(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに向かい合う関係に配置され、それぞれ内側へ向いたフランジを形成された装置部品の間に使用されて、該装置部品の間に液密流路を形成する収縮式スペーサ・パイプであって、
本体と、本体の両端部に配置されて本体をほぼ横断する方向に延在し、組合う装置部品のフランジと係合する形状に形成された一対のフランジ・シールとを有する可撓シール部材と、
それぞれの装置部品のフランジに押当ててフランジ・シールを圧縮するようにフランジ・シールの１つと係合する形状にそれぞれ形成された一対のフェルールであって、それぞれがフランジ・シールに係合するロッキング脚とウェッジ部分とを有し、両フェルールがシール部材上の所定位置に位置したときに両フェルールのウェッジ部分が互いに向かい合う関係となる一対のフェルールと、
両フェルールの間に配置され、緊締されたときにフェルールのウェッジ部分と係合して該フェルールを外側へ押圧し、フランジ・シールをそれぞれの装置部品のフランジに対して圧縮するためのテーパー付きクランプとを含んで成る収縮式スペーサ・パイプ。
【請求項２】
フェルールのウェッジ部分がロッキング脚を横断する方向に延在する脚として形成された請求項１に記載の収縮式スペーサ・パイプ。
【請求項３】
ロッキング脚が溝を形成され、またフランジ・シールが該溝と係合する円周突起を含む請求項１に記載の収縮式スペーサ・パイプ。
【請求項４】
テーパー付きクランプがフェルールのウェッジ部分と係合する一対のブロッキング面を有する請求項１に記載の収縮式スペーサ・パイプ。
【請求項５】
テーパー付きクランプのブロッキング面が所定の角度に形成され、フェルールのウェッジ部分がクランプ面の角度と補完的な角度に形成された請求項４に記載の収縮式スペーサ・パイプ。
【請求項６】
互いに向かい合う関係に配置され、それぞれ内側へ向いたフランジを形成された装置部品の間に使用されて、該装置部品の間に液密流路を形成する収縮式スペーサ・パイプであって、
本体と、本体の両端部に配置されて本体をほぼ横断する方向に延在し、組合う装置部品のフランジと係合する形状に形成された一対のフランジ・シールとを有する可撓シール部材と、
それぞれの装置部品のフランジに押当ててフランジ・シールを圧縮するようにフランジ・シールの１つと係合する形状にそれぞれ形成されてそれぞれがウェッジ部分を有する一対のフェルールであって、両フェルールがシール部材上の所定位置に位置したときに両フェルールのウェッジ部分が互いに向かい合う関係となる一対のフェルールと、
両フェルールの間に配置され、両フェルールを外方へ押圧してフランジ・シールをそれぞれの装置部品のフランジに押当てて圧縮するような形状に形成されているクランプとを含んで成る収縮式スペーサ・パイプ。
【請求項７】
前記クランプがテーパー付きクランプである請求項６に記載の収縮式スペーサ・パイプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体を扱うシステムにおける固定部材間に使用するスペーサ・パイプに関する。特に、本発明は流体を扱うシステムにおける固定部材を相互に連結するための取外し可能なスペーサ・パイプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
配管すなわちパイプ部分は、流体移送システムにおいて装置を相互に連結するために典型的に使用される。例えば、液体食品の包装システムでは、複数のバルブを通し、充填ノズルを通して山形頂部カートンのような容器へ送られる液体製品を保存するために、製品タンクが使用される。パッケージ内部に正確な量の液体食品を注入するために、包装システムまたは包装機は複数のバルブと、タンクから容器へ得た食品を移送するポンプとを含む。
【０００３】
典型的なシステムでは、タンクおよびバルブはフレームに固定的に取付けられ、配管部分によって互いに相互連結される。一般に、液密な無菌流体通路環境を維持するために、配管部分は装置部品に対してクランプされる（また他の配管部分に対してもクランプされ得る）。
【０００４】
保守、洗浄、検査または補修を容易にするために、配管部分は互いに対して、また装置部品に対して、取外し可能に連結される。すなわち、配管部分および装置部品の内面に対するアクセスを可能にするために、配管部分は取外すことができる。これは、食品製品の装置および処理の適当な運転に欠かせない保守および配慮の基準およびレベルを高く維持するために必要である。
【０００５】
高いレベルの清潔度および配慮を必要とするこの構造形式は、食品包装工業以外の多くの工業で使用できることは認識できるであろう。例えば、このような配慮の基準およびレベルは、マイクロチップの処理および製造などに関係する工業に見ることができる。
【０００６】
例えば、製品保存タンクおよび処理バルブの間に使用される典型例では、保存タンク出口およびポンプ入口ノズルはそれぞれ入口または出口ノズルの端部のまわりに円周方向に配置されたフランジを含む。バルブはタンクから間隔を隔てられ、したがって装置部品間に間隙すなわち空間が形成される。スペーサ・パイプがポンプとタンクとの間に挿入される。スペーサ・パイプも一般に装置部品のフランジと組合うためにいずれかの端部に配置されたフランジを有し、スペーサ・パイプと各々の装置部品との間に液密流体シールを維持するためにそれぞれの組を成すフランジのまわりにクランプが配置される。
【０００７】
しばしば、この液密シールを維持するために互いに接触するフランジ面のまわりにガスケットまたは他のシールが挿入される。さらにしばしば、良好な液密シールを維持するために装置部品間の間隙は、それらの部品間にスペーサ・パイプを配置するために装置部品を離隔させるような力を作用しなければならないか、または一方の装置部品を移動しなければならない。認識されるように、これはシステムの保守、洗浄または補修を行うために必要な時間と労力とを著しく増大させることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、食品包装システムのような処理システムに必要な厳格な衛生および清潔の基準を容易に保持できるスペーサ・パイプが必要となる。このようなスペーサ・パイプは収縮式で、装置部品の互いの間隔を調整する必要性を最小限にするか不要にして、装置部品の間に挿入および取外しできることが望ましい。そのようなスペーサ・パイプは、融通性を高めるため、またシステムの保守、洗浄または補修を容易に行えるようにするために、システムに容易に装着または取外しできることが最も望ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
組合う装置部品の間に使用する収縮式スペーサ・パイプは、その装置部品の間に液密流体通路を形成する。装置部品は一般に互いに向かい合う関係状態に配置され、その内側へ向かう、すなわち互いに向かい合うフランジを形成される。
【００１０】
スペーサ・パイプは、本体と、本体の両端部に配置された一対のフランジ・シールとを有する可撓シール部材またはダイヤフラムを含む。フランジ・シールは一般に本体を横断する方向に延在し、組合う装置部品の内側へ向いたフランジと係合する形状に形成される。
【００１１】
それぞれの組合う装置部品のフランジに押当ててフランジ・シールを圧縮するために、フランジ・シールのそれぞれ１つと係合および協働する形状に一対のフェルールが形成される。それぞれのフェルールはフランジ・シールに接して係合するロッキング脚と、そのロッキング脚と向き合う関係状態のウェッジ部分とを有する。フェルールがシール部材上に位置したとき、フェルールのウェッジ部分は一般に互いに向かい合う関係となる。
【００１２】
テーパー付きクランプがフェルールの間に配置され、このクランプは緊締されたときにフェルールのウェッジ部分と係合する形状に形成される。スペーサ・パイプおよび組合う隣接の装置部品の間に液密シールを形成するために、フェルールに係合してそのフェルールを外側へ押圧し、フランジ・シールをそれぞれの装置部品のフランジに押当てて圧縮するための一対のブロッキング面をクランプは含む。
【００１３】
有利なことに、本発明の原理らよる収縮式スペーサ・パイプは、組合う装置部品のてこ作業または「ジャツキ−アップ」作業を無くすことで周知のスペーサ・パイプの取外しまたは交換に必要な時間を短縮または無くする。本発明のスペーサ・パイプは、それ自体を収縮させることができて組合う装置部品および（または）配管部分の間に容易に挿入および取外しできるようにする可撓シール部材を使用する。
【００１４】
１実施例では、フェルールのウェッジ部分は一般にロッキング脚を横断する方向に延在する脚として形成される。このロッキング脚は溝を形成され、またフランジ・シールはこの溝と係合するビードのような円周方向の突起を含むことが好ましい。
【００１５】
テーパー付きクランプは、フェルールのウェッジ部分と係合する一対のブロッキング面を含むことができる。このブロッキング面は或る角度に形成され、フェルールのウェッジ部分がこのブロッキング面の角度と補完的な角度に形成されることが好ましい。
【００１６】
他の実施例では、フェルールのロッキング脚およびウェッジ部分はフェルールの反対面に形成される。スリーブのような剛性部材がシール部材の本体のまわりを円周方向に延在して配置でき、フェルールはフランジ・シールと係合されるときに剛性部座の上に配置できる。
【００１７】
さらに他の実施例では、Ｏ−リングのようなシールがテーパー付きクランプのブロッキング面とフェルールのウェッジ部分との間に配置される。このような構造は、大気圧未満の圧力を受けるシステム、例えば真空圧システムに使用できる。
【００１８】
本発明の他の栃尾よ利点は以下の詳細な説明、添付図面および特許請求の範囲により明白となるであろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明はさまざまな形態の実施例が可能であるが、現在好ましいとされる実施例が図面に示され、以下に説明されており、この開示は本発明の例示と考えるべきで、本発明をその図示した特定実施例に制限することを意図しないことは理解されるところである。
【００２０】
図面、特に図１および図２を参照すれば、例示の液体食品包装機１０が示されている。この例示の包装機１０は、フレーム１４で支持された１以上の製品タンク１２と、各タンク１２に組付けられた少なくとも１つの製品排出バルブ１６とを含む。ノズル１８が一般にバルブ１６の下方に配置され、このノズルを通してコンベヤ２０上に配置されて移動する複数の容器（図示せず）のうちの１つに製品（食品）が配給される。例示の包装機はスターク氏他に付与された米国特許第５４８８８１２号に開示されており、本願で該特許明細書を援用する。
【００２１】
図面から容易に明白となるように、各種装置部品の間、例えば製品タンク１２と組合うバルブ１６との間を延在する複数の連結部があり、これらの連結部は必然的に食品のためのシールした液体流路を保持する。１つの周知の構造では、この相互連結は各種部品と境界面を形成するフランジ面の位置に配置したガスケットを有する鋼製スペーサを使用して構成される。例えば装置の保守を行うためにこれらのスペーサの１つを取外すには、装置部品、例えば製品タンクの取付け部または支持部を弛め、ガスケットおよびスペーサを取外すために連結された装置からタンクを引き離すように上方へ向けててこ操作またはジャッキ操作することがしばしば必要となる。スペーサは、当業者に認識されるであろう酪農用クランプ（ｄａｉｒｙ  ｃｌａｍｐｓ）のような複数のクランプによって各種装置部品に連結されて保持される。
【００２２】
それらの装置部品を弛めるために必要な時間と労力とは、その保守、洗浄、補修または検査に関係する費用を著しく増大させる。スペーサを取外すのに必要な時間、したがって費用に加えて、保守が行われた後、装置は包装システムの適当な運転を保証するために再度連結および適当な整合を行わねばならない。このことも保守全体に時間および費用を加算する。
【００２３】
図３〜図５を参照すれば、装置のてこ操作または「ジャッキ−アップ」操作を無くしてスペーサ・パイプの取外しおよび交換に必要な時間を短縮または無くす、本発明の原理による１実施例の収縮式スペーサ・パイプ２６が示されている。この収縮式スペーサ・パイプ２６は、一般にゴム製ダイヤフラムまたはシール２８と、一対のフェルールのようなフランジ３０と、テーパー付きクランプ３２とを含む。
【００２４】
図６に最もよく見られるように、ゴム製ダイヤフラム２８は、実質的に円筒形の本体部分３４を含む。ダイヤフラム２８は円筒形の本体３４の各端部にフランジ・シール３６を含み、フランジ・シールは本体３４をほぼ横断する方向に半径方向に、外方へ向かって延在している。フランジ・シール３６は、ダイヤフラム２８を所定位置にクランプする領域を形成するため、および液体流路を液密シールするために、外方へ向かって延在する。好ましい実施例では、各フランジ・シール３６は内面３８および外面４０を含み、各面３８，４０は図示したビード４２のような、または面３８，４０から突出する他の形式のシーリングおよび（または）整合部材のような円周方向突起を含む。ダイヤフラム２８はＥＰＤＭのような食品等級ゴムなどで形成され、したがって自体を押し潰して収縮するできるように、すなわち与えられた部材間の空間、例えばタンク１２とバルブ１６との間隙に容易に挿入または取外しできるように圧搾することができる可撓性を有する。
【００２５】
図５〜図７を参照すれば、フェルール３０はダイヤフラムのフランジ・シール３６と組合う形状に形成され、フランジ・シール３６を固定して、固定図５に示す例示のタンク・フランジ４４のような隣接の装置部品または配管部分に対してフランジ・シールを組付ける。フェルール３０はダイヤフラムのフランジ・シール３６の各々と組付けられる。１実施例では、フェルール３０は一般にＬ形状の本体を有し、本体はダイヤフラムのフランジ・シール３６にほぼ平行に延在するロッキング脚４６と、ロッキング脚４６を横断する方向へ延在するウェッジ脚４８を含む。
【００２６】
ロッキング脚４６は、ダイヤフラムのフランジ・シール３６に形成されたビード４２と組合う形状の溝５０を形成されて含むことが好ましい。このようにして、フェルール３０がダイヤフラムのフランジ・シール３６と係合され、密着されると、フランジ・シール３６は収縮式スペーサ・パイプ２６およびそれと組合う装置のフランジ４４の間に液密シールを形成し、またビード４２／溝５０の構造はフランジ・シール３６を隣接の装置部品のフランジ４４に対して適当に位置決めして、すなわち着座させて保持する。最も好ましい実施例では、ウェッジ脚４８は符号５２で示されるテーパー面を含み、この面は以下に説明するように、テーパー付きクランプ３２と関連してダイヤフラム２８の各端に形成されるシールを向上させる。
【００２７】
例示的に半体が図８に最もよく見られるテーパー付きクランプ３２は、図３に符号５６ａ，５６ｂで示されるように割りリング形状を有する本体部分５６によって形成される。割りリング５６ａ，５６ｂは基本的に円周方向のクランプ部材を形成する。割りリング半体５６ａ，５６ｂを互いに固定するために、ボルト・ブロック５８が割りリング半体５６ａ，５６ｂの各々から突出している。割りリング５６ａ，５６ｂはボルト（図示せず）または他の適当な固定具を使用して適当に固定される。
【００２８】
クランプ３２は、フェルールのウェッジ脚４８のテーパー面５２と補完形の組合う形状に形成された傾斜すなわちテーパーを有する一対のブロッキング面６０（すなわち、符号６２で示すような角度の付いた面）を形成されている。収縮式スペーサ・パイプ２６が装置部品の間、または装置部品と剛性配管部分との間に位置されると、フェルール３０はダイヤフラムのフランジ・シール３６と係合するように位置決めされ、フェルールのウェッジ脚４８のテーパー面５２は互いに向かい合う位置関係にされる。
【００２９】
テーパー面５２の間に間隙が形成され、クランプ３２はフェルール３０の間の間隙内に位置される。ブロッキング面６０がフェルールのテーパー面５２と係合し、クランプ３２が緊締されると、フェルール３０をダイヤフラムのフランジ・シール３６と係合させるように、すなわちフランジ・シール３６に対して圧縮するようにフェルール３０を外側へ向けて押圧する。この外側へ向かう押圧はダイヤフラムのフランジ・シール３６とそれぞれ隣接する装置のフランジ、例えばフランジ４４との間にシールを形成する。このために、収縮式スペーサ・パイプ２６は隣接する固定配管システム部分または装置部品の間に容易に取外しおよび取付け可能な連結部を形成して、装置部品の間の液密連結を行う。
【００３０】
図３および図５に示されるように、フェルール３０の一方に係合してフェルール３０を例えば製品タンクのノズル・フランジ４４に固定するために、酪農用クランプ６６または他の周知のクランプを配置することができる。一方のフェルール３０およびダイヤフラムのフランジ・シール３６を静止すなわち固定した装置部品に固定することは、最小限の労力を必要とするだけで、反対側のフェルール３０をその対応する装置または配管部分のフランジに対して容易に取付けできるようにする。
【００３１】
スペーサ・パイプ２６を取外すためには、酪農用クランプ６６を弛めることだけが要求される（酪農用クランプ６６はフェルール３０／シール・フランジ３６／フランジ４４の境界面の両方に使用でき、その場合は両方の酪農用クランプの取外しが必要となることに留意する）。多数または複数の酪農用クランプ６６が取外されたならば、テーパー付きクランプ３２が取外される。ダイヤフラム２８はその後フランジ・シール３６を互いに向けて圧縮することで内側へ向かって圧搾され、スペーサ・パイプ２６が取外される。
【００３２】
他の形状の収縮式スペーサ・パイプ１２６が図９〜図１１に示されている。この実施例では、フェルール１３０の本体のまわりで互いに反対側に位置する関係に形成されたウェッジ脚１４８およびロッキング脚１４６をフェルール１３０は含む。
【００３３】
この構造では、剛性パイプ部分で形成することのできるスリーブ１６８のような任意の保護または支持部分が、ダイヤフラムの本体３４のまわりでフェルール１３０の間に位置決めされて、付加的な構造支持または強度を連結部に与えることができる。別の方法において、他の実施例１２６は図３〜図８に示した具体例２６に類似する。すなわち、テーパー付きクランプ３２はフェルール１３０の間に挿入され、ダイヤフラム２８のまわりに緊締される。クランプ３２のブロッキング面６０はフェルールのウェッジ脚１４８に係合し、フェルール１３０を外方へ押圧してダイヤフラムのフランジ・シール３６と係合させ、このシールはフランジ、例えば隣接する装置部品のフランジ４４と係合する。
【００３４】
本発明の収縮式スペーサ・パイプは漏れ検出システム（図示せず）を含むことができることも予想される。そのような構造では、フェルールはプラスチックなどの非金属材料で形成され、テーパー付きクランプと機械の他の導電部分との間を電気的に絶縁する。このようにして、漏れ検出（ダイヤフラムの漏れに関する）は、絶縁されたテーパー付きクランプと機械との間に例えば漏れた液体による電気的導通路が形成されたか否かを監視することで、行える。
【００３５】
大気圧未満の流体システム、すなわち真空下のシステムを絶縁するために、スペーサ・パイプの実施例２２６を使用できることがさらに予想される。この構造では、図１２に見られるように、Ｏ−リング２７０のようなシーリング部材がウェッジ脚２４８のテーパー面２５２とテーパー付きクランプ２３２のブロッキング面２６０との間に配置される。Ｏ−リング２７０は、テーパー付きクランプ２３２のブロッキング面２６０およびフェルールのテーパー面２５２に形成された溝２７２に嵌め込むことができる。
【００３６】
前述から、本発明の新規な概念の精神および範囲から逸脱せずに、多くの変更例および変形例を成し得ることが考えられるであろう。図示した特定の実施例に制限することは全く意図しておらず、そのように考えるべきと理解されねばならない。本明細書の開示は、特許請求の範囲に包含されるそれらのすべての変更形を特許請求の範囲の請求項で網羅することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を具現する１以上の収縮式スペーサ・パイプを含む例示の液体食品包装機の斜視図である。
【図２】図解目的で機械表面の一部分が取外された図１の機械の一部の側面図である。
【図３】スペーサ・パイプを隣接する装置部品に対して緊締する１つのクランプを有し、図面を明瞭にするために反対側の装置部品に対するクランプは取外されて示された本発明の原理による収縮式スペーサ・パイプの１実施例の斜視図である。
【図４】図２のスペーサ・パイプの底面図である。
【図５】図示を簡単にするために図３に示されたように一般的な配向でスペーサ・パイプを示す図４の線５−５に沿う図４のスペーサ・パイプの横断面図である。
【図６】スペーサ・パイプのダイヤフラムの斜視図である。
【図７】スペーサ・パイプのフェルールの斜視図である。
【図８】スペーサ・パイプのテーパー付きクランプの半体の斜視図である。
【図９】図面を明瞭にするためにテーパー付きクランプが取外されて示されたスペーサ・パイプの他の実施例の斜視図である。
【図１０】図面を明瞭にするためにテーパー付きクランプが取外されて示された図９のスペーサ・パイプの他の実施例の横断面図である。
【図１１】テーパー付きクランプのない状態で示された図よおよび図１０のスペーサ・パイプの分解図である。
【図１２】フェルールとテーパー付きクランプとの間にＯ−リングが配置されて示された収縮式スペーサ・パイプのさらに他の実施例の横断面図である。
【符号の説明】
１０  包装機
１２  タンク
１４  フレーム
１６  製品排出バルブ
１８  ノズル
２０  コンベヤ
２６  スペーサ・パイプ
２８  ダイヤフラム
３０  フェルール
３２  テーパー付きクランプ
３４  本体部分
３６  ダイヤフラムのフランジ・シール
３８  内面
４０  外面
４２  ビード
４４  タンク・フランジ
４６  ロッキング脚
４８  ウェッジ脚
５０  溝
５２  テーパー面
５６ａ，５６ｂ  割りリング
５８  ボルト・ブロック
６０  ブロッキング面
６６  酪農用クランプ
１２６  収縮式スペーサ・パイプ
１３０  フェルール
１４６  ロッキング脚
１４８  ウェジ脚
１６８  スリーブ
２２６  スペーサ・パイプ
２３２  テーパー付きクランプ
２５２  テーパー面
２６０  ブロッキング面
２７０  Ｏ−リング
２７２  溝
【図１】
0004524030.tif 000002
【図２】
0004524030.tif 000003
【図３】
0004524030.tif 000004
【図４】
0004524030.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004524030.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004524030.tif 000011
【図１１】
0004524030.tif 000012
【図１２】
0004524030.tif 000013