专利名称：填充阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及在气体充满填充等的置换容器内的气氛之后进行 填充的填充装置中设置的填充阀，本发明特别是涉及使设置于外壳 的内部的填充液通^^的排出口位于容器内的填充液面的上方，进4亍 填充的口上填充用的填充阀。
背景技术：
以下的填充阀在过去为人们所知将碳酸气体等的置换用的气 体供向容器的内部，置换容器内的气氛，然后，打开液阀， 一边将 液体从填充喷嘴填充于容器的内部， 一边从排气通路排出充满于上 述容器的内部的置换用的气体(比如，参照专利文献1和专利文献2)。
在专利文献1中记载的填充装置包括中空阀，其设置于具有填 充液通路的填充阀的内部，在其内部具有气体通^各，并且还用作实 现填充液通路的开闭的液阔；对中锥孔，其进行容器的对中；密封 件，其安装于对中锥孔的内侧，将容器的口部密封；可与容器的内 部连通的返回气体通路、吸气通路和实现这些通路的开闭的切换 阀；将箱内和上述中空阀的气体通路连通的反向气体通路和实现该 反向气体通路的开闭的反向切换阀等。
在本发明的填充装置中，在填充掺入碳酸气体的饮料的场合， 首先，通过升降台的上升，使已送入的容器上升，接触密封件，将 口部密封。此时，伴随容器的上升，中空阀的前端部进入容器的内 部。接着，将填料碗(7 v ，求々少)内的反向气体通过中空阀的气
体通路，送入容器的内部，从容器的内部排出空气，置换为反向气 体，然后，将液阀打开。于是，填料碗内的碳酸气体饮料经过填充 液通路，在容器的内部流落，实现填充。
在上述专利文献1中公开的填充装置中，将中空阀的前端部(相 当于填充阀的弯管)插入于容器的内部，进行填充。由此，在要兼 用作不同尺寸的容器的场合，具有必须对应于容器的尺寸，更换上 述弯管的问题。
于是，本发明的申请人针对没有弯管、填充喷嘴的前端(底端) 的排出口位于容器的上方而进行填充的填充阀的发明而提出了发
明专利申请(专利文献2)。在该专利文献2中公开的发明的填充阀 中，在阀外壳的内部形成填充液通路，从填充液箱传送的填充液通 过该填充液通路而填充于容器的内部。
在以可升降的方式插入上述填充液通路的内部的杆的底端，形 成阀体，通过该阀体和设置于填充液通路的底部内面的阀座，形成 液阀，通过阀开闭用气缸^吏上述杆升降，由此，4吏液阀开闭。在阀 外壳的外周，具有将容器的口部密封的密封部件的容器口密封组件 以可升降的方式嵌合。另外，在阀外壳的内部，设置反向通路和吸 气通路，另外，设置使这些通路实现开闭的开闭阀。
在通过上述填充阀进行气体充满填充的场合，使容器口密封组 件下降，将容器的内部密封，将反向通路和吸气通路的开闭阀打开， 将填充液箱内的碳酸气体从反向通路导入容器的内部，将容器内的 空气经由吸气通路而排出，对容器内的气体进行置换。接着，将吸 气通路关闭，将液阀打开，将从填充液箱传送的填充液通过填充液 通路，填充于容器的内部，并且将容器内的碳酸气体从反向通路(排 气通路)返回到填充液箱中。
专利文献l:日本特开平1 1 - 342994号文献(第4-6页，图l)
专利文献2:日本特开2004 - 136927号文献(第4~ 7页，图l)
发明内容
在上述专利文献2中记载的发明中，设置穿过阀外壳的壁面内 的反向通路(排气通路)，与填充液箱的顶部空间连通，由此，获得 可取消过去的填充阀所具有的弯管，在兼用作容器时不必更换附件 的效果。但是，在填充开始之前，将碳酸气体吹入容器的内部，进 行气体置换的反向通路设置于阀外壳的壁面内，即，填充喷嘴的开 口部之外，由此，由于置换用的气体难以到达容器的底面，故具有 置换效率差，无法适用于像啤酒的填充那样，要求较高的置换率的 填充液的问题。
本发明涉及一种填充阀，其包括筒状的外壳，在该外壳的内部 形成填充液通路；操作杆，其插入上述填充液通^各的内部，通过升 降机构而升降；液阀，其由设置于上述操作杆上的阀体和形成于上 述填充液通路的底端内面上的阀座形成；密封机构，其设置于上述 外壳上，将容器的口部密封；密封用升降机构，其相对地使该密封 机构和容器升降；填充量检测机构，其检测填充于容器内的填充液 量；排气通路，其形成于上述外壳中，其开口部位于填充液通路的 排出口的外侧，使该排出口位于容器内的填充液的液面高度的上 方，进行填充，其特征在于设置开闭阀，其贯穿上述阀体，在操作 杆中形成置换用气体的通路，并且实现该置换用气体的通路的开 闭，从上述置换用气体通路向容器的内部供给置换用气体，由此， 在将容器内的空气置换为置换用气体之后，打开液阀， 一边从上述
排气通路排出置换用气体， 一边进行填充。
本发明的填充阀没有弯管，提高各种尺寸、形状的容器的兼用 性，并且换气用气体通路贯穿阀体而设置于操作杆的内部，由此，
可提高在填充前进行的容器内的气体置换的效率。
图1为填充阀的纵向剖视图(实施例1)。
具体实施例方式
通过下述的方案，实现提高气体置换效率的目的，在该方案中， 设置开闭阀，该开闭阀贯穿操作杆的内部，该操作杆穿过筒状外壳 的内部，设置有液阀的阀体，该开闭阀形成置换用气体的通路，将 该置换用气体的通路开闭，在从置换气体通路向容器内部供给置换 用气体之后， 一边将液体填充到容器内部， 一边从排气通路排出置 换用气体。
实施例1
下面通过图示的实施例，对本发明进行说明。图l为本发明的 一个实施例的具有填充阀的填充装置的纵向剖4见图。本实施例的填 充阀(整体由标号1表示)设置于所谓的非升降型的填充装置中，水 平运送容器(图中未示出)，使在后说明的瓶口密封件下降，使其与 该容器的口部紧密贴合，由此，将容器内部密封，接着，通过填充 阀1,将液体填充于容器的内部。
在填充阀1的阀外壳2中的顶部侧，形成4交大直径部2a,而在 其底部侧，形成较小直径部2b。在该阀外壳2的内部，形成填充 液通路4，从填充液箱6，通过填充液供给管8而传送的填充液通 过填充液通路4，从底端的排出口填充于容器的内部。在本实施例 中，阀外壳2的整体构成填充喷嘴。
在阀外壳2的内部，设置将上述填充液通路4的排出口开闭的 液阀10。该液阀10由阀体14和阀座16构成，该阀体14形成于
以可升降的方式插入上述填充液通路4的内部的才喿作杆12的底端，
该阀座16设置于上述填充液通路4的底端部内面。在该阀体14中 的座靠于阀座16上的部分的外周面上，嵌接密封部件14a,保持液 体密封。具有上述阀体14的操作杆12通过设置于阀外壳2的顶部 的阀开闭用气缸(操作杆升降机构)18而升降。
对该阀开闭用气缸18的结构简单地进行说明。在上述阀外壳 2的顶部，设置缸外壳20,在该缸外壳20的内部，形成顶部的直 径较大，底部的直径较小的空间。在上述操作杆12的顶端部，设 置较小直径的第1活塞21,按照可滑动的方式与上述空间的底部 侧的较小直径部的内部嵌合。另外，在上述空间的顶部侧的较大直 径部的内部，以可滑动的方式嵌合有其直径大于上述第1活塞21 的第2活塞22。该第2活塞22的杆24在上述缸外壳20的上方突 出，在该突出的顶端部，设置限制第2活塞22的下降极限的止动 件26。在上述第1活塞21和第2活塞22之间，介设有弹簧28, 使两个活塞20 、 22沿相互间隔开的方向偏置。
形成于缸外壳20的内部的空间通过上述第1和第2活塞20、 22,按照从上方起的顺序，划分为第l压力室30、第2压力室32 和第3压力室34的3个压力室。各压力室30、 32、 34可分别经由 空气通路30a、 32a、 34a,与压缩空气供给源(图中未示出)连接， 可通过阀的切换，供给、排出空气。
如果经由这些空气通路30a、 32a、 34a,将上方的第l压力室 30和下方的第3压力室34向大气开放，将压缩空气导入中间的第 2压力室32,则使上方的第2活塞22上升，并且使下方的第1活 塞21下降，形成于操作杆12的底端的阀体14座靠于阀座16上， 上述液阀10关闭。另外，如果将上方的第1压力室30和中间的第 2压力室32向大气开放，将压缩空气导入下方的第3压力室34,
则下方的第1活塞21上升，还将上方的第2活塞22上推，下方的 第1活塞21上升到最高的位置。此时，操作杆12的底端的阀体 14与阀座16大大地离开，液阀10以较大的打开程度打开，进行 大流量的填充。另外，将压缩空气导入上方的第l压缩室30和下 方的第3压力室34中，将中间的第2压力室32向大气开放，则上 方的第2活塞22下降，下方的第1活塞21上升，但是，下方的第 1活塞21的受压面积小，在第2活塞22的下降位置，规定上升极 限，由此，液阀10以较小的打开程度而打开，以小流量进行填充。
另外，在阀外壳2内的填充液通路4侧的顶面与_^喿作杆12的 顶部之间安装波紋管36,饮料等的液体流通的填充液通路4侧和 阀开闭用气缸18之间完全隔绝。
形成于阀外壳2的内部的填充液通路4的顶端部和上述填充液 箱6的底面之间通过上述填充液供给管8连接。在该填充液供给管 8上设置流量计38，检测通过填充液供给管8而供给，经过填充液 通路4和液阀10,填充于容器的内部的填充液的流量。另外，枱r 测填充量的填充量检测机构并不限于这样的流量计38,比如，也 可采用从容器之外，检测填充液的标高的非接触式的标高传感器。
在阀外壳2的底部的较小直径部2b的外周面上，圆筒状的瓶 口密封组件40以可升降的方式嵌合。在该瓶口密封组件40的内周 面上，嵌接有密封部件42，保持与上述阀外壳2的较小直径部2b 的外周面之间的气密性。
在瓶口密封组件40的底面，安装有瓶口密封件(密封部件)42、 44，其直径与通过具有该填充阀1的填充装置填充的容器的口径基 本相同。在本实施例中，按照可兼用作口径较大的容器和口径较小 的容器的方式安装较大直径的瓶口密封件42和较小直径的瓶口密 封件44。 在阀开闭用气缸18的外壳20的顶端，经由垂直的导向杆46, 安装瓶口密封组件40升降用的气缸(密封用升降机构)48。在上述导 向杆46的顶端，固定水平的基座50,在该基座50上，固定有上 述升降用气缸48的外壳52。在该外壳52的内部，以可升降的方 式嵌合有活塞54，将外壳52的内部划分为上下2个压力室56、 58。 该上下压力室56、 58经由设置于外壳52中的空气通3各56a、 58a, 与图中未示出的压缩空气供给源连接，可将空气分别供给、排向两 个压力室56、 58。如果将压缩空气从上述压缩空气供给源导入上 方的压力室56,则活塞54下降，如果将压縮空气导入下方的压力 室58，则活塞54上升。上述瓶口密封组件40经由升降杆60与上 述升降用气缸48的活塞54侧连接，在通常的运转时，将空气导入 上方的压力室56,由此，该瓶口密封组件40向下方偏置。
如果在上述升降用气缸48的活塞杆54a上，经由托架62安装 瓶口密封组件升降用的凸轮从动件64，与图中未示出的凸轮卡合， 将该凸轮从动件64上推，上述瓶口密封组件40上升。另外，形成 于托架62的另一端侧的筒状部62a与上述导向杆46嵌合，对凸轮 从动件64的升降进行导向。
在上述阀外壳2的内部，设置气体通路66。该气体通路66中 的出口侧的开口部面临形成于阀外壳2的内部的填充液通3各4的出 口 (排出口)的外侧。该气体通路66兼用作反向通路(排气通路)和吸 气通路与大气打开通路，在阀外壳2的外部，分成3个通路68、 70、71。第1通路68为反向通路(排气通路)，经由逆流阀(排气阀)72 与填充液箱6的顶部空间(贮留的填充液的上方的气相部)74连通。 另外，第2通路70为吸气通路，经由吸气阀76与吸气腔78连通。 另外，第3通路71为大气开放通路，如果将大气开放阀73打开， 上述气体通路66与大气连通。另外，也可不必像本实施例那样，
将阀外壳2内的一个气体通路66兼用作反向通路和吸气通路与大 气开放通路，而设置分别独立的通路。
另外，在底端设置液阀10的阀体14的操作杆12的内部，设 置将置换用的气体供向容器的内部的置换用气体通路80。该置换 用气体通路80安装于上述填充液箱6上，该通路80经由置换用管 84,与在其内部贮存有置换用的气体的置换气体腔82连接。置换 用管84按照操作杆12可升降的方式由具有弹性的材质的管形成， 由置换用的开闭阀86实现开闭。
对上述方案的具有填充阀1的填充装置的动作进行说明。首 先，对进行加压填充碳酸饮料等的填充液的气体充满填充的场合进 行说明。在气体充满填充的场合，将填充液接纳于填充液箱6的内 部，将加压的石友酸气体密封于其顶部的空间74中。
本实施形态的填充装置为像前述那样，非升降型的填充装置， 在经水平运送的容器供向上述填充阀1的下方的时刻，瓶口密封组 件40处于通过借助图中未示出的凸轮，将凸轮从动件64上推的方 式而上升的状态，将容器供到该填充阀1的下方，然后，凸轮从动 件64通过凸轮的上升空间，借助升降用气缸48的偏置力，使该瓶 口密封组件40下降。如果使瓶口密封组件40下降，则安装于其底 面侧的瓶口密封件42或44压接于容器的口部，将该容器的内部密 封。
在填充开始时，首先，将容器内的空气置换为置换用的气体。 此时，将置换用阀86打开，并且将排气阀72和吸气阀76关闭， 另外，将大气开放阔73打开。于是，置换用气体从置换气体腔82 通过置换管84和操作杆12内的置换用通路80,导入容器的内部， 并且容器内的空气从阀外壳2内的气体通路66，经过大气开放通 路71而排出。另外，在本实施例中，在从置换动作的最初到最后
的期间，通过瓶口密封件42或44将容器密封，进行置换动作，但
是，也可在最初的阶段，不将容器密封，而导入置换用气体，然后， 将容器密封，进行置换。
在按照规定时间，将置换用气体导入容器内部，进行气体置换
之后，在将置换用阀86开放的状态，将排气阀72和吸气阀76关 闭，并且大气开》文阀73也关闭，进行反向工序。在反向工序，还 将置换用气体导入已密封的容器的内部，进行加压。在经过规定时 间之后，将置换用阀86关闭，并且将排气阀72开放，由此，将容 器的内部和填充液箱6的气相部74连通，使容器内的压力为与气 相部74的压力基本相同的压力。另外，也可在反向工序，代替导 入置换用气体，而将排气阀72开放，供给密封于填充液箱6的气 相部74中的气体。
然后，各阀处于上述的状态，即，置换用阀86关闭，吸气阀 76和大气开放阀73也关闭，排气阀72开打，在该状态，使液阀 开闭用的气缸18动作，使操作杆12和与该操作杆12—体的阀体 14上升，使阀体14离开阀座16，打开液阀10,开始填充。
如果将液阀10开放，则从填充液箱6,通过填充液供给管8 而供给的填充液通过阀外壳2内的填充液通路4和阀外壳2的底端 部的排出口，填充于容器的内部，并且容器内的碳酸气体从阀外壳 2内的气体通路66和与外部连接的排气通路68排出，返回到填充 液箱6内的气相部74中。在该填充装置中，切换按照大流量而将 填充液投入容器的内部的大投量填充和按照小流量将填充液投入 的小投量填充，比如，在最初通过大投量填充，进行容器内的全填 充量的85%的填充，然后，切换到小投量填充，投入剩余的填充液。
于是，在填充的开始时，为了进行大投量填充，将液阀开闭用 气缸18的第l压力室30和第2压力室32向大气开放，并且将压
缩空气导入第3压力室34。于是，第1活塞21和第2活塞22上 升到最高位置，与第1活塞21连接的操作杆12的阀体14较大地 上升，液阀IO以最大限度开放。在将填充液供向填充阀1的填充 液供给管6上设置流量计38,如果检测到填充规定量(比如，像上 述设定的填充量的85%)的填充液，则使上述液阀开闭用气缸18动 作，将液阀IO切换到小投量。
在该场合，在将压缩空气导入第3压力室34中，另外，将开 闭用气缸18的第2压力室32向大气开放的状态，将压缩空气导入 第1压力室30中。于是，在第1活塞21上作用上升的力，在第2 活塞22上作用下降的力，通过两个活塞20 、 22的受压面积差，将 操作杆12相对大投量填充的场合而下压，停止在液阀IO以较小程 度打开的位置，切换到小流量的填充。如果上述流量计38检测到 填充残留量的填充液的情况，则将开闭用气缸18的第1压力室30 和第3压力室34向大气开放，将压缩空气导入中间的第2压力室 32中，使第1活塞21和操作杆12下降，关闭液阀10，结束填充。
按照在填充结束之后，将排气阀72关闭，并且打开吸气阀76， 然后，在瓶口密封件42或44与容器离开时，填充液不急剧地产生 泡沫的方式，将压力气体慢慢从容器的顶部空间的内部排出，其压 力与大气压相等。然后，通过凸轮，使瓶口密封组件40上升，将 瓶口密封件42、 44与容器离开，将该容器从填充装置排出。
上述填充阀1不仅可适用于进行气体充满填充的场合，还适用 于非气体填充。在进行非气体填充的场合，不必通过瓶口密封件 42、 44密封容器的口部，可在开放的状态进行填充。另外，在照 原样兼用上述装置的场合，在比如，将填充液箱6的气相部74向 大气开放，并且将排气通路68的排气阀72打开，将排气通路68 向大气开放的状态，将置换用管84的置换用阀86和吸气通路70 的吸气阀76关闭。在于该状态供给容器之后，通过升降用气缸48, 使上升的瓶口密封组件40下降，使瓶口密封件42或44紧密贴于 容器的口部，然后，通过液阀开闭用气缸18,将液阀10开放，进 行填充。
在上述方案的填充阀l中，由于没有弯管，故不进行附件的更 换，可兼作各种尺寸的容器，另外，由于可从容器的中间部吹入置 换用气体，故可将气体吹入到容器的底部，提高置换率。于是，还 适用于像啤酒那样的，对氧化敏感的液体。另外，在上述实施例中， 对非升降型的填充装置进行了说明，但是，也可适用于通过瓶座， 使容器升降的类型的填充装置。在此场合，瓶口密封组件40侧也 可不升降。
标号i兌明
标号1表示填充阀；
标号2表示阀外壳(填充喷嘴)；
标号4表示填充液通3各；
标号10表示液阀；
标号12表示操作杆；
标号14表示阀体；
标号16表示阀座；
标号18表示升降机构(液阀升降用气缸)； 标号42表示密封机构(瓶口密封件)； 标号44表示密封机构(瓶口密封件)； 标号48表示密封用升降机构(升降用气缸); 标号80表示置换用气体通路； 标号86表示置换用阀。
权利要求
1.一种填充阀，其包括筒状的外壳，在该外壳的内部形成填充液通路；操作杆，其插入上述填充液通路的内部，通过升降机构而升降；液阀，其由设置于上述操作杆上的阀体和形成于上述填充液通路的底端内面上的阀座形成；密封机构，其设置于上述外壳上，将容器的口部密封；密封用升降机构，其相对地使该密封机构和容器升降；填充量检测机构，其检测填充于容器内的填充液量；排气通路，其形成于上述外壳中，其开口部位于填充液通路的排出口的外侧，使该排出口位于容器内的填充液的液面高度的上方，进行填充，其特征在于设置开闭阀，其贯穿上述阀体，在操作杆中形成置换用气体的通路，并且实现该置换用气体的通路的开闭，从上述置换用气体通路向容器的内部供给置换用气体，由此，在将容器内的空气置换为置换用气体之后，打开液阀，一边从上述排气通路排出置换用气体，一边进行填充。
2. 根据权利要求1所述的填充阀，其特征在于形成于上述外壳 的内部的排气通路兼用作吸气通路和大气开放通路。
3. 根据权利要求1或2所述填充阀，其特征在于上述密封机构 安装于嵌合在外壳的外周的瓶口密封组件，通过升降用气缸，压 接于容器的口部。
4. 根据权利要求1~3中的任意一项所述的填充阀，其特征在 于上述置换用气体的通路与在内部贮留置换用气体的置换气体腔 连通。
5. 根据权利要求1~4中的任意一项所述的填充阀，其特征在 于可同时适用于气体充满填充和非气体填充。
全文摘要
本发明涉及一种填充阀，用于在没有弯管的填充阀(1)中，提高填充开始前的气体置换率。在阀外壳(2)的内部，形成与填充液供给管(8)连通的填充液通路(4)。在填充液通路(4)的内部，以可升降的方式插有操作杆(12)，通过气缸(18)而升降。在操作杆(12)的底端，形成阀体(14)，通过阀体(14)和设置于填充液通路(4)的底端部内面的阀座(16)形成液阀(10)。按照贯穿阀体(14)的方式，在操作杆(12)的内部，形成置换用通路(80)，可供给置换用气体。在阀外壳(2)的外周，以可升降的方式嵌合有瓶口密封组件(40)。设置于该组件(40)上的瓶口密封件(42或44)与容器的口部压接，将容器的内部密封，将置换用气体供向容器的内部。
文档编号B65B3/00GK101370730SQ20068005272
公开日2009年2月18日 申请日期2006年2月14日 优先权日2006年2月14日
发明者加森慎也, 西纳幸伸, 野健一 申请人:涩谷工业株式会社