JP4944385B2 - ばら荷の調量充填装置 - Google Patents

Description

本発明は、ばら荷の調量充填装置であって、該装置が充填管と、該充填管内に配置された調量スクリューとを有しており、該調量スクリューが、軸と、該軸に沿って延びる少なくとも１つのスクリュー巻条とを有しており、前記調量スクリューが充填管の長手方向軸線に沿って可動であり、更に、調量スクリューが充填管の下側の流出域を閉鎖するための閉鎖ヘッドを有している形式のものに関する。

このような形式の装置は、垂直方向で延びる充填管と、この充填管内で軸方向に可動且つ回転可能な調両スクリューとを有している。バッグ又は別の容器に充填しようとするばら荷が上部で充填管に充填されて、調量スクリューによって調量された所定量が、充填管の下端部でバッグ内へ搬送される。ばら荷流及び調量を中断するためには、充填管の下端部が閉鎖手段によって閉鎖され得る。

調量スクリューとは独立した閉鎖手段が使用される装置が公知である。これについては、例えばヨーロッパ特許第０２０１７７７号明細書、スイス国特許第６９０５７２号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５１９６８２号明細書に記載されている。これらの公知の装置は、閉鎖手段が別個の制御装置を必要とし、更に、充填管の流出域内にスペースを要するという欠点を有している。

別の装置では、閉鎖手段は調量スクリューに組み込まれた構成部材である。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２２１５６７号明細書に開示された装置の場合、調量スクリューがシール部材を備えた載頭円錐形の閉鎖ヘッドを有している。調量スクリューの持ち上げられた状態で、前記シール部材は充填管の下端面に当接する。

ヨーロッパ特許第０９６７１４９号明細書に記載のダブルコーン形の閉鎖ヘッドを備えた調量スクリューは、下降された状態で充填管の円錐形の内面に支持され、これにより流出開口を閉鎖する。

ヨーロッパ特許第０８０８７９５号明細書の場合も、円錐形の閉鎖ヘッドが下降された状態で、充填管の流出開口域内で充填管の内面に支持されている。米国特許第３４８６６６４号明細書の場合、円錐形の閉鎖ヘッドは逆に持ち上げられた状態で充填管の内面に接触する。

これらの公知の装置の場合、ばら荷は流出域において充填管の内壁に堆積して凝固する傾向がある。しかし、このような凝固は引き続く流れ延いては正確な調量をも妨害する。更に、堆積物は流出開口の完全な閉鎖を妨げる。

ヨーロッパ特許第０５１４７７０号明細書にはペースト搬送装置が開示されており、この装置は、下端部を円錐形の軸受けに支承されたスクリューコンベアを有している。
ヨーロッパ特許第０２０１７７７号明細書 スイス国特許第６９０５７２号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５１９６８２号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２２１５６７号明細書 ヨーロッパ特許第０９６７１４９号明細書 ヨーロッパ特許第０８０８７９５号明細書 米国特許第３４８６６６４号明細書 ヨーロッパ特許第０５１４７７０号明細書

本発明の課題は、上で述べた欠点を取り除く装置を提供することである。

この課題を解決するために本発明では、閉鎖ヘッドが、円筒形の外周面を備えた少なくとも１つの閉鎖領域を有しており、充填管が、少なくとも流出域において中空円筒形に形成されており、前記少なくとも１つの閉鎖領域が、上方に向かって該閉鎖領域に対して相対的にテーパされた上部域に移行しており、閉鎖ヘッドの閉鎖領域における円筒形の外周面と、充填管の流出域における中空円筒形の領域とが、閉鎖位置において互いにオーバラップするようになっており、前記閉鎖ヘッドが充填位置では充填管から突出しているようにした。

本発明による装置は、充填管と、該充填管内で回転可能な調量部材とを有しており、この調量部材は充填管の長手方向軸線に沿って可動であり、更に、調量部材は充填管の下側の流出域を閉鎖するための閉鎖ヘッドを有している。この閉鎖ヘッドは、本発明では円筒形の外周面を備えた少なくとも１つの閉鎖領域を有している。対応部材として、充填管は少なくとも流出域が中空円筒形に形成されている。

閉鎖ヘッド及び流出域のこの構成は、大きな距離を克服する必要無しに、流出開口の迅速な閉鎖を可能にする。更に、所要スペースは著しく少ない。

更に、前記構成は充填管の流出域のセルフクリーニングを可能にする。これにより、堆積物が除去され、閉鎖特性が維持され続けて、調量精度を保証する。これにもかかわらず、セルフクリーニングに使用される手段が、バッグの充填域における装置の所要スペースを増大させることはない。このことは特に、調量部材が軸と、この軸に沿って延びる少なくとも１つのスクリュー巻条とを備えた調量スクリューとして形成されている場合に云える。

有利な構成では、少なくとも１つの閉鎖域は上方に向かって、該閉鎖域に対して相対的にテーパされた上部域に移行している。これにより、ばら荷の均等な配分がバッグへの充填時に得られる。更に、前記の上側のテーパは、調量部材が流出開口を閉鎖するために持ち上げられた場合に、充填管への閉鎖ヘッドの進入を容易にする。

有利には、円筒形に形成された少なくとも１つの閉鎖域は、下方に向かっても下側のテーパ領域に移行している。これにより、閉鎖ヘッドは充填しようとするバッグ内に最小のスペースを必要とし、バッグ内への閉鎖ヘッドの侵入が容易になる。

別の有利な構成では、当該装置はばら荷を冷却するか若しくは暖めるための空調ユニットを有している。このことは、ばら荷の種類に応じて調量精度を高める。それというのも、温度によって例えば流動性及び付着特性が変化するからである。

更に別の有利な構成は、従属請求項に記載されている。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

本発明による装置は、あらゆるばら荷、但し特に、百分の数ミリメータ〜十分の数ミリメータの直径の比較的小さな粒度を有するばら荷に適している。有利には、ばら荷を充填するための装置は医薬品及び日用品の分野で、例えば粉末状の薬、砂糖又は調味料を充填するために使用される。ばら荷は有利にはバッグ、特に垂直方向で形成されるホースバッグ又はシール縁バッグにパッケージされる。但し、別の包装タイプも使用され得る。

図１ａには、本発明による装置ＶがバッグＢ１の充填中の状態で示されている。装置Ｖは、ほぼ中空円筒形に形成された充填管１を有している。この場合は、充填管１全体が中空円筒として構成されている。別の形状も可能であるが、この場合は少なくとも１つの下部流出域１４が中空円筒形に形成されている。

図示の実施例では、充填管１は垂直方向で直立するように方向付けられている。このことは、有利な配置形式に対応している。充填管１は、上側の流入開口１０と下側の流出開口１１とを有している。図５において判るように、流入開口１０は充填漏斗１２に開口している。この充填漏斗１２を介して、流し込み可能な材料が充填管１に充填され得る。

図示の実施例では、ばら荷は垂直方向で形成されたホースバッグＢ１，Ｂ２に充填される。ホースＨは、下側の流出開口１１に沿ってこの流出開口１１を取り囲むように引き出される。充填されたバッグＢ２の所望の長さカットは、図示の実施例では垂直方向に可動であり且つ充填後の個々のバッグを引き出すシールジョーＳによって得られる。シールジョーＳの運動は、図２に二重矢印で示されている。

充填管１内には調量部材２（本実施例では調量スクリュー）が配置されている。調量部材２は、充填管１の長手方向軸線Ｌに沿って可動であり且つ調量部材自体の長手方向軸線を中心として回転可能である。但し、異なって成形された調量部材、特に非回転式の調量部材も使用され得る。

調量部材２の長手方向運動及び回転運動は様々な形式で得られる。このための手段は、当業者にとっては十分に公知である。従って、図１ａ及び図２には復動・回転ユニット３が概略的に示されているに過ぎない。復動・回転ユニット３は、例えばサーボモータ等の回転駆動装置３２と、この回転駆動装置３２と結合された第１及び第２の歯車３０，３１と、例えばサーボモータ等の復動駆動装置３３とを有しており、この復動駆動装置３３は、片側支承された旋回レバー３４に作用する。

調量部材２は、流出開口に隣接した下端部に閉鎖ヘッド２２を有している。この閉鎖ヘッド２２は、充填位置、即ち流出開口１１が開放された位置では、充填管１の下側でこの充填管１から突出している。この位置は、図１ａ及び図３ａに示されている。

閉鎖ヘッド２２は、円筒形の外周面、即ち円筒形の外側表面を有する少なくとも１つの、この場合はちょうど１つの閉鎖域２３を有している。この閉鎖域は、有利には円筒形に形成されており且つ閉鎖ヘッド２２の当該箇所の直径が５〜６０ｍｍの場合、０．２〜１０ｍｍの長さにわたって延在している。閉鎖域２３はシールフランジとして形成されており、更にシールリング又は別のシール部材が設けられていてよい。シールフランジは中空円筒形に形成された充填管１の流出域１４に接触していてもよいが、必ずしも接触する必要はない。

有利には、閉鎖ヘッド２２は閉鎖領域２３の上位で、即ち充填管１の内部に向かってネック２４へとテーパしている。図示の実施例では、このテーパ領域又はネック２４は載頭円錐形に形成されている。但し、テーパ領域２４の、例えば凹面又は凸面等の別の形状で形成された外周面も可能である。上側のテーパ領域２４は、有利には最大で円筒形の閉鎖領域２３の直径の１／２の直径を有している。

有利には、閉鎖ヘッド２２は閉鎖領域２３の下位、即ち外側に向かってもテーパしている。この場合も、例えば載頭円錐又は円錐等の円錐形状が有利である。但し、例えば凸面又は凹面の外周面等の別の形状も排除されてはいない。

有利な実施例では、調量部材２は調量スクリューである。この調量スクリューは、軸２０と、この軸２０の少なくともほぼ全長にわたって螺旋形に延びる少なくとも１つのスクリュー巻条とを有している。有利には、スクリュー２は少なくともその下部域に、閉鎖領域２３の直径と少なくともほぼ同じ大きさであるか、又は閉鎖領域２３の直径よりも数％だけ小さい、スクリュー巻条の外縁部まで測定される外径を有している。軸２０の直径は、有利には少なくとも下部領域において、上側のテーパ領域２４の最小直径に等しい。

但し、調量部材の別の形状も使用され得る。即ち、調量部材２は例えば軸を有していてよく、この軸の流出開口１１に面した下部域に、軸から突出したフランジが配置されており、このフランジは、軸と充填管１の内壁との間の間隔を少なくともほぼ架橋する。但し、当該フランジは有利には軸２０の外周面の一部にわたってしか延在していない。フランジは、軸２０に又は閉鎖領域２３の上位で閉鎖ヘッド２２に配置されていてよい。

図１ａ及び図３ａに示した位置において、調量部材２はばら荷がバッグＢ１に充填される間に回転する。上側のテーパ領域２４に基づいてばら荷は均等に配分され、この場合、ばら荷はバッグの両角隅範囲（図１ｂ及び図３ｂ参照）に放出される。

所望の調量が達成されると、前記回転運動が停止されて調量部材２が持ち上げられる。この場合、上側のテーパ領域２４が持上げを容易にする。即ち、復動・回転運動は断続的に実施される。持ち上げられた位置は図２及び図４に示されている。円筒形の閉鎖領域２３が流出域１４内で充填管１の円筒形の内壁１３に接触することによって、ばら荷流の中断が保証されている。運動は、短い距離及び単純性に基づいて比較的迅速に実施可能なので、意図的な中断延いては調量が可能になり且つ充填動作は最短時間の間しか中断されずに済む。このことは、装置の性能及び生産性を最適化する。

調量部材２を改めて次に充填しようとするホースバッグＢ１内へ下降させる際に、下側のテーパ領域２５がバッグＢ１への挿入を容易にする。更に、下側の流出域１４からは同時に、場合によっては生じる、充填管１の内壁に付着した恐れのあるばら荷の堆積物が除去される。このことは、とりわけスクリュー巻条２１の下部域によって、又はフランジの場合はこのフランジによって得られる。このセルフクリーニングは、軸から突出する別のセルフクリーニング手段、例えば閉鎖ヘッドが２つ又はそれ以上の相上下して配置された円筒形の領域を有していることによっても得られる。

図５には、円筒形の閉鎖ヘッド２３無しでも使用可能な本発明による装置が別の観点で示されている。この場合、充填管１には少なくとも１つの空調通路５が設けられており、この空調通路５は充填管１内に位置するばら荷を冷却するか若しくは暖める。冷却、特に水冷が有利である。空調通路５は様々に形成されていてよい。空調通路５は充填管１を螺旋形に取り巻いているか、複数の部分通路で半径方向又は軸方向に充填管１を巡って延びているか、又は図示のように、充填管１の少なくともほぼ全長にわたって延びる環状ギャップとして形成されていてよい。空調通路が環状ギャップとして形成された場合は、充填管１に関して同軸的な外側冷却管が使用され得る。充填管自体は、図示のように二重壁式で形成されていてもよい。

有利には空調通路５を介して案内される水によって、ばら荷の温度に影響を及ぼすことができる。このためには、充填管１の上側のフランジ締結手段４の領域に供給通路６及び対応する排出通路７が設けられており、これらの両通路は空調通路５に接続されている。

これにより、本発明による装置は、流出開口の良好に規定された迅速な閉鎖を可能にし且つ開放時にセルフクリーニングを提供する。

本発明による装置を、調量部材が下降された状態で第１の側から見た概略図である。 図１ａに示したＢ−Ｂに沿った断面図である。 調量部材が持ち上げられた、図１ａに示した装置である。 調量部材の下降された図１ａに示した装置を、第２の側から見た図である。 図３ａに示したＡ−Ａに沿った断面図である。 調量部材が持ち上げられた、図３ａに示した装置である。 図１ａに示した装置の縦断面図である。

符号の説明

１ 充填管、 ２ 調量部材、 ３ 復動・回転ユニット、 ５ 空調通路、 ６ 供給通路、 ７ 排出通路、 １０ 流入開口、 １１ 流出開口、 １３ 内壁、 １４ 下側の流出領域、 ２０ 軸、 ２１ スクリュー巻条、 ２２ 閉鎖ヘッド、 ２３ 閉鎖領域、 ２４ 上側のテーパ領域、 ２５ 下側のテーパ領域、 ３０ 第１の歯車、 ３１ 第２の歯車、 ３２ 回転駆動装置、 ３３ 復動駆動装置、 ３４ 旋回レバー、 Ｖ 装置、 Ｂ１ 充填しようとするバッグ、 Ｂ２ 充填されたバッグ、 Ｓ シールジョー

Claims (8)

1. ばら荷の調量充填装置であって、該装置が充填管（１）と、該充填管内に配置された調量スクリュー（２）とを有しており、該調量スクリュー（２）が、軸（２０）と、該軸に沿って延びる少なくとも１つのスクリュー巻条（２１）とを有しており、前記調量スクリュー（２）が充填管（１）の長手方向軸線（Ａ）に沿って可動であり、更に、調量スクリュー（２）が充填管（１）の下側の流出域（１４）を閉鎖するための閉鎖ヘッド（２２）を有している形式のものにおいて、
   閉鎖ヘッド（２２）が、円筒形の外周面を備えた少なくとも１つの閉鎖領域（２３）を有しており、充填管（１）が、少なくとも流出域（１４）において中空円筒形に形成されており、
   前記少なくとも１つの閉鎖領域（２３）が、上方に向かって該閉鎖領域に対して相対的にテーパされた上部域（２４）に移行しており、
   閉鎖ヘッド（２２）の閉鎖領域（２３）における円筒形の外周面と、充填管（１）の流出域（１４）における中空円筒形の領域とが、閉鎖位置において互いにオーバラップするようになっており、
   前記閉鎖ヘッド（２２）が充填位置では充填管（１）から突出していることを特徴とする、ばら荷の調量充填装置。
2. 上側のテーパ領域（２４）が載頭円錐形であるか、或いは円錐形又は凹面に形成された外周面を有している、請求項１記載の装置。
3. 少なくとも１つの閉鎖領域（２３）がシール面として形成されており且つ有利にはシール部材が設けられている、請求項１又は２記載の装置。
4. 閉鎖ヘッド（２２）が、少なくとも１つの閉鎖領域（２３）の両側でテーパされている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 軸（２０）が、上側のテーパ領域（２４）の上端部と少なくともほぼ同一の直径を有している、請求項１記載の装置。
6. 調量スクリュー（２）が回転可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 充填管（１）が、特に水冷用の少なくとも１つの空調通路（５）を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 少なくとも１つの空調通路（５）が調量スクリュー（２）を取り囲んでおり且つ少なくとも充填管（１）のほぼ全長にわたって延在している、請求項７記載の装置。

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