JP4691792B2 - Filling equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、容器内に液体を充填する充填装置に係り、特に、寸法精度の良いPETボトルやリシール缶(開封後キャップにより再度密封可能な缶)と、寸法精度の良くないガラスびん等の容器に兼用可能な充填装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
容器内に液体を充填する充填装置には各種方式のものが用いられており、主としてウエイト式やフローメータ式の定量充填方式と、レベルセンサ式やグラビティ式の定液面充填方式の充填装置が広く知られている。前記定量充填方式の充填装置では、一定量の液体を充填するので、PETボトルやリシール缶等の寸法精度の良い容器に充填する場合には、入味線(充填後の液面の高さ)がほぼ均一になるが、ガラスびん等のように寸法精度の良くない容器に充填する場合には、入味線にばらつきが生じてしまうという問題がある。
【0003】
例えば、定量充填方式であるフローメータ式の充填装置は、洗浄性が良く、また、ガス詰め充填を行う際にフォーミングしにくい等の長所があり、寸法精度の良い容器に充填するには適している。しかしながら、寸法精度の良くない容器に充填すると入味線がばらついてしまい、商品として見た目が良くないので、ガラスびん等には不向きである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、従来から、前記のように寸法精度の良いリシール缶等の容器には、フローメータ式充填装置やウエイト式充填装置等の定量充填方式で対応し、寸法精度の良くないガラスびん等の容器には、グラビティ式充填装置やレベルセンサ式充填装置等の定液面充填方式により対応していた。このように容器に応じてそれぞれ別の方式の充填装置を用いる必要があり、従来は、定量充填方式と定液面充填方式を兼用できる充填装置は存在していなかった。
【0005】
例えば、特許2853240号公報に記載された充填装置は、容器内に充填された充填液の重量または流量などの容量を検出する充填量検出手段と、容器内に充填された充填液の液面高さを検出する高さ検出手段と、これら検出手段からの検出信号によりバルブを開閉制御する制御装置を備えている。
【0006】
しかしながらこの充填装置は、充填される容器に応じて、定量充填方式と定液面充填方式とを切り換えて充填を行うものではなく、定量充填を行った後、液面の検出を行い、液面が所定の高さよりも低い場合には、追加の充填を行うようになっている。従って常に定量充填区間(大開度区間と小開度区間)、検査区間および定液面充填区間(追加充填区間)を通過するようになっており、充填区間が長く、充填に時間がかかるという問題があった。特に、リシール缶等の寸法精度の高い容器でも検査区間および追加充填区間を通過する必要があるため、高速化ができないという問題があった。
【0007】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、定量充填方式と定液面充填方式とを兼ね備え、液体が充填される容器の性質に応じて、その容器にふさわしいいずれかの方式を選択し、切り換えることができる兼用型の充填装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る充填装置は、内部に液通路が形成されたバルブボディと、前記液通路を開閉する液バルブと、この液バルブの開閉手段とを有する充填バルブを備え、供給された容器内に液体を充填するものであって、さらに、充填される液体の充填量を検出する充填量検出手段と、前記充填バルブに設けられるとともに、容器内に充填された液体の液面の高さを検出する液面検出手段と、前記バルブ開閉手段を制御する制御手段とを設け、第1容器内に定量充填を行う際には、前記充填量検出手段からの信号により液バルブを閉鎖する第1運転モードによりバルブ開閉手段を制御し、第2容器内に定液面充填を行う際には、前記液面検出手段からの信号により液バルブを閉鎖する第2運転モードによりバルブ開閉手段を制御するようにしたものである。
【0009】
また、請求項2に記載の充填装置は、前記充填量検出手段が、液通路を流れる充填液の流量を検出する流量計であることを特徴とするものである。
【0010】
さらに請求項3に記載の充填装置は、前記第2運転モード時には、液バルブを通過する流量を大流量と小流量に切換え可能とし、充填開始時には大流量で充填を行い、流量計により予め定められた充填量を検出した後、小流量の充填に切換え、前記液面検出手段の検出信号が入力されるまで充填を行うことを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る兼用型の充填装置を示す縦断面図、図2は前記充填装置の充填バルブ(全体として符号1で示す)を拡大して示す図である。
【0012】
この実施の形態に係る兼用型充填装置の充填バルブ1は、図示しない回転体の外周寄りに円周方向等間隔で複数設けられており、各充填バルブ1は、バルブボディ2の内部に充填液通路4が形成され、上方に設置された充填液タンク6から給液管8を介して供給される充填液が、この充填液通路4を通って容器(図示せず)内に注入されるようになっている。また、前記給液管8には、容器内に充填される液量を計測する充填量検出手段としてのフローメータ(流量計)10が設けられている。
【0013】
前記バルブボディ2内に形成された充填液通路4の内部に液バルブ12が上下動可能に設けられており、この液バルブ12が上昇すると前記充填液通路4が開放して容器内に液体が充填され、液バルブ12が下降して充填液通路4の下部内面に形成された弁座14に着座すると、充填液通路4が閉塞されて充填が停止する。
【0014】
前記液バルブ12の内部に排気パイプ16が一体に設けられている。排気パイプ16内の排気通路18は、充填液タンク6に貯留された液体20の上方の空間22内に連通している。排気パイプ16内の排気通路18と充填液タンク6内の空間22とを接続する排気チューブ24に、大投と小投を切り換える切換バルブ26が設けられている。この切換バルブ26は一対の開閉弁26A、26Bからなり、大投つまり大流量の充填を行う際には、両開閉弁26A、26Bを開放して排気通路18の面積を拡大し、小投つまり小流量の充填を行う際には、一方の開閉弁26Aまたは26Bを開放して排気通路18の面積を縮小するようになっており、排気通路18の面積の大小により流量を変更する。
【0015】
この排気パイプ16の外周のバルブボディ4上部内に、液バルブ開閉用シリンダ28が設けられている。この液バルブ開閉用シリンダ28は、バルブボディ4の上部に形成された空間内に、上下に摺動可能に嵌合されたピストン30を備えており、このピストン30の外周に嵌着されたOリング32によって前記空間内が上下二つの圧力室34、36に区画されている。両圧力室34、36は、それぞれエア導入口38、40を介して図示しないエア供給源に接続されており、いずれか一方の圧力室34、36に圧縮エアを導入することによりピストン30が上下動する。このピストン30は、前記液バルブ12および排気パイプ16に連結されて一体的に昇降するようになっており、ピストン30が上下動することにより液バルブ12が昇降して充填液通路4を開閉する。なお、42は、摺動部を有する液バルブ作動用シリンダ28側と充填液通路4側とを遮断するダイアフラムである。
【0016】
この充填バルブ1には液面検出手段44が設けられている。前記排気パイプ16は導電性の材質からなり、その下端に液面検出部46が設けられている。一方、排気パイプ16の上端部16aは、筒状部材48および傘状部材50に螺合されており、この傘状部材50と前記ピストン30が形成されている部材の上端との間に絶縁体52が介装されている。そして、排気パイプ16の外周面には、下端の液面検出部46と、上方の筒状部材48および傘状部材50に螺合している上端部16aを除いて絶縁コーティング54がされている。
【0017】
前記排気パイプ16の上端に連結されている傘状部材50と、排気パイプ16に対し絶縁されているバルブボディ2とにそれぞれ電線56、58(図2参照)が接続されており、これら排気パイプ16の液面検出部46とバルブボディ2とを一対の電極として液面検出手段44が構成されている。この液面検出手段44は、バルブボディ2内の充填液通路4を介して容器内に充填された液体の液面が上昇して前記排気パイプ16の下端の液面検出部46に接触すると通電し、液面が所定の高さに達したことを検出する。
【0018】
前記充填量検出手段(流量計10)の検出信号および液面検出手段44の検出信号は、図示しない制御装置に入力され、制御装置はこれら検出手段10、44からの信号に応じて液バルブ開閉シリンダ28を作動させ、液バルブ12を閉鎖して充填を終了させる。
【0019】
なお、前記排気パイプ16の下部外周面の液面検出部46よりやや上方には、スプレッダ60が設けられており、液バルブ12を通って充填される液体がこのスプレッダ60によって周囲に拡散され、容器の内面に沿って充填されるようになっている。また、バルブボディ2の下端部内には、容器の口部に密着して容器内を密封する容器口パッキン62が取り付けられている。
【0020】
以上の構成に係る充填装置は、定量充填方式と定液面充填方式とを切り換えてこれら両方式に兼用できるようになっており、液体が充填される容器がPETボトルやリシール缶等の寸法精度の良い容器の場合には、流量計10によって充填液の流量を測定しつつ充填する第1運転モード(定量充填方式)により充填を行う。この場合には、液バルブ開閉シリンダ28の下側圧力室36にエアを導入し、ピストン30を上昇させて液バルブ12を開放し、充填液タンク6内の液体を給液管8およびバルブボディ2内の充填液通路4を介して、前記容器内に充填を行う。流量計10が所定量の液体の流下を検出すると、その信号が制御装置に入力され、制御装置からの指令により液バルブ開閉シリンダ28の上部側の圧力室34にエアを導入し、液バルブ12を下降させて充填液通路4を閉鎖して充填を終了する。
【0021】
また、液体が充填される容器が、ガラスびん等のように寸法精度の良くない容器の場合には、液面検出手段44による検出信号よって充填を終了する第2運転モード(定液面充填方式)で充填を行う。この場合には、液バルブ12を開放して充填を行い、容器内に充填された液体の液面が次第に上昇し、前記液面検出部46に達すると、この液面検出手段44からの信号が制御装置に入力され、制御装置からの指令により液バルブ12を下降させて充填液通路4を閉鎖して充填を終了する。
【0022】
このように定量充填に適したPETボトル等の容器に対しては、流量計10からの信号により液バルブ12を閉鎖する第1運転モードでバルブ開閉手段(液バルブ開閉シリンダ)28を制御し、定液面充填を行う必要のあるガラスびん等の容器に対しては、液面検出手段44からの信号により液バルブ12を閉鎖する第2運転モードでバルブ開閉手段(液バルブ開閉シリンダ)28を制御するように切り換えることによって同一の充填装置を各種容器に兼用することが可能になった。
【0023】
前記実施の形態では、流量計10からの信号により液バルブ12の開閉を制御して定量充填を行う第1充填モードと、液面検出手段44からの信号により液バルブ12を閉じる定液面充填を行う第2充填モードのいずれか一方を行う場合について説明したが、前記第2運転モード時において前記定量充填と定液面充填を組み合わせて充填を行うこともできる。例えば、充填開始時には排気チューブ24に設けられている大投小投切換バルブ26の二つの開閉弁26A、26Bをともに開放して、排気通路18の面積を拡大することにより大流量で充填を行い、流量計10により測定して予め定められた一定量の充填を行った後、切換バルブ26の一方の開閉弁26Aまたは26Bを閉鎖して排気通路18の開口面積を縮小することにより小流量の充填に切り換え、液面検出手段44の検出信号が制御装置に入力されるまで充填を行うようにしても良い。
【0024】
なお、前記構成では、大投小投切換バルブ26によって排気通路18の面積を変更することにより充填流量を大流量と小流量に切り換えたが、液バルブ12の開度を変更することにより大流量と小流量の充填を切り換えるようにしても良い。また、前記実施の形態では、充填量検出手段として流量計10を用いたが、ロードセル等その他の充填量検出手段を用いることもできる。また、充填バルブ1の排気パイプ16を利用して液面検出手段44を構成したが、このような構成に限定されるものではなく、充填バルブ1と別に設けたセンサによって液面を検出する等の構成であっても良い。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、内部に液通路が形成されたバルブボディと、前記液通路を開閉する液バルブと、この液バルブの開閉手段とを有する充填バルブを備え、供給された容器内に液体を充填する充填装置において、充填される液体の充填量を検出する充填量検出手段と、前記充填バルブに設けられるとともに、容器内に充填された液体の液面の高さを検出する液面検出手段と、前記バルブ開閉手段を制御する制御手段とを設け、第1容器内に定量充填を行う際には、前記充填量検出手段からの信号により液バルブを閉鎖する第1運転モードによりバルブ開閉手段を制御し、第2容器内に定液面充填を行う際には、前記液面検出手段からの信号により液バルブを閉鎖する第2運転モードによりバルブ開閉手段を制御するようにしたことにより、洗浄性やフォーミング抑制で有利なフローメータ式の充填装置等のような定量充填式の充填装置を、ガラスびん等の寸法精度のあまり良くない容器にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る充填装置を示す断面図である。
【図2】前記充填装置の充填バルブを拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
2 バルブボディ
4 液通路
10 充填量検出手段(流量計)
12 液バルブ
28 液バルブ開閉手段
44 液面検出手段[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a filling device that fills a container with a liquid, and in particular, a container such as a PET bottle or resealable can (which can be re-sealed by a cap after opening) with high dimensional accuracy and a glass bottle with poor dimensional accuracy. The present invention relates to a filling device that can be used together.
[0002]
[Prior art]
Various types of filling devices are used to fill the liquid in the container, and mainly the weight type and flow meter type quantitative filling methods and the level sensor type and gravity type constant liquid level filling type filling devices. Widely known. In the filling device of the above-mentioned fixed amount filling method, a certain amount of liquid is filled. Therefore, when filling a container with good dimensional accuracy such as a PET bottle or a reseal can, a taste line (the height of the liquid level after filling) is Although it becomes almost uniform, there is a problem that when the container is filled with poor dimensional accuracy, such as a glass bottle, the taste line varies.
[0003]
For example, the flow meter type filling device, which is a quantitative filling method, has good cleaning properties and has the advantage of being difficult to form when filling with gas, and is suitable for filling containers with good dimensional accuracy. Yes. However, if the container is filled with poor dimensional accuracy, the filling line will vary, and it will not look good as a product, so it is not suitable for glass bottles.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, conventionally, containers such as reseal cans with good dimensional accuracy as described above are supported by a quantitative filling method such as a flow meter type filling device or a weight type filling device, and containers such as glass bottles with poor dimensional accuracy. Has been supported by a constant liquid level filling method such as a gravity type filling device or a level sensor type filling device. Thus, it is necessary to use different types of filling devices depending on the container. Conventionally, there has been no filling device that can use both the fixed filling method and the constant liquid surface filling method.
[0005]
For example, a filling device described in Japanese Patent No. 2853240 includes a filling amount detection means for detecting a capacity such as a weight or a flow rate of a filling liquid filled in a container, and a liquid level height of the filling liquid filled in the container. A height detecting means for detecting the height, and a control device for controlling opening and closing of the valve by a detection signal from the detecting means.
[0006]
However, this filling device does not perform the filling by switching between the fixed filling method and the constant liquid level filling method according to the container to be filled. If is lower than a predetermined height, additional filling is performed. Therefore, it always passes through the fixed filling section (large opening section and small opening section), inspection section and constant liquid level filling section (additional filling section), and the filling section is long and filling takes time. was there. In particular, even a container with high dimensional accuracy such as a reseal can needs to pass through the inspection section and the additional filling section, and there is a problem that the speed cannot be increased.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has both a fixed filling method and a constant liquid surface filling method, and according to the nature of the container filled with liquid, any method suitable for the container is used. An object of the present invention is to provide a dual-purpose filling device that can be selected and switched.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A filling device according to the present invention includes a valve body having a liquid passage formed therein, a liquid valve that opens and closes the liquid passage, and a means for opening and closing the liquid valve, and is provided in a supplied container. The liquid filling means is further provided with a filling amount detecting means for detecting the filling amount of the liquid to be filled, and the filling valve, and detects the height of the liquid level of the liquid filled in the container. a liquid level detecting means for, and control means for controlling the valve opening and closing means is provided, when performing a quantitative filling the first container, the first operation for closing the liquid valve by signals from the filling amount detecting means The valve opening / closing means is controlled by the mode, and when filling the constant liquid level in the second container, the valve opening / closing means is controlled by the second operation mode in which the liquid valve is closed by a signal from the liquid level detecting means. What A.
[0009]
The filling device according to
[0010]
Furthermore, the filling device according to claim 3 enables the flow rate passing through the liquid valve to be switched between a large flow rate and a small flow rate in the second operation mode , performs filling at a large flow rate at the start of filling, and determines in advance by a flow meter. After the detected filling amount is detected, it is switched to filling with a small flow rate, and filling is performed until the detection signal of the liquid level detecting means is inputted.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a dual-purpose filling device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a filling valve (indicated by
[0012]
A plurality of
[0013]
A
[0014]
An
[0015]
A liquid valve opening /
[0016]
The filling
[0017]
[0018]
The detection signal of the filling amount detection means (flow meter 10) and the detection signal of the liquid level detection means 44 are input to a control device (not shown), and the control device opens and closes the liquid valve according to signals from these detection means 10 and 44. The
[0019]
A
[0020]
The filling device according to the above configuration can be used for both of these by switching between the constant filling method and the constant liquid surface filling method, and the container filled with the liquid has a dimensional accuracy such as a PET bottle or a reseal can. In the case of a good container, filling is performed in the first operation mode (quantitative filling method) in which filling is performed while measuring the flow rate of the filling liquid with the
[0021]
When the container filled with the liquid is a container with poor dimensional accuracy such as a glass bottle, the second operation mode (constant liquid level filling method) is used to end the filling by a detection signal from the liquid
[0022]
In this way, for a container such as a PET bottle suitable for quantitative filling, the valve opening / closing means (liquid valve opening / closing cylinder) 28 is controlled in the first operation mode in which the
[0023]
In the above-described embodiment, the first filling mode for performing quantitative filling by controlling the opening and closing of the
[0024]
In the above configuration, the filling flow rate is switched between the large flow rate and the small flow rate by changing the area of the
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a valve body having a liquid passage formed therein, a liquid valve for opening and closing the liquid passage, and a filling valve having an opening and closing means for the liquid valve are provided and supplied. In a filling device for filling a liquid in a container, a filling amount detecting means for detecting a filling amount of the liquid to be filled, and a liquid level of the liquid filled in the container are detected while being provided in the filling valve. a liquid level detecting means for, and control means for controlling the valve opening and closing means is provided, when performing a quantitative filling the first container, the first operation for closing the liquid valve by signals from the filling amount detecting means The valve opening / closing means is controlled by the mode, and when filling the constant liquid level in the second container, the valve opening / closing means is controlled by the second operation mode in which the liquid valve is closed by a signal from the liquid level detecting means. West It allows the quantitative filling type filling apparatus, such as a filling apparatus such advantageous flow meter type in detergency and foaming suppressed, can be applied to not very good container dimensional accuracy such as glass bottles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a filling device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing a filling valve of the filling device.
[Explanation of symbols]
2
12
Claims (3)
充填される液体の充填量を検出する充填量検出手段と、前記充填バルブに設けられるとともに、容器内に充填された液体の液面の高さを検出する液面検出手段と、前記バルブ開閉手段を制御する制御手段とを設け、
第1容器内に定量充填を行う際には、前記充填量検出手段からの信号により液バルブを閉鎖する第1運転モードによりバルブ開閉手段を制御し、第2容器内に定液面充填を行う際には、前記液面検出手段からの信号により液バルブを閉鎖する第2運転モードによりバルブ開閉手段を制御することを特徴とする充填装置。In a filling device that includes a valve body having a liquid passage formed therein, a liquid valve that opens and closes the liquid passage, and an opening and closing means for the liquid valve, and that fills the supplied container with liquid.
A filling amount detecting means for detecting a filling amount of the liquid to be filled; a liquid level detecting means provided on the filling valve for detecting the height of the liquid level of the liquid filled in the container; and the valve opening / closing means. And a control means for controlling
When performing constant filling in the first container, the valve opening / closing means is controlled by the first operation mode in which the liquid valve is closed by a signal from the filling amount detection means, and the constant liquid level filling is performed in the second container. At the time, the valve opening / closing means is controlled by a second operation mode in which the liquid valve is closed by a signal from the liquid level detecting means.
前記充填量検出手段は、液通路を流れる充填液の流量を検出する流量計であることを特徴とする充填装置。The filling device according to claim 1,
The filling device according to claim 1, wherein the filling amount detection means is a flow meter for detecting a flow rate of the filling liquid flowing through the liquid passage.
前記第2運転モード時には、液バルブを通過する流量を大流量と小流量に切換え可能とし、充填開始時には大流量で充填を行い、流量計により予め定められた充填量を検出した後、小流量の充填に切換え、前記液面検出手段の検出信号が入力されるまで充填を行うことを特徴とする充填装置。The filling device according to claim 2,
In the second operation mode, the flow rate passing through the liquid valve can be switched between a large flow rate and a small flow rate. At the start of filling, filling is performed at a large flow rate, and after a predetermined filling amount is detected by a flow meter, a small flow rate is obtained. The filling apparatus is characterized in that the filling is performed until the detection signal of the liquid level detecting means is inputted.
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