JP7833766B2 - Weighing device - Google Patents
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Description
本発明はシリンダと前記シリンダ内を往復動するピストンを有し、計量する充填液等の固着により発生する前記シリンダと前記ピストンとの摺動不良を防止することができる構成を備えた計量装置に関する。 This invention relates to a measuring device having a cylinder and a piston that reciprocates within the cylinder, and having a configuration that can prevent sliding failures between the cylinder and the piston caused by the solidification of the filling liquid or other material to be measured.
従来より、容器へ高粘度の液体を計量精度高く、高速・高圧で定量充填する際には、液体をピストンシリンダーに収容し、ピストンの移動量によって充填量を計測するピストン式の計量装置を備えた充填装置が用いられている。ピストン式の計量装置は、前記シリンダに供給された充填液等の液体を、シリンダとの隙間をパッキンによって密封された状態にあるピストンを摺動させることにより液体を充填装置へ吐出するように構成されている。 Conventionally, when filling containers with high-viscosity liquids at high speed and pressure with high metering accuracy, filling devices equipped with a piston-type metering device that houses the liquid in a piston cylinder and measures the filling amount by the movement of the piston have been used. The piston-type metering device is configured to discharge the liquid, such as the filling liquid supplied to the cylinder, into the filling device by sliding a piston, which is sealed in a gap with the cylinder by a packing.
しかしながら、糖分が含まれているような液体を計量し、充填に供する場合、ピストンとシリンダとの摺動部分で糖分などが固着してしまい、ピストンの摺動の妨げになることがあった。 However, when measuring and filling liquids containing sugar, the sugar and other substances could sometimes adhere to the sliding surface between the piston and cylinder, hindering the piston's movement.
そこで、図4に示すように、シリンダ3の軸方向一端に開放部から挿入されたピストン2を当該シリンダ3の軸方向他端部に向けて往復動させて当該他端部側から液体を吸排する計量装置1においては、このようなピストン2の摺動の妨げとなる固着の対策として、ピストン2の裏側に水を供給するチューブ21を連接して引き回し、パッキン4よりも外方となるピストン2とシリンダ4との摺動部分に水を供給し、塗布することで、摺動不良を防止する方法がとられていた(図4中の符号は本実施形態の符号と対応)。 Therefore, as shown in Figure 4, in a metering device 1 that reciprocates a piston 2 inserted from an open portion at one axial end of a cylinder 3 toward the other axial end of the cylinder 3 to draw in and discharge liquid from that end, a method was employed to prevent sticking, which would hinder the sliding of the piston 2, by connecting a tube 21 to the back side of the piston 2 and routing it to supply water to the sliding portion between the piston 2 and the cylinder 4 that is outside the packing 4, thereby preventing sliding failure (the reference numerals in Figure 4 correspond to the reference numerals in this embodiment).
ここで、食品や医薬などの液体充填においては、多品種少量生産の場合の製品換え等、充填の前後での工程や定期的に洗浄や殺菌が必須となる。そしてピストン式の計量装置は、ピストンとシリンダー間の洗浄が困難なため、その都度、手作業によって分解洗浄し再組立して用いていた。 In liquid filling processes for food, pharmaceuticals, and other products, especially in high-mix, low-volume production, pre- and post-filling processes, as well as regular cleaning and sterilization, are essential. Furthermore, piston-type weighing devices, due to the difficulty of cleaning the area between the piston and cylinder, required manual disassembly, cleaning, and reassembly after each use.
しかしながら、手作業による分解洗浄、再組立には長時間を要し、生産性が著しく低下し、コストも高くなり、作業ミスによる破損のリスクも伴うという不都合があった。 However, manual disassembly, cleaning, and reassembly were time-consuming, significantly reducing productivity, increasing costs, and carrying the risk of damage due to operational errors.
そこで、近年は、装置を分解せずに装置内部に洗浄液等を流して自動的に洗浄する「CIP(Cleaning In Place)洗浄」と称される洗浄方法が用いられており、出願人もCIP洗浄に対応したピストン式計量装置を開発している(特許文献1参照)。 Therefore, in recent years, a cleaning method called "CIP (Cleaning In Place) cleaning," which automatically cleans the device by flowing cleaning fluid into its interior without disassembling it, has been adopted. The applicant has also developed a piston-type metering device compatible with CIP cleaning (see Patent Document 1).
しかしながら、CIP洗浄に対応したピストン式計量装置では、ピストンの裏側も洗浄する構成となっており、ピストンの裏側は閉塞されたシリンダ内に位置し、覆われており、露出していない。従って、図4に示すような従来方式の摺動不良を防止する方法は採択できなかった。 However, in piston-type metering devices designed for CIP (Clean-in-Place) cleaning, the back of the piston is also cleaned. The back of the piston is located within a closed cylinder, covered, and not exposed. Therefore, the conventional method for preventing sliding failures, as shown in Figure 4, could not be adopted.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、計量する充填液等の固着により発生するシリンダとピストンとの摺動不良を防止することができる構成を備えたCIP洗浄可能な計量装置を提供することを目的とする。 This invention has been made in view of the above problems, and aims to provide a CIP-cleanable measuring device with a configuration that can prevent poor sliding between the cylinder and piston caused by the solidification of the filling liquid to be measured.
前述した目的を達成するため、本発明の第1の態様に係る計量装置は、密封部材を介してシリンダの内壁に摺接するヘッド部と前記ヘッド部に連設されたロッド部とを有するピストンの前記ロッド部を前記シリンダの軸方向一端部側へ延出させ、前記ヘッド部を前記シリンダの軸方向他端部に向けて往復動させ、前記シリンダの軸方向他端部側から計量対象の液体または洗浄液を吸排可能とされた計量装置であって、
前記シリンダは、その軸方向中間部分に、前記ピストンの外周縁部に設けた密封部材と摺接して液体を計量する内周面の内径が一定な計量領域が設けられ、前記シリンダの前記計量領域の軸方向の少なくとも一方端には前記ピストンおよび密封部材から離間した大径の内周面を備えたる洗浄領域が連続して形成されており、さらに、前記シリンダの軸方向一端部側には、シリンダ内の残液を排出する排出部が形成されており、
前記ヘッド部には、前記シリンダのヘッド部内に配設された給水上流端と、前記シリンダの内壁に指向する側面における前記密閉部材よりも前記シリンダの軸方向一端部側に開口させた給水下流端とを結ぶヘッド部給水路が形成されており、
前記ロッド部は中空管状とされ、一端部を前記ヘッド部内の給水上流端に連接させてロッド部給水路が形成されており、前記ロッド部の他端部には、前記ピストンの往復動に対して従動可能に固着防止用液の給水装置の水路が連接されており、
前記シリンダ内へ洗浄液を送給しつつ前記計量領域並びに前記洗浄領域において前記ピストンを往復動させるとともに、前記排出部から洗浄に供した洗浄液を排出することでCIP洗浄可能とされていることを特徴とする。
To achieve the aforementioned objective, a metering device according to a first aspect of the present invention is a metering device having a piston having a head portion that slides against the inner wall of a cylinder via a sealing member and a rod portion connected to the head portion, the rod portion of which is extended toward one axial end of the cylinder, the head portion is reciprocated toward the other axial end of the cylinder, and the liquid to be measured or cleaning liquid is to be sucked in and out from the other axial end of the cylinder,
The cylinder has a measuring region in its axial middle portion, where the inner diameter of the inner surface is constant and the liquid is measured by sliding against a sealing member provided on the outer peripheral edge of the piston. A cleaning region with a large-diameter inner surface spaced apart from the piston and sealing member is continuously formed at at least one axial end of the measuring region of the cylinder. Furthermore, a discharge section is formed at one axial end of the cylinder to discharge any remaining liquid inside the cylinder.
The head portion has a head portion water supply channel formed between an upstream water supply end disposed within the head portion of the cylinder and a downstream water supply end that opens on the side facing the inner wall of the cylinder, on the side facing the sealing member, towards one end in the axial direction of the cylinder.
The rod portion is hollow and tubular, with one end connected to the upstream end of the water supply in the head portion to form a water supply channel for the rod portion, and the other end of the rod portion is connected to a water channel for a water supply device for an anti-sticking fluid so as to be able to move in accordance with the reciprocating motion of the piston.
The system is characterized by enabling CIP cleaning by supplying cleaning fluid into the cylinder while reciprocating the piston in the metering area and the cleaning area, and discharging the cleaning fluid used for cleaning from the discharge section .
このように構成された計量装置によれば、前記給水装置から供給される固着防止用液をロッド部給水路とヘッド部給水路を通し、前記シリンダの内壁に指向する前記ヘッド部の側面に開口する給水下流端へ供給し、その状態において前記ヘッド部を前記シリンダ内で往復動させ、給水下流端へ供給された固着防止用液をシリンダの内壁とピストンとの間に密封部材で塗布することで、計量対象の液体の固着を抑止して、ピストンの摺動不良を未然防止することができる。そして、計量対象の液体の固着を抑止するべく供給される固着防止用液の水路がシャフト内に露呈していないのでCIP洗浄が可能となる。 With the metering device configured in this way, the anti-sticking liquid supplied from the water supply device is passed through the water supply channel of the rod section and the water supply channel of the head section and supplied to the downstream end of the water supply, which opens on the side of the head section facing the inner wall of the cylinder. In this state, the head section is reciprocated within the cylinder, and the anti-sticking liquid supplied to the downstream end of the water supply is applied between the inner wall of the cylinder and the piston by a sealing member, thereby suppressing the solidification of the liquid to be metered and preventing piston sliding failure. Furthermore, since the water channel for the anti-sticking liquid supplied to suppress the solidification of the liquid to be metered is not exposed inside the shaft, CIP cleaning becomes possible.
また、本発明の第2の態様に係る計量装置は、前記ヘッド部は、前記密封部材が外周縁部に設けられたピストンヘッドと、一面側に前記ピストンヘッドを固定し、他面側に前記ロッド部が連設されたピストンベースとを有しており、前記ピストンベースには前記ヘッド部給水路が形成されていることを特徴とする。 Furthermore, the weighing device according to the second aspect of the present invention is characterized in that the head portion comprises a piston head on which the sealing member is provided on the outer peripheral edge , and a piston base on which the piston head is fixed to one side and the rod portion is connected to the other side, and a water supply channel for the head portion is formed in the piston base.
このように構成された計量装置によれば、前記給水装置から供給される固着防止用液を、ロッド部のロッド部給水路から前記ピストンベースに形成された前記ヘッド部給水路を通し、前記シリンダの内壁に指向する前記ヘッド部の側面に開口する給水下流端へ供給することができる。そして、計量対象の液体の固着を抑止するべく供給される固着防止用液の水路がシャフト内に露呈していないので、ピストンの往復動を阻害することもなく、水路のチューブの抜け等のトラブルが発生することもない。 With this configuration, the anti-sticking liquid supplied from the water supply device can be supplied from the rod section's water supply channel through the head section's water supply channel formed in the piston base to the downstream end of the water supply, which opens on the side of the head section facing the inner wall of the cylinder. Furthermore, since the water channel for the anti-sticking liquid supplied to prevent the liquid being measured from sticking is not exposed inside the shaft, it does not hinder the reciprocating motion of the piston, nor does it cause problems such as the water channel tube coming loose.
上述の様に、本発明の計量装置によれば、計量する充填液等の固着により発生するシリンダとピストンとの摺動不良を防止することができ、かつ、CIP洗浄可能な構成とすることができる。 As described above, the measuring device of the present invention can prevent poor sliding between the cylinder and piston caused by the solidification of the filling liquid being measured, and can also be configured for CIP (Cleaning by Intake and Precipitation) cleaning.
以下、図1乃至図3を参照して、本発明の計量装置の実施形態を説明する。 The embodiments of the weighing device of the present invention will be described below with reference to Figures 1 to 3.
本実施形態の計量装置1のピストン2は、図1に示すように、軸方向を鉛直方向にして配設されたシリンダ3の内壁に密着部材4を摺接させるヘッド部5と、シリンダ3からその軸方向一端側(下端)外方へ延出して配設され、不図示のピストン駆動機構によってシリンダ3内を往復動させられるロッド部6とを有している。ヘッド部5はロッド部6の一端側(上端)に固着されており、ロッド部6を公知のピストン駆動機構によってシリンダ3内を往復動させることにより、ヘッド部5に配設された密着部材4としてのパッキン4をシリンダ3の内壁に対して摺動させるように構成されている。 As shown in Figure 1, the piston 2 of the weighing device 1 in this embodiment has a head portion 5 that slides against the inner wall of a cylinder 3, which is arranged with its axial direction vertical, and a rod portion 6 that extends outward from one axial end (lower end) of the cylinder 3 and is reciprocated within the cylinder 3 by a piston drive mechanism (not shown). The head portion 5 is fixed to one end (upper end) of the rod portion 6, and by reciprocating the rod portion 6 within the cylinder 3 by a known piston drive mechanism, the packing 4, which serves as the sealing member 4 disposed on the head portion 5, is made to slide against the inner wall of the cylinder 3.
ここで、ヘッド部5には、図2に示すように、ヘッド部5内に形成された給水上流端P1とシリンダ3の内壁に指向する側面に開口させた給水下流端P2とを結ぶヘッド部給水路7が形成されている。詳しくは、ヘッド部5は、外周縁部にパッキン4が設けられたピストンヘッド8と、一面側(下面)にロッド部6が連接され、他面側(上面)にピストンヘッド8が固定されたピストンベース9とを有している。 Here, as shown in Figure 2, the head portion 5 has a head portion water supply channel 7 connecting the upstream water supply end P1 formed within the head portion 5 and the downstream water supply end P2 which is opened on the side facing the inner wall of the cylinder 3. More specifically, the head portion 5 has a piston head 8 with a packing 4 on its outer peripheral edge, and a piston base 9 to which a rod portion 6 is connected on one side (bottom surface) and to which the piston head 8 is fixed on the other side (top surface).
本実施形態において、ピストンベース9は略円板状とされ、図3(A)(B)に示すように、中央には給水上流端P1となる孔10が穿設されており、その給水上流端P1となる孔10から四方へ、ピストンベース9の側面へ向けて掘設したヘッド部給水路7が形成されている。つまり、そのヘッド部給水路7のシリンダ3の内壁に指向する側面の開口部が給水下流端P2となる。 In this embodiment, the piston base 9 is substantially disc-shaped, and as shown in Figures 3(A) and 3(B), a hole 10, which serves as the upstream water supply end P1, is drilled in the center. From this hole 10, the head section water supply channels 7 are formed in all directions, extending toward the sides of the piston base 9. In other words, the opening on the side of the head section water supply channel 7 facing the inner wall of the cylinder 3 becomes the downstream water supply end P2.
また、ロッド部6は中空管状とされており、一端部(上端部)をピストンベース9の下面中央に連接させ、給水上流端P1と中空管内とを繋いでロッド部給水路11が形成されている。 Furthermore, the rod section 6 is hollow and tubular, with one end (upper end) connected to the center of the lower surface of the piston base 9. This connects the upstream water supply end P1 to the inside of the hollow pipe, forming the rod section water supply channel 11.
再び、ピストンヘッド8の説明に戻り、ピストンベース9の上面外周辺には堤状に立ち上がる円環状の縁部12が形成されている。縁部12は、その外周壁をピストンベース9の前記他面側の外周辺よりもシリンダ3の内壁方向へ膨らませて形成されている。 Returning to the description of the piston head 8, an annular rim 12 is formed around the outer periphery of the upper surface of the piston base 9, rising in a levee-like shape. The rim 12 is formed by bulging its outer circumferential wall towards the inner wall of the cylinder 3 compared to the outer periphery of the other side of the piston base 9.
そして、そのピストンベース9の上面にはピストンヘッド8が前記一面側表面と縁部12とに着座させた状態で、ピストンベース9の下面側から挿入されるピン状の固定具13により固定されている。 The piston head 8 is then fixed to the upper surface of the piston base 9 by a pin-shaped fastener 13 inserted from the lower side of the piston base 9, with the piston head 8 seated on the one-sided surface and edge 12.
詳しくは、ピストンヘッド8は、図1に示すように、ピストンベース9側から同心で徐々に大径となるように3段に形成されており、ピストンベース9側となる第一段8aは、ピストンベース9の上面に載置され、第一段8aと第二段8bとの段差部8dがピストンベース9の縁部12に嵌着し、第二段8bと第三段8cとの段差部8eとピストンベース9の縁部12との間にパッキン4を挟着するようにして、固定具13によって固定されている。 In detail, as shown in Figure 1, the piston head 8 is formed in three stages, concentrically increasing in diameter from the piston base 9 side. The first stage 8a, which is on the piston base 9 side, is placed on the upper surface of the piston base 9. The stepped portion 8d between the first stage 8a and the second stage 8b is fitted onto the edge 12 of the piston base 9. A packing 4 is sandwiched between the stepped portion 8e between the second stage 8b and the third stage 8c and the edge 12 of the piston base 9, and the piston head 8 is fixed by a fixing device 13.
よって、給水上流端P1を構成するピストンベース9の中央に穿設された孔10の上部をピストンヘッド8の第一段8aによって塞ぐことで、ヘッド部給水路7内を流れる水の流れを規制するように構成されている。なお、ピストンヘッド8の上面は上向きに若干のテーパ面とされている。 Therefore, the flow of water through the head section's water supply channel 7 is restricted by blocking the upper part of the hole 10 drilled in the center of the piston base 9, which constitutes the upstream end P1 of the water supply, with the first stage 8a of the piston head 8. The upper surface of the piston head 8 is slightly tapered upwards.
また、後述するようにシリンダ3の下端から突出させるロッド部6の他端部には、公知の構成のピストン駆動機構(不図示)が接続されており、さらには、このピストン駆動機構によってシリンダ3内を往復動するピストン2に追従可能に、固着防止用液の給水装置(不図示)の水路を形成するチューブ21が継ぎ手22を介して連接されている。 Furthermore, as will be described later, a piston drive mechanism (not shown) of a known configuration is connected to the other end of the rod portion 6 that protrudes from the lower end of the cylinder 3. In addition, a tube 21 forming a water channel for a water supply device (not shown) for anti-sticking fluid is connected via a joint 22, so as to follow the piston 2 reciprocating within the cylinder 3 by this piston drive mechanism.
また、本実施形態において、シリンダ3は、計量領域3aの軸方向上端部に、ピストンヘッド8とパッキン4から離間した大径の内周面を備えた洗浄領域3bが連続して形成されて構成されている。 Furthermore, in this embodiment, the cylinder 3 is configured such that a cleaning area 3b, with a large-diameter inner circumferential surface spaced apart from the piston head 8 and packing 4, is continuously formed at the axial upper end of the metering area 3a.
つまり、シリンダ3は有底に形成されており、シリンダ3の内部においては、ピストン2の外周部に設けたパッキン4と摺接して充填用の液体を計量する内周面の内径が一定な計量領域3aが設けられ、このシリンダ3の計量領域3aの軸方向上端部に、ピストン2およびパッキン4から離間した大径の内周面を備えた洗浄領域3b、3cが連続して形成されている。 In other words, the cylinder 3 is formed with a bottom, and inside the cylinder 3, there is a measuring region 3a with a constant inner diameter on the inner surface that slides against the packing 4 provided on the outer circumference of the piston 2 to measure the filling liquid. At the axial upper end of this measuring region 3a of the cylinder 3, there are continuous cleaning regions 3b and 3c, which have large-diameter inner surfaces spaced apart from the piston 2 and packing 4.
この洗浄領域3b、3cにおいては、ピストンヘッド8の全体が収容される軸方向長さの範囲に亘って大径な内周面が形成されている。この大径な内周面は、洗浄領域3bを構成し、内径が一定な計量領域3aの内周面の上端部から上方に向けて徐々に内径が大きくなるテーパ部3dと、洗浄領域3eを構成し、テーパ部3bの最大内径の大きさとされた大径部3eとによって形成されている。 In these cleaning regions 3b and 3c, a large-diameter inner surface is formed over the axial length that accommodates the entire piston head 8. This large-diameter inner surface is formed by a tapered portion 3d, which constitutes the cleaning region 3b and gradually increases in diameter upward from the upper end of the inner surface of the metering region 3a, where the inner diameter is constant; and a large-diameter portion 3e, which constitutes the cleaning region 3e and has the largest inner diameter of the tapered portion 3b.
そして、シリンダ3の上端部は上部蓋14によって閉塞されており、両者間にパッキン(不図示)を介在させて密封が図られており、上部蓋14の中心軸部には不図示の給液路並びに排液路と接続するための接続筒15が上向きに突出形成されている。 The upper end of the cylinder 3 is closed by the upper lid 14, and a packing (not shown) is interposed between the two to ensure a seal. A connecting cylinder 15, for connecting to a liquid supply passage and a liquid drain passage (not shown), protrudes upward from the central axis of the upper lid 14.
一方、シリンダ3の下端部となる底部には、ピストン2のロッド部6が不図示の密着部材によってシールされつつ、この底部を貫通させて配設されている。更に、底部のピストン2のロッド部6の貫通部を外れた位置には、シリンダ3内の残液を排出する排出部(不図示)が形成されている。 On the other hand, the rod portion 6 of the piston 2 is positioned at the bottom of the cylinder 3, which is the lower end of the cylinder, and is sealed by a sealing member (not shown) while passing through this bottom. Furthermore, a discharge portion (not shown) for discharging residual fluid from the cylinder 3 is formed at a position away from the point where the rod portion 6 of the piston 2 passes through the bottom.
次に、本実施形態の計量装置の作用を説明する。
不図示のタンク内に貯留されている充填用の液体は送給ポンプ(不図示)やタンク(不図示)の加圧により各種バルブ(不図示)等を開放し、接続筒15に接続されている前記給液路を通して本実施形態の計量装置1に送液され、定量を計量可能な状態に設定されている。
Next, the operation of the weighing device of this embodiment will be explained.
The filling liquid stored in a tank (not shown) is supplied to the measuring device 1 of this embodiment through the liquid supply passage connected to the connecting cylinder 15 by pressurizing the supply pump (not shown) and the tank (not shown), which opens various valves (not shown), and sets the device to a state where a fixed amount can be measured.
すなわち、前記タンクと計量装置1との間に敷設された前記給液路に配設された吸引側の吸引側バルブ(不図示)を開放するとともに、計量装置1から充填部までの間に敷設された前記排液路に配設された吐出側バルブ(不図示)を閉じた状態で、前記ピストン駆動機構を駆動させ、ピストン2をシリンダ3の計量領域3a部分における下方へ移動させ、前記給液路から接続筒25aを通してシリンダ3の上部内に必要量の液体を吸引する。この時、ピストン2はシリンダ3の計量領域3aの部分にあり、パッキン4が自己の弾性によって常時、シリンダ3の内周面に密着しているため、液体の吸引が良好に行われる。 Specifically, the suction valve (not shown) located in the liquid supply passage laid between the tank and the measuring device 1 is opened, and the discharge valve (not shown) located in the liquid drain passage laid between the measuring device 1 and the filling section is closed. With these settings, the piston drive mechanism is driven, moving the piston 2 downwards in the measuring area 3a of the cylinder 3. This draws the required amount of liquid from the liquid supply passage through the connecting cylinder 25a into the upper part of the cylinder 3. At this time, the piston 2 is located in the measuring area 3a of the cylinder 3, and the packing 4 is constantly in close contact with the inner surface of the cylinder 3 due to its own elasticity, ensuring efficient liquid suction.
続いて、前記給液路に配設された前記吸引側バルブを閉じるとともに、前記排液路に配設された前記吐出側バルブを開いた状態で、前記ピストン駆動機構を駆動させ、ピストン2をシリンダ3の計量領域3aa部分における上方に移動させて、接続筒25aから前記排液路を通してシリンダ3内の所定量の液体を排出する。この時、ピストン2はシリンダ3の計量領域3a部分にあり、パッキン4が自己の弾性によって常時、シリンダ3の内周面に密着しているので、ピストン2が所定長さを上方に移動することによって、正確に計量された所定量の液体を良好に排出することができる。 Next, with the suction valve located in the liquid supply passage closed and the discharge valve located in the drain passage opened, the piston drive mechanism is driven, moving the piston 2 upward in the metering region 3aa of the cylinder 3, thereby discharging a predetermined amount of liquid from the cylinder 3 through the drain passage via the connecting cylinder 25a. At this time, the piston 2 is located in the metering region 3a of the cylinder 3, and the packing 4 is constantly in close contact with the inner circumferential surface of the cylinder 3 due to its own elasticity. Therefore, by moving the piston 2 upward by a predetermined length, a precisely measured predetermined amount of liquid can be discharged efficiently.
そして、本実施形態の計量装置1においては、この計量装置1の作動中に、ロッド部6の下端に継ぎ手22を介して連設されたチューブ21から、ロッド6内に形成されたロッド部給水路11へ前記給水装置(不図示)から供給される固着防止用液を供給する。 Furthermore, in the measuring device 1 of this embodiment, while the measuring device 1 is operating, an anti-sticking liquid supplied from the water supply device (not shown) is supplied from the tube 21, which is connected to the lower end of the rod portion 6 via a joint 22, to the rod portion water supply channel 11 formed inside the rod 6.
このときの固着防止用液は、計量対象の液体との関係で適宜選択すればよい。例えば、一般的な食品や飲料であれば、多くは水を用いることができる。また、その供給量は給水装置側で、適宜調整する。 The anti-sticking liquid used in this process should be selected appropriately based on its relationship to the liquid being measured. For example, water can often be used for general food and beverages. The supply volume should be adjusted as needed by the water supply system.
前記給水装置から供給される固着防止用液は、図3(B)に黒塗りで示すように、ロッド部給水路11からヘッド部給水路7を通り、ヘッド部5の側面の4カ所においてパッキン4よりも下方に開口する給水下流端P2に供給される。 The anti-sticking fluid supplied from the water supply device is supplied from the rod section water supply channel 11 through the head section water supply channel 7, as shown in black in Figure 3(B), to the downstream water supply ends P2 that open below the packing 4 at four locations on the side of the head section 5.
この状態においてヘッド部5をシリンダ3内で往復動させると、給水下流端P2へ供給された固着防止用液はシリンダ3の内壁とピストン2との間にパッキン4によって塗布される。このように計量対象の液体の固着の未然予防的にシリンダ3の内壁に固着防止用液を塗布し、さらには、シリンダ3の内壁に残留して固化しやすくなっている計量対象の液体を僅かな固着防止用液を用い、パッキン4で刮げ落とすことで、計量対象の液体の固着を抑止することができる。 In this state, when the head unit 5 is reciprocated within the cylinder 3, the anti-sticking liquid supplied to the downstream end P2 of the water supply is applied between the inner wall of the cylinder 3 and the piston 2 by the packing 4. In this way, the anti-sticking liquid is applied to the inner wall of the cylinder 3 as a preventative measure against the solidification of the liquid being measured. Furthermore, by using a small amount of the anti-sticking liquid and the packing 4 to scrape off any liquid that remains on the inner wall of the cylinder 3 and is prone to solidification, the solidification of the liquid being measured can be suppressed.
なお、固着防止用液はパッキン4よりも下方に開口する給水下流端P2に供給されるので、パッキン4が、シリンダ3内のピストンヘッド8よりも上方に貯まる計量対象の液体中に固着防止用液が混じることを抑止することができる。 Furthermore, since the anti-sticking fluid is supplied to the downstream water supply end P2, which opens below the packing 4, the packing 4 can prevent the anti-sticking fluid from mixing with the liquid being measured, which accumulates above the piston head 8 inside the cylinder 3.
過分に給水された固着防止用液や、パッキン4によって固着防止用液とともに刮げ落とされた残滓や残液はシリンダ3内の下方に集められ、シリンダ3内の残液を排出する前記排出部(不図示)から廃液される。 Excess anti-sticking fluid, as well as residue and remaining fluid scraped off by the packing 4 along with the anti-sticking fluid, are collected at the bottom of the cylinder 3 and discharged as waste liquid through the discharge section (not shown) that removes the remaining fluid from the cylinder 3.
そして、本実施形態の計量装置においては、CIP洗浄も可能となる。以下、簡単に説明する。
洗浄を開始する前に、ピストン2を上部の洗浄領域3b、3cに上げて、排液口(不図示)から、タンク5、供給路6、前記排液路、シリンダ3等の計量対象の流路内にある全部の液体を外部に排出する。
Furthermore, the weighing device of this embodiment also allows for CIP (Clean-in-Place) cleaning. A brief explanation follows below.
Before starting the cleaning process, the piston 2 is raised to the upper cleaning areas 3b and 3c, and all the liquid in the metering channels, such as the tank 5, supply channel 6, the aforementioned drain channel, and cylinder 3, is discharged to the outside through the drain port (not shown).
本実施形態の計量装置1においてピストン2の洗浄を行う場合、ピストン2を洗浄領域3b、3cに押し上げるとともに、供給路24を開放させておく。 続いて、タンク(不図示)内に充填した洗浄液を供給路6、接続筒25aを通してシリンダ3内に相当の流速をもって送給する。この洗浄液による洗浄能力は、洗浄液の流速、洗浄液のpH、洗浄液の温度等を適宜に選択することによって適正に調整するとよい。 In the metering device 1 of this embodiment, when cleaning the piston 2, the piston 2 is pushed up into the cleaning areas 3b and 3c, and the supply passage 24 is opened. Subsequently, the cleaning liquid filled in the tank (not shown) is supplied to the cylinder 3 through the supply passage 6 and connecting cylinder 25a at a considerable flow rate. The cleaning capacity of this cleaning liquid should be appropriately adjusted by selecting the flow rate, pH, and temperature of the cleaning liquid as appropriate.
ピストン2の上面と上部蓋14の内端面との間に送給された洗浄液は、中心部から径方向外方に向けて流れる。この時、ピストン2を洗浄領域3b内において軸方向に上下動させると、洗浄液が振動させられてピストン2の両面の洗浄が効率的に行われる。このように、洗浄領域3b、3cにおいてシリンダ3とピストン2とに間に形成される洗浄液の流通可能となる流路の断面積を膨大・縮小の変化をすることにより、洗浄液の流速が大小に変化して、ピストン2の効率的な洗浄と、さらには、その洗浄液を用いたシリンダ3内の洗浄を実行することができる。 The cleaning fluid supplied between the upper surface of the piston 2 and the inner end surface of the upper lid 14 flows radially outward from the center. When the piston 2 is moved axially up and down within the cleaning region 3b, the cleaning fluid is vibrated, efficiently cleaning both sides of the piston 2. In this way, by significantly increasing or decreasing the cross-sectional area of the flow path formed between the cylinder 3 and the piston 2 in cleaning regions 3b and 3c, the flow velocity of the cleaning fluid is varied, enabling efficient cleaning of the piston 2 and, furthermore, cleaning of the inside of the cylinder 3 using the cleaning fluid.
また、シリンダ3内の洗浄はシリンダ3の内壁とパッキン4を摺接させつつピストン2を計量領域3a内で大きく往復動させることで実行することができ、前記排液路の洗浄も、排液時と同じくピストン2を往復動させ、洗浄液を前記排液路を通して廃液することで実行することができる。 Furthermore, cleaning the inside of the cylinder 3 can be performed by making the inner wall of the cylinder 3 and the packing 4 slide against each other while the piston 2 is moved back and forth in a large range within the metering area 3a. Similarly, cleaning the drainage passage can be performed by moving the piston 2 back and forth, just as during drainage, and discharging the cleaning fluid through the drainage passage.
このように、CIP洗浄時において、本実施形態の計量装置1は、計量対象の液体の固着を抑止するべく供給される固着防止用液の水路がシャフト内に露呈していないので、ピストン2の往復動を阻害することもなく、水路のチューブの抜け等のトラブルが発生することもない。 Thus, during CIP cleaning, the measuring device 1 of this embodiment does not expose the water channel for the anti-sticking liquid supplied to prevent the liquid being measured from solidifying inside the shaft. Therefore, it does not hinder the reciprocating motion of the piston 2, nor does it cause problems such as the detachment of the water channel tube.
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。 Furthermore, the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without impairing the features of the present invention.
例えば、本実施形態においては、給水上流端P1となる孔から四方へ向けてヘッド部給水路7を形成しているが、ヘッド部給水路7の配設数はこの数に限るものではない。CIP洗浄が可能なシリンダ3の構成も、上述の構成に限るものではなく、例えば、ピストン2の洗浄領域3bをシリンダ3の計量領域3aの上部のみでなく、下部にも設けてもよい。 For example, in this embodiment, the head section water supply channels 7 are formed extending in all directions from the hole that serves as the upstream end P1 of the water supply, but the number of head section water supply channels 7 is not limited to this number. The configuration of the cylinder 3 capable of CIP cleaning is also not limited to the configuration described above; for example, the cleaning area 3b of the piston 2 may be provided not only above the metering area 3a of the cylinder 3, but also below it.
本発明の計量装置1は、充填対象の液体をタンクから流路を通して計量装置のシリンダ3内に吸引し、その後前記シリンダ3から所定量の充填対象の液体を流路を通して充填部から充填容器に充填するように形成された充填装置の前記計量装置として用いることができる。 The measuring device 1 of the present invention can be used as the measuring device in a filling device that is configured to draw a liquid to be filled from a tank through a flow path into the cylinder 3 of the measuring device, and then fill a predetermined amount of the liquid to be filled from the cylinder 3 through the flow path into a filling section and into a filling container.
このように構成された充填装置であれば、計量する充填液等の固着により発生するシリンダ3とピストン2との摺動不良を防止することができ、ひいては充填不良をも防止することができる。 With a filling device configured in this way, it is possible to prevent poor sliding between the cylinder 3 and the piston 2 caused by the solidification of the filling liquid being measured, and consequently, to prevent filling defects.
1 計量装置
2 ピストン
3 シリンダ
3a 計量領域
3b,3c 洗浄領域
3d テーパ部
3e 大径部
4 密着部材(パッキン)
5 ヘッド部
6 ロッド部
7 ヘッド部給水路
P1 給水上流端
P2 給水下流端
8 ピストンヘッド
8a 第一段
8b 第二段
8c 第三段
8b (第一段と第二段との)段差部
8e (第二段と第三段との)段差部
9 ピストンベース
10 孔
11 ロッド部給水路
12 縁部
13 固定具
14 上部蓋
15 接続筒
21 チューブ
22 継ぎ手
1. Measuring device 2. Piston 3. Cylinder 3a. Measuring area 3b, 3c. Cleaning area 3d. Tapered section 3e. Large diameter section 4. Sealing member (packing)
5 Head section 6 Rod section 7 Head section water supply channel P1 Upstream water supply end P2 Downstream water supply end 8 Piston head 8a First stage 8b Second stage 8c Third stage 8b Step (between the first and second stages) 8e Step (between the second and third stages) 9 Piston base 10 Hole 11 Rod section water supply channel 12 Edge 13 Fixing device 14 Top cover 15 Connecting cylinder 21 Tube 22 Fitting
Claims (2)
前記シリンダは、その軸方向中間部分に、前記ピストンの外周縁部に設けた密封部材と摺接して液体を計量する内周面の内径が一定な計量領域が設けられ、前記シリンダの前記計量領域の軸方向の少なくとも一方端には前記ピストンおよび密封部材から離間した大径の内周面を備えたる洗浄領域が連続して形成されており、さらに、前記シリンダの軸方向一端部側には、シリンダ内の残液を排出する排出部が形成されており、
前記ヘッド部には、前記シリンダのヘッド部内に配設された給水上流端と、前記シリンダの内壁に指向する側面における前記密閉部材よりも前記シリンダの軸方向一端部側に開口させた給水下流端とを結ぶヘッド部給水路が形成されており、
前記ロッド部は中空管状とされ、一端部を前記ヘッド部内の給水上流端に連接させてロッド部給水路が形成されており、前記ロッド部の他端部には、前記ピストンの往復動に対して従動可能に固着防止用液の給水装置の水路が連接されており、
前記シリンダ内へ洗浄液を送給しつつ前記計量領域並びに前記洗浄領域において前記ピストンを往復動させるとともに、前記排出部から洗浄に供した洗浄液を排出することでCIP洗浄可能とされていることを特徴とする計量装置。 A metering device having a piston having a head portion that slides against the inner wall of a cylinder via a sealing member and a rod portion connected to the head portion, the rod portion of which extends toward one axial end of the cylinder, the head portion reciprocates toward the other axial end of the cylinder, and the device is capable of sucking in and discharging a liquid to be measured or a cleaning liquid from the other axial end of the cylinder,
The cylinder has a measuring region in its axial middle portion, where the inner diameter of the inner surface is constant and the liquid is measured by sliding against a sealing member provided on the outer peripheral edge of the piston. A cleaning region with a large-diameter inner surface spaced apart from the piston and sealing member is continuously formed at at least one axial end of the measuring region of the cylinder. Furthermore, a discharge section is formed at one axial end of the cylinder to discharge any remaining liquid inside the cylinder.
The head portion has a head portion water supply channel formed between an upstream water supply end disposed within the head portion of the cylinder and a downstream water supply end that opens on the side facing the inner wall of the cylinder, on the side facing the sealing member, towards one end in the axial direction of the cylinder.
The rod portion is hollow and tubular, with one end connected to the upstream end of the water supply in the head portion to form a water supply channel for the rod portion, and the other end of the rod portion is connected to a water channel for a water supply device for an anti-sticking fluid so as to be able to move in accordance with the reciprocating motion of the piston.
A metering device characterized in that it enables CIP cleaning by supplying cleaning fluid into the cylinder, reciprocating the piston in the metering area and the cleaning area, and discharging the cleaning fluid used for cleaning from the discharge section .
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