(57)【要約】  本発明は、充填システムに関する。本発明の１つの目的は、充填動作を制御するための入力を提供するために含まれる削減された数の秤量計を有する充填システムを提供することである。本システムは、運搬ユニットが秤量区画を通過しつつある間に、充填されるべき容器を保持する運搬ユニットを個別に秤量するように配置された少なくとも２つの秤量区画に組み込まれた電子秤量計を有する。この充填システムの動作は、秤量区画から得られた秤量情報に関する動作を含む。本発明による充填システムは、１つの運搬ユニットごとに１つの秤量計を含む周知のシステムより著しく少ない２つの秤量計のみを含むことが可能である。
2009525926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に物質を充填するための充填システムであって、
各々が少なくとも１つの容器を受け取って運搬するように配置された複数の運搬ユニットと、
少なくとも１つの容器が運搬ユニットによって運搬されている間に前記少なくとも１つの容器に物質を充填するための、前記運搬ユニットに対して配置された充填手段を含む物質分配システムと、
前記運搬ユニットを動かすように配置された駆動手段と、
前記駆動手段によって前記運搬ユニットが軌道に沿って動かされる軌道であって、動かされる間前記運搬ユニットを支持するように設けられた軌道と、
前記充填システムの動作を制御するための制御システムと、
前記軌道の少なくとも２つの別々の実質的に水平な区画の各々に組み込まれた電子秤量計であって、前記区画は前記軌道において分散配置された個別の秤量区画を提供するように適合されており、前記秤量区画は前記運搬ユニットが前記駆動手段によって動かされながら前記秤量区画を通過しつつある間に任意の存在する容器および物質も含めて前記運搬ユニットを個別に秤量するように配置されており、また前記充填システムの動作は前記秤量区画から得られた秤量情報に関する動作を含む、少なくとも１つの電子秤量計と、
を含む充填システム。
【請求項２】
充填が開始される前記軌道の位置の下流の位置と充填が完了する位置の上流の位置に少なくとも２つの秤量区画が配置される、請求項１に記載の充填システム。
【請求項３】
充填された容器が前記運搬ユニットから荷降しされる前記軌道の位置の下流であり、充填されるべき容器が運搬ユニットによって受け取られる位置の上流の位置に少なくとも１つの秤量区画が配置される、請求項１または２に記載の充填システム。
【請求項４】
充填されるべき容器が前記運搬ユニットによって受け取られる前記軌道の位置の下流であり、充填が開始される位置の上流の位置に少なくとも１つの秤量区画が配置される、前述の請求項のいずれかに記載の充填システム。
【請求項５】
充填が完了する前記軌道の位置の下流であり、充填された容器が前記運搬ユニットから荷降しされる位置の上流の位置に少なくとも１つの秤量区画が配置される、前述の請求項のいずれかに記載の充填システム。
【請求項６】
前記運搬ユニットのための可動支持体を提供するために各運搬ユニットと前記軌道との間に少なくとも１つのホイールまたはローラが配置される、前述の請求項のいずれかに記載の充填システム。
【請求項７】
前記軌道上に前記運搬ユニットのための可動支持体を提供するために各運搬ユニットと前記軌道との間に少なくとも１つのスライディングシューが配置される、請求項１〜６のいずれかに記載の充填システム。
【請求項８】
前記軌道はレールから、またはレール状の金属プロファイルから作られた区画に作られる、前述の請求項のいずれかに記載の充填システム。
【請求項９】
各運搬ユニットは一端部で前記運搬ユニットにヒンジ留めされて反対の端部で前記駆動手段の中心部分にヒンジ留めされた少なくとも２つの支持アームを含んでおり、各運搬ユニットと１組の２つのアームと前記中心部分は前記運搬ユニットを支持する平行四辺形を構造的に形成するように配置される、前述の請求項のいずれかに記載の充填システム。
【請求項１０】
前記物質は粉末、気体、流体または液体、あるいはこのような物質の組合せである、前述の請求項のいずれかに記載の充填システム。
【請求項１１】
前記物質は液化ガス、特に液化石油ガス（ＬＰＧ）である、請求項１０に記載の充填システム。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の、容器に物質を充填するための充填システムを動作させる方法であって、容器を充填するための前記充填システムの動作は、
ａ）運搬ユニットに容器を受け取らせるステップと、
ｂ）前記容器への物質の充填を開始して充填の開始時刻を登録するステップと、
ｃ）予め決められた時間ｔ１の間、充填を続けるステップと、
ｄ）前記運搬ユニットが前記軌道の第１の秤量区画を通過しつつある間に前記運搬ユニットと前記容器と前記容器に充填された前記物質との全質量を秤量するステップと、
ｅ）ステップｄ）で得られた前記全質量から前記運搬ユニットと前記容器との予め決定された質量を減算することによって時間ｔ１の間に充填された物質の量Ａ１を計算するステップと、
ｆ）時間ｔ１の間の充填速度を計算するステップと、
ｇ）第１の予め決められた充填量Ａ２に到達するための残り充填時間ｔ２を、時間ｔ１の間の前記計算された充填速度に基づいて計算するステップと、
ｈ）前記計算された時間ｔ２において充填を続けるステップと、
ｉ）前記運搬ユニットが前記軌道の第２の秤量区画を通過しつつある間に前記運搬ユニットと前記容器と前記容器に充填された前記物質との全質量を秤量するステップと、
ｊ）ステップｉ）で得られた前記全質量から前記運搬ユニットと前記容器と先に充填された物質の量Ａ１との予め決定された質量を減算することによって時間ｔ２の間に充填された物質の量Ａ２を計算するステップと、
ｋ）時間ｔ２の間の充填速度を計算するステップと、
ｌ）第２の予め決められた充填量Ａ３に到達するための残り充填時間ｔ３を、時間ｔ２の間の前記計算された充填速度に基づいて計算するステップと、
ｍ）前記計算された時間ｔ３において充填を続けるステップと、
を含む、充填システムを動作させる方法。
【請求項１３】
ステップａ）〜ｍ）に、
ｎ）前記運搬ユニットが前記軌道の更なる秤量区画Ｎを通過しつつある間に前記運搬ユニットと前記容器と前記容器に充填された前記物質との全質量を秤量するステップと、
ｏ）前記運搬ユニットと、前記容器と、先行する時間ｔ（Ｎ−１）に先立つ時間ｔ（Ｎ−２）において前記容器に充填された物質の先行する量Ａ（Ｎ−２）と、の予め決定された質量を、ステップｎ）で得られた前記全質量から減算することによって前記先行する時間ｔ（Ｎ−１）の間に充填された物質の量Ａ（Ｎ−１）を計算するステップと、
ｐ）前記先行する時間ｔ（Ｎ−１）の間の充填速度を計算するステップと、
ｑ）更なる予め決められた充填量Ａ（Ｎ）に到達するための残り充填時間ｔ（Ｎ）を、前記先行する時間ｔ（Ｎ−１）の間の前記計算された充填速度に基づいて計算するステップと、
ｒ）前記計算された残り時間ｔ（Ｎ）の間、充填を続けるステップと、
ｓ）充填された量が予め決められた最終的な量より少ないときには前記最終量が得られるまでステップｎ）〜ｒ）を繰り返すステップと、
が続く、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１２のステップａ）〜ｋ）または請求項１３のステップｎ）〜ｓ）に記載の前記充填システムの動作に、
前記運搬ユニットが前記軌道の秤量区画を通過しつつある間に前記運搬ユニットと前記容器と前記充填された物質との全質量を秤量するステップと、
前記運搬ユニットと前記容器との、予め決定された風袋質量を前記全質量から減算することによって前記容器内に存在する物質の全量を計算するステップと、
が続く方法。
【請求項１５】
（Ａ３−Ａ２）／Ａ３として定義される前記予め決められた量Ａ２とＡ３の比率が０．２５より小さい、好適には０．１より小さい、更に好適には０．００１と０．１との間にある、請求項１２〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記充填システムの動作は、前記運搬ユニットが前記軌道の秤量区画を通過しつつある間に、前記運搬ユニットの風袋質量を得るために前記運搬ユニットを秤量する、先行するステップを含む、請求項１２〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記充填システムの動作は、請求項１２のステップａ）とステップｂ）との間に、
前記運搬ユニットが前記軌道の秤量区画を通過しつつある間に前記運搬ユニットと受け取られた容器との全質量を秤量するステップと、
前記運搬ユニットと前記容器との、予め決定された風袋質量を前記全質量から減算することによって前記容器内に存在する残留物質の潜在量を計算するステップと、
からなる中間ステップを含む、請求項１２〜１６のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質を容器に充填するための充填システムに関する。本発明は更に、このような充填システムを動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つ以上の物質を容器に充填することは、例えば輸送または貯蔵目的のために物質をパッケージするという共通の仕事である。ＬＰＧとしても知られる液化石油ガスといったガスで容器を充填する分野では、充填ターンテーブルおよびカルーセルがしばしば使用される。容器は搬送されてターンテーブルまたはカルーセルに移され、そこで容器は充填ユニットによって受け取られて各々、電子秤量計の上で連続的に秤量される。これらの秤量計は制御システムに接続されており、この制御システムは容器に充填された物質の量に比例する秤量計からの信号に応答して容器の充填を制御する。このタイプの充填は、１時間当たり数１００個または数１０００個の容器にＬＰＧを充填するために使用される。このような高い充填容量を得るために、ターンテーブルまたはカルーセルは、各充填ユニットが、一時に多数の容器を充填するために含まれる秤量計を有する多数の、通常は少なくとも１ダースの充填ユニットを備えている。また容器は第１の位置で受け取られてターンテーブルまたはカルーセルの回転中に充填され、充填された容器はこれら容器が荷降しされる第２の位置に運ばれるということが１サイクルで実行される。この周知の容器を充填する方法は極めて良好に機能するが、多数の秤量計とそれに対応する制御装置とを必要とする。このタイプのシステムは、例えばＷＯ９９３９１３０Ａ２から知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の１つの目的は、少数の秤量計を備える充填システムとこれに対応する、このようなシステムを動作させる方法とを提供することである。もう１つの目的は、周知のタイプの充填システムに少なくとも等しい容量を有するシステムとこのような容量を得るようにこのシステムを動作させる方法とを提供することである。他の目的は、この説明、請求項および同封の図から明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様は、
・各々が少なくとも１つの容器を受け取って運搬するように配置された複数の運搬ユニットと、
・少なくとも１つの容器が運搬ユニットによって運搬されている間に前記少なくとも１つの容器に物質を充填するための、前記運搬ユニットに対して配置された充填手段を含む物質分配システムと、
・前記運搬ユニットを動かすように配置された駆動手段と、
・前記駆動手段によって前記運搬ユニットが軌道に沿って動かされる軌道であって、動かされながら前記運搬ユニットを支持するように設けられた軌道と、
・前記充填システムの動作を制御するための制御システムと、
・前記軌道の少なくとも２つの別々の実質的に水平な区画の各々に組み込まれた電子秤量計であって、前記区画は前記軌道において分散配置された個別の秤量区画を提供するように適合されており、前記運搬ユニットが前記駆動手段によって動かされながら前記秤量区画を通過している間に前記秤量区画は任意の存在する容器および物質も含めて前記運搬ユニットを個別に秤量するように配置されており、また前記充填システムの動作は前記秤量区画から得られた秤量情報に関する動作を含む、少なくとも１つの電子秤量計と、
を含む充填システムを含む。
【０００５】
秤量区画を通過している間に得られた秤量情報は、予め決められた量の物質が容器内にいつ充填され終わるかを、許容誤差内で予測するために十分な情報を提供する。したがって本発明による充填システムは、任意の数の運搬ユニットが存在する可能性があっても、２つの秤量計のみ、すなわち少なくとも２つの秤量区画の各々に１つの秤量計を含み得る。これは、各運搬ユニットに関して１つの秤量計を含む周知のシステム、したがって１２個の運搬ユニットを有するシステムに関しては通常少なくとも１２個の秤量計を含む周知のシステムより著しく少ない。本発明による充填システムは、６、１２、３６といった６から３６までの任意の数または上記の数の間の他の任意の数、またはそれ以上の大きな数の運搬ユニットを含むことができ、２つの秤量計のみを使用して動作できる。精度を向上させ、更なる動作を実行し、秤量を検査する、などのために追加の秤量計が使用されることもあり得る。
【０００６】
これらの秤量計は、軌道の方向に、ある距離を置いて配置されている、軌道の別々の秤量区画に組み込まれる。これらの秤量区画は、運搬ユニットが秤量区画を通過しつつある間に任意の存在する容器および物質を含めて運搬ユニットを個別に秤量するように配置される。これによって、充填シーケンス内の少なくとも２つの時点における充填された物質の量に関する情報が取得され得る。この秤量情報は、容器を適切に充填するために、またしたがって充填手段を適切に動作させるために必要である全充填時間の計算を可能にするといった充填システムを動作させるための基礎を形成する。本発明による充填システムの特徴は、カルーセルまたはターンテーブルシステムで実現されることが可能であり、それによって充填容量は、すなわち単位時間に充填され得る容器の数は、周知のシステムの容量に対応し得る。
【０００７】
軌道は円形であることが可能であり、充填システムはカルーセルとして実現されることも可能であり、あるいはこれは、運搬ユニットがループ内を運搬され、また充填がこのループの大半において行われ得る長円形または多角形の形でもよい。あるいは充填が行われる軌道の一部は如何なる形状でもあり得る。これは、容器が１つの直線方向だけに運搬される直線部分を含むこともできる。軌道は、例えば運搬ユニットが軌道から吊り下がっている頭上位置にまで高められ得る。また運搬ユニットと充填手段は一体化され得る。これは、容器が容器の充填開口部例えばボトルネックにおいてだけ運搬ユニット／充填手段に係合し、少なくとも充填動作時にこの仕方で運搬される実施形態を含み得る。
【０００８】
本充填システムの好適な実施形態は、充填が開始される軌道の位置の下流の位置と、充填が完了する位置の上流の位置に少なくとも２つの秤量区画を配置することを含む。用語「下流」は運搬ユニットが動かされる方向に位置する位置を示し、用語「上流」は運搬ユニットが動かされる方向とは反対の方向に位置する位置を示す。充填が開始される軌道の位置の後に配置される第１の秤量区画は、容器に充填される量の第１の表示を提供することができ、この量は充填速度を計算するために、すなわち単位時間に充填される物質の量を計算するために使用され得る。それからこの充填速度は、第１の予め決められた充填レベルに到達するための充填時間を計算するために使用され得る。充填が完了する位置の前におかれた第２の秤量区画は、例えば第１の予め決められたレベルが得られたかどうかを検査するために、および／または第１の計算された充填速度より長い期間に基づいて再び充填速度を計算するために、容器に充填された量の第２の表示を与え得る。充填された量の第２の表示はまた、容器になお充填されるべき残量ならびに満杯充填動作のための残り充填時間を計算するために使用可能である。
【０００９】
本システムのもう１つの好適な実施形態は、充填された容器が運搬ユニットから荷降しされる軌道の位置の下流の位置、および充填されるべき容器が運搬ユニットによって受け取られる位置の上流の位置に少なくとも１つの秤量区画が配置されることを含む。このような秤量区画は運搬ユニットの風袋重量を取得するために使用され得る。そうでなければ、運搬ユニットの上にランダムに存在する如何なるこぼれた物質または他の一般に望ましくない物質も、充填動作の精度を損なうであろう。例えば意図されたより少ない物質を容器に充填するという結果を招くであろう。
【００１０】
本システムの更なる好適な実施形態は、充填されるべき容器が運搬ユニットによって受け取られる軌道の位置の下流で、充填が開始されるべき位置の上流の位置に少なくとも１つの秤量区画が配置されることを含む。このような秤量区画は、容器を含めて運搬ユニットの風袋重量を取得するために使用され得る。
【００１１】
本充填システムのなお更なる好適な実施形態は、充填が完了する軌道の位置の下流で、充填された容器が運搬ユニットから荷降しされる位置の上流の位置に少なくとも１つの秤量区画が配置されることを示す。このような秤量区画は、運搬ユニットと容器とこの容器に充填された物質との重量を検査するために使用され得る。運搬ユニットと容器との風袋重量が知られているときにはこれは、例えば充填された量が所望の量、許容可能間隔、最大量、最少量などに関して検査され得るように、容器に実際に充填された物質の量に関する情報を提供できる。
【００１２】
本充填システムのもう１つの好適な実施形態は、運搬ユニットのための可動支持体を提供するために各運搬ユニットと軌道との間に少なくとも１つのホイールまたはローラが配置されることを含む。代替として同様な仕方で少なくとも１つのスライディングシューが配置され得る。これは、ホイール、ローラまたはスライディングシューを介した運搬ユニットとの間の適当な直接的接触を軌道に、またしたがって軌道に組み込まれた秤量区画に提供する。１つのホイールは、これが秤量区画の全長に亘って運搬ユニットなどを秤量する機会を提供し、したがって秤量動作を実行するための最大時間を提供するので、好適である。これは、個々の秤量を実行するために秤量区画には一時に唯１つの運搬ユニットが存在し得るので、秤量区画の長さが運搬ユニットの幅より、ここでは２つの隣接する運搬ユニットのホイール間の中心間距離より小さくなくてはならないので、有利である。これは、運搬ユニットが迅速に動かされることが可能であって、しかも秤量動作が十分な精度で行われるので、充填システムの容量を著しく増加させる。
【００１３】
本充填システムの更なる好適な実施形態は、軌道がレールから、またはレール状の金属プロファイルから作られた区画に作られることを含む。レールと金属プロファイルは、妥当なコストで堅牢な耐久性のある構造を提供する。
【００１４】
本充填システムの更なる好適な実施形態は、一端部で運搬ユニットにヒンジ留めされて反対の端部で駆動手段の中心部分にヒンジ留めされた少なくとも２つの支持アームを有する各運搬ユニットであって、各運搬ユニットと１組の２つのアームと前記中心部分は前記運搬ユニットを支持する平行四辺形を構造的に形成するように配置される各運搬ユニットを含む。運搬ユニットにヒンジ付けされて他の部品との組合せで平行四辺形を形成するように配置された２つの支持アームは、運搬ユニットが設置されるときに運搬ユニットの容器保持部が水平であると、軌道の共通な水平面からの僅かなずれといった軌道の如何なる小さな変化にもかかわらず運搬ユニットは常に水平に維持される。もし運搬ユニットの容器保持部が水平でなければ容器からの負荷は支持アームに導入され、それによって全負荷は秤量区画に伝達されなくなる。これは平行四辺形によって避けられ、秤量の精度は維持される。
【００１５】
本発明による充填システムは、如何なる物質にも、例えば粉末、気体、流体または液体、あるいはこのような物質の組合せにも使用可能であり、あるいはこの物質は、顆粒または複数の異なるサイズの断片、より大きな断片、例えばニンジン、ジャガイモなどといった野菜であることも可能である。このシステムの好適な使用は、液化ガス、特に液化石油ガス（ＬＰＧ）で容器を充填するための使用である。
【００１６】
本発明による充填システムの上記の実施形態の一部または全部は、１つの充填システムに組み合わされて含まれることが可能である。
【００１７】
本発明のもう１つの態様は、容器に物質を充填するための充填システムを動作させる方法に関し、容器を充填するためのこの充填システムの動作は下記のステップを含む。  
ａ）運搬ユニットに容器を受け取らせるステップ
ｂ）この容器への物質の充填を開始して充填の開始時刻を登録するステップ
ｃ）予め決められた時間ｔ１の間、充填を続けるステップ
ｄ）運搬ユニットが軌道の第１の秤量区画を通過しつつある間に運搬ユニットと容器と容器に充填された物質との全質量を秤量するステップ
ｅ）ステップｄ）で得られた全質量から運搬ユニットと容器の、予め決定された質量を減算することによって時間ｔ１の間に充填された物質の量Ａ１を計算するステップ
ｆ）時間ｔ１の間の充填速度を計算するステップ
ｇ）第１の予め決められた充填量Ａ２に到達するための残り充填時間ｔ２を、時間ｔ１の間の計算された充填速度に基づいて計算するステップ
ｈ）計算された時間ｔ２において充填を続けるステップ
ｉ）運搬ユニットが軌道の第２の秤量区画を通過しつつある間に運搬ユニットと容器と容器に充填された物質との全質量を秤量するステップ
ｊ）ステップｉ）で得られた全質量から運搬ユニットと容器と先に充填された物質の量Ａ１との、予め決定された質量を減算することによって時間ｔ２の間に充填された物質の量Ａ２を計算するステップ
ｋ）時間ｔ２の間の充填速度を計算するステップ
ｌ）第２の予め決められた充填量Ａ３に到達するための残り充填時間ｔ３を、時間ｔ２の間の計算された充填速度に基づいて計算するステップ
ｍ）計算された時間ｔ３において充填を続けるステップ
【００１８】
この方法によって本充填システムは、２つの秤量計のみからの入力に基づいて動作し得る。先ず第１の予め決められた量に到達するための充填、その後に第２の予め決められた量に到達するための充填を動作させることによって、多すぎるまたは少なすぎる物質が容器に充填される危険が減らされる。すなわち、２つの秤量計のみが使用されているにもかかわらず、充填において高い精度が得られる。充填は秤量が実行されている間に、続けられることも、中断されることもあり、すなわち時間ｔ２とｔ１との間、ならびにｔ３とｔ２との間に遅延が存在することもあり、存在しないこともある。
【００１９】
本充填システムの更なる動作は、ステップａ）〜ｍ）に下記のステップが続くことを含む。  
ｎ）運搬ユニットが軌道の更なる秤量区画Ｎを通過しつつある間に運搬ユニットと容器と容器に充填された物質との全質量を秤量するステップ
ｏ）運搬ユニットと容器と先行する時間ｔ（Ｎ−１）に先立つ時間ｔ（Ｎ−２）において容器に充填された物質の先行する量Ａ（Ｎ−２）との、予め決定された質量を、ステップｎ）で得られた全質量から減算することによって前記先行する時間ｔ（Ｎ−１）の間に充填された物質の量Ａ（Ｎ−１）を計算するステップ
ｐ）前記先行する時間ｔ（Ｎ−１）の間の充填速度を計算するステップ
ｑ）更なる予め決められた充填量Ａ（Ｎ）に到達するための残り充填時間ｔ（Ｎ）を前記先行する時間ｔ（Ｎ−１）の間に計算された充填速度に基づいて計算するステップ
ｒ）計算された残り時間ｔ（Ｎ）の間、充填を続けるステップ
ｓ）充填量が予め決められた最終的な量より少ないときには前記最終量が得られるまでステップｎ）〜ｒ）を繰り返すステップ
【００２０】
３個以上の秤量計が使用されることを意味する更なる秤量区画を使用することによって、充填のより高い精度を得ることが可能である。より多くの秤量計を使用することによって充填プロセスは、各シーケンスが次第に大きくなる充填量に連続して到達するために使用される多数のシーケンスに分割され得る。このようにして充填は極めて高い精度で最終量に到達するために、徐々に実行され得る。
【００２１】
本充填システムの好適な動作は、ステップａ）〜ｋ）またはステップｎ）〜ｓ）に下記のステップが続くことを含む。  
・運搬ユニットが軌道の秤量区画を通過しつつある間に運搬ユニットと容器と充填された物質との全質量を秤量するステップ
・運搬ユニットと容器との予め決定された風袋質量を前記全質量から減算することによって容器内に存在する物質の全量を計算するステップ  
【００２２】
このようにして充填された全量は見出され、それから予め決められた最小量、最大量などと比較され得る。
【００２３】
本充填システムのもう１つの好適な動作は、（Ａ３−Ａ２）／Ａ３として定義される予め決められた量Ａ２とＡ３の比率が０．２５より小さいこと、好適には０．１より小さいこと、更に好適には０．００１と０．１との間にあることを含む。このようにして第１の予め決められた量Ａ２は第２の予め決められた量Ａ３に極めて近くなり、それによって量Ａ２が到達されるまでの充填は満杯充填となる。Ａ２に到達することは充填を所望の最終量に近づけることができ、前記所望の最終量に到達する正確な方法を提供する小さな満杯量が計算されて充填される。
【００２４】
本充填システムの更なる好適な動作は、運搬ユニットが軌道の秤量区画を通過しつつある間に運搬ユニットの風袋質量を得るために運搬ユニットを秤量する、先立つステップを含む。これによって、運搬ユニットの上にランダムに存在する如何なるこぼれた物質も他の一般に望ましくない物質も、本充填動作において補正され得る。
【００２５】
本充填システムのなお更なる好適な動作は、ステップａ）とステップｂ）との間に下記の中間ステップを含む。  
・運搬ユニットが軌道の秤量区画を通過しつつある間に運搬ユニットと受けられた容器との全質量を秤量するステップ
・運搬ユニットと容器との予め決定された風袋質量を前記全質量から減算することによって容器内に存在する残留物質の潜在量を計算するステップ
【００２６】
これによって充填は、ＬＰＧその他のガスに関して容器を再充填するときにしばしば存在する計算された残留物質によって補正され得る。この残留物質は許容可能な品質であり得る。
【００２７】
本発明は、下記に更に詳細に添付の図を参照しながら説明されている。これらの図は本発明の実施形態の例を表示しており、また単に情報提供のために含まれている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、容器１に物質を充填するための充填システムの要素を示す。容器１は、コンベヤー１４によって位置９に送られ、そこで充填されるべき容器１は、各々が少なくとも１つの容器を受け取って運搬するように配置された複数の運搬ユニット２によって受け取られる。物質の充填は、充填された容器１がコンベヤー１４に荷降しされる位置８に向かって矢印によって示された方向Ｒに運搬ユニット２が動かされている間に実行される。充填手段３を含む物質分配システムは、運搬ユニット２によって運搬されながら物質を容器１に充填するために運搬ユニット２に対して配置される（図２及び３を参照）。再び図１を参照すると、駆動手段４は運搬ユニット２の動きを、ここでは回転を提供するように配置されており、ここでは回転中心に配置された中心部分１２として示されている。駆動手段４、１２は支持アーム１１によって運搬ユニットに接続されている。図１がシステムを上から示すように、運搬ユニット２が駆動手段４によって駆動されながら軌道に沿って動かされる実質的に水平で円形の軌道５は、図１では単に運搬ユニットの間に見えるだけである。軌道５は、前記運搬ユニットを支持するために設けられている。軌道５の更なる詳細は他の図に示されている。充填システムの動作を制御するための制御システムは図示されていない。例えばＬＰＧガスを充填するための物質分配システム、充填手段、制御システムおよび駆動手段に関する特定の細部は、当業者にはよく知られている。しかしながら本発明は他の応用にも使用可能である。
【００２９】
図２、３は、運搬ユニット２の容器保持部によって支持された容器１と物質を容器１内に充填するために設けられた充填手段３とを表示する。運搬ユニット２と容器１と充填手段３と任意の存在する物質との重量が主として支持体１０によって支持されて直接軌道５に、またそこから秤量セル１６を含む電子秤量計６（図４、５）に送られるように、運搬ユニットのための可動支持体１０を提供するために運搬ユニット２と軌道５との間にホイールが配置される。２つ以上のホイールまたはスライディングシューまたはローラまたは他の任意の同様な手段が可動支持体１０として使用可能である。図２は、２つの支持アーム１１が一端部でヒンジ１５によって運搬ユニット２にヒンジ留めされ、反対の端部で駆動手段の中心部分１２にヒンジ留めされており、それによって運搬ユニット２と１組の２つのアーム１１と中心部分１２とが運搬ユニット２を支持する平行四辺形を構造的に形成していることを示す。
【００３０】
図４、５は、電子秤量計６と軌道５の秤量区画７とに関する情報を示すために、運搬ユニット２と充填手段３とを持たない充填システムを表示する。容器１は、コンベヤー１４によって充填場所に運搬され、位置９から入って位置８から出る。電子秤量計６は図４では、軌道５に沿って分散配置された個別の秤量区画７ａ、７ｂを提供するために軌道の２つの別々の区画に組み込まれる。各電子秤量計６は好適には、秤量区画のサイズと寸法とに依存して、１つ以上の秤量セル１６を含む。秤量区画７ａ、７ｂは、運搬ユニット２が駆動手段４、１２によって動かされながら秤量区画７ａ、７ｂを通過しつつある間に任意の存在する容器および物質も含めて運搬ユニット２を個別に秤量するように配置されている。この充填システムの動作は、秤量区画７ａ、７ｂから得られた秤量情報に関する動作を含む。運搬ユニットは先ず、運搬ユニット２が第１の秤量区画７ａを通過しつつある間に任意の存在する容器および物質も含めて運搬ユニットの重量が個々に決定される第１の秤量区画７ａを最初に通過するであろう。少し後で運搬ユニットは、もう１つの重量決定が実行される第２の秤量区画７ｂを通過するであろう。これら２つの個別の秤量から例えば、これら２つの秤量の間で全重量がどれほど増加したかが計算でき、それによって２つの秤量の間で充填された物質の量に対する表示が得られる。
【００３１】
図５において本システムは、５個の秤量計６と５つの個別の秤量区画７ａ〜７ｅとを含んでおり、これらは軌道５に沿って分散配置された個別の秤量区画を提供するために軌道５の別々の区画に組み込まれる。図５に表示されたこのシステムは好適には、再利用されるガス瓶にＬＰＧガスを充填するために適合されている。各電子秤量計６は好適には、秤量区画のサイズと寸法に依存して１つ以上の電子秤量セル１６を含む。秤量区画７ａ〜７ｅは、運搬ユニット２が駆動手段４、１２によって動かされながら秤量区画を通過しつつある間に、任意の存在する容器および物質も含めて運搬ユニット２を個別に秤量するように配置されている。この充填システムの動作は、秤量区画７ａ〜７ｅから得られた秤量情報に関する動作を含む。位置９に在る運搬ユニット２は、充填されるべき容器１を受け取る。容器１が受け取られる前に、空の運搬ユニット２の風袋重量が秤量区画７ｅで決定される。これは、充填された容器が出口位置８で荷降しされた後に行われる。それから運搬ユニット２は、運搬ユニット２が前記区画７ａを通過しつつある間に容器内に存在する任意の残留物質も含めて運搬ユニット２と容器１との重量が決定される秤量区画７ａを通るであろう。先行する機会に、容器の個別の風袋重量は決定されていて、その情報は充填動作を制御する制御システムに記憶される。区画７ａで得られた重量は、容器１内の任意の残留物質の存在および量をも計算するために区画７ｅで決定された容器１の風袋重量と運搬ユニット２の風袋重量とに関して記憶された情報と比較される。この情報は、予め決められたレベルにまで容器を充填するためにどれほどの物質が必要とされるかを決定するために使用される。さて充填が開始されて開始時刻が登録される。少し後で運搬ユニット２は、重量決定が実行されて、充填が始まった時から経過した時間が登録される秤量区画７ｂを通過する。充填の流量は、充填時間と充填された量とから決定される。これは、更なる秤量が区画７ｃで実行される前に到達されるべき第１の充填レベルを得るために必要な充填時間を推定するために使用される。再び充填が開始されて、開始時刻が記録される。推定された充填時間が経過すると、充填は停止される。区画７ｃで全重量が決定され、そこで区画７ｂと７ｃとの間で実行された充填に関して流量が決定される。この時点までに充填された物質の量は、予め決められた第２の充填レベルと比較され、この流量に基づいて第２の充填レベルに到達するために必要な充填時間を決定するために、推定の形式の第２の計算が行われる。再び充填が開始されて、開始時刻が記録される。第２の推定された充填時間が経過すると、充填は停止される。容器内に存在する物質の量が予め決められた許容誤差間隔内にあることを検証するために区画７ｄで全重量が検査される。もし許容誤差間隔内になければ、正しい量の物質を得るために、荷降しの前に更なる好適には短時間の充填が更に実行され得るか、あるいは容器１は再び区画７ｅと７ａ〜７ｄを通ることによって追加の充填サイクルを与えられ得る。後者の場合には風袋重量は、既に予め得られているので区画７ｅでは取得されない。充填された容器１は位置９で荷降しされ、運搬ユニット２はその風袋重量が区画７ｅで取得された後に、新しい容器を受け取る準備ができている。
【００３２】
（例１）
５つの秤量区画を含む本発明による充填システムでは、ガス瓶に８，０００ｇ（８ｋｇ）のＬＰＧを充填するために下記のステップが実行される。  
・第１の秤量区画で運搬ユニットが秤量されてその風袋重量４０，０００ｇが得られる。
・既知の風袋質量５６０ｇを有する容器が運搬ユニットによって受け取られる。  
・運搬ユニットと容器は共に第２の秤量区画で秤量され、全質量４０，５７０ｇを得る。
・残留ＬＰＧの１０ｇが計算される（残量＝全質量マイナス運搬ユニットの風袋質量マイナス容器の風袋質量＝４０，５７０ｇ−４０，０００ｇ−５６０ｇ＝１０ｇ）。  
・ＬＰＧの充填が開始されて３秒という第１の時間の間、続けられる。  
・運搬ユニットと容器とＬＰＧ内容とが共に第３の秤量区画で秤量され、全質量４２，０５０ｇを得る。  
・現在、ＬＰＧの量は４２，０５０ｇ−４０，０００ｇ−５６０ｇ＝１，４９０ｇである。  
・第１の時間における充填速度は（１，４９０ｇ−１０ｇ）／３秒＝４９３．３ｇ／秒であると計算される。  
・満杯充填のために７００ｇを残して、ＬＰＧの７，３００ｇに到達するための第２の時間は（７，３００ｇ−１，４９０ｇ）／４９３．３ｇ／秒＝１１．７７７秒であると計算される。  
・充填は第２の充填時間１１．７７７秒間、続けられる。  
・運搬ユニットと容器とＬＰＧ内容とが共に第４の秤量区画で秤量されて、全質量４７，８９９ｇを得る。  
・現在、ＬＰＧの量は４７，８９９ｇ−４０，０００ｇ−５６０ｇ＝７，３３９ｇである。  
・第２の時間における充填速度は（７，３３９ｇ−１，４９０ｇ）／１１．７７７秒＝４９６．６ｇ／秒であると計算される。  
・ＬＰＧの８，０００ｇに到達するための第３の時間は（８，０００ｇ−７，３３９ｇ）／４９６．６ｇ／秒＝１．３３１秒であると計算される。  
・充填は第３の充填時間１．３３１秒間、続けられる。  
・運搬ユニットと容器とＬＰＧ内容とが共に第５の秤量区画で秤量されて、全質量４８，５４９ｇを得る。  
・現在、ＬＰＧの量は４８，５４９ｇ−４０，０００ｇ−５６０ｇ＝７，９８９ｇであって、これは目標正味ＬＰＧ重量８，０００ｇより１１ｇ低い。
【００３３】
上記説明と図で開示された本発明は修正および変更可能であって、なお上記に請求されたように本発明の範囲に入り得ることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】容器の荷積みと荷降しのための手段が含まれる、上から見られた本発明による充填システムのレイアウトを示す図である。矢印Ｒは動きの方向を示す。
【図２】運搬ユニットと容器と充填手段との側面図である。
【図３】運搬ユニットと容器と充填手段との正面図である。
【図４】運搬ユニットを持たないで表示されたシステムであって、充填が開始される位置と充填が完了する位置との間に配置された２つの秤量区画を含む軌道を有する本発明によるシステムを示す図である。
【図５】システムが５つの秤量区画を含んでいる図４と同様のシステムを示す図である。
【図１】
2009525926.tif 000003
【図２】
2009525926.tif 000004
【図３】
2009525926.tif 000005
【図４】
2009525926.tif 000006
【図５】
2009525926.tif 000007
【国際調査報告】
2009525926.tif 000008
2009525926.tif 000009
2009525926.tif 000010