくる製品液を複数の分岐管
■に製品液を分配するものであり。

製品液は複数の分岐・ｄ■を通ってフィラーボール■に
流入する。

フィラーボール■は通常断面が長方形である回転体ドー
ナツ状容器で蓋のが附いている半密閉又は密閉容器であ
る。

また、フィラーボール■には、その円周に複数の製品液
充填パルづ■が取付けられている。

液充填パルプ［相］は、フィラーポール■内の製菌液■
を鷹又は缶等の容器■に一定量充填するものである。

■は、フＤ−）式の液面検出器で、フィラーボール■内
の製品液■の量又は液面を検出するものである。

■はフロート式液面検出器■への加圧空気供給口、◎は
加圧空気用フィルター、■は加圧空気の減圧弁、■は加
圧空気用配管である。

■は、フロート式液面検出器＠からの製品液（匂の液面
に比例する空気圧信号を取り出す空気信号用配管で、圧
カスイウチ■忙接−されている。

加圧空気用配管■及び空気信号用配管■は。

）０−ト式液面検出器■が回転系の中にある為に、Ｏ−
タリージヨイント■にて回転系外に出し入れされるよう
になっている。

■は、三方切換自動弁■及び液面調節弁［有］用の操作
１空気供給口、■は操作空気用フィルター。

■及び■は減圧弁、（Ｅ）は液面調節弁■を開閉する電
磁弁、■は三方切換自動弁■の流路を切換える電磁弁で
ある。

上記した従来の充填機の液面制御装置はフィラーポール
■内の製品液■の液面をフＤ−）弐チ■にて検出し、こ
れにより三方切換自動弁■及び液面調節弁■を操作する
操作空気を電磁弁り液戻し側■に切換え、はとんど同時
に液面調節弁のを閉の状・寝ニするよう作用する。

しかし、上記した従来のものは次のような問題を有して
いる＆・ ＋１１　　従来のものは、製品液■の液面を比例制御す
るものではなく、弁の開閉による間欠制御である為に、
高液面■と低液面■との液面差が必然的忙生じ、その液
面によって壜又は缶イ ′１ツ容器■に対する製品液の充填量にバラク＋が生じ
やすい。

（２）　　液面によって充填機に圧送する製品液の流路
を三方切換自動弁■で液戻し側に切換る為に、加熱殺困
用熱交換器◎で液戻ししている間余文な加熱エネルｆ−
を必要とする。

（３）　　液面の上下が必然的に生ずる為に、　　フィ
ラーボール■内の上部空間容積が変化して、フい、はフ
ィラーボール■が音間式容器であればその上部空間圧力
変動を許容するか又はその圧力制御の為に余分な制御用
気体が必要となる。

（４）　　従来のものは、充填機が一定の運転速度であ
る時に、その製品液充填速度に合せて製品液圧送ポンプ
■忙定容量式０−タリボンプを用いてその回転数を合致
させる必要があり。

充填機の運転速度が変化すると、＃菌液送りの調節が必
要である。

（５）　　三方切換自動弁■を正流側に切換えた場合と
液戻し側■に切換えた場合とで、三方切換自動弁の製品
液流入圧力を全く一定に保つ事が難しく、結果的に加黙
殺園用熱交換器◎にそれぞれの場合で異る製品液圧力が
加えられる事になり１部品の耐久性が問題となり易い。

た充填作用を行なわせることのできる充填機の液面制御
装置を提供することにある。

本発明は、フィラーボウルに、比例出方式液面検出器を
設けると共に、充填機への送液配ａに、前記液面検出器
からの検出信号に応じ、制御装置を介して開度が比例制
御され、充填機での充填液量に見合う液を供給する液面
調節自動弁を設けたことを特徴とするもので、上記によ
り、充填機での充填液量に見合う液を供給することがで
きるようになるため、フィラーボウル内液面を一定に制
御することができ、被充填容器への液充填量を均一にす
ることができると共にフィラーボウル内液面の上部空間
の容積変化がなく、このための制御を不要とすることが
でき、安定した充填を行なうことができる。

以下１本発明を第２図に示す実感例に基いて説明する。

１は製品液の流入０．２は製品液圧送ポジづ。

３は圧力調節自動弁、５は送液配管、６は加熱殺菌用熱
交換器等の液処理装置、７は三方切換自動弁で製品液の
流路を液戻し側８と正流側９に切換るものである。°１
０は充填機の液面調節自動弁、１１は充填機への製品液
送液配管である。

１２は固定系の製品液送液配管１１と回転系である主液
分岐室１３とを結ぶ０−タリー、；ヨイシトである。主
液分岐竪１６は、圧送されてくる製品液を複数の分岐管
１４に製品液を分岐するものであり、製品液は複数の分
岐管１４を通ってフィラーボール１５に流入する。

フィラーボール１５は通常断面が長方形である回転体ド
ーナツ状容器で蓋１８が附いている半密閉又は密閉容器
である。

８ル また、フィラーボー”ｉｓには、その円周匠複数の製品
液充填パルづ１６が取付けられている。

液充填パルづ１６はフィラーボール１５内の製品液１７
を壜又は缶等の容器２０に一定量充填するものである。

２１はフロート式の比例出力）ｔｔｌｌｋ面検出器でフ
ィラーボール１５内の製品液１７の量又は液面を検出す
るものである。

２２は液面検出器２１への加圧空気供給口。

２３は加圧空気用フィルター、２４は加圧空気の減圧弁
、２５は加圧空気用配管である。

２７は液面検出器２１かもの製品液１７の液面に比例す
る空気圧信号を取り出す空気信号用配管で、制御装置３
２に接続されるものである。

加圧空気用配管２５及び空気信号用配管２７は。

液面検出器２１が回路系の中にある為ＶｃＯ〜タリー・
、；ヨイシト２６にて回転系外に出し入れされるように
なっている。

３ｏは、充填機の運転速度検出器で、３１はその信号を
制御装置６２に伝送するものである。

２８は、充填機への壜又は缶等の容器供給を検出するも
ので、２９はその信号を制御装置３２に伝送するもので
ある。

３３は、制御装置３２からの信号を液［１１１ｉ調節自
動弁１０に伝送するものであり、３４は制御装置１３２
からの信号を圧力調節自動弁３に伝送するものである。

３５は、三方切換自動弁７を駆動する操作空気供給口で
、６６は操作空気フィルター、３７は操作空気の減圧弁
である。３８は制御装置３２からの信号で操作空気の流
路な切換える電磁弁である。制御装置６２は、液面検出
器２１゜運転速度検出器３０．容器の有無検出器２８等
からの信号を入力し、後述のように圧力調節自動弁３．
液面調節自動弁１０及び電磁弁５８を制御するものであ
る。

つぎに作用を説明する。

充填機の運転速度検出器６０にて検出する運転速度がゼ
ロの時、つまり充填機が停止している時には、液面調節
自動、弁１０を全閉にする信号が制御装置１３２より発
信される。

この時、製品液の品質劣化等を防止する必要最低流量の
製品液を流し得るように三方切換自動弁７の流路は液戻
し側８に切換えられ、かつ圧力調節自動７Ｐ３の必要開
度信号が制御装置３２より発信される。

充填機の運転速度がぜＤでない状態で、検出器２８にて
壜又は缶等の容器供給を検出した時は、運転速度と容器
への充填容量で定まる製品液の充填流量変化に見合った
フィード・フォーワード信号が制−装置６２より発信さ
れ、液面調節自動弁１０の開度を制御する。

この時、三方切換自動弁７の流路は正流側９に切換えら
れ、かつ圧力調節自動弁６０開度を調節する信号が制御
装置３２より発信され、液面調節自動弁１０の一次側製
品液圧力が所定の圧力になるように調節する。

通常、このフィード・フォーワード制御を行なう時間は
最初に供給された壜又は缶等への製品液充填が完了する
迄であり、それ以後の連続運転状態に対しては、以下に
述べる連続運転時の制御を行なう。

充填機の運転が連続的に行なわれている時。

つまり充填機の運転速度が一定で、検出器２８にて検出
する壜又は缶等の容器の供給が開始されてから所定の時
間を経過し、かつ一定の容器供給が保たれている時は、
液面検出器２１にて検出する製品液液（２）忙比例する
空気圧信号と。

運転速度検出器５０で検出した運転速度に比例する比例
ゲイシ信号とから、液面調節自動弁１００開度信号が制
御装置６２より発信される。

この時、三方切換自動弁７の流路は正流側９に切換えら
れており、かつ圧力調節自動弁３の開度を調節する信号
が制御装置３２より発信され液面調節自動弁１０の一次
側製品液圧力が所定の圧力になるように調節する。

一方、充填機の運転が連続的かつ定常的に行なわれてい
る法螺から、充填機の運転速度が変化した時は、運転速
度検出器３０でその変化を検出し、運転速度と容器への
充填容量で定まる製品液の充填流量変化に見合ったフィ
ード・フォーワード信号が制御装置６２より発信され。

液面調節自動弁１０を制御する。

この時、圧力調節自動弁３の開度を調節する信号が制御
装置３２より発信される。

そして、液面調節自動弁１０の開度が閉止に近くなった
時、製品液の品質劣化が問題とならない場合には圧力調
節自動弁３を閉止し、製品液の品質劣化が問題となり、
加熱殺鉋用熱交換器６等の装置内に製品液が滞る事が望
ましくない時忙は、三方切換自動弁７の流路を液戻し側
８に切換え、かつ圧力調節自動弁３を制御装置３２から
の発信信号によって必要弁開度に制御する。

また、充填機の運転が連続的かつ定常的に行なわれてい
る状態で、運転速度は不変であるが。

壜又は缶等の容器供給が途切れた時には、検出器２８に
て壜又は缶等の容器供給の途切れを検出して、運転速度
と容器への映画液充填容量で定まる製品液の充填流量変
化に見合ったフィード・フォルワード信号を制御装置３
２より発信して、液面調節自動弁１０を制御する。この
時圧力調節自動弁５の開度を調節する信号が制御装［３
２より発信される。

そして、液面調節自動弁１００開度が閉止に近くなった
時、製品液の品質劣化が問題とならない場合には、圧力
調節自動弁６を閉止し、製品液のＡＩ３質劣化が問題と
なり側熱殺菌用熱交換器６等の装置内に製品液が滞る事
が望ましくない時には、三方切換自動弁７の流路を液戻
し側８に切換え、かつ圧力調節自動弁６を制御装ｄ６２
からの発信信号忙よって所定の弁開度に制御する。

さらに、運転開始時、フィラーボール１５内が空である
時には、制御装ｆ１ｔ、３２より適当な制御信号を圧力
調８節自動弁６及び液面調節自動弁１０に対して発信し
て、それらの弁開度を制御すると共に液面検出器２１に
て、＋１１１！品液１７の液面が所定の液面に到達した
事を自動的に検出し、その時、液面調節自動弁１ｏを再
び閉止するように制御を行なう。

以上に述べた点から明らかなように、上記実１ｍ　Ｆｐ
ＩＪＫよると次のような効果を得ることができる・ １１）　　フィう−ポール内製品液面を比例出力式液面
検出器で検出し、液面に応じて液面調節自動弁を作動さ
せ、フィラーボールへの製品液の供給流量を比例制御し
て液面の変化を僅少にするよつ忙しているため被充填容
器への液充填量を均一にすることができると共に充填機
前における製品液加黙殺ｌ装置でのエネルｆ−消費効率
を高めることができ、しかも。

フィラーボウル内液面の上部空間容積の変化がなく、こ
のための制御が不要であり、安定した充填ができる。

（２）　　充填機の運転速度及び被充填容器の供給の有
無を検出し、これらの条件に応じ上記液面調節自動弁へ
のｍｌ−信号を加減し、製品液のつィう−ボールへの供
給流量を制御しているので、フィラーポール内製品液面
のオフセちトを防ぐことができる。

（３）　　充填機の起動及び停止の際等の非定常状値に
おいてフィラーポールへの製品液供給菫が被充填容器へ
の充填量に見合うように、液面調節自動弁をフィードフ
ォワード信号により制御することができる。

け、液面調節自動弁の作動、充填機の運転速度及び被充
填容器の供給の有無等に応じて開度を制御して、液面調
節自動弁への供給圧力が所定の範囲の圧力になるように
すると共に充填機前の製品液加黙殺園装置１内製品液圧
力の上昇を抑制するようにしているため、これらの機器
の耐久性を向上させることができる。

（９）　　充填機の停止等で液面調節自動弁が全閉する
とき、製品液を充填機前の製品液加熱膜鳴装置内に滞溜
させることができる場合は圧力弁を液戻し側に切換える
よう忙すると共に。

加熱殺菌装置内製品液流量が必要最少となるように圧力
調節自動弁の開度を制御しているので、加熱殺菌装置で
のエネル甲−消費を節減すると共に加熱殺菌装置内製品
液流量の上昇を抑制することができる。

（６）　　フィラーボールへの初期給液において、圧力
調節自動弁、液面調節自動弁を適当な弁開度に制御して
製品液を供給し、フイう−ボール内液面を液面検出器で
検出し、所定の液面に到達したら液面調節自動弁を閉止
するよ５にしているので自動給液することができる。

なお１本発明は、炭酸清涼飲料、果汁入り飲料のいずれ
の充填機に対しても兼用可能であることはいうまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のものの一例を示す構成図、第２図は本発
明の一実感例を示す構成図である。 １０：液面調節自動弁、１１：送液配管。 １５：フィラーボウル、２１：比例出力式液面検出器、
６２：制御装置 代理人　坂　間　　唆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フィラーボウルに、比例出力式液面検出器を設けると共
   に、充填機への送液配管に、前記液面検出器からの検出
   信号に応じ、制御装置を介して開度が比例制御され、充
   、填機での充填液量に見合う液を供給する液面調節自動
   弁を設けたことを特徴とする充填機の液面制御装置。