(57)【要約】  ビン又はそれと同等の容器に液体の充填物を充填するための充填機器において、充填物が流れる流路内に配置された流量計の信号に依存して充填プロセスを制御するための流量計が充填機器に統合されている。
2009530197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビン（２）又はそれと同等の容器に液体の充填物を充填するための充填機器であって、液体の充填物の供給源（４）と接続するための接続部（７．１）と、充填する容器（２）に液体の充填物を排出するための出口開口部（８）とを有するとともに、接続部（７．１）と出口開口部（８）の間に、弁座と協働する弁体（１０）を備えた液体用バルブ（９）を有する液体用流路（７）が、充填機器（１）の筐体（６）内に形成されており、その弁体が、液体用バルブ（９）を開閉するための操作機器（１２）によって、詳しくは、測定用流路を構成する液体用流路の区間（７．２）を貫流する流量を測定器具を用いて検出する流量計（１３）に依存して充填プロセスを制御するための操作機器（１２）によって動かすことが可能である充填機器において、
測定用流路を構成する液体用流路（７）の区間（７．２）が、液体用バルブ（９）と出口開口部（８）の間に配備されていることを特徴とする充填機器。
【請求項２】
出口開口部（８）と測定用流路を構成する液体用流路（７）の区間（７．２）との間に、ガスストッパー（１６）が配備されていることを特徴とする請求項１に記載の充填機器。
【請求項３】
出口開口部（８）が、ガスストッパー（１６）として構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の充填機器。
【請求項４】
液体用バルブ（９）の弁体（１０）が、バルブを開くために出口開口部（８）の方向に動かすことが可能であり、バルブを閉じるためにそれと逆の方向に動かすことが可能であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の充填機器。
【請求項５】
弁体（１０）を操作するための操作ロッド（１１）が配備されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の充填機器。
【請求項６】
充填機器（１）は、充填物の供給源を構成する貯蔵器（４）の下側に固定することが可能であることと、
操作ロッド（１１）は、貯蔵器（４）の内部空間をも貫通するとともに、充填機器（１）から遠い方に有る操作ロッドの端部において、操作機器（１２）と協働することと、
を特徴とする請求項５に記載の充填機器。
【請求項７】
操作機器（１２）が空気圧式操作機器であることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の充填機器。
【請求項８】
操作ロッド（１１）がタペット棒であることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の充填機器。
【請求項９】
接続部（７．１）と出口開口部（８）の間の液体用流路（７）が、直線的に、或いはほぼ直線的に構成されるとともに、有利には、操作ロッド（１１）の軸と同軸に構成されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の充填機器。
【請求項１０】
複数の充填機器（１）が機械の軸の周りを巡回するように駆動可能なローターに配備された、巡回する構造形態の充填機において、
充填機器が、請求項１から９までのいずれか一つに記載の充填機器として構成されていることを特徴とする充填機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念にもとづく充填機器及び請求項１０の上位概念にもとづく巡回する構造形態の充填機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビン又はそれと同等の容器に液体の充填物を充填するための充填機器、特に、ビンに飲み物を充填するための充填機器は、様々な実施形態で知られており、それらは容量を制御した形で充填（容量を計量した形で充填）するための充填機器としても知られている。この充填機器では、液体の充填物の供給源（例えば、貯蔵タンク又は貯蔵器）と各充填機器との間の液体用配管内には、充填プロセスの停止、即ち、液体用バルブの閉鎖を生じさせることとなる測定又は制御信号を充填機の中央制御装置（計算機）に供給する流量計が配備されている。
【０００３】
測定機器に、詳しくは、充填プロセスの間にビン又はそれと同等の容器に流し込む液体の充填物が流れる方向（以下では、充填物のフロー方向とも呼ぶ）に対して液体用バルブの前の充填機器内に形成された液体用流路に、充填物の流量を検出する流量計の測定器具が配備された、ビン又はそれと同等の容器に充填するための充填機器も既に提案されている。この場合の確かな欠点は、液体用バルブを容易に操作するために操作ロッドを使用している場合、その操作ロッドが流量計の測定器具を通って差し込まれていることであり、そのために、場合によっては、操作ロッド用に特殊な材料を使用する必要が有る、詳しくは、特に簡単な手法として、並びに特に保守を軽減するためにも、流量計を磁気誘導式流量計（ＭＩＤ）として構成するのが有利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、充填機の構造を特にコンパクトで簡単にする場合に、ビン又はそれと同等の容器に容量を制御した形で充填することを可能とする充填機器を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決するためには、充填機器を請求項１に記載された通り構成する。巡回する構造形態の充填機は、請求項１０に記載されている。
【０００６】
本発明による充填機器では、流量計の測定器具が充填物のフロー方向に対して液体用バルブの後に配備されている。そうすることによって、特に、液体用バルブのための操作ロッドを使用する場合に、その操作ロッドが流量計の測定器具を貫通する必要性が無くなる。
【０００７】
本発明の実施形態の別の主要な利点は、本発明にもとづき、流量計の測定器具を貫通しない操作ロッドが測定結果の精度に悪い影響を与えることがないことである。即ち、例えば、個々の操作ロッド同士を比較した場合に生じる輪郭又は体積の差が、悪い影響を及ぼすことがない。
【０００８】
流量計が同様に外部ではなく、各充填機器に統合して配備されている、本発明による充填機器の別の利点は、特に、容量を制御した形で充填する場合に、全体として、充填機に関する特にコンパクトな構造形態が実現されるとともに、更に、貯蔵タンク又は貯蔵器と各充填機器の出口開口部との間の液体又は充填物用流路内に有る、密閉するための移行部分の数を削減することができることである。
【０００９】
本発明の改善構成は、従属請求項に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下において、実施例に関する図面にもとづき本発明を説明する。
【００１１】
図面の符号１が、液体の充填物を容器、即ち、ビン２に圧力を加えないで充填する、詳しくは、自由噴流で充填する充填機器であり、充填するビン２のビンへの注入口２．１が、それぞれ充填機器１の下において、間隔が開いているが、中心を合わせて配置されており、液体の充填物が自由噴流３としてビン２に供給される。充填機器１は、多くの同じ構成の充填機器と共に垂直な機械軸の周りを巡回するように駆動可能なローターの周囲に配備されており、図１と２には、その液体の充填物用の貯蔵器４と容器又はビンの保持器５だけが図示されており、保持器には、図示されている実施構成ではＰＥＴボトルとして構成されたビン２が、それぞれ充填プロセスの間張り出したフランジ２．２上に吊るされた形で保持されている。
【００１２】
貯蔵器４の内部空間は、レベルを制御された形で液体の充填物で部分的に充填されており、その結果充填物の液面のレベルＮの上には、大気圧の空気及び／又は不活性ガスを収容するガス空間４．１が形成されるとともに、レベルＮの下には、充填物を収容する液体空間４．２が形成されている。
【００１３】
充填機器１は、図示されている実施構成では、後で詳しく説明する手法にもとづき、三つの部分で実現された充填機器の筐体６から構成されており、その筐体内には、図１と２において、上端又はそこの接続部７．１が液体空間４．２に直接繋がるともに、図面において下端に出口開口部８が構成された通常の液体用流路７が形成されている。液体用流路７内には、通常、基本的に液体用流路７内の弁座と協働する弁体１０から成る液体用バルブ９が配置されており、その弁体は、図１と２において、操作ロッド１１の下端に配備されている。操作ロッドは、図示されている実施構成では、貯蔵器４の上に配備された操作機器１２、例えば、液体用バルブ９の開閉に必要な軸方向ハブを備えた空気圧式ピンストンシリンダー構成によって動かすことが可能である。図示されている実施構成では、例えば、外側横断面が円形である操作ロッド１１は、垂直方向を向くとともに、その軸が充填機器の垂直軸ＦＡを規定している。
【００１４】
充填機器１がそれぞれ貯蔵器４の下側に直に配備されており、また、操作ロッド１１が貯蔵器４の内部空間を通って延びている、図示されている実施構成では、液体用流路７の軸は、軸ＦＡと同軸となる方向を向いている。操作ロッド１１の長さが比較的長いにも関わらず、そのロッドと弁体１０の中心を合わせることができるように、操作ロッド１１の下端領域には、心出し用部材１１．１が配備されているが、その部材は、液体の充填物の流れを妨害することはない。液体用流路７の直径が操作ロッド１１の外径よりも大きいことは明らかであり、そのため液体用流路７内では、操作ロッド１１の周りに、充填物に関するリング状の流れる道が形成されている。
【００１５】
前述した通り、図示されている実施構成では、充填機器の筐体６は、充填物が貯蔵器４から出口開口部８に流れる方向に対して、垂直方向に順番に連続する三つの部分から構成されている、詳しくは、接続部７．１を備えた筐体部分６．１と、流量計１３の構成部分であり、その流量計１３の測定用流路を形成する、液体用流路７の区間７．２を有する筐体部分６．２と、フランジ状の区間６．３．１が筐体部分６．２の下側と接続されており、軸ＦＡと同軸に配置された、下端に出口開口部８が形成されたパイプ状の区間６．３．２へと移行する筐体部分６．３とから構成されている。筐体部分６．１内には、液体用バルブ９の弁体１０に対する弁座も形成されている、即ち、液体の充填物が流れる方向に対して、筐体部分６．２の前又は流量計１３の前に形成されている。貯蔵器４と筐体部分６．１の間の移行部及び筐体部分６．１〜６．３の間の移行部も、特に、全ての筐体部分を貫通する液体用流路７の領域において、相応のパッキンによって密閉されていることは明らかである。
【００１６】
前述した通り、筐体部分６．２は、流量計１３、例えば、磁気誘導式流量計（ＭＩＤ）の構成部分であり、そこの測定用流路又は区間７．２の所には、充填物の流れを検出するための流量計１３の構成要素（測定器具）が配備されている、即ち、磁気誘導式流量計１３の場合、充填物の流れの中に磁界、例えば、交番磁界を発生させるための少なくとも一つの磁気コイルと、充填物の流れによって磁界内に生じる、流量に対応する測定電圧を計測するための少なくとも一つの電極とが配備されている。
【００１７】
筐体部分６．２の外側に有る筐体１４内には、特に、磁気コイルの駆動と、測定電圧の評価と、接続配線１５を介して充填機の中央制御ユニット（計算機）に供給される測定信号の発生とのための更に別の電気部品、例えば、流量計１３の駆動・測定用電子回路が収容されている。
【００１８】
液体用流路７の直径及び操作ロッド１１の外径は、区間７．２において一定であり、その結果操作ロッド１１のハブを備えた測定用流路又は区間７．２における液体の充填物に対する流れの横断面は変化せず、高い測定精度が達成されている。
【００１９】
ビン２の充填は、充填機器１又は充填機器１を備えた充填機を用いて、容量を制御した形の自由噴流式充填システムによる周知の手法で行われる、即ち、各充填機器１の下のビン保持器５にビン２を挿入して位置決めした後、液体用バルブ９が、充填プロセスを開始するために開放される。充填プロセスは、液体用バルブ９を閉鎖することによって終了する、詳しくは、流量計１３から供給される信号によって制御される。
【００２０】
特に、各充填プロセス又は各充填フェーズの開始時においても、磁気誘導式流量計１３として構成された流量計１３が一義的な測定結果を提供することを保証するために、出口開口部８の近傍又は続きに有る区間６．３．２又はそこの液体用流路７の区間７．３内には、何れの場合も充填物が流れる方向に対して筐体部分６．２の後又は流量計１３及びその測定器具の後に、最も簡単な場合多くの開口又は通り道を備えた挿入部品、例えば、ストレーナ状の挿入部品から成るガスストッパー１６が配備されている。そして、それらの開口の横断面は、液体用バルブ９の閉鎖後において、ガスストッパー１６の上に有る液体用流路の部分、従って、特に、筐体部分６．２内に構成された液体用流路の部分が液体の充填物で満たされたままの状態であり、この液体用流路の部分が、少なくとも標準的な充填動作において生じる各液体用バルブ９が閉鎖されている時間間隔又はフェーズの間に空となるように選定される。そのように選定することによって、各充填フェーズの始めに、筐体部分６．２内、従って、流量計１３の測定器具内に形成された液体用流路の区間７．２が液体の充填物で完全に、さもなければほぼ完全に満たされていることが保証される。そのため、各充填フェーズの開始時には、流量計１３から一義的な測定信号が供給されることとなる。液体用バルブ９又は弁体１０が閉鎖されている場合に、充填物が流れる方向に対して液体用バルブ９に続く液体用流路７の部分から液体の充填物が排出されるのを防止するために、図示されている実施構成では、液体用バルブは、弁体１０を上げることによって閉鎖され、弁体１０を下げることによって開放されるように構成されている。
【００２１】
前述した通り、ビン２又はその他の容器の自由噴流式充填に適した充填機器１の例にもとづき本発明を説明した。本発明による充填物が流れる方向に対して液体用バルブ９の後に流量計を配備した充填機器の特別な構成が、その他の充填方法用の充填機器でも、特に、圧力を加えて液体の充填物を充填する充填機器でも、詳しくは、充填機器が相応に構成されている場合には、ここに示した利点を持つ形で実現することができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】圧力を加えない自由噴流で液体の充填物をビンに充填するための巡回する構造形態の充填機の充填機器を液体用バルブを開いた状態で図示した模式的な断面図
【図２】図１において、液体用バルブを閉じた状態の図
【符号の説明】
【００２３】
１    充填機器
２    ビン
２．１  ビンへの注入口
２．２  ビンの頚に有るフランジ
３    充填物の自由噴流
４    貯蔵器
４．１  ガス空間
４．２  液体空間
５，５ａ  ビンの保持器
６    充填機器の筐体
６．１，６．２，６．３  筐体部分
６．３．１  フランジ状の区間
６．３．２  パイプ状の区間
７    液体用流路
７．１  接続部
７．２  区間又は測定用流路
７．３  ガスストッパー１６を備えた液体用流路の区間
８    出口開口部
９    液体用バルブ
１０    弁体
１１    操作ロッド
１１．１  操作ロッドの心出し用部材
１２    操作機器
１３    流量計
１４    筐体
１５    制御配線
１６    ガスストッパー
ＦＡ    充填機器の垂直軸
Ｎ    貯蔵器４内の液体レベル
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2009530197.tif 000006
2009530197.tif 000007
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