JP4933561B2 - 液体製品を容器にパッケージングするための設備 - Google Patents

Description

本発明は、液体製品を容器にパッケージングする設備に関する。

所定の量の液体製品を容器に連続して充填できるようにするため、充填スパウトと、充填スパウトの下で容器を支持する支持部材とを各々有する一連の充填ステーションを備える製品パッケージング設備が知られている。

こうした設備では、充填スパウトは、供給ダクトに接続される上端と、制御された弁と結合するオリフィスを装備した下端とを有するスパウト本体を備える。

新しい製品をパッケージングするために設備を始動する場合、まずスパウト本体に確実に充填を行うことが必要である。充填スパウトの構造上、ダクトおよびスパウト本体に初めに入っていた空気が完全にパージされるまで、すなわち、気泡を含まない液体が下部オリフィスから流れ出るまで、オリフィスを開いたまま充填スパウトに液体を供給する必要がある。各下部オリフィスを通じて流出する液体製品は前記オリフィスに隣接したコレクタに収集される。気泡が充填スパウト供給ダクト内を上昇しないようにするためには、製品を比較的長時間流す必要があり、その間製品を容器にパッケージングするために設備を使用することはできない。

さらに、小型化するために、充填スパウトの初期充填の際製品を回収するために使用されるコレクタは一般に、充填スパウトを洗浄剤および水で洗浄するために使用される液体を回収するためにも使用されるが、これは充填スパウトの初期充填の際流出した製品の再使用を想定できないことを意味する。これは、使用されない製品の費用だけでなく、コレクタが回収した様々な流体の処理に必要な追加費用の面でも損失となる。

本発明の目的は、製品を変更する際に失われる製品の量を最小化しつつ、製品を速やかに変更できる、製品を容器にパッケージングする設備を提供することである。

この目的を達成するため、本発明は、上記の種類のパッケージング設備であって、充填スパウトが、制御された弁の上でスパウト本体内に開口し、リンク部材によって止め弁と隔離弁との間の地点において、総供給ダクトに接続されるループダクトと結合され、パージ弁と結合されたパージダクトが隔離弁とリンク部材との間で総供給ダクトに接続されるパッケージング設備を提供する。設備は、総供給ダクトに接続され、充填スパウトダクトの接続先である第１の室内に開口する第１のリンクダクトと、アキュムレータ部材に接続され、流通オリフィスを含む中間隔壁によって第１の室から分離され、ループダクトの接続先になっている第２の室内に開口する第２のリンクダクトと、第２の室内に設置されループダクトまたは流通オリフィスの何れかを閉じる２つの位置の間で移動可能であり、第２のリンクダクトと位置を揃えた開口が貫通するスイッチ部材とを備える。

すなわち、初期充填の際、充填スパウトの本体はループダクトによって製品の供給を受けるので、製品は充填スパウト内に保留された空気と同じ方向に流れるため、初めに設備に入っていた空気を確実にパージするためには、ダクトと充填スパウト本体の合計容積よりわずかに多い量の製品をダクトに供給すれば十分である。したがって、この初期充填は非常に迅速であり、廃棄する製品の量は非常に少ない。

好適には、パージダクトは隔離弁のすぐ近くの位置で総供給ダクトに接続される。このため、空気が総供給ダクトの一部に溜まる危険は最小になる。

本発明の別の態様によれば、設備は、供給ダクトと並列に接続されアキュムレータ部材を含むアキュムレーション経路を含む。これによって、設備中の充填ステーションの数にかかわらず、各充填ステーションの充填スパウトのための供給ダクト中の流量を調節することができる。

すなわち、単一のマルチポートリンク部材によって、ループ接続、または、直接接続またはアキュムレータ部材を通過する接続の両方を介した各充填ステーションの充填スパウトのための供給ダクトの並列供給を確立することができる。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照してなされる本発明の特定の非制限的実施形態の以下の説明から明らかになるだろう。

図１を参照すると、図示される充填設備は、従来の方法で、充填ステーションを有し、各々充填スパウト２と、充填スパウトの下で容器４を支持する支持部材３とを備える回転式構造１を備える回転式コンベアを備え、各支持部材３は、図示しない制御ユニットと関連して対応する充填スパウトを制御する役目を果たす計量部材５に関連している。

各充填スパウト２は、充填スパウト供給ダクト７に接続される上端と、制御された弁９と結合するオリフィス８を装備した下端とを有するスパウト本体６を備える。

本発明によれば、各充填スパウト２はまた、一方の端部がスパウト本体６に固定されて弁９の上でスパウト本体内に開口し、もう一方の端部が以下図２を参照して説明する構造のマルチポートリンク部材１１に接続されるルーピングダクト１０と結合している。マルチポートリンク部材１１は、それ自体供給槽（図示せず）に接続された総供給ダクト１２と、供給ダクト１２と並列に接続されアキュムレータ部材１３を含むアキュムレーション経路とに接続されている。総供給ダクト１２は、止め弁１４および、止め弁１４とマルチポートリンク部材１１との間に接続された隔離弁１５とに結合している。

パージダクト１６は、隔離弁１５とマルチポートリンク部材１１との間の、隔離弁１５のすぐ近くの位置で総供給ダクト１２に接続されている。パージダクト１６は、パージダクト１６と総供給ダクト１２との間の接続部の反対側の、洗浄ポンプ２０に接続された洗浄ループダクト１９に設置された弁１８を保持する分岐を有するＴ字接続部を介してパージ弁１７と結合している。また、加圧空気供給用ダクト２１も弁２２を介して洗浄ループダクト１９に接続されている。

アキュムレーション経路は、止め弁１４と隔離弁１５との間で総供給ダクト１２に接続された上端と、ダクト２３内で並列に接続された２つの弁２４を介してアキュムレータ部材１３の下端に接続された下端とを有する第１のダクト２３を備える。その上端で、アキュムレータ部材１３は、弁２６を介して加圧空気供給用ダクト２５に接続されている。アキュムレータ部材１３はその上端で第１の圧力計２７に結合し、その下端で第２の圧力計２８に結合している。アキュムレーション経路はさらに、アキュムレータ部材１３の下端に接続された一方の端部と、十字接続部３０に接続された反対側の端部とを有する第２のダクト２９を備える。十字接続部３０は、弁３２の設置された第３のダクト３１によってマルチポートリンク部材１１に接続されている。また、パージダクト３３も弁３４を介して十字接続部３０に接続されている。

洗浄回路はさらに、ポンプ２０と、弁３６を介した十字接続部３０との両方に接続された第２のダクト３５を備える。また、洗浄回路は、第３のダクト３７を備え、第３のダクト３７は、第１の端部と第２の端部を有し、第１の端部は洗浄ポンプ２０と弁３６との間でダクト３５に接続されており、第２の端部は、第１に弁３９を介して洗浄液供給ダクト３８に接続され、第２に弁４１に結合した洗浄ヘッドに接続される分岐を有するＴ字接続部を介して洗浄ヘッド４０に接続されている。

図２を参照すると、マルチポートリンク部材１１は、従来の方法で、様々な充填ステーションの充填スパウト２のための供給ダクト７がマルチポートリンク部材１１の対称軸に沿って均等に配置されて接続された円形の第１の室４２を備える。やはり従来の方法で、第１の室４２は第１のリンクダクト４３を介して、回転式カップリング４４を介した総供給ダクト１２に接続されている。

本発明によれば、リンク部材はさらに、第１の室４２と同軸上にあって第１の室の下に延び、中間隔壁４６によって第１の室から分離された第２の室４５を備える。第２のリンクダクト４８は中間隔壁４６に固定され、第１のリンクダクト４３の内側に同軸状に延びる。ダクト４８の下端は、ダクト４８の周囲に中間隔壁４６を貫通する開口４９を画定する半径方向アームによって中間隔壁４６に固定されている。ダクト４８の上端は回転式カップリング４４の内側に接続されており、アキュムレーション経路のダクト３１との接続を提供する。様々な充填スパウトからのループダクト１０は、第２の室４５の底壁に開口する。円形プレートの形態のスイッチ部材５０は第２の室４５の内側に同軸状に設置されその底面に突出し各ループダクト１０に対応して延びる栓５１を有する。第２の室４５の内側のスイッチ部材５０の位置は制御棒５２によって決定されるが、制御棒５２の上端は制御部材５３に接続され、下端は、第２のリンクダクト４８の下端と位置を揃えたスイッチ部材を通過する開口５４を確定する半径方向アームによってスイッチ部材に接続されている。スイッチ部材５０の上面は、スイッチ部材５０が中間壁４６に押し付けられて上位位置にある時液密的に開口４９を閉じる環状表面５５を提示する。

設備が始動する時、全ての弁は閉じている。この位置から始まって、弁２６が開いて加圧空気をアキュムレータ部材１３に吸入し、弁２４も開く。製品止め弁１４が開き、加圧された液体製品が、弁２４を通過してアキュムレータ部材１３に吸入される。アキュムレータ部材１３には液体が徐々に充填され、アキュムレータ部材中の製品の深さは、圧力計２７および２８が測定する圧力差によって決定される。製品が、図１の一点鎖線によって示され、充填スパウト本体６および充填スパウトダクトの合計容積に対応するアキュムレータ部材１３中の所定の高さに達すると、止め弁１４が再び閉じる。アキュムレーション経路上の弁３２とパージ弁１７との両方が開き、スイッチ部材５０は上位位置となる。すなわち、スパウト本体６内で、アキュムレーション経路のダクト３１、充填スパウトのループダクト１０、充填スパウトの供給ダクト７、および総供給ダクト１２の間のループ接続が提供される。加圧された液体製品はまずダクト３１内に流れてその中に収容されている空気を追い出した後、リンク部材１１の第２のリンクダクト４８に入り、ループダクト１０、充填スパウト本体６、充填スパウト供給ダクト７、リンク部材１１の第１のリンクダクト４３、隔離弁１５までの総供給ダクト１２、およびパージ弁１７までのパージダクト１６を順次充填する。アキュムレータ部材１３中の製品が、充填されたダクト及び充填スパウト本体に対応する（圧力計２７および２８の間の圧力差によって決定される）レベルに達すると、パージ弁１７が閉じる。このレベルは、パージ弁１７が閉じる時少量の製品が通過し、設備の十分なパージを保証するように決定される。こうして設備は容器に製品をパッケージングする用意ができた状態となる。

そして、リンク部材１１のスイッチ部材５０が下げられループダクト１０の端部を閉じる。充填スパウト供給ダクト７はまず第１のリンクダクト４３および第１の室４２によって総供給ダクト１２に並列に接続され、次に、図２の太線矢印によって示すように、第２のリンクダクト４８、第２の室４５、開口４９、および第１の室４２によってアキュムレーション経路のダクト３１に並列に接続される。製品止め弁１４が、弁２４の１つとして再び開く。アキュムレータ部材１３は、ダクト中の液体製品の圧力とアキュムレータ部材１３中の空気の圧力との間に平衡が存在する点まで再び充填される。そして、隔離弁１５が開き、従来の方法で、各充填スパウトの弁９を制御することによって充填が実行される。製品が容器内にパッケージングされている間、充填スパウト供給ダクト７中の流量は、隔離弁１５が開く度合、およびアキュムレータ部材１３中の気圧によって調整できる。充填スパウトダクト７の総流量の変化は、アキュムレータ部材１３中の製品のレベルの変化によって補償されるので、各充填スパウト供給ダクト７内で流量は実質上一定である。適応速度は、弁２４を通過する流れによって決定される。サージ現象を避けるため、設備の動作のこの段階では、弁２４を１つだけ開くのが好適である。

製品を変更したい場合、製品止め弁１４を閉じ、従来の方法で充填スパウトを使用して、アキュムレータ部材１３中に収容された製品の容量に実質上対応するいくつかの容器を充填する。その後、隔離弁１５を閉じ、その後、弁２６を閉じつつ、第２のパージ弁３４を、空気吸入弁２２および１８と共に開く。加圧空気が総供給ダクト１２に送られる。同時に、リンク部材１１のスイッチ部材５０が上位位置に戻され、加圧空気が順次製品を追い出して、総供給ダクト１２、リンク部材１１の第１のリンクダクト４３、第１の室４２、充填スパウト供給ダクト７、充填スパウト本体６、ループダクト１０、第２の室４５、第２のリンクダクト４８、およびアキュムレーション経路のダクト３１を順次パージする。前記パージを実行するための十分な長さの時間が経過した後、弁３２を閉じて隔離弁１５を開き、加圧空気がアキュムレーション経路のダクト２３と流通するようにして、２つの弁２４を開いた位置にする。加圧空気は、ダクト２３およびアキュムレータ部材１３中に収容された製品を追い出す。そして、弁１８、２２、および３４を再び閉じる。

パッケージングする新しい製品が前の製品と互換性があるかまたは中性の製品である場合、上記のような設備の初期充填と製品のパッケージングを行う。

設備を洗浄したい場合、弁４１および第２のパージ弁３４と共に洗浄液供給弁３９を開く。そして洗浄ヘッド４０によってアキュムレータ部材１３の内部を洗浄し、パージダクト３３を通じて洗浄液を流す。

そして、弁４１を弁２４と共に閉じて弁３６を開き、弁２６を開くことによって加圧空気をアキュムレータ部材１３に吸入する。すると洗浄液は、アキュムレータ部材１３中の圧縮空気の圧力と平衡になるレベルに達するまで、アキュムレータ部材１３に進入する。弁３６および３９を閉じて、弁３２を上部パージ弁１７と共に開く。すると、洗浄液は、ダクト３１、リンク部材１１のダクトおよび室、ループダクト１０、充填スパウト本体６、充填スパウト供給ダクト７、および隔離弁１５までの総供給ダクト１２を順次充填する。そして弁３２を閉じて弁２４を隔離弁１５と共に開き、ダクト２３と総供給ダクト１２に洗浄液を充填できるようにする。

そして弁２４を再び閉じて弁３６を弁１８と共に開く。洗浄液が洗浄回路のダクト１９に充填される。

そして、弁３６を再び閉じて弁４１を開く。すると、洗浄液循環ポンプ２０は、ダクト３５および３７、洗浄ヘッド４０、アキュムレータ部材１３、ダクト２３、ダクト２３と弁１８との間に延びる総供給回路１２の一部、およびダクト１９を備える回路内で閉ループに沿って洗浄液が流れるようにする。そして、弁４１、２４、および１５を閉じて弁３６を開く。すると、ダクト３１、ループダクト１０を介して充填スパウトにいたるリンク部材１１、総供給ダクト１２の一部、弁１８、およびダクト１９において新しい閉ループ洗浄回路が確立される。

洗浄が完了すると、加圧空気吸入用の弁２２と下部パージ弁３４を再び開き、弁１８を閉じることによって、ダクトをパージする。まず弁３６を開き弁４１は閉じたままにして、ダクト３５および３７を空にする。そして、弁３６を閉じて弁１８を隔離弁１５および弁２４と共に開き、ダクト２３をパージする。そして、弁２４を再び閉じて弁３２を開き、アキュムレーション経路のダクト３１までの総供給ダクト１２のパージを実行する。そして弁３２を再び閉じて弁４１を再び開き、アキュムレータ部材１３をパージする。

必要ならば、リンク部材１１のスイッチ部材５０を下位位置に戻して弁２４および隔離弁１５および充填スパウトの弁９を開くことによって、充填スパウトをパージする前に充填スパウトの末端部を洗浄する。

設備は、洗浄液による洗浄と同じ条件で水洗いおよびパージすることができる。設備は、供給弁間の流通を避けるため適当な分離弁を介して止め弁１４と並列に接続された供給槽から従来の方法で供給される新しい製品をパッケージする用意ができた状態となっている。

当然、本発明は上記で説明した実施形態に制限されるものではなく、請求項によって定義される本発明の範囲を越えることなく変形実施形態を提供してもよい。

すなわち、製品を重量で計量し容器を下から支持する設備を説明したが、本発明は、容器の首を保持する支持具に関連する充填スパウト、および／または製品を容積で計量する装置にも適用される。

充填スパウトをループする用途に関連して本発明のマルチポートリンク部材を説明したが、マルチポートリンク部材は他の用途にも同様に使用してもよい。例えば、ダクト１２をパッケージング用の第１の製品を供給する供給槽に接続し、ダクトをパッケージング用の第２の製品を収容する容器に接続し、その一方でダクト７および１０をどちらも充填スパウトの上部に接続することによって、容器に一方または他方の製品またはそれらの混合物を任意に充填することができる。

一連の充填スパウトに同時に製品を供給できる本発明のマルチポートリンク部材に関連してアキュムレーション経路の構成を説明したが、本発明は、適切に相互接続されたダクトのネットワークに関連する１組の簡単な弁に関連する単一の充填スパウトにおいて実現してもよい。

本発明の設備の全体図である。 本発明のマルチポートリンク部材に沿った垂直平面の軸方向断面図である。

Claims (7)

1. 製品を容器にパッケージングするための設備であって、
   充填スパウト（２）と前記充填スパウトの下で容器を支持する支持部材（３）とを有する少なくとも１つの充填ステーションを備え、前記充填スパウトが、充填スパウト供給ダクト（７）にその上端付近で接続するスパウト本体（６）を備えており、
   前記充填スパウト供給ダクト（７）は、総供給ダクト（１２）に接続されており、
   前記スパウト本体（６）は、制御された弁（９）と結合するオリフィス（８）を装備した下端とを有する、設備において、
   前記製品は、前記充填ステーションの前記制御された弁（９）を介して前記容器に供給されており、
   該設備は、前記総供給ダクト（１２）と並列に接続されアキュムレータ部材（１３）を含むアキュムレーション経路（２３、３１）を含んでおり、
   前記充填スパウト（２）が、前記制御された弁（９）の上部で前記スパウト本体（６）内に開口しリンク部材（１１）によって止め弁（１４）と隔離弁（１５）との間の地点において、前記総供給ダクト（１２）に選択的に接続される、ループダクト（１０）と結合され、
   前記リンク部材（１１）が、前記充填スパウト供給ダクト（７）に接続される経路と、前記ループダクト（１０）に接続される経路と、前記総供給ダクト（１２）に接続される経路と、を有する、マルチポートリンク部材であって、
   前記マルチポートリンク部材（１１）が、
   第１のリンクダクト（４３）であって、前記総供給ダクト（１２）に接続され、前記充填スパウト供給ダクト（７）の接続先である第１の室（４２）内に開口する第１のリンクダクト（４３）と、
   第２のリンクダクト（４８）であって、前記アキュムレータ部材（１３）に接続され、流通オリフィス（４９）を含む中間隔壁（４６）によって前記第１の室（４２）から分離され、前記ループダクト（１０）の接続先になっている第２の室（４５）に開放されている第２のリンクダクト（４８）と、
   スイッチ部材（５０）であって、前記第２の室の中で前記ループダクト（１０）または前記流通オリフィス（４９）の何れかを閉じる２つの位置の間で移動するように設置され、前記第２のリンクダクト（４８）と位置合わせされている開口（５４）が貫通しているスイッチ部材（５０）と、を有しており、
   パージ弁（１７）に結合されたパージダクト（１６）が前記隔離弁（１５）と前記リンク部材（１１）との間で前記総供給ダクト（１２）に接続されている、
   ことを特徴とする設備。
2. 前記パージダクト（１６）が前記隔離弁（１５）のすぐ近くの位置で前記総供給ダクト（１２）に接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の設備。
3. 前記アキュムレータ部材（１３）が、前記アキュムレータ部材中の所定の量の液体の存在を測定する手段（２７、２８）を含む、ことを特徴とする請求項１または２に記載の設備。
4. 共通のマルチポートリンク部材（１１）に接続された前記充填スパウト供給ダクト（７）およびループダクト（１０）を装備した複数の充填ステーションを有する、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の設備。
5. 前記充填スパウト供給ダクト（７）および前記ループダクト（１０）が、
   前記第１の室（４２）と、前記第２の室（４５）と、前記第１のリンクダクト（４３）と、
   前記第２のリンクダクト（４８）と、前記流通オリフィス（４９）と、に共通な対称軸に沿って均等に配置される、
   ことを特徴とする請求項４に記載の設備。
6. 前記総供給ダクト（１２）および前記アキュムレーション経路に接続された洗浄回路（１９、３５、３７）を含む、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の設備。
7. 前記アキュムレーション経路の下端に接続された第２のパージ弁（３４）を含む、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の設備。

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