(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧液体を用いてプリフォーム(1)を容器へと成形し且つ該容器を充填する成形及び充填ステーションのためのピストン・デバイス(4)であって、
該ピストン・デバイス(4)は、
それを通して該デバイス(4)が液体を受容し得る取入口(24)と、
それを通して該デバイス(4)が前記加圧液体を射出し得る吐出口(26)と、
内側チャンバ(30)と、該内側チャンバ(30)を前記取入口(24)との流体連通に置く上流管路(32)と、を画成する本体(28)と、
前記内側チャンバ(30)の内部で移動して該内側チャンバ(30)を有効部分(38)及び補足部分(40)に分離し得る射出ピストン(36)であって、該射出ピストン(36)は前記有効部分(38)を前記補足部分(40)から隔離し、前記有効部分(38)は前記上流管路(32)及び前記吐出口(26)の両方と流体連通している、という射出ピストン(36)と、
プレート起動経路に沿って移動可能であるバルブ・プレート(48)を備えるバルブ(46)であって、少なくとも、液体が前記取入口(24)から前記内側チャンバ(30)の前記有効部分(38)の内部に流れることが許容されるという前記プレート(48)の開き位置と、液体が前記有効部分(38)から前記取入口(24)内に流れることが阻止されるという前記プレート(48)の閉じ位置と、を備えるというバルブ(46)と、
を備えるというピストン・デバイス(4)において、
前記プレート起動経路は、少なくとも部分的に、前記上流管路(32)の内部に延在し、
前記バルブ(46)は、前記バルブ・プレート(48)をその閉じ位置と開き位置との間で移動させる起動手段を備え、
前記起動手段は、前記バルブ・プレート(48)に取付けられて並進的に移動可能である起動ロッド(60)と、前記バルブ・プレート(48)とは逆側にて該起動ロッド(60)に対して取付けられたアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータは、少なくとも、前記バルブ・プレート(48)が該バルブ・プレート(48)の開き位置と閉じ位置との間で移動するときに、前記上流管路(32)から液密様式で隔離され、
前記アクチュエータは、起動チャンバ(64)の壁部に対して液密接触して載置された起動ピストン(62)を備え、
前記起動ピストン(62)は、起動流体を用いて、前記起動チャンバ(64)の内部で移動可能であり、
前記バルブ(46)は、前記起動チャンバ(64)を前記上流管路(32)から隔離するシール手段(70、80)を備え、
前記起動ロッド(60)は、前記シール手段(70、80)を貫通通過することで、前記起動ピストン(62)を前記バルブ・プレート(48)に対して接続し、
前記バルブ・プレート(48)は更に、前記閉じ位置に関して前記開き位置を通過して配置された少なくとも一つの洗浄位置へと移動可能であり、
前記起動チャンバ(64)及び前記上流管路(32)を起動管路(68)が分離し、
前記シール手段(70、80)は、前記起動管路(68)及び前記起動ロッド(60)の一方に対して取付けられたシール・リング(70)を備え、
前記起動管路(68)及び前記起動ロッド(60)の他方は、摺動領域に沿い、前記シール・リング(70)が、前記本体(28)に関する前記バルブ・プレート(48)の相対運動の間において摺動するという摺動領域を有し、
前記摺動領域は、前記バルブ・プレート(48)が前記洗浄位置に在るときに、前記シール・リング(70)と対向して配置される連通溝(72)を含み、
前記連通溝(72)は、液体が前記シール・リング(70)と前記摺動領域との間を流れることで前記起動管路(68)を前記上流管路(32)との流体連通に置くべく配置構成される、
ことを特徴とする、ピストン・デバイス。
【請求項２】
前記内側チャンバ(30)及び前記上流管路(32)は、前記本体(28)の内部に配置され、
前記本体(28)は、単一の剛性ブロックを形成するか、または、相互に堅固に固定された堅固な要素体で作成される、請求項１に記載のピストン・デバイス。
【請求項３】
前記バルブ・プレート(48)は、該プレートの前記閉じ位置において、バルブ・シート(50)に当接して液密様式で適用され、
前記バルブ・シート(50)は、当該ピストン・デバイス(4)の前記取入口(24)を形成する中央ボア(52)を有し、
前記バルブ・プレート(48)は、前記内側チャンバ(30)の前記有効部分(38)が液体により満たされ且つ前記射出ピストン(36)が移動して前記有効部分(38)の体積を減少させるときに、前記液体により適用される力が該バルブ・プレート(48)を前記バルブ・シート(50)に当接すべく付勢する如く、前記バルブ・シート(50)と前記内側チャンバ(30)との間に延在する、請求項１または２に記載のピストン・デバイス。
【請求項４】
前記バルブ・シート(50)は、前記本体(28)に対して液密様式で取付けられたシート躯体(56)の壁部により形成される、請求項３に記載のピストン・デバイス。
【請求項５】
前記シール手段(70、80)は少なくとも、前記起動チャンバ(64)を前記上流管路(32)から分離する起動管路(68)の取付け壁部(82)に対し、且つ、前記起動ロッド(60)に対して取付けられた可撓メンブレン(80)を備え、
前記可撓メンブレン(80)は、変形することで、前記起動管路(68)に対する前記起動ロッド(60)の移動を許容し得る、請求項１から４のいずれか一つの請求項に記載のピストン・デバイス。
【請求項６】
前記起動チャンバ(64)は前記本体(28)により画成され、
前記起動ロッド(60)は、前記バルブ・プレート(48)と前記起動ピストン(62)との間で、該バルブ・プレート(48)の下流に延在する、請求項１に記載のピストン・デバイス。
【請求項７】
前記バルブ・プレート(48)は、該プレートの前記閉じ位置において、バルブ・シート(50)に当接して液密様式で適用され、
前記バルブ・シート(50)は、当該ピストン・デバイス(4)の前記取入口(24)を形成する中央ボア(52)を有し、
前記バルブ・プレート(48)は、前記内側チャンバ(30)の前記有効部分(38)が液体により満たされ且つ前記射出ピストン(36)が移動して前記有効部分(38)の体積を減少させるときに、前記液体により適用される力が該バルブ・プレート(48)を前記バルブ・シート(50)に当接すべく付勢する如く、前記バルブ・シート(50)と前記内側チャンバ(30)との間に延在し、
前記バルブ・シート(50)は、前記本体(28)に対して液密様式で取付けられたシート躯体(56)の壁部により形成され、
前記起動チャンバ(64)は前記シート躯体(56)により画成され、
前記起動ロッド(60)は、前記バルブ・プレート(48)と前記起動ピストン(62)との間で、該バルブ・プレート(48)の上流に延在する、請求項１に記載のピストン・デバイス。
【請求項８】
前記起動チャンバ(64)は、前記起動ピストン(62)の直径よりも大きい直径を有する洗浄領域(74)を備え、
前記起動ピストン(62)は、前記起動チャンバ(64)内を流れる液体が前記起動ピストン(62)の回りを流れ得る如く、前記バルブ・プレート(48)の洗浄位置において前記洗浄領域(74)内に載置される、請求項１に記載のピストン・デバイス。
【請求項９】
前記起動手段は、前記起動チャンバ(64)の前記洗浄領域(74)内に載置された付加的ピストン(76)であって、前記洗浄領域(74)の壁部と液密接触するという付加的ピストン(76)を備え、
前記付加的ピストン(76)は、前記起動ピストン(62)を、前記洗浄領域から、該起動ピストン(62)が前記起動チャンバ(64)の壁部と液密接触することで前記バルブ・プレート(48)を前記開き位置に戻し載置するという有効領域まで、移動すべく起動可能である、請求項８に記載のピストン・デバイス。
【請求項１０】
前記バルブ・プレート(48)は、該プレート(48)の開き位置及び閉じ位置の両方において、前記内側チャンバ(30)の断面に関して直立して延在する、請求項１から９のいずれか一つの請求項に記載のピストン・デバイス。
【請求項１１】
加圧液体を用いてプリフォーム(1)を容器へと成形し且つ該容器を充填する成形及び充填ステーションであって、
液体供給源(2)と、
取入口(8)及び吐出口(10)を備える射出デバイス(6)であって、前記液体供給源(2)からの液体を前記吐出口(10)を通してプリフォーム(1)内へと射出すべく配置構成されたという射出デバイス(6)と、
請求項１から１０のいずれか一つの請求項に記載のピストン・デバイス(4)であって、該ピストン・デバイス(4)が前記液体供給源(2)からの液体を前記射出デバイス(6)において所定圧力にて射出し得る如く、該ピストン・デバイス(4)の前記取入口(24)は前記液体供給源(2)と流体連通し、且つ、該ピストン・デバイス(4)の前記吐出口(26)は前記射出デバイス(6)の前記取入口(8)と流体連通する、というピストン・デバイス(4)と、
を備える、成形及び充填ステーション。
【請求項１２】
請求項１１に記載の成形及び充填ステーションを用いて加圧液体によりプリフォーム(1)を容器へと成形し且つ該容器を充填する方法であって、以下の各段階を有する方法：
前記射出デバイス(6)を、プリフォーム(1)との流体連通に置く段階；
前記ピストン・デバイス(4)のバルブ・プレート(48)を前記開き位置に置き、且つ、前記液体供給源(2)からの液体が前記ピストン・デバイス(4)の前記内側チャンバ(30)の前記有効部分(38)を満たす如く、前記射出ピストン(36)を満杯位置に向けて移動させる段階；
前記バルブ・プレート(48)を前記閉じ位置に置き、且つ、前記プリフォーム(1)を容器へと成形して該容器を前記液体により満たすべく、前記内側チャンバ(30)の前記有効部分(38)から前記液体を所定圧力において前記射出デバイス(6)内及び前記プリフォーム(1)内に射出するために、前記射出ピストン(36)を完全排出位置に向けて移動させる段階。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧液体を用いてプリフォームを容器へと成形し且つ該容器を充填する成形／充填ステーションのためのピストン・デバイスに関する。
【０００２】
本発明はまた、斯かるピストン・デバイスを備える成形／充填ステーション、及び、斯かるステーションを用いてプリフォームを容器へと成形し且つ該容器を充填する方法にも関する。
【０００３】
本発明は、非圧縮性液体を用いてプリフォームを変形させて該プリフォームから容器を形成するという液圧成形として知られた分野に関する。
【０００４】
本出願において、“液体”とは物理的な意味を有している。それは、非圧縮性で流動し得る一切の媒体を表している。上記液体は、(水またはアルコールの様に)低い粘度、(食用油またはスープの様に)中程度の粘度、または、(ヨーグルト、または、クリーム状製品の様に)高い粘度を有し得る。上記液体は、均一であるか、(果肉、または、食品小片などの様に)不均一であり得る。上記非圧縮性液体は、例えば、水もしくは他の飲料、ボディケア製品、家庭もしくは園芸の手入れ用品、医学的流体、燃料、作動液などであり得る。
【背景技術】
【０００５】
上記ピストン・デバイスは、作成されるべき容器の形状を有する型成形キャビティの壁部に当接させてプリフォームを付勢すべく適合化された所定の圧力変化特性にて、上記液体を射出すべく使用される。
【０００６】
上記ピストン・デバイスは、一方では、液体供給源に対し、且つ、他方では、射出ノズルの如き射出デバイスに対して接続される。上記ピストン・デバイスは、上記液体供給源から液体を吸引し、且つ、それを所定圧力にて上記射出デバイス内へと射出すべく配置構成される。従って、当該閉成可能な流体的連通路を開成することにより上記液体供給源から上記ピストン・デバイスへと液体が流れて該ピストン・デバイスのチャンバを満たすことを許容し、且つ、当該流体的連通路を閉成することにより、上記チャンバが完全排出されたときに上記液体が上記液体供給源へと戻ることを阻止するために、上記ピストン・デバイスと上記液体供給源との間には、閉成可能な流体的連通路が提供されねばならない。
【０００７】
上記液体供給源と上記ピストン・デバイスとの間の流体的連通路の閉成は、習用的には、液体供給源とピストン・デバイスとの間に延在する管路内に載置され、且つ、上記流体的連通路を開成もしくは閉成すべく起動されるというバルブ・デバイスにより制御される。例えば、斯かるバルブ・デバイスを、FR 2 978 371が開示している。
【０００８】
しかし、斯かる配置機構は特に嵩高であると共に、応答時間が不十分である、と言うのも、上記バルブ・デバイスは、上記ピストン・デバイスから過剰に離間して載置されることで、閉じられたバルブ・デバイスとピストン・デバイスとの間に大容量の液体をもたらすからである。それは、上記ピストン・デバイスを備えるステーションのスペース要件を増大する。
【０００９】
EP 2 694 271は、
それを通して当該ピストン・デバイスが液体を受容し得るという取入口と、
それを通して当該ピストン・デバイスが加圧液体を射出し得るという吐出口と、
内側チャンバと、該内側チャンバを上記取入口との流体的連通に置く上流管路とを画成する本体と、
上記内側チャンバの内部にて、該内側チャンバを有効部分と補足部分とに分離すべく移動可能な射出ピストンであって、該射出ピストンは、上記有効部分を上記補足部分から隔離し、上記有効部分は上記上流管路及び上記吐出口の両方と流体的連通する、という射出ピストンと、
上記取入口にて延在するバルブであって、上記内側チャンバの上記有効部分内へと液体が流入することが許容される開き位置と、上記取入口と上記チャンバの上記有効部分との間の液体連通が阻止されるという閉じ位置との間で起動可能であるというバルブと、
を有する、ピストン・デバイスを開示している。
【００１０】
この特許文献は、上記ピストン・デバイスにおいて使用されるバルブの性質を開示していない。しかし、このバルブもまた、上記内側チャンバから離間して載置されることで、不十分な応答時間に帰着している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的の一つは、液体供給源との流体的連通路を閉成する満足できる応答時間を有するコンパクトなピストン・デバイスを提案することにより、上記の欠点の少なくとも一つを克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的の為に、本発明は、
それを通して該デバイスが液体を受容し得る取入口と、
それを通して該デバイスが上記加圧液体を射出し得る吐出口と、
内側チャンバと、該内側チャンバを上記取入口との流体連通に置く上流管路と、を画成する本体と、
上記内側チャンバの内部で移動して該内側チャンバを有効部分及び補足部分に分離し得る射出ピストンであって、該射出ピストンは上記有効部分を上記補足部分から隔離し、上記有効部分は上記上流管路及び上記吐出口の両方と流体連通している、という射出ピストンと、
プレート起動経路に沿って移動可能であるバルブ・プレートを備えるバルブであって、少なくとも、液体が上記取入口から上記内側チャンバの上記有効部分の内部に流れることが許容されるという上記プレートの開き位置と、液体が上記有効部分から上記取入口内に流れることが阻止されるという上記プレートの閉じ位置と、を備えるというバルブと、
を備えるというピストン・デバイスにおいて、
上記プレート起動経路は、少なくとも部分的に、上記上流管路の内部に延在する、というピストン・デバイスに関する。
【００１３】
上記ピストン・デバイスのバルブ部分を作成することにより、且つ、少なくとも部分的に上記上流管路の内部に延在するプレート起動経路を配備することにより、上記バルブは上記ピストンの近傍に載置されることから、上記ピストン・デバイスを備える上記ステーションのスペース要件が低減されると共に、上記内側チャンバの内部における液体の圧力を用いて上記バルブ・プレートを上記閉じ位置に置くための応答時間が向上される。
【００１４】
前述の如く、EP 2 694 271は、バルブの性質を開示していないので、バルブが、少なくとも部分的に上流管路の内部に、すなわち、ピストン・デバイスの取入口と内側チャンバとの間に、延在するプレート起動経路に沿って移動するバルブ・プレートを備えることを開示していない。上記プレート起動経路が少なくとも部分的に上記上流管路の内部に延在するという事実は、本発明に対して必須である、と言うのも、この特徴は、上記バルブが上記ピストンの近傍に載置されることを保証するからである。
【００１５】
本発明に係る上記ピストン・デバイスの別の特徴に依れば、上記内側チャンバ及び上記上流管路は上記本体の内部に配置され、且つ、上記本体は、単一の剛性ブロックを構成するか、または、相互に堅固に固定された複数の堅固な要素体で作成される。
【００１６】
故に、上記ピストン・デバイスは、ピストン及びバルブ機構の両方を含み、該ピストン・デバイスは非常にコンパクトな単一ユニットとされる。
【００１７】
本発明に係るピストン・デバイスの別の特徴に依れば、上記バルブ・プレートは、該プレートの上記閉じ位置において、バルブ・シートに当接して液密様式で押圧され、上記バルブ・シートは、当該ピストン・デバイスの上記取入口を形成する中央ボアを有し、上記バルブ・プレートは、上記内側チャンバの上記有効部分が液体により満たされ且つ上記射出ピストンが移動して上記有効部分の体積を減少させるときに、上記液体により適用される力が該バルブ・プレートを上記バルブ・シートに当接すべく付勢する如く、上記バルブ・シートと上記内側チャンバとの間に延在する。
【００１８】
上記バルブ・プレートは、その閉じ位置へと、上記ピストンの移動により押圧される上記内側チャンバ内の液体により移動されることで、該バルブ・プレートをその閉じ位置に維持する顕著な力と、満足できる応答時間とを提供する、と言うのも、上記バルブ・プレートは、上記ピストンの近傍に載置されるからである。
【００１９】
本発明に係る上記ピストン・デバイスの他の特徴に依れば、
上記バルブ・シートは、上記本体に対して液密様式で取付けられたシート躯体の壁部により形成され、
上記バルブは、上記バルブ・プレートをその閉じ位置と開き位置との間で移動させる起動手段を備え、
上記起動手段は、上記バルブ・プレートに取付けられて並進的に移動可能である起動ロッドと、上記バルブ・プレートとは逆側にて該起動ロッドに対して取付けられたアクチュエータとを備え、上記アクチュエータは、少なくとも、上記バルブ・プレートが該バルブ・プレートの開き位置と閉じ位置との間で移動するときに、上記上流管路から液密様式で隔離され、且つ、
上記アクチュエータは、起動チャンバの壁部に対して液密接触して載置された起動ピストンを備え、上記起動ピストンは、起動流体を用いて、上記起動チャンバの内部で移動可能であり、上記バルブは、上記起動チャンバを上記上流管路から隔離するシール手段を備え、上記起動ロッドは、上記シール手段を貫通通過することで、上記起動ピストンを上記バルブ・プレートに対して接続する。
【００２０】
本発明に係るピストン・デバイスの第１実施例に依れば、上記起動チャンバは上記本体により画成され、且つ、上記起動ロッドは、上記バルブ・プレートと上記起動ピストンとの間で、該バルブ・プレートの下流に延在する。
【００２１】
上記起動チャンバを上記本体内に配備することにより、上記ピストン・デバイスは非常にコンパクトとされ、且つ、上記ピストン・デバイスを備えるステーションに対するスペース要件が低減される。
【００２２】
本発明に係るピストン・デバイスの第２実施例に依れば、上記起動チャンバは上記シート躯体により画成され、且つ、上記起動ロッドは、上記バルブ・プレートと上記起動ピストンとの間で、該バルブ・プレートの上流に延在する。
【００２３】
上記起動チャンバを上記シート躯体内に配備することにより、上記バルブは上記本体から容易に離間されることで、該バルブの障害の場合において、その交換またはその修復が容易とされ得る。
【００２４】
本発明に係る上記ピストン・デバイスの別の特徴に依れば、上記シール手段は少なくとも、上記起動チャンバを上記上流管路から分離する起動管路の取付け壁部に対し、且つ、上記起動ロッドに対して取付けられた可撓メンブレンを備え、上記可撓メンブレンは、変形することで、上記起動管路に対する上記起動ロッドの移動を許容し得る。
【００２５】
本発明に係る上記ピストン・デバイスの別の特徴に依れば、上記バルブ・プレートは更に、上記閉じ位置に関して上記開き位置を通過して配置された少なくとも一つの洗浄位置へと移動可能であり、上記起動チャンバ及び上記上流管路を起動管路が分離し、且つ、上記シール手段は、上記起動管路及び上記起動ロッドの一方に対して取付けられたシール・リングを備え、上記起動管路及び上記起動ロッドの他方は、当該摺動領域に沿い、上記シール・リングが、上記本体に関する上記バルブ・プレートの相対運動の間において摺動するという摺動領域を有し、上記摺動領域は、上記バルブ・プレートが上記洗浄位置に在るときに、上記シール・リングと対向して配置される連通溝を含み、上記連通溝は、液体が上記リング・シールと上記摺動領域との間を流れることで上記起動管路を上記上流管路との流体連通に置くべく配置構成される。
【００２６】
上記バルブ・プレートが上記洗浄位置に移動されたとき、単純に、上記液体供給源からの液体を洗浄製品で置き換えることにより、且つ、上記ピストン・デバイスの上記ピストンを起動することにより、上記バルブの種々の部分を上記ピストン・デバイスの洗浄製品により洗浄することが可能である。故に、上記ピストン・デバイスの洗浄は、特に単純であり、上記バルブを別個に洗浄することを必要としない。
【００２７】
本発明に係る上記ピストン・デバイスの他の特徴に依れば、
上記起動チャンバは、上記起動ピストンの直径よりも大きい直径を有する洗浄領域を備え、上記起動ピストンは、上記起動チャンバ内を流れる液体が上記起動ピストンの回りを流れ得る如く、上記バルブ・プレートの洗浄位置において上記洗浄領域内に載置され、且つ、
上記起動手段は、上記起動チャンバの上記洗浄領域内に載置された付加的ピストンであって、上記洗浄領域の壁部と液密接触するという付加的ピストンを備え、上記付加的ピストンは、上記起動ピストンを、上記洗浄領域から、該起動ピストンが上記起動チャンバの壁部と液密接触することで上記バルブ・プレートを上記開き位置に戻し載置するという有効領域まで、移動すべく起動可能である。
【００２８】
本発明に係る上記ピストン・デバイスの別の特徴に依れば、上記バルブ・プレートは、該プレートの開き位置及び閉じ位置の両方において、上記内側チャンバの断面に関して直立して延在する。
【００２９】
換言すると、上記内側チャンバの軸心に対して実質的に直交する平面内における上記バルブ・プレートの投影面積は、両方の位置において、上記平面内における上記内側チャンバの投影面積により画成される輪郭形状の内側に留まる。従って、上記バルブは上記内側チャンバから非常に近く、非常にコンパクトなピストン・デバイスを実現することが許容されると共に、迅速な応答時間が保証される。
【００３０】
本発明はまた、加圧液体を用いてプリフォームを容器へと成形し且つ該容器を充填する成形／充填ステーションであって、
液体供給源と、
取入口及び吐出口を備える射出デバイスであって、上記液体供給源からの液体を上記吐出口を通してプリフォーム内へと射出すべく配置構成されたという射出デバイスと、
上記に定義されたピストン・デバイスであって、該ピストン・デバイスが上記液体供給源からの液体を上記射出デバイスにおいて所定圧力にて射出し得る如く、該ピストン・デバイスの上記取入口は上記液体供給源と流体連通し、且つ、該ピストン・デバイスの上記吐出口は上記射出デバイスの上記取入口と流体連通する、というピストン・デバイスと、
を備える、成形／充填ステーションにも関する。
【００３１】
本発明はまた、上記に記述された成形／充填ステーションを用いて加圧液体によりプリフォームを容器へと成形し且つ該容器を充填する方法であって、以下の各段階を備える方法にも関する：
上記射出デバイスを、プリフォームとの流体連通に置く段階；
上記ピストン・デバイスのバルブ・プレートを上記開き位置に置き、且つ、上記液体供給源からの液体が上記ピストン・デバイスの上記内側チャンバの上記有効部分を満たす如く、上記射出ピストンを満杯位置まで移動させる段階；
上記バルブ・プレートを上記閉じ位置に置き、且つ、上記プリフォームを容器へと成形して該容器を上記液体により満たすべく、上記内側チャンバの上記有効部分から上記液体を所定圧力において上記射出デバイス内及び上記プリフォーム内に射出するために、上記射出ピストンを完全排出位置に向けて移動させる段階。
【００３２】
本発明の他の見地及び利点は、添付図面を参照して例示的にのみ与えられる以下の説明の読破時に明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施例の第１変更例に係るピストン・デバイスを備える成形／充填ステーションの概略的な軸心方向断面図であり、バルブはその開き位置に在る。
【図２】図１のピストン・デバイスの概略的な軸心方向断面図であり、バルブはその閉じ位置に在る。
【図３】図１のピストン・デバイスの概略的な軸心方向断面図であり、バルブはその洗浄位置に在る。
【図４】本発明の第１実施例の第２変更例に係るピストン・デバイスの概略的な軸心方向断面図であり、バルブはその開き位置に在る。
【図５】図４のピストン・デバイスの概略的な軸心方向断面図であり、バルブはその閉じ位置に在る。
【図６】本発明の第２実施例の第１変更例に係るピストン・デバイスの概略的な軸心方向断面図であり、バルブはその開き位置に在る。
【図７】図６のピストン・デバイスの概略的な軸心方向断面図であり、バルブはその閉じ位置に在る。
【図８】本発明の第２実施例の第２変更例に係るピストン・デバイスであり、バルブはその洗浄位置に在る。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１を参照すると、加圧液体を用いてプリフォーム1を容器へと成形し且つ該容器を充填する成形／充填ステーションが記述される。
【００３５】
上記ステーションは主として、
液体供給源2、
ピストン・デバイス4、及び、
射出デバイス6、
を備える。
【００３６】
液体供給源2及び射出デバイス6は、この形式のステーションに習用的であり、本明細書においてはそれほど詳細には記述されない。
【００３７】
図１に示された射出デバイス6、すなわち射出ノズルは、取入口8と、吐出口10と、取入口8と吐出口12との間に延在するチャンバ12とを備える。
【００３８】
引き続き記述される如く、取入口8は上記ピストン・デバイスの吐出口に対して接続される。
【００３９】
吐出口10は、容器もしくはプリフォーム1との流体連通に置かれることで、該容器もしくはプリフォームを、取入口8から到来する液体で満たすことが意図される。図１に示された実施例において、吐出口10は、それ自体公知である如く、容器を形成すべく変形されるべきプリフォーム1に対して接続される。
【００４０】
チャンバ12は、上記吐出口を介して射出されるべき液体を一時的に受容する内部体積を画成する。チャンバ12は、軸心Aに従い延在する実質的に規則的な円筒状部分14を備えると共に、一定の直径を有し得る。チャンバ12は更に、規則的円筒状部分14と吐出口10との間に延在する截頭円錐状もしくは角錐状の部分16を備え、チャンバ12の直径は、円筒状部分14の直径から、該円錐状部分14における吐出口10の直径まで、漸進的に減少する。軸心Aは、好適には垂直である。
【００４１】
チャンバ12内において、軸心Aに沿い、中空の制御ロッド18が延在する。中空の制御ロッド18は、その端部にて、チャンバ12内に延在するシール・リング20を備える。シール・リング20は、該シール・リング20が円錐状部分16の壁部に当接して押圧されたとき、該シール・リング20はチャンバ12を密閉的に閉じて、吐出口10から液体が流れることを阻止する如く、チャンバ12の円錐状部分16の部分の形状と相補的である形状を有する。中空の制御ロッド18は、チャンバ12内で軸心Aに沿い、シール・リング20が円錐状部分16の壁部に当接して押圧されてチャンバ12を密閉的に閉じるという図１に示されたシール位置と、シール・リング20は円錐状部分16の壁部から離間され且つ吐出口10はチャンバ12を介して取入口8と流体連通するという射出位置と、の間で並進的に移動可能である。
【００４２】
液圧成形の場合、習用様式にて、中空の制御ロッド18の内部には延伸ロッド22が延在し得ると共に、該延伸ロッドは、それ自体公知である如く、吐出口10を貫通通過すると共に、プリフォーム1内に延在して、該プリフォーム1が容器へと変形することを支援する。延伸ロッド22は、図１の矢印Tにより示された如く、中空の制御ロッド18内で軸心Aに沿い並進的に移動可能である。延伸ロッド22の機能は、公知であり、本明細書において詳細には記述されない。
【００４３】
上述された射出ノズルは、成形／充填ステーションの機能に対して適合化された射出デバイスの一例としてのみ与えられる。他の射出デバイスが使用され得る。例えば、上記射出デバイスは、それ自体公知である如く、射出デバイスの下方におけるプリフォームもしくは充填済み容器の容易な移動を許容するために、延伸ロッドなしで、または、縮動されるべく適合化された移動可能な射出ノズルを以て、実現され得る。
【００４４】
ピストン・デバイス4は、取入口24と、吐出口26と、取入口24と吐出口26との間に延在する本体28とを備える。
【００４５】
取入口24は、容器を満たすべく、または、プリフォームを容器へと成形するために、容器もしくはプリフォーム内へと射出されることが意図された液体の供給源2に対して接続されることが意図される。上記液体供給源は、例えば、(図１に示された)リザーバである。取入口24はまた、後時に記述される如く、洗浄製品の供給源に対しても接続され得る。
【００４６】
吐出口26は、例えば、図１に示された射出デバイス4を介して、容器もしくはプリフォーム1と流体連通に置かれ、該容器もしくはプリフォーム1を、取入口24から到来する液体で満たすことが意図される。
【００４７】
本体28は、例えば、単一の剛性ブロックで形成されるか、または、相互に堅固に固定されることで該本体28が単一ユニットを形成することを意味する複数の堅固な要素体で作成される。本体28は、例えば、中空ケーシングで形成される。本体28は、吐出口26を介して射出されるべき液体を一時的に受容する内部体積を画成する内側チャンバ30を画成する。図中に示された各実施例に依れば、内側チャンバ30は、軸心Bに従い延在すると共に一定の直径を有する実質的に規則的な円筒状部分を備える。軸心Bは、例えば、軸心Aに対して実質的に平行である。
【００４８】
図中に示された各実施例に依れば、チャンバ30は、円筒形状の洗浄部分31であって、上記規則的円筒状部分の直径よりも大きな直径を有するという洗浄部分31を更に備える。該洗浄部分31は、上記規則的円筒状部分に連続して延在し、且つ、該洗浄部分と上記規則的円筒状部分との間に間隔は無い。洗浄部分31は、上記規則的円筒状部分と同軸的であり得る。
【００４９】
内側チャンバ30は、夫々、本体28内に延在する上流管路32を介し且つ下流管路34を介して、取入口24に対し且つ吐出口26に対し、接続され且つ流体連通する。“上流”及び“下流”という語句は、液体供給源2からプリフォーム1もしくは容器に至る成形／充填ステーションにおいて循環する液体の流れの方向に関して定義される。
【００５０】
内側チャンバ30内には、射出ピストン36が載置される。
【００５１】
射出ピストン36は、上記チャンバ内に延在すると共に、通常使用において、チャンバ30の規則的円筒状部分の壁部と接触し、上記チャンバ30を有効部分38及び補足部分40へと分割して分離などする。このことは、射出ピストン36が、チャンバ30の規則的円筒状部分の壁部と液密嵌合するシール周縁部を有する如く、該射出ピストン36は、チャンバ30の規則的円筒状部分の断面と相補的な断面と、上記規則的円筒状部分の直径に等しい直径とを有することを意味する。射出ピストン36に対しては制御ロッド41が取付けられ、該ロッドは、内側チャンバ30の軸心Bに従って延在する。起動ロッド41は好適には、内側チャンバ30の補足部分40内に延在する。それは、上記補足部分の減少スペースを占有し得る(すなわち、制御ロッド41は、補足部分40の直径よりも相当に小さい直径を有する)。
【００５２】
射出ピストン36が、内側チャンバ30の内部において、少なくとも、有効部分38の体積がその最大であることから、該射出ピストン36が、例えばチャンバ30の規則的円筒状部分の頂上に在ることを意味するという満杯位置と、有効部分38の体積が実質的にゼロであることから、該射出ピストン36はチャンバ30の規則的円筒状部分の底部に在り得ることを意味するという完全排出位置と、の間で移動され得る如く、起動ロッド28は軸心Bに沿って並進的に移動可能である。従って、射出ピストン36が射出方向において上記満杯位置から上記完全排出位置へと移動するとき、有効部分38の体積は減少する一方で補足部分40の体積は増大し、且つ、上記ピストンが充填方向において上記完全排出位置から上記満杯位置まで移動するとき、上記有効部分の体積は増大する一方で補足部分40の体積は減少する。起動ロッド28の移動は、例えば、サーボモータ、または、他の適切な制御手段により制御される。例えば、制御ロッド41の移動は、空気圧的、電気的、または、油圧的な手段により制御され得る。本体28の壁部には、内側チャンバ30の補足部分40を大気と流体連通させる通気口45が載置されることで、ピストン36が充填方向に移動するとき、上記補足部分からの空気の排出が許容される。
【００５３】
通常使用において、内側チャンバ30の有効部分38は、上流管路32及び下流管路34と流体連通する一方、補足部分40は、射出ピストン36により、有効部分38と、上流及び下流の管路32及び34とから、液密様式で隔離される。このことは、上流管路32は、内側チャンバ30の有効部分38内に開口する下流端部42を有すること、及び、下流管路34は、内側チャンバ30の有効部分38内に開口する上流端部44を有することを意味する。
【００５４】
引き続き記述される如く、ピストン・デバイス4は更に、開成されたときには液体供給源2と内側チャンバ30との間の流体連通を許容すべく、且つ、閉成されたときには上記流体連通を阻止すべく配置構成されたバルブ46を備える。
【００５５】
バルブ46は、少なくとも部分的に、取入口24と内側チャンバ30との間で、上流管路32内に配置される。
【００５６】
バルブ46は、少なくとも、開き位置(図１、図４、図６)と閉じ位置(図２、図５、図７)との間でプレート起動経路内に載置されたバルブ・シート50に対し、該プレート起動経路に沿って移動可能なバルブ・プレート48を備える。
【００５７】
上記閉じ位置において、バルブ・プレート48は、取入口24と内側チャンバ30との間の液体の流れが中断される如く、バルブ・シート50に当接して押圧される一方、上記開き位置において、バルブ・プレート48は、液体が取入口24から内側チャンバ30に流れることを許容するためにバルブ・シート50から離間される。
【００５８】
バルブ・シート50は、取入口24と内側チャンバ30との間に延在する中央ボア52を備え、それを通り、液体はバルブ46が開き位置に在るときに流れ得る。中央ボア52は、バルブ・プレート48が開き位置と閉じ位置との間で移動するときにおけるそれの並進の方向に対応するプレート起動経路方向に自身が延在するという軸心Dに沿って延在する。中央ボア52の下流端部は、上流管路32内に開口する。
【００５９】
上記閉じ位置においてバルブ・プレート48を受容する当接表面54は、中央ボア52の下流端部の回りで径方向に延在する。図中に示された実施例に依れば、当接表面54は、本体28に対して液密様式で取付けられたシート躯体56の壁部の一部である。更に詳細には、シート躯体56は、前述の如く中央ボア52が上流管路32内に開口する如く、該上流管路32の上流端部を形成する本体28の開口に対して取付けられる。従って、当接表面54は、上流管路32に臨むと共に、その上流端部を形成する。
【００６０】
図中に示された実施例に依れば、バルブ・シート50の当接表面54の直径が、上流から下流に向かう方向において、中央ボア52から上流管路32に向けて増大する如く、当接表面54は中央ボア52の回りにおいて円錐形状を有する。バルブ・プレート48は、当接表面54の円錐形状に対して実質的に相補的であり且つ該当接表面54に臨むという円錐状閉じ表面58を有する。変更例において、当接表面54及び閉じ表面58は、図２、図５、図７及び図８に示された如く、バルブ・プレート48が該バルブ・プレート48の閉じ位置においてバルブ・シート50に当接して押圧されたときに閉じ表面58が当接表面54に対して密接に嵌合することから、中央ボア52を液密様式で閉じる如く配置構成された任意の形状を有し得る。
【００６１】
バルブ46は更に、バルブ・プレート48をその閉じ位置と開き位置との間で移動させる起動手段を備える。該起動手段は、その端部の一方にてバルブ・プレート48に取付けられた起動ロッド60であって、プレート起動経路方向に延在する軸心Dに沿って延在するという起動ロッド60を備える。該起動ロッド60は、軸心Dに沿って並進的に移動することで、バルブ・プレート48をその閉じ位置と開き位置との間で移動させ得る。起動ロッド60の移動は、バルブ・プレート48とは逆側にて該起動ロッド60の他端に取付けられたアクチュエータであって、引き続き記述される如く、少なくとも、上記バルブ・プレートが該バルブ・プレート48の開き位置と閉じ位置との間で移動するときに、上流管路32から液密様式で隔離されたというアクチュエータにより制御される。
【００６２】
上記アクチュエータは、例えば、引き続き記述される如く、少なくとも、上記バルブ・プレートが該バルブ・プレート48の開き位置と閉じ位置との間で移動するときに、上流管路32から液密様式で隔離された起動チャンバ64の内側で移動可能である起動ピストン62を備える。該起動ピストン62は、軸心Dに対して実質的に直交する。起動ピストン62は、起動チャンバ64が、少なくとも、バルブ・プレート48が開き位置と閉じ位置との間で移動するときに、該起動ピストン62により相互から液密様式で隔離された２つの下位チャンバに分割される如く、起動チャンバ64の壁部に対して液密接触して載置される。上記下位チャンバの各々は、例えば、該下位チャンバ内に開口する管路66を介し、起動流体供給源に対して接続される。起動流体を下位チャンバの一方内へと注入することにより、且つ、他方の下位チャンバから起動流体が排出されることを許容することにより、起動ピストン62は、公知様式にて、起動ロッド60を、故にバルブ・プレート48を、軸心Dに沿い、バルブ・プレート48の開き位置と閉じ位置との間において変位させるべく移動され得る。上記起動流体は、例えば、空気であるが、別の起動気体もしくは起動液体も使用され得る。
【００６３】
起動ロッド60は、例えば、起動チャンバ64と上流管路32との間に延在する起動管路68であって、該起動ロッド60の直径よりも僅かに大きな直径を有するという起動管路68内に延在する。起動管路68は、起動ロッド60と同軸的であり、且つ、軸心Dに沿った起動ロッド60の並進的な移動を許容する。
【００６４】
図１から図５に示された第１実施例に依れば、起動チャンバ64及び起動管路68は本体28内に形成され、且つ、起動ロッド60は、バルブ・プレート48の下流にて該バルブ・プレート48と起動ピストン62との間に延在する。このことは、起動ロッド60が、バルブ・プレート48の閉じ表面58とは逆側である該バルブ・プレート48の表面に対して接続されることを意味する。故に、この実施例に依れば、起動チャンバ64及び起動管路68は、内側チャンバ30、上流管路32及び下流管路34も画成するという同一の部材により画成される。起動チャンバ64及び起動管路68は、例えば、内側チャンバ30及び下流管路34の下方に、且つ、上流管路32とは逆側にて延在する。本体28の斯かる配置構成によれば、バルブ4を備えたピストン・デバイスを、特にコンパクトなケーシング内に配備することが許容される。
【００６５】
図６から図８に示された第２実施例に依れば、起動チャンバ64及び起動管路68はシート躯体56内に形成され、且つ、起動ロッド60は、バルブ・プレート48と起動ピストン62との間において該バルブ・プレート48の上流に延在する。このことは、起動ロッド60はバルブ・プレート48の閉じ表面58に対して接続されることを意味する。この実施例において、上記ピストン・デバイスの取入口24は、例えば、起動チャンバ64と上流管路32との間に載置される。この実施例において、上記ピストン・デバイスのスペース要件は第１実施例のそれよりも僅かだけ更に大きいが、例えば動作不良の場合、バルブ46は、単純にシート躯体56を本体28から分離することにより、更に容易にアクセスされ得るか、または、交換され得る。
【００６６】
起動チャンバ64を上流管路32から隔離するために、起動チャンバ64と上流管路32との間には種々のシール手段が実施され得、起動ロッド60は該シール手段を貫通通過する。次に記述される種々のシール手段は、各図において理解され得る如く、第１実施例ならびに第２実施例に対して適合化され得る。
【００６７】
図１から図３及び図８に示された第１変更例に依れば、上記シール手段は、起動管路68の壁部と起動ロッド60との間に配置されて、上流管路32内を流れる液体が起動チャンバ64に流入することを阻止する環状シール・リング70により形成される。該シール・リング70は、例えば、起動管路68の壁部に対して取付けられると共に、該リングは、少なくとも、バルブ・プレート48の開き位置と閉じ位置との間において、該シール・リング70と起動ロッド60との間の液密接触を維持し乍ら、起動ロッド60の表面の摺動領域上を摺動すべく配置構成される。起動ロッド60は更に、少なくとも一つの連通溝72を備え、その場合、図３に示された如く、該連通溝72がシール・リング70と対向して載置されたときに、起動管路68と上流管路32との間、可能的には起動チャンバ64と上流管路32との間に、流体連通が確立される如く、起動ロッド60の直径は減少される。斯かる流体連通によれば、引き続き記述される如く、起動ロッド60の、可能的には起動チャンバ64の洗浄が許容される。各図中に示された実施例に依れば、実質的に起動管路68の各端部には２つのシール・リング70が配備され、その場合、起動ロッド60は、一方の連通溝72がシール・リング70と対向して載置されたときに他方の連通溝72も他方のシール・リング70と対向して載置されることで上流管路32を起動チャンバ64との流体連通に置く如く、２つのシール・リング70を分離する距離と実質的に等しい距離を以て相互から離間された２つの連通溝72を備え得る。各図中に示された特定実施例に依れば、上流管路32に対しては起動管路68のみが流体連通される一方、起動チャンバ64は上流管路32から隔離されたままである如く、起動管路68は２つのシール・リング70を備え得ると共に上記起動ロッドは単一の起動溝72を備え得る。
【００６８】
代替的に、単一もしくは複数のシール・リング70が起動ロッド60の回りに取付けられると共に、該シール・リングは、少なくともバルブ・プレート48の開き位置と閉じ位置との間において、シール・リング70と起動ロッド60との間の液密接触を維持し乍ら、起動管路68の摺動領域上を摺動すべく配置構成され得る。この場合、単一もしくは複数の連通溝72は、起動管路68の壁部内に配備される。
【００６９】
上記第１変更例に依れば、起動チャンバ64は、起動管路68とは逆側である該起動チャンバ64の端部に配置された洗浄領域74を備える。上記起動ピストンが該洗浄領域74に在るとき、上記起動ピストンはもはや起動チャンバ64の壁部と液密接触しない様に、洗浄領域74の直径は、起動ピストン62の直径よりも大きい。従って、起動ピストン62が洗浄領域74内であるとき、引き続き記述される如く、液体は起動ピストン62の回りを流れ得る。バルブ46は、単一もしくは複数の連通溝72が単一もしくは複数のシール・リング70と対向して載置されたとき、図３に示された如く、起動ピストン62は起動チャンバ64の洗浄領域74内に在る如く、配置される。
【００７０】
起動チャンバ64の洗浄領域74内には付加的ピストン76が載置されると共に、該ピストンは、該付加的ピストンが洗浄領域74の壁部と液密接触する如く、洗浄領域74の直径と実質的に等しい直径を有する。起動ピストン68は、付加的ピストン76と起動管路68との間に載置される。従って、付加的ピストン76は、起動ロッド60に対して取付けられた起動ピストン62の面とは逆側である該起動ピストン62の側面上に延在する。付加的ピストン76は、起動ピストン62に対して実質的に平行である。故に、起動ピストン62に関して延在する側とは逆である付加的ピストン76の面により境界決定される洗浄領域74の非積載部分内に起動流体を注入することにより、付加的ピストン76が、起動ピストン62が起動チャンバ64の壁部と液密接触するという該起動チャンバ64の有効部分において、起動ピストン62を起動管路68に向けて押圧する如く、洗浄領域74内で付加的ピストン76を移動させ得ることは理解される。斯かる起動ピストン62の押圧によれば、該起動ピストン62が起動ピストン62の洗浄領域74内に載置された後、該起動ピストン62を、該起動ピストン62と同一の直径を有する起動チャンバ64の部分内に再配置することが許容される。洗浄領域74の非積載部分を、例えば管路78が、起動流体供給源に対して載置する。
【００７１】
図４から図７に示された第２変更例に依れば、上流管路32の近傍に載置されたシール・リング70は、起動ロッド60と取付け壁部82とに対して取付けられた可撓メンブレン80であって、上流管路32と起動管路68とを分離するという可撓メンブレン80により置き換えられる。可撓メンブレン80は、例えば、起動ロッド60の回りに径方向に延在すると共に、自身の周縁部により取付け壁部82に対して取付けられる。図６及び図７に示された実施例に依れば、可撓メンブレン80の周縁部は、取付け壁部82に配備された切欠き内に載置される。上記メンブレンは、図５及び図６に示された如き弾性様式で変形することにより、起動ロッド60の、故に、バルブ・プレート48の変位を許容する。上記メンブレンは、起動チャンバ64及び起動管路68の特に効率的なシールを許容することで、上流管路32内を流れる流体が、起動管路68内に、故に起動チャンバ64内に侵入しないことを保証する。
【００７２】
更に、起動チャンバ64とシール・リング70との間には、上流管路32または可撓メンブレン80の近傍に載置された漏出管路84が配置される。該漏出管路は、起動管路68を上記ピストン・デバイスの外部との流体連通に置くことで、上記シール手段と起動チャンバ64との間に配置された流体が排出されることを許容する。
【００７３】
次に、上述されたピストン・デバイス及びステーションの機能が記述される。通常使用における、すなわち、容器の形成及び充填の間における機能は、上述された全ての実施例及び変更例と実質的に同一であることを銘記すべきである。
【００７４】
図１に示された如く、取入口24を液体供給源との流体連通に置くために、ピストン・デバイス4は液体供給源2との流体連通に置かれる。本発明に係るピストン・デバイスに依れば、取入口24と液体供給源2との間に載置されるバルブの必要性は無く、該バルブは、取入口24の下流に載置されたバルブ46により置き換えられていることを銘記すべきである。
【００７５】
第1操作段階または充填操作段階は、設定段階及び充填起動段階を備える。上記設定段階の間、バルブ・プレート48は開き位置に置かれることで、液体供給源2と内側チャンバ30との間で液体が流れることを許容する。この目的の為に、起動ピストン62が軸心Dに沿い移動されることで、バルブ・プレート48をその閉じ位置から、図１、図４及び図６において且つ図８にては点線とされたその開き位置へと移動させる如く、バルブ・プレート48の起動手段は、起動チャンバ64の各下位チャンバの一方を起動流体で満たすことにより起動される。上記第１実施例において、バルブ・プレート48をその閉じ位置からその開き位置に向けて移動させるために満たされる下位チャンバは、自身内に起動ロッド60が延在する下位チャンバ、すなわち、上流管路32に最も近い下位チャンバであることを銘記すべきである。上記第２実施例において、満たされるべき下位チャンバは、起動ロッド60を担持しない起動ピストン62の側面上に延在する下位チャンバ、すなわち、上流管路32から最も遠い下位チャンバである。
【００７６】
閉じ位置と開き位置との間におけるバルブ・プレート48の移動であって、該バルブ・プレート48の起動経路の一部を構成するという移動は、少なくとも部分的に上流管路32の内部で行われることを銘記すべきである。上記第１及び各実施例に依れば、バルブ・プレート48は開き位置及び閉じ位置の両方において上流管路32内に延在する如く、上記起動経路は上流管路32内で一体的に延在する。従って、バルブ・プレート48は本体28の内側チャンバ30の近傍に延在し、非常にコンパクトなピストン・デバイスを構成する。
【００７７】
更に詳細には、上記プレート起動経路は、バルブ・プレート48が開き位置及び閉じ位置の両方において本体28の内側チャンバ30に関して直立して延在し、且つ、これらの２つの位置の間において内側チャンバ30に関して直立したままである如く配置構成され得る。換言すると、内側チャンバ30の軸心Bに対して実質的に直交する平面におけるバルブ・プレート48の投影面積は、両方の位置において、上記平面において上記内側チャンバの投影面積により画成される輪郭形状の内側に留まる。このことは、バルブ・プレート48がその開き位置と閉じ位置との間で移動するとき、該バルブ・プレート48は、軸心Bに沿って延在する円筒体であって、内側チャンバ30の規則的円筒状部分と同一の半径を有するという円筒体内に延在することを意味し、このことは、上記バルブ・プレートが、本体28の内側チャンバ30から非常に接近して延在することを意味する。バルブ・プレート48の閉じ表面58及び当接表面54の円錐形状は、バルブ・プレート48とバルブ・シート50との間の摩擦を減少することにより、バルブ・プレート48をその閉じ位置からその開き位置へと移動させるに必要な力を減少させることを銘記すべきである。
【００７８】
付加的に、上記充填操作段階の設定段階の間、射出デバイス6の制御ロッド18は、チャンバ14が閉じられる如く、シール位置に載置される。
【００７９】
一旦、上記バルブ・プレートが開き位置に在り、且つ、射出デバイス6のチャンバ14が閉じられたとき、上記充填起動段階が行われ得る。射出ピストン36は、制御ロッド41の移動の適切な制御手段により、内側チャンバ30の規則的円筒状部分内で充填方向に移動される。上記充填方向における射出ピストン36の移動によれば、液体は、液体供給源から取入口24を通り、内側チャンバ30の有効部分38内に吸引される。有効部分38の体積は、射出ピストン36が充填方向に移動されるにつれて増大することで、有効部分38を、故に、射出デバイス6のチャンバ14を、上記液体により満たす。
【００８０】
本発明に係るピストン・デバイス4によれば、一旦、射出されるべき体積の液体に対応する内側チャンバ30の有効部分38の所望体積が実現されたなら、充填方向における射出ピストン36の移動を停止することにより、簡素な様式で、吐出口26を通して射出されるべき量の液体を正確に回分供与することが可能とされる。
【００８１】
有効部分38が液体により一旦満たされたなら、第２操作段階または射出操作段階は、設定段階及び射出起動段階を備える。上記設定段階の間、バルブ・プレート48は閉じ位置に移動されることで、力が液体供給源2に向けて逆流することを阻止する。この目的の為に、起動ピストン62が軸心Dに沿い移動されることでバルブ・プレート48をその開き位置から、図２、図５及び図７において且つ図８に実線で示された、その閉じ位置まで移動させる如く、バルブ・プレート48の起動手段は、起動チャンバ64の各下位チャンバの他方を起動流体で満たすことにより、起動される。上記第１実施例において、バルブ・プレート48をその開き位置からその閉じ位置に向けて移動させるために満たされるべき下位チャンバは、起動ロッド60を担持しない方の起動ピストン62の側面上に延在する下位チャンバ、すなわち、上流管路32から最も遠い下位チャンバであることを銘記すべきである。上記第２実施例において、満たされるべき下位チャンバは、起動ロッド60が内部に延在する下位チャンバ、すなわち、上流管路32に最も近い下位チャンバである。起動ピストン62の移動によれば、他方の下位チャンバは完全排出され、起動流体は起動流体供給源と連通する管路66を介して排出される。
【００８２】
バルブ・プレート48が一旦、その閉じ位置となれば、内側チャンバ30と液体供給源2との間の流体連通は中断される。
【００８３】
上記射出操作段階の設定段階は、射出デバイス6の制御ロッド18をその射出位置へと移動させることで、チャンバ14を、故に、内側チャンバ30の有効部分38を、射出デバイス1の吐出口10を介して液体が射出されるべき容器またはプリフォーム1と流体連通させる段階も、備える。
【００８４】
上記射出起動段階または射出段階において、射出ピストン36は射出方向に移動される。この移動によれば、有効部分38が完全排出されるまで、液体は該有効部分38から吐出口26を通り、射出デバイス6を介して容器もしくはプリフォーム内に流される。
【００８５】
射出デバイス6がプリフォーム1の開口に対して液密様式で接続されたとき、プリフォーム1内、チャンバ14内、有効部分38内、及び、上流管路32内の液体の圧力は、大気圧であり得る液体供給源2内の液体の圧力よりも大きいことを銘記すべきである。上記射出起動段階の間において、上流管路32内の液体は、バルブ・プレート48に対して押圧され、すると該プレートはバルブ・シート50に当接して押圧されることから、バルブ・プレート48が射出段階の間においてその閉じ位置に強固に留まることが保証される。このことが設定され得るのは、バルブ・プレート48はバルブ・シート50と内側チャンバ30との間に載置されることで、内側チャンバ30内の液体の圧力は、バルブ・プレート48に対し、その閉じ位置に向ける力を確実に付与するからである。従って、起動チャンバ64においては、バルブ・プレート48をその閉じ位置に維持する特定の圧力を付与する必要はない。
【００８６】
吐出口26における液体の圧力は、射出方向に移動する射出ピストン36の速度により制御され得る。圧力制御は、射出されるべき液体がプリフォームを変形させてそれを容器へと成形すべきであり、この変形は高圧にて実施される、というときに、特に重要である。
【００８７】
バルブ46が、破損され、または、不適切な様式で取付けられて、上流管路もしくは上記起動チャンバのいずれかから、液体が起動管路68に流入したとしても、ピストン・デバイス6の通常使用において、斯かる漏出は容易に検出されることを銘記すべきである、と言うのも、起動管路68に流入する液体は、漏出管路84にて排出されるからである。
【００８８】
上記記述から理解され得る如く、液体の射出の制御は、制御及び洗浄することが困難である特別なバルブを必要とせずに、射出ピストン36及び起動ピストン60を制御することにより、容易に行われ得る。
【００８９】
次に、ピストン・デバイス4の洗浄操作段階が記述される。
【００９０】
射出ピストン36、内側チャンバ30、上流管路32及び下流管路34は、単純に、液体供給源2を洗浄製品供給源により置き換えると共に、バルブ・プレート48をその開き位置とし乍ら射出ピストン36を起動することにより、容易に洗浄され得る。
【００９１】
この洗浄段階の間、取入口24は、例えば選択的には洗浄剤が混合された水の如き洗浄製品供給源との流体連通に置かれ、且つ、吐出口26は、射出デバイス6を介して、ダミー容器として知られる、この洗浄段階専用の容器との流体連通に置かれる。故に、上記ダミー容器は、図１に示されたプリフォーム1に置き換わる。上記ダミー容器は、洗浄製品供給源と流体連通する吐出口を備える。従って、洗浄製品供給源とダミー容器との間には閉ループが形成され、洗浄製品は、供給源から、ピストン・デバイス4を通り、射出デバイス6を通り、且つ、ダミー容器を通り、供給源に戻るべく流れ得る。
【００９２】
上記洗浄製品は、例えば充填操作段階及び射出操作段階の連続によるピストン・デバイス4の通常使用に関して上述された如く、射出ピストン36及び制御ロッド18の適切な移動により、内側チャンバ36を満たす。
【００９３】
射出ピストン36は次に、内側チャンバ30の規則的円筒状部分において、充填方向及び射出方向において交互的に、上下に移動されることで、洗浄製品を、内側チャンバ30の有効部分38と上記ダミー容器との間で循環させる。この操作は、ピストン・デバイス6及び射出デバイス6の定期的洗浄段階を構成すると共に、内側チャンバ30、上流管路32、下流管路34、射出デバイス6、及び、内側チャンバ30の有効部分38内に延在する射出ピストン36の面の洗浄を許容する。
【００９４】
射出ピストン36の更に完全な洗浄のために、該射出ピストン36は、内側チャンバ30の洗浄部分31まで移動され得、其処で、洗浄製品は射出ピストン36の全体の回りに流れ得る。例えば、バルブ・プレート48は、その閉じ位置に在り得ると共に、洗浄製品供給源は通気口45に対して接続され得る。洗浄部分41においては、射出ピストン36の上下移動が該洗浄部分41内で実施されることで、内側チャンバ30における洗浄製品の流れの乱流が生成されることにより、射出ピストン12及び制御ロッド41の全体の回りにおける洗浄製品の攪拌が確実とされ得る。
【００９５】
上記ピストン・デバイスの第１及び第２の実施例の第１変更例に依れば、上述された如く、内側チャンバ30、及び、上流及び下流の管路の洗浄の間に、起動ロッド60、及び、可能的には起動チャンバ64を洗浄することも可能である。実際、バルブ・プレート48は、連通溝72がシール・リング70と対向して載置されるという図３に示された洗浄位置に置かれることで、起動管路68を上流管路32との流体連通に置き得る。バルブ・プレート48の洗浄位置は、該バルブ・プレート48の起動経路に属し、且つ、該洗浄位置は、閉じ位置に関して開き位置を通過して、すなわち、第１実施例における開き位置よりも下流に、且つ、第２実施例における開き位置よりも上流に、配置される。上記洗浄位置において、起動ピストン62は更に、洗浄領域74が配備されたときに、起動チャンバ64の斯かる洗浄領域74内に配置される。従って、上記洗浄位置において、洗浄製品は起動管路68に流入することで、起動管路68及び起動ロッド60を洗浄し得る。２つの連通溝72が配備されたとき、洗浄製品は更に、起動チャンバ64に流入することで、該起動チャンバ64と、起動管路68に臨む起動ピストン62の面とを洗浄し得る。更に、起動ピストン62が起動チャンバ64の洗浄領域74内に載置されたとき、洗浄製品は、起動ピストン62の全体の回りに流れることで、それを完全に洗浄し得る。バルブ46がその通常状態に戻るべきとき、起動ピストン62を起動チャンバ64の洗浄部分74から外方移動させるべく、且つ、夫々、単一もしくは複数のシール・リング70、単一もしくは複数の連通溝72を通過した単一もしくは複数の連通溝72、単一もしくは複数のシール・リング70を移動させて、起動ロッド60と起動管路68との間の液密接触を回復すべく、付加的ピストン76が使用される。洗浄が一旦実施されたなら、洗浄製品は、漏出管路84により排出され得る。
【００９６】
起動ロッド60が、起動管路68及び／または起動チャンバ64を上流管路32と流体連通させるべく移動され得ない場合、起動チャンバ64の、可能的には起動管路68の洗浄は、起動チャンバ64と起動管路68との間の流体連通が確立され得るなら、起動流体供給源を洗浄製品供給源で置き換えることにより実施され得る。
【００９７】
前述の如く、本発明に係るピストン・デバイス4は、主として第１実施例において特にコンパクトである一方、僅かに大きなスペースを必要とする第２実施例は、バルブ46の種々の構成要素に対する容易なアクセスを許容する。
【００９８】
バルブ・シート50は、上流管路32の取入口にて延在するとして記述されてきた。しかし、プレート起動経路の一部が上流管路32内に延在する限りにおいて、バルブ・シート50はシート躯体56内で更に上流に載置され得、バルブ・プレート48は、その各位置の内の一つの位置において、上流管路32内に延在することが意味される。
【００９９】
バルブ・プレート48のアクチュエータは、ピストン62として記述されてきた。しかし、バルブ・プレート48を移動させるべく、サーボモータの如き他の種類のアクチュエータが使用され得る。
本明細書に開示される発明は以下の態様を含む。
〔態様１〕
加圧液体を用いてプリフォーム(1)を容器へと成形し且つ該容器を充填する成形／充填ステーションのためのピストン・デバイス(4)であって、
該ピストン・デバイス(6)は、
それを通して該デバイス(4)が液体を受容し得る取入口(24)と、
それを通して該デバイス(4)が前記加圧液体を射出し得る吐出口(26)と、
内側チャンバ(30)と、該内側チャンバ(30)を前記取入口(24)との流体連通に置く上流管路(32)と、を画成する本体(28)と、
前記内側チャンバ(30)の内部で移動して該内側チャンバ(30)を有効部分(38)及び補足部分(40)に分離し得る射出ピストン(36)であって、該射出ピストン(36)は前記有効部分(38)を前記補足部分(40)から隔離し、前記有効部分(38)は前記上流管路(32)及び前記吐出口(26)の両方と流体連通している、という射出ピストン(36)と、
プレート起動経路に沿って移動可能であるバルブ・プレート(48)を備えるバルブ(46)であって、少なくとも、液体が前記取入口(24)から前記内側チャンバ(30)の前記有効部分(38)の内部に流れることが許容されるという前記プレート(48)の開き位置と、液体が前記有効部分(38)から前記取入口(24)内に流れることが阻止されるという前記プレート(48)の閉じ位置と、を備えるというバルブ(46)と、
を備えるというピストン・デバイス(4)において、
前記プレート起動経路は、少なくとも部分的に、前記上流管路(32)の内部に延在することを特徴とする、ピストン・デバイス(4)。
〔態様２〕
前記内側チャンバ(30)及び前記上流管路(32)は、前記本体(28)の内部に配置され、
前記本体(28)は、単一の剛性ブロックを構成するか、または、相互に堅固に固定された堅固な要素体で作成される、態様１に記載のピストン・デバイス。
〔態様３〕
前記バルブ・プレート(48)は、該プレートの前記閉じ位置において、バルブ・シート(50)に当接して液密様式で押圧され、
前記バルブ・シート(50)は、当該ピストン・デバイス(4)の前記取入口(24)を形成する中央ボア(52)を有し、
前記バルブ・プレート(48)は、前記内側チャンバ(30)の前記有効部分(38)が液体により満たされ且つ前記射出ピストン(36)が移動して前記有効部分(38)の体積を減少させるときに、前記液体により適用される力が該バルブ・プレート(48)を前記バルブ・シート(50)に当接すべく付勢する如く、前記バルブ・シート(50)と前記内側チャンバ(30)との間に延在する、態様１または２に記載のピストン・デバイス。
〔態様４〕
前記バルブ・シート(50)は、前記本体(28)に対して液密様式で取付けられたシート躯体(56)の壁部により形成される、態様３に記載のピストン・デバイス。
〔態様５〕
前記バルブ(46)は、前記バルブ・プレート(48)をその閉じ位置と開き位置との間で移動させる起動手段を備える、態様１から４のいずれか一つの態様に記載のピストン・デバイス。
〔態様６〕
前記起動手段は、前記バルブ・プレート(48)に取付けられて並進的に移動可能である起動ロッド(60)と、前記バルブ・プレート(48)とは逆側にて該起動ロッド(60)に対して取付けられたアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータは、少なくとも、前記バルブ・プレート(48)が該バルブ・プレート(48)の開き位置と閉じ位置との間で移動するときに、前記上流管路(32)から液密様式で隔離される、態様５に記載のピストン・デバイス。
〔態様７〕
前記アクチュエータは、起動チャンバ(64)の壁部に対して液密接触して載置された起動ピストン(62)を備え、
前記起動ピストン(62)は、起動流体を用いて、前記起動チャンバ(64)の内部で移動可能であり、
前記バルブ(46)は、前記起動チャンバ(64)を前記上流管路(32)から隔離するシール手段(70、80)を備え、
前記起動ロッド(60)は、前記シール手段(70、80)を貫通通過することで、前記起動ピストン(62)を前記バルブ・プレート(48)に対して接続する、態様６に記載のピストン・デバイス。
〔態様８〕
前記起動チャンバ(64)は前記本体(28)により画成され、
前記起動ロッド(60)は、前記バルブ・プレート(48)と前記起動ピストン(62)との間で、該バルブ・プレート(48)の下流に延在する、態様７に記載のピストン・デバイス。
〔態様９〕
前記起動チャンバ(64)は前記シート躯体(56)により画成され、
前記起動ロッド(60)は、前記バルブ・プレート(48)と前記起動ピストン(62)との間で、該バルブ・プレート(48)の上流に延在する、態様４または７に記載のピストン・デバイス。
〔態様１０〕
前記シール手段(70、80)は少なくとも、前記起動チャンバ(64)を前記上流管路(32)から分離する起動管路(68)の取付け壁部(82)に対し、且つ、前記起動ロッド(60)に対して取付けられた可撓メンブレン(80)を備え、
前記可撓メンブレン(80)は、変形することで、前記起動管路(68)に対する前記起動ロッド(60)の移動を許容し得る、態様７から９のいずれか一つの態様に記載のピストン・デバイス。
〔態様１１〕
前記バルブ・プレート(48)は更に、前記閉じ位置に関して前記開き位置を通過して配置された少なくとも一つの洗浄位置へと移動可能であり、
前記起動チャンバ(64)及び前記上流管路(32)を起動管路(68)が分離し、
前記シール手段(70、80)は、前記起動管路(68)及び前記起動ロッド(60)の一方に対して取付けられたシール・リング(70)を備え、
前記起動管路(68)及び前記起動ロッド(60)の他方は、当該摺動領域に沿い、前記シール・リング(70)が、前記本体(28)に関する前記バルブ・プレート(48)の相対運動の間において摺動するという摺動領域を有し、
前記摺動領域は、前記バルブ・プレート(48)が前記洗浄位置に在るときに、前記シール・リング(70)と対向して配置される連通溝(72)を含み、
前記連通溝(72)は、液体が前記リング・シール(70)と前記摺動領域との間を流れることで前記起動管路(68)を前記上流管路(32)との流体連通に置くべく配置構成される、態様７から１０のいずれか一つの態様に記載のピストン・デバイス。
〔態様１２〕
前記起動チャンバ(64)は、前記起動ピストン(62)の直径よりも大きい直径を有する洗浄領域(74)を備え、
前記起動ピストン(62)は、前記起動チャンバ(64)内を流れる液体が前記起動ピストン(62)の回りを流れ得る如く、前記バルブ・プレート(48)の洗浄位置において前記洗浄領域(64)内に載置される、態様１１に記載のピストン・デバイス。
〔態様１３〕
前記起動手段は、前記起動チャンバ(64)の前記洗浄領域(74)内に載置された付加的ピストン(76)であって、前記洗浄領域(74)の壁部と液密接触するという付加的ピストン(76)を備え、
前記付加的ピストン(76)は、前記起動ピストン(62)を、前記洗浄領域から、該起動ピストン(62)が前記起動チャンバ(64)の壁部と液密接触することで前記バルブ・プレート(48)を前記開き位置に戻し載置するという有効領域まで、移動すべく起動可能である、態様１２に記載のピストン・デバイス。
〔態様１４〕
前記バルブ・プレート(48)は、該プレート(48)の開き位置及び閉じ位置の両方において、前記内側チャンバ(30)の断面に関して直立して延在する、態様１から１３のいずれか一つの態様に記載のピストン・デバイス。
〔態様１５〕
加圧液体を用いてプリフォーム(1)を容器へと成形し且つ該容器を充填する成形／充填ステーションであって、
液体供給源(2)と、
取入口(8)及び吐出口(10)を備える射出デバイス(6)であって、前記液体供給源(2)からの液体を前記吐出口(10)を通してプリフォーム(1)内へと射出すべく配置構成されたという射出デバイス(6)と、
態様１から１４のいずれか一つの態様に記載のピストン・デバイス(4)であって、該ピストン・デバイス(4)が前記液体供給源(2)からの液体を前記射出デバイス(6)において所定圧力にて射出し得る如く、該ピストン・デバイス(4)の前記取入口(24)は前記液体供給源(2)と流体連通し、且つ、該ピストン・デバイス(4)の前記吐出口(26)は前記射出デバイス(6)の前記取入口(8)と流体連通する、というピストン・デバイス(4)と、
を備える、成形／充填ステーション。
〔態様１６〕
態様１５に記載の成形／充填ステーションを用いて加圧液体によりプリフォーム(1)を容器へと成形し且つ該容器を充填する方法であって、以下の各段階を有する方法：
前記射出デバイス(6)を、プリフォーム(1)との流体連通に置く段階；
前記ピストン・デバイス(4)のバルブ・プレート(48)を前記開き位置に置き、且つ、前記液体供給源(2)からの液体が前記ピストン・デバイス(4)の前記内側チャンバ(30)の前記有効部分(38)を満たす如く、前記射出ピストン(36)を満杯位置まで移動させる段階；
前記バルブ・プレート(4)を前記閉じ位置に置き、且つ、前記プリフォーム(1)を容器へと成形して該容器を前記液体により満たすべく、前記内側チャンバ(30)の前記有効部分(38)から前記液体を所定圧力において前記射出デバイス(6)内及び前記プリフォーム(1)内に射出するために、前記射出ピストン(36)を完全排出位置に向けて移動させる段階。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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