JPS6050679B2 - 液体供給システムのための自動切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、つぶれ得るバッグ型貯槽または交換可能なパ
ッケージの中に入れられたソフトドリンクシロツプのよ
うな液体のストック交換システムに関する。

更に詳しくは、本発明は、主供給槽が空になつたときこ
れに応答して主供給槽と副供給槽とを自動的に切換える
ための自動切換装置に関する。従来は、ミルク、ソフト
ドリンクシロツプまたは化学製品などの液体のバッグパ
ッケージのストック交換または切換は、手動にて行われ
てきた。

パッケージが空になると、パッケージを手動で切換える
まではポンプシステムに液体が供給されなかつた。この
ため、予期しないときに不都合な遅れが供給作業に生じ
るのを避けられなかつた。貯蔵量を多くするために、パ
ッケージを並列に接続する多くのシステムが従来採用さ
れた。しかしこの方法は、ミルクやソフトドリンクシロ
ツプのような腐敗しやすい飲料の場合に必要なストック
交換を提供するものではない。これとは別に、入口およ
び出口の開口を有する剛体型の密封されたパッケージが
直列に接続されたものもある。これも、混合が生じるの
で、液体状製品の完全な交換を行うものではない。バッ
グパッケージを直列に接続すれば、パッケージは重力ま
たは他の外部手段によつて補助しなければすべて等しく
つぶれるので、これは貯蔵容量がなく、初期容量が大き
くなるだけのことである。開いた、または開口を有する
剛体容器の中に入れられた非粘性液体のための自動切換
装置は、当業者に知られている。

しかしこれらの装置は、柔軟なバッグパッケージに入れ
られた粘性液体の自動的なストック交換には適さない。
さらに多くの液体は、開放システムで空気にさらされる
と結晶して、容器の交換がさらに複雑になる。バッグパ
ッケージは、空気および他の外部不純物に対して密封さ
れ、閉じたシステムを生じる。たとえば、主貯蔵タンク
および副貯蔵タンクの中に貯えられた気体のための自動
切換システムが、アコーム（ＡｃＯｍｂ）氏の１９６１
年１月１７日付米国特許第２９６８１６鏝の中に示され
ている。

アコーム氏のこのシステムでは、供給動作をしているタ
ンクが空の状態になることによつて生じる圧力変化に応
答して、一方の供給タンク群から他方の供給タンク群に
切換えられる。しかしこのシステムは、シロツプのよう
な粘性液体を迅速かつ信頼性をもつて自動的に切換える
のに必要な感度をもつていない。もう一つの同様な形式
の自動切換システムが、ヘンダーソン（Ｈｅｎｄｅｒｓ
Ｏｎ）氏の米国特許第３８２５０２７号の中に示されて
いる。

ヘンダーソン氏のこのシステムでは、主および副供給回
路の中にそれぞれボールフロート弁３４，３６を設ける
ことによつて切換感度が高くなつている。このシステム
は、粘性の低い液体燃料の供給を目的として設計された
ものであり、そのような液体に対しては良好な動作をす
る。しかし、供給すべき液体がソフトドリンクシロツプ
のような粘性液体の場合には、フロート弁に砂糖が凝着
して弁が固着しやすい。したがつて本発明の目的は、１
個または複数個のパッケージから成る二つの別個のシス
テムを一方が空にな？たときに自動的に切換えて、空に
なつたパッケージを都合の良いときに交換できるように
するためめ装置を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、シロツプのような粘性液体
を供給するのに必要な感度を有する自動切換装置を提供
することである。本発明のさらにもう一つの目的は、柔
軟なバッグ貯槽の中に貯えられた液体を供給するための
自動切換装置を提供することてある。

本発明のこれらの目的は、柔軟なバッグパッケージを回
路の中で可変容積型供給ポンプと接続すると、バッグパ
ッケージが空になつたときに収縮して、供給回路の中に
圧力降下または真空状態が生じるという本発明者の発見
に基づいて達成される。

剛性容器の場合にも、空になると同様に圧力降下が緩慢
にではあるが生じる。柔軟なバッグパッケージの場合に
は、空になつたとき収縮するために圧力変化が急激に生
じ、これは剛性容器が空になつた場合の圧力変化より急
激である。本発明者は、ソフトドリンクシロツプのよう
な粘性液体を供給するための本発明の切換装置の設計に
この発見を利用する。本発明の切換装置は、２個の内部
逆止弁と１個のバイパス弁とを具備する。

各逆止弁は、別個になつたバッグパッケージシステムに
導管によつて接続されている。バイパス弁は、一方のバ
ッグシステムとこれに対応する液体回路とに接続されて
いる逆止弁を迂回する向きになつている。迂回される逆
止弁を含んでいる方のバッグ回路ぱ“主゛回路と考えら
れる。なせなら、ポンプはこの回路から液体を汲み出す
からてある。液体が逆止弁を通つて流れなければならな
い方のバッグ回路は、“゜副゛回路と考えられる。なせ
ならこの回路は、もう一方の主回路が空になつてからで
ないと使用されないからである。本発明の自動切換装置
は、共通ハウジングの中に置かれた簡単な機械的要素か
ら成る。

バイパス弁はスプール型弁を有し、このスプール型弁は
、スプールの回転位置に従つて主または副供給源と接続
されるバイパス溝または貫通穴を有している。逆止弁は
、主および副供給回路の各々と接続された、はね偏倚さ
れた玉弁を有し、この玉弁はその両側に作用する圧力差
に応答して開いたり閉じたりする。これらの弁要素の適
切で満足のいく動作は、供給回路中の柔軟なバッグの前
述した特性に依存する。本発明の目的および作用効果は
、添付図面を参照しながら以下の説明を読むことによつ
て一層容易に明らかになるであろう。第１図について詳
細に説明すると、全体を回路Ａと称する柔軟なバッグパ
ッケージから成る主供給槽が示されている。

また、全体を回路Ｂと称する同様なバッグバックの群が
、副供給槽を構成している。図示した状態では、これら
のパッケージは供給操作の始まる前に充填した状態にあ
る。各バッグパッケージは、ミルク、シロツプまたは同
様な性質の液体状化学製品を入れるものとして当業者に
周知の形式の外部剛体箱１４の中に置かれた柔軟なバッ
グ１２を含む。主回路Ａまたは副回路Ｂのバッグパッケ
ージは、供給サイクルの際に、全体を参照番号１０で示
す自動切換装置を介して出口０でポンプＰに選択的に接
続される。

主回路Ａは自動切換装置１０の入口１Ａに接続され、副
回路Ｂは自動切換装置１０の入口１Ｂに接続されている
。切換装置１０は、ポンプＰと回路ＡおよびＢとの間で
回路内に接続されている複数個の弁部材を含んでいる。

これらの弁部材には、第３図を参照しながら後に詳述す
る。回転スプールＳＰを有するバイパス弁と、主および
副回路ＡおよびＢにそれぞれ直列に接続された、一対の
圧力応答逆止弁ＣＡおよびＣＢとが含まれる。バイパス
弁はバイパス分枝ＳＡおよびＳＢと、圧力応答逆止弁Ｃ
ＡおよびＣＢにそれぞれ直列に接続された穴通路ＢＡお
よびＢＢとを有する。弁ＣＡおよびＣＢの各々は、偏倚
ばね２２によつて通常は閉じられている玉弁２０を含ん
ている。

これらの逆止弁は、中央通路２６を介してスプールＳＰ
と導通している横方向通路２８によつて接続されている
。第２図について詳細に説明すると、ここには第１図と
同じ装置が示されているが、主回路Ａの中のバッグ１２
が空の状態になつて、収縮している点が異なる。

第２図に示されているように、主回路Ａのバッグ１２が
収縮することにより、横方向および中央通路２８と２６
の中の圧力が相当降下するか、または真空状態になつて
、このために逆止弁ＣＢの玉２０が開く。逆止弁ＣＢが
開くと、副回路Ｂから液体が入口旧、穴ＢＢおよび逆止
弁ＣＢを通つて出口０まで流れ始める。このようにして
、後にも説明するが、主回路Ａから副回路Ｂへの自動切
換が行なわれる。この時点で、回路Ｂが主回路になり、
回路Ａが副回路になる。この状態が一度安定すると、ス
プールＳＰが、横方向穴または溝ＳＢと中央通路２６と
を接続するために回転させられる。このために回路Ｂか
ら出た液体は、抵抗が最小になる通路、すなわち溝ＳＢ
ｌスプールＳＰおよび中央通路２６を通つて出口０まで
流れる。この間に、前に主回路であつた回路Ａのバッグ
パッケージが、進行中の供給サイクルに好ましくない影
響を与えることなく再充填される。第１図および第２図
に示した自動切換装置１０の好ましい実施例の、機械的
要素から成るアセンブリを第３図に詳細に示す。

図に示すように、この装置は、回路Ａからの入口１Ａま
たは回路Ｂからの入口１Ｂを、供給ポンプＰに接続され
た出口０に選択的に接続するのに必要な内部穴または通
路を含む共通ブロックまたはハウジングを有している。
横方向通路または穴の内部に置かれているのは、ノブＫ
によつて選択された供給位置に回転される回転スプール
弁ＳＰである。スプールＳＰは、逆止弁ＣＡまたはＣＢ
を選択して迂回するための一対のバイパス溝ＳＡ，ＳＢ
を有する。たとえば、図示の状態では、バイパス溝ＳＡ
は、入口１Ａから来た液体を中央穴２６と横方向穴２８
とを通つて出口０まで迂回させる。したがつてこの状態
では、回路Ａから来た液体は逆止ＪｆＣＡを通らない。
同様に、スプールを１８００回転させることにより、流
体はバイパス溝ＳＢを利用して逆止弁ＣＢを迂回する。
さらに第３図に示すように、逆止弁ＣＡおよびＣＢは、
スプールＳＰの中の穴ＢＡおよびＢＢにそれぞれほぼ一
致する縦方向穴または通路の中に置か゛れている。

逆止弁ＣＡおよびＣＢは、中央通路２６とＴ字形を形成
している横方向通路２８によつて接続されている。回路
Ａから回路Ｂへの、またはその逆の自動切換の際には、
液体は穴ＢＡ，ＢＢのうちのいずれか一方と、これに一
致している、対応する逆止弁の中を直接流れる。逆止弁
ＣＡが入つている穴には栓２４がしてある。この栓は逆
止弁ＣＡを交換するときにはすされる。同様に、接続具
０も逆止弁ＣＢを交換するときにはすされる。本発明の
システムにおける自動切換装置の動作は、第１図および
第２図を参照することによつて容易に理解できる。

第１図では主回路Ａも副回路Ｂも充たされている。この
状態では、供給ポンプＰは、ポンプＰに対抗して作用す
る抵抗または圧力がないので、図示した位置にあるバイ
パス弁スプールＳＰを介して主回路Ａから液体を容易に
汲み出す。また、この状態ては、副回路Ｂは閉じた逆止
弁ＣＢによつて遮断されていることがわかる。ポンプＰ
は、主回路Ａの液体がすべて汲み出されるまでは、主回
路Ａだけから汲み出し続ける。第２図を見ると、主回路
Ａが空になり、そのバッグ１２がつぶれて、このつぶれ
た状態のノドツグ１２に接続されているポンプＰが、横
方向通路２８の中の圧力を降下させるか、または真空に
する。逆止弁ＣＢは横方向通路２８と直結されているの
て、この真空状態によつて逆止弁ＣＢの中で玉２０がば
ね２２に抗して偏倚され、逆止弁ＣＢが開く。逆止方０
Ｂが一度開くと、最初は副回路であつた回路Ｂの中のバ
ッグパッケージから、液体が入口１Ｂ１穴ＢＢｌ逆止５
Ｐ−Ｂ１通路２８および出口接続具０を通つて出口０ま
て汲み出される。バッグパッケージの貯蔵量を定期的に
調査または点検する際に、その担当者は、最初主回路で
あつた回路Ａのバッグ１２がつぶれた状態、すなわち空
の状態になつていることに気付くであろう。そして、バ
イパス弁スプールＳＰを回転させ、主回路表示と論理を
回路Ｂの方に変える。これで回路Ｂが主回路になり、ス
プールＳＰは第２図に破線で示す位置に回転したことに
なる。これによつて逆止方ＣＢは迂回される。次に担当
者は、供給システムの動作に何の影響も与えることなく
、回路Ａから空のバッグパッケージを除去できる。都合
の良いときに新しいパッケージを回路Ａに接続すること
ができ、そしてこの接続されたパツケー．ジは、供給さ
れる液体の副供給源になる。逆止方０Ｂについてこれま
で説明してきたのと同様に、回路Ｂのパッケージが空に
なつて収縮した状態につぶれると、横方向通路２８の中
に生じた真空に応答して逆止弁ＣＡが開き、回路Ａの可
撓性バッグパッケージを出口０を介してポンプＰに接続
する。

バイパス弁スプールＳＰを用いて主回路側を切り換え、
回路ＡまたはＢの中のそれぞれのバッグパッケージを交
換することによつて、”このプロセスが何度も繰り返さ
れる。ここに説明したシステムは、本発明の精神と範囲
から離れることなしに、当業者の思い付くように修正可
能であることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の供給システムを示す模式図であつて
、主および副供給回路はどちらも充満した状態である。 第２図は、第１図のシステムで、主供給回路が空になり
、副供給回路が充満された状態にある場合の模式図であ
る。第３図は、第１図および第２図のシステムて使用す
るのに適している本発明の自動切換装置の断面図てある
。１０・・・・・・自動切換装置、１２・・・・・・柔
軟なバッグ、１４・・・・・・パッケージ、２０・・・
・玉要素、２２・・・ばね手段、２６・・・・・・第４
穴（中央穴）、２８・・・・第３穴（横方向穴）、Ａお
よびＢ・・・・・・第１および第２回路、ＩＡおよびＩ
Ｂ・・・・・・入口、ＳＡおよびＳＢ・・・・・・バイ
パス溝、ＣＡおよびＣＢ・・・・・・逆止弁、ＳＰ−１
・・・バイパス弁スプール、０・・・・・・出口、Ｐ・
・・・・・ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体供給システムのための自動切換装置にして、供
   給すべき液体を貯蔵するための、各々が充満したとき第
   １容積になり空になつたときに第２容積に収縮する少な
   くとも１個のつぶれ得るバッグから成る第１群および第
   ２群と、該第１群または第２群に接続されたときに、そ
   れぞれ該第１群または第２群のつぶれ得るバッグから該
   液体を汲み出すポンプ手段と、該第１群のバッグと該ポ
   ンプ手段との間に接続されていて、通常は閉じているが
   、該第２群のバッグが該第２容積になつたときに生じる
   圧力変化に応答して開く第１感圧弁手段と、該第２群の
   バッグと該ポンプ手段との間に接続されていて、通常は
   閉じているが、該第１群のバッグが該第２容積になつた
   ときに生じる圧力変化に応答して開く第２感圧弁手段と
   、該第１または第２群のいずれか一方のバッグをそれぞ
   れ該第１または第２感圧弁手段と並列に該ポンプ手段に
   選択して接続するために切換え可能なように第１及び第
   ２感圧弁手段に並列に設けられたバイパス弁手段と、を
   具備する自動切換装置。 ２ 該第１および第２感圧弁手段の各々が、通常は閉じ
   た位置にばね手段によつて偏倚されている玉要素を有し
   ている特許請求の範囲第１項記載の自動切換装置。 ３ 該バイパス弁手段が回転可能な弁要素を有し、該弁
   要素が、該第１群のバッグを、該第１感圧弁手段を直接
   経由して該ポンプ手段に接続するか、あるいは該第１感
   圧弁手段に並列に該ポンプ手段に直接接続するかを選択
   して該ポンプ手段に接続する第１チャンネル手段と、該
   第２群のバッグを、該第２感圧弁手段を直接経由して該
   ポンプ手段に接続するか、あるいは該第２感圧弁手段に
   並列に該ポンプ手段に直接接続するかを選択して該ポン
   プ手段に接続する第２チャンネル手段とを有している特
   許請求の範囲第１項記載の自動切換装置。 ４ 該バイパス弁が回転スプール弁である特許請求の範
   囲第１項記載の自動切換装置。 ５ 該感圧弁手段と該バイパス弁手段が共通のハウジン
   グの中に設置されていて、該共通ハウジングが該第１群
   および第２群のバッグにそれぞれ接続された第１および
   第２入口通路と、該第２感圧弁手段を含んでいて、該ポ
   ンプ手段に接続されている出口通路とを有しており、該
   ハウジングがさらに、横方向に伸びて該第１および第２
   入口通路と交差している、該バイパス弁手段を受け入れ
   るための第１穴と、該出口通路に実質的に平行に設けら
   れていて、該第１感圧弁手段を含んでいる第２穴と、該
   ハウジングの内部で該出口通路と該第２穴とを接続して
   いる第３穴と、該ハウジングの内部で該第１穴と該第３
   穴とを接続している第４穴とを有し、このために、該バ
   イパス弁手段が該第１入口通路または該第２入口通路の
   いずれか一方を選択して、該第４穴、該第３穴および該
   出口通路を介して該ポンプ手段に接続するようになつて
   いる特許請求の範囲第１項記載の自動切換装置。 ６ 液体供給システムのための自動切換装置にして、第
   １および第２入口通路と、該入口通路から負荷装置まで
   流体を通過させるための出口通路とを有するハウジング
   手段と、該ハウジングの内部で横方向に伸びて、該第１
   および第２入口通路と交差している第１穴と、該ハウジ
   ングの内部で該出口通路に実質的に平行に設けられてい
   る第２穴と、該ハウジングの内部で該出口通路と該第２
   穴とを接続している第３穴と、該ハウジングの内部で該
   第１穴と該第３穴とを接続している第４穴と、該第１入
   口通路を該第４および第２穴または第２穴だけのいずれ
   か一方に選択して接続するための第１チャンネル手段と
   、該第２入口通路を該出口通路および該第４穴または該
   出口通路だけのいずれか一方に選択して接続するための
   第２チャンネル手段を有する、該第１穴の中に受け入れ
   られた回転可能な円筒状弁要素と、流体が該第１入口通
   路から該第２穴に直接流れるのを阻止するための、通常
   は閉じている位置を有し、両側に作用する所定の差圧に
   応答して開く、該第２穴の中に設置された第１感圧弁手
   段と、流体が該第２入口通路から該出口通路に直接流れ
   るのを阻止するための、通常は閉じている位置を有し、
   両側に作用する所定の差圧に応答して開く、該出口通路
   の中に設置された第２感圧弁手段と、該第１入口通路を
   該第４穴に、あるいは該第２入口通路を該第４穴に選択
   して接続するために該円筒状弁要素を回転させる手段と
   から成ることを特徴とする自動切換装置。 ７ 該円筒状弁要素の該第１および第２チャンネル手段
   の各々が該円筒状弁要素の表面に形成された溝と該円筒
   状要素を貫通して該溝と導通している直径方向穴とから
   成り、該第１チャンネル手段の溝が該円筒状弁手段のあ
   る選択された位置で該第１入口通路と該第４穴に接続し
   、該第２チャンネル手段の溝が該円筒状弁要素の別の選
   択された位置で該第２入口通路を該第４穴に接続するよ
   うになつている特許請求の範囲第６項記載の自動切換装
   置。 ８ 該第１および第２感圧弁手段の各々が、ばね手段に
   よつて通常は閉じている位置に偏倚されている玉要素を
   有している特許請求の範囲第６項記載の自動切換装置。