JPH0735196B2 - 背圧式の容器充填装置 - Google Patents

背圧式の容器充填装置

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JPH0735196B2
JPH0735196B2 JP62004790A JP479087A JPH0735196B2 JP H0735196 B2 JPH0735196 B2 JP H0735196B2 JP 62004790 A JP62004790 A JP 62004790A JP 479087 A JP479087 A JP 479087A JP H0735196 B2 JPH0735196 B2 JP H0735196B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は容器に中身を詰めるための機械で使用される背
圧作動タイプの充填装置に係わる。
例えば仏国特許第2,075,635号には、充填及び充填停止
がアプローチスイッチ及び電気プローブによって制御さ
れる背圧式充填装置が開始されている。
この公知装置では、中身充填操作にかけられる壜が上方
に移動すると、その壜の首が鉛直移動式チューリップ形
センタリング部材の密封パッキンに当接する。壜は上昇
し続け、前記チューリップ形部材がアプローチスイッチ
を励起する。このスイッチは電気弁に電気的に接続さ
れ、この電気弁を励起し、その結果この電気弁が鉛直方
向滑動スリーブの互いに対向する２つの表面の間に圧力
差を生じさせる。この圧力差によって前記スリーブが上
方に移動し、その結果環状開口が解放され、この開口を
介して充填タンクから送られる加圧ガスが充填処理すべ
き壜に圧力を加える。壜が充填タンクと同じ圧力の下に
おかれると第２の滑動スリーブが上方に移動して第２の
環状開口を解放せしめ、その結果充填すべき液体がこの
開口を介して壜の中に流入し得るようになる。
このタイプの装置は充填が電気的に制御されるため、極
めて正確に作用しなければならないバネの使用は不要で
あるが、加圧タンクから送られるガスと壜に移しかえら
れる液体とに接触するバネ及び滑動スリーブのごとき可
動性機械部材を極めて多く使用しなければならない。そ
のためこの装置は極めて多数のパッキンを用いなければ
ならないと同時に、衛生管理を十分にすべく充填装置を
頻繁に洗浄する必要がある。また、滑動スリーブの上昇
に必要な応力に鑑みて、電気弁を供給タンク内の圧力よ
り大きい圧力のガス源に連結する必要もある。
そこで本発明は充填の開始及び停止が電気的に制御さ
れ、且つ容器に移しかえられる液体が可動性機械部材と
もパッキナとも一切接触しないような背圧式充填装置を
提供する。
本発明はまた、使用される唯一の加圧ガス源が圧力下で
液体を供給するタンクからなるような前記タイプの移し
かえ装置にも係わる。
即ち本発明は、背圧で作動するタイプの容器充填機用充
填装置であって、容器に液体を供給するボディと、 前記ボディ内のチャンバーに配置され、前記チャンバー
を三つの部分に仕切るための第１及び第２のダイアフラ
ムと、 前記チャンバーの一部であって前記第１のダイアフラム
によって仕切られ、第１の通路を介して弁に接続される
第１の部分と、 前記チャンバーの一部であって前記第１及び第２のダイ
アフラムによって仕切られ、第２の通路を介して、前記
液体をガス圧下で貯えるタンクのガスゾーンレベルに接
続される第２の部分と、 前記チャンバーの一部であって前記第２のダイアフラム
によって仕切られ、第３の通路を介して前記タンクの液
体ゾーンレベルに接続される第３の部分と、 前記第１のダイアフラムの押え手段と、 容器が充填位置にきたことを検出する検出手段と、 容器が充填完了したことを検出する検出手段とを有する
容器充填機用充填装置を提供する。
本発明の他の特徴及び利点は添付図面に基づく以下の非
限定的具体例の説明から明らかにされよう。
具体例 第１図の具体例では本発明の充填装置Ａは、ガス圧下で
液体を供給するタンクＢからリフト装置Ｄに支持された
プラスチック又は他の材料の容器Ｃに液体を移しかえる
のに使用される。
第２図に示すように、本発明の充填装置Ａは軸線Ｘ−Ｘ
を持つ円筒ボディ１と、このボディと同軸であってこの
ボディをその高さの全長にわたって貫通する電気プロー
ブ２と、ボディ１に対するブローブ２の位置を調整する
装置３と、軸線Ｘ−Ｘを持つボディ１内スリーブ４と、
軸線Ｘ−Ｘを持つ２つのダイアフラム５及び６とで構成
される。
第３図に示したように、鉛直軸線Ｘ−Ｘを持つ円筒ボデ
ィ１の上端には軸線Ｘ−Ｘの鉛直円筒通路７が形成さ
れ、下端には軸線Ｘ−Ｘを持つ第２の鉛直通路８が形成
される。下方鉛直通路８はボディ１の底部側に位置する
先端に軸線Ｘ−Ｘの密封パッキン９を備える。このパッ
キン９はボディの上方に向けて先細になる円錐台形状の
内側表面10を有する。この面の最小内径は通路８の内径
に等しいか又はそれより小さい。
上方通路７及び下方通路８は夫々下方端及び上方端を介
して、軸線Ｘ−Ｘを持つ円筒壁面12により規定されたチ
ャンバ11に連通する。
チャンバ11の下端は環状面13によって規定される。第３
図の具体例ではこの面13は直線断面を有するが、これは
曲線断面であってもよい。この面13には、軸線Ｘ−Ｘの
方向でチャンバ11の内側に向けて、軸線Ｘ−Ｘを中心と
する回転体からなる面14がつながる。第３図の特定具体
例では面14はボディ１の上方に向けて先細になる円錐台
の形状を有する。面14の上端は環状面15を介して通路８
の上端につながる。面15は平面又は曲面であってよい。
面14,15及び８は従って壁16を規定することになる。ボ
ディ１の底部に対する面15の高さはボディ１の底部に対
する面13の高さより高い。
円筒壁面12には高さの約1/2のところに環状溝17が設け
られる。ボディ１の底部に対する前記環状溝17の高さは
ボディ１の底部に対する環状面15の高さより高い。
壁12の上端の近傍では第２の環状溝18がこの壁12に形成
される。
壁12の上端は、軸Ｘ−Ｘを中心とする回転体からなりチ
ャンバ11の天井を構成する面19を介して通路７の下端に
つながる。面19は第３図の特定具体例では、ボディ１の
上方に向けて先細になる円錐台の形状を有する。
この天井19には軸線Ｘ−Ｘの環状チャンバ20が設けられ
る。
第３図から明らかなように、ボディ１の上端部では通路
７の上端に通路21が設けられ、この通路は開口23を有す
る密封パッキン22を介して通路７に連通する。
ボディ１の上端部には第２の通路24も設けられ、この通
路はチャンバ11の天井19に形成された環状チャンバ20と
連通する。チャンバ11は２つの通路25及び26を介してボ
ディ１の外に連通する。通路25は環状溝17とチャンバ11
の底面と13の間で壁12を通ってチャンバ11に連通する。
通路26は環状溝17及び18の間で壁12を通ってチャンバ11
に連通する。通路26は更に分岐27を有し、この分岐もボ
ディ１の外につながる。
また、チャンバ11内では面15に対向して、ボディ１の底
部に対する環状溝17の高さよりやや高いところに軸線Ｘ
−Ｘの支承リング28が配置され、このリングがアーム29
を介してチャンバ11の壁12に接続される。
第１図から明らかなように、通路26は供給タンクＢの上
方部に連通し、通路25は供給タンクＢの下端に連通す
る。従って通路26は供給タンク内の圧力P0下にあるガス
につながり、通路25は供給タンクＢ内の液体につなが
る。通路24及び27は電気弁Ｅに接続される。
充填処理にかけられる容器Ｃの接近を検出する近接性検
出器Ｐは本発明の充填装置Ａ上に配置される。第１図の
具体例ではこの近接性検出器はボディ１に固定される
が、これはボディから独立させて例えばリフト装置Ｄ上
に配置してもよい。
第２図から明らかなように、電気プローブ２の高さを調
整する装置は軸線Ｘ−Ｘを持つ円筒状鉛直案内路31を備
えた軸線Ｘ−Ｘの台座30を含む。この台座30は下表面32
につながる軸線Ｘ−Ｘの下方延長部33を備え、この延長
部は円筒面34からなる側面を有する。台座30と同様に延
長部33にも鉛直案内路31が形成される。台座30は通路７
の上方端に配置され、この通路の内径に相当する外径を
有するショルダー46を介して前記上方端に対しセンタリ
ングされる。ショルダー46は台座30の下表面32に設けら
れる。円筒面34は通路７の内径より小さい外径を持つ密
封パッキン47を具備する。
台座30内で鉛直案内路31の円筒面に設けられた凹部36に
は環状密封パッキン35が配置される。
台座30は鉤状腕木37を有し、この腕木の水平アーム38に
は調節棒40を通すための開口39が設けられる。
電気プローブ２は下端部を除いて長さの大部分が外装41
内に収容される。外装41は上端が支承蓋42の中に配置さ
れ、この蓋に固定される。
第２図から明らかなように、支承蓋42は上表面が調節棒
40の下端と接触し、下端がバネ43と接触する。このバネ
43は支承蓋42の下端に当接すると同時に台座30の上表面
とも当接する。
電気プローブ２及び外装41は開口31を介して台座30を貫
通し、パッキン35が外装41の外側表面に当接する。
プローブ２の上端は支承蓋42内に配置された２つの電気
回路44及び45に接続される。
これらの回路44及び45は電気プローブ２を電気弁Ｅに接
続する。
軸線Ｘ−Ｘを中心とする回転体からなるスリーブ４は通
路７の内径に相当する外径を持つ外側円筒面47を有し、
この面は下方でショルダー48を介して、面47の外径より
小さい外径を持つ第２円筒面49につながる。円筒面49の
下には係止面が溝50の形状で設けられ、これに続いて案
内装置51が下方に延びる。この案内装置51は第２図に示
したように、外側表面に複数の鉛直長手方向突起53を持
つ円筒体52で構成し得る。
スリーブ４は内側に軸線Ｘ−Ｘの円筒面54を有する。こ
の面54は面47の高さにわたって延在し、下方で環状支承
面55を介して軸線Ｘ−Ｘの鉛直円筒通路56に接続され
る。この通路の直径は外装41の外径より大きい。
第２図から明らかなように、面47は通路７の内側面47と
滑動的に接触する。また、溝50の底部は本発明の充填装
置が休止位置にある時にはボディ１の底部に対して面15
の高さと同じ高さに配置される。案内装置51は休止時に
は鉛直方向で壁16の面15からパッキン９の底部まで延在
する。
エラストマ又は他の変形性材料からなる軸線Ｘ−Ｘのダ
イアフラム５は環状外側縁57を有し、この縁がボディ１
の円筒壁面12の環状溝18内に配置される。
環状縁57からは軸線Ｘ−Ｘに向かってスリーブ４まで延
びる壁面58が続く。第２図の特定具体例ではこの壁58は
休止時にボディ１の底部に向けて先細になる円錐台の形
状を有する。
壁面58は係止ボディ59を延長部として有し、このボディ
はスリーブ４の円筒面47の底から溝50にかけて延びる。
係止ボディ59は内側面が滑動スリーブ４の外側面に合致
する輪郭を有し、このスリーブの上に固定される。
溝50の高さに位置する係止ボディ59の底面はボディ１の
底部に向かって先細になる円錐台状の面60からなる。
エラストマ又は他の変形性材料からなる軸線Ｘ−Ｘのダ
イアフラム６は環状外側縁61を有し、この縁がボディ１
の円筒壁面12上の環状溝17内に配置される。
環状縁61からは軸線Ｘ−Ｘ方向の延長部として壁面62が
延びる。この壁面62の下表面は、第２図の具体例では、
ボディ１の底部に向けて先細になる円錐台の形を有する
回転体面64を介して、軸線Ｘ−Ｘを持つ鉛直ボディ63の
外側表面につながる。
従ってこの充填装置は組み立て後には、軸線Ｘ−Ｘの外
装41の中に配置され且つ台座30の開口31を貫通する軸線
Ｘ−Ｘの電気プローブ２を有することになる。この電気
プローブ２は次いで通路７と滑動スリーブ４とを貫通
し、通路56を通ってボディ１の底部からその下に突出す
る。
係止ボディ59と円筒面49のショルダー48と係止溝50とを
介してダイアフラム５に固定されたスリーブ４は、通路
７の表面とスリーブ４の外側円筒面47との接触を介して
通路７内で軸線Ｘ−Ｘ方向に滑動するように載置され
る。
ダイアフラム６は環状縁61を介してボディ１に固定さ
れ、休止時には回転面64を介してボディ１の壁16の面15
に当接する。
軸線Ｘ−Ｘを持つ前記ダイアフラム６はスリーブ４の案
内装置51を包囲し、軸線Ｘ−Ｘの鉛直通路65が案内用長
手方向鉛直突起53の外径と同じかそれよりやや大きい直
径を有する。
従ってダイアフラム６は内部通路65によって案内ボディ
51と共に長手方向鉛直通路76を規定することになる。案
内装置51の円筒ボディ52の直径は鉛直長手方向突起53の
直径より小さい。
また、ボディ63の外径は通路８の内径より小さいため、
ボディ63の外側面とボディ１の通路８との間には環状ス
ペース67が形成される。
台座30の延長部33の内側面とスリーブ４の内側上表面と
に当接するバネ68は、ダイアフラム５が円錐台形の面60
を介してダイアフラム６の対応円錐台状面66と当接する
ように保持し、ダイアフラム６は回転面64を介してボデ
ィ１の壁16の面15に当接するように保持される。
従って本発明の充填装置Ａは休止時には上から下に向け
て３つの環状チャンバ69,70,71を有することになる。上
方環状チャンバ69はチャンバ11の天井19とダイアフラム
５の壁58の上表面とによって規定される。中間環状チャ
ンバ70はダイアフラム５の壁58の内側表面とダイアフラ
ム６の壁62の上表面とによって規定される。下方環状チ
ャンバ71はダイアフラム６の壁62の下表面とチャンバ11
の面13とによって規定される。
第４図に示した本発明の一変形例では、ダイアフラム６
に代えて軸線Ｘ−Ｘのダイアフラム72を使用し得る。こ
のダイアフラム72はボディ１の溝17内に係止される環状
縁611を有する。環状縁611からはは軸線Ｘ−Ｘ方向の延
長部として壁面621が延びる。この壁面621は軸線Ｘ−Ｘ
を持つ滑動ボディ631に固定される。この滑動ボディ631
は軸線Ｘ−Ｘの円筒形内側通路651を有し、この通路の
直径はボディ63の通路65の直径に相当する。通路651の
上端の先にはボディ１の底部に向けて先細になる円錐台
状面661が続く。この面はダイアフラム６の円錐台状面6
6に合致する。
従ってダイアフラム72の上表面は滑動ボディ631の円錐
台状面661につながり、ダイアフラム72の下表面は軸線
Ｘ−Ｘを中心とする回転体からなるダイアフラム72の延
長部73を介して滑動ボディ631の外側表面につながる。
内側表面を介してダイアフラム72を滑動ボディ631の上
方周縁に係止させる前記延長部73は、軸線Ｘ−Ｘの回転
体からなる外側面641を有し、この面はボディ631の外側
面をダイアフラム72の壁621の内側面につながる。この
回転面641はダイアフラム６の面64の輪郭に合致する輪
郭を有し、従って壁16の上表面15に当接する。
機能 簡単な台であってよいリフト装置Ｄによって、プラスチ
ック又は他の材料からなる壜であってよい充填処理すべ
き容器Ｃの首がボディ１のパッキン９の円錐台状面10に
当接する。これによって容器Ｃの首のセンタリングも行
なわれる。
次いで近接性検出器Ｐが励起され、その結果電気弁Ｅが
作動する。この電気弁は通路24を介して環状チャンバ69
内の圧力を低下させる。環状チャンバ70は通路26を介し
て圧力P0の加圧ガスタンクに接続されるため、このチャ
ンバ70も圧力P0下におかれる。その結果ダイアフラム５
の上表面と下表面との間に圧力差が生じる。この圧力差
が十分に大きい所定値、即ちバネ68を圧縮する程十分に
大きい値に達すると、ダイアフラム５がスリーブ４を引
っ張りながら上方に移動しようとする。前記鉛直移動は
ダイアフラム５の壁58がチャンバ11の天井19に到達した
時点で終了する（第５図）。
その結果ダイアフラム５の円錐台状面60とダイアフラム
６（ボディ631）の円錐台状面66（661）とが違いに離
れ、従って環状スペース74が形成される。
一方、スリーブ４は上昇によって上端が台座30のパッキ
ン47と気密的に接触する。その結果通路21と滑動スリー
ブ４の内側との間には何の関係も存在しなくなる。
その結果環状チャンバ70内のガスがスペース74と通路76
とを介して容器内に流入し得るようになる。容器内のガ
ス圧力及び供給タンク内のガス圧力は通路27を介して電
気弁Ｅにより調整され得、容器内のガスは供給タンクＢ
内の液体の上の一定圧力P0に等しい圧力P1に到達し得
る。
しかるに、環状チャンバ71内ではダイアフラム６の面
に、P0にタンク内液体レベルとダイアフラム６の壁62の
レベルとの間の液体高さＨを加えたものに等しい圧力が
存在する。また、ダイアフラム６の残りの部分にはP0に
等しい圧力が存在する。そのため、タンクの充填状態に
起因して生じる移しかえ装置に対する圧力差によって、
ダイアフラム６又はダイアフラム72及びボディ631が面1
5の上方に上昇し、面64又は面641と面15とが互いに離れ
る（第６図）。
チャンバ11内の支承リング28によってダイアフラム６の
上昇が制限されるため、ダイアフラム５の面60はダイア
フラム６（ボディ631）の面66（面661）と接触しない。
実際、支承リング28は環状チャンバ70内にあり、且つダ
イアフラム６、72の上方でチャンバ11の面15に対向して
配置される。
従って面64（面641）と壁16の面15との間には環状開口7
5が形成される。
この状態になると、供給タンクＢから送られて環状チャ
ンバ71内に収容された液体が環状通路67を介して壜内に
流入し得、その結果壜内のガスが通路76を介してチャン
バ70方向に排出される。電気弁Ｅは圧力を一定に維持す
る。
前記液体が壜の中でプローブ２の下端に達すると、この
プローブ２が電気回路44及び45を介して電気弁Ｅの動作
を逆転させる。その結果加圧ガスが通路24を介してチャ
ンバ20内に侵入し、ダイアフラム５を下降させ、これに
伴って滑動スリーブ４も下降し、面60が面66（面661）
と接触する。ダイアフラム５及びスリーブ４は下降し続
け、それに伴ってダイアフラム６（ダイアフラム72及び
ボディ631）も下降する。その結果ダイアフラム６（ダ
イアフラム72）の面64（面641）が壁16の面15と接触す
る（第７図）。
この時点で、移しかえるべき液体と加圧ガスとを壜に供
給するための弁が閉鎖され、充填が終了する。
スリーブ４の降下によって通路21の開口23が解放され、
そのため充填処理すべき容器内の加圧ガスが通路56と通
路７とパッキン22の開口23と通路21とを介して排出され
得るようになる。その結果壜は再び大気圧下に置かれ
る。これで新しい容器への充填サイクルを再開すること
ができるようになる。
また、プローブ２は該プローブの鉛直方向位置を調整す
る装置３により充填処理すべき容器Ｃの中に多少侵入し
得るため、容器Ｃの充填レベルの修正を容易に行なうこ
とができる。
このように本発明の装置は、移しかえるべき液体がパッ
キンとも機械的可動部材とも一切接触しないような、簡
単な背圧式容器充填手段を構成する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の充填装置を備えた充填機の簡略説明
図、第２図は本発明の充填装置の断面図、第３図は本発
明の充填装置のボディを示す断面図、第４図は本発明の
充填装置のダイアフラムの変形例を示す断面図、第５図
から第７図は容器充填操作の種々のステップを示す本発
明の充填装置の断面図である。 Ａ……充填装置、Ｂ……供給タンク、Ｃ……容器、Ｅ…
…電気弁、Ｐ……近接性検出器、２……電気プローブ、
5,6,72……ダイアフラム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭61−30994（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭59−42396（ＪＰ，Ｙ２) 特表 昭56−501358（ＪＰ，Ａ) 米国特許3981335（ＵＳ，Ａ) 米国特許4787427（ＵＳ，Ａ)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】容器に液体を供給するボディと、 前記ボディ内のチャンバーに配置され、前記チャンバー
    を三つの部分に仕切るための第１及び第２のダイアフラ
    ムと、 前記チャンバーの一部であって前記第１のダイアフラム
    によって仕切られ、第１の通路を介して弁に接続される
    第１の部分と、 前記チャンバーの一部であって前記第１及び第２のダイ
    アフラムによって仕切られ、第２の通路を介して、前記
    液体をガス圧下で貯えるタンクのガスゾーンレベルに接
    続される第２の部分と、 前記チャンバーの一部であって前記第２のダイアフラム
    によって仕切られ、第３の通路を介して前記タンクの液
    体ゾーンレベルに接続される第３の部分と、 前記第１のダイアフラムの押え手段と、 容器が充填位置にきたことを検出する検出手段と、 容器が充填完了したことを検出する検出手段とを有し、
    背圧で作動する容器充填機用充填装置。
  2. 【請求項２】前記第２の通路がその分岐を介して前記弁
    に接続されている特許請求の範囲第１項記載の容器充填
    機用充填装置。
  3. 【請求項３】前記ボディがそのチャンバー内に支承リン
    グを有し、このリングが複数のアームを介して前記チャ
    ンバーの壁面に接続されている特許請求の範囲第１項又
    は第２項記載の容器充填機用充填装置。
  4. 【請求項４】前記支承リングが前記第２の部分内にあ
    り、前記第２のダイアフラムの上方で前記ボディのチャ
    ンバーの下表面の一部に対抗して配置されている特許請
    求の範囲第３項記載の容器充填機用充填装置。
  5. 【請求項５】前記第１のダイアフラムが軸線Ｘ−Ｘを持
    つ滑動スリーブに接続されている特許請求の範囲第１項
    から第４項のいずれか一項に記載の容器充填機用充填装
    置。
  6. 【請求項６】前記弁が電気弁である特許請求の範囲第１
    項から第５項のいずれか一項に記載の容器充填機用充填
    装置。
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