專利名稱：液體填充包裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體填充包裝裝置，其能夠?qū)Τ尚螢楣軤畹墓軤畎b材料內(nèi)的填充液
的液面高度進(jìn)行相當(dāng)精確地控制。
背景技術(shù)：
以前，作為這種裝置，有人提出了包括下述部分的液體填充包裝裝置漂浮在填充
于管狀包裝材料內(nèi)的填充液中并具有磁體的浮子、將伴隨磁體上下浮動(dòng)而產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱
變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并輸出的磁傳感器、和根據(jù)磁傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行控制的空氣驅(qū)動(dòng)式
流量調(diào)節(jié)閥(參考專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1日本實(shí)開平1-82102號(hào)公報(bào) 但是，上述專利文獻(xiàn)1所述的液體填充包裝裝置由于其流量調(diào)節(jié)閥是空氣驅(qū)動(dòng)式的，所以存在啟閉精度差的問題。此外，如果來自于填充液罐的供液壓力的變化在一定范圍以上，則不能控制液面高度，存在產(chǎn)生填充液噴起或和液體不足的問題。特別是在填充液噴起時(shí)，需要再次進(jìn)行裝置本身的殺菌，恢復(fù)舊狀需要很長(zhǎng)時(shí)間，這是一個(gè)很大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種液體填充包裝裝置，其能夠?qū)Τ尚螢楣軤畹墓軤畎b材料內(nèi)的填充液的液面高度進(jìn)行相當(dāng)精確地控制并且能夠防止產(chǎn)生填充液噴起及液體不足。
本發(fā)明人對(duì)完成上述目的進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過下述方式能夠解決上述課題并進(jìn)而完成了本發(fā)明在用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥的同時(shí)，除了根據(jù)檢測(cè)填充液液面高度的浮子位置信息外，還根據(jù)從填充液罐送來的填充液的壓力信息來控制流量調(diào)節(jié)閥。 S卩，本發(fā)明是1) 一種液體填充包裝裝置，其特點(diǎn)是，將包裝材料的長(zhǎng)度方向兩端部密封而成形為管狀，向該管狀包裝材料內(nèi)填充填充液，將已填有填充液的管狀包裝材料一邊向下方輸送僅相當(dāng)于大致一個(gè)容器的長(zhǎng)度，一邊在與管狀包裝材料的長(zhǎng)度方向正交的方向上進(jìn)行密封和包裝，該液體填充包裝裝置包括具有利用伺服電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)的流量調(diào)節(jié)閥的填充管；設(shè)置在流量調(diào)節(jié)閥的上游側(cè)且檢測(cè)由填充液罐供給的填充液的壓力的壓力傳感器；漂浮在填充到該管狀包裝材料內(nèi)的填充液中且具有磁體的浮子；對(duì)伴隨具有磁體的浮子的上下浮動(dòng)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)弱變化進(jìn)行檢測(cè)的磁傳感器；根據(jù)上述壓力傳感器及磁傳感器的檢測(cè)結(jié)果來控制所述伺服電動(dòng)機(jī)并調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥的啟閉度的控制機(jī)構(gòu)。
此外，本發(fā)明涉及2)如上述1)所記載的液體填充包裝裝置，其特征是，控制機(jī)構(gòu)是依據(jù)下述內(nèi)容控制伺服電動(dòng)機(jī)并調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥的啟閉度的機(jī)構(gòu)由壓力傳感器的檢測(cè)結(jié)果所確定的流量調(diào)節(jié)閥的啟閉范圍，以及為使浮子變?yōu)槟繕?biāo)位置而利用PID運(yùn)算從磁傳感器檢測(cè)結(jié)果中計(jì)算出的流量調(diào)節(jié)閥的啟閉比例值；3)液體填充包裝機(jī)，其特征是，具有填充液罐、與填充液罐相連通的多個(gè)上述1)或2)所述的液體填充包裝裝置。
發(fā)明效果
3
根據(jù)本發(fā)明的液體填充包裝裝置，能夠?qū)Τ尚螢楣軤畹墓軤畎b材料內(nèi)的填充液
的液面高度進(jìn)行相當(dāng)精確地控制。此外，還能應(yīng)對(duì)來自填充液罐的供液壓力的變化，大幅擴(kuò) 展使用壓力范圍，并且能夠可靠地防止填充液的噴起和液體不足。


圖1是表示本發(fā)明的液體填充包裝裝置的一個(gè)例子的概要圖。
圖2是說明本發(fā)明的液體填充包裝裝置的控制方法的圖。
附圖標(biāo)記說明 10、液體填充包裝裝置；12、填充管；14、流量調(diào)節(jié)閥；16、伺服電動(dòng)機(jī)；18、壓力傳 感器；20、浮子；22、磁傳感器；24、控制機(jī)構(gòu)；A、包裝材料；B、管狀包裝材料。
具體實(shí)施例方式
作為本發(fā)明的液體填充包裝裝置，可以是下述液體填充包裝裝置，它將包裝材料
的長(zhǎng)度方向兩端部密封而成形為管狀，向管狀包裝材料內(nèi)填充填充液，將已填有填充液的
管狀包裝材料一邊向下方輸送僅相當(dāng)于大致一個(gè)容器的長(zhǎng)度，一邊在與管狀包裝材料的長(zhǎng)
度方向正交的方向上進(jìn)行密封和包裝，其中該液體填充包裝裝置包括具有利用伺服電動(dòng)
機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的流量調(diào)節(jié)閥的填充管；設(shè)置在上述流量調(diào)節(jié)閥的上游側(cè)并檢測(cè)由填充液罐供
給的填充液的壓力的壓力傳感器；漂浮在填充于管狀包裝材料內(nèi)的填充液中并具有磁體的
浮子；對(duì)伴隨具有磁體的浮子的上下浮動(dòng)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)弱變化進(jìn)行檢測(cè)的磁傳感器；
根據(jù)上述壓力傳感器以及磁傳感器的檢測(cè)結(jié)果來控制上述伺服電動(dòng)機(jī)并調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥
的啟閉度的控制機(jī)構(gòu)，但是，本發(fā)明不局限于此，例如可以將填充包裝果汁、牛奶等的裝置
作為優(yōu)選示例，而填充包裝番茄醬、蛋黃醬等膏醬的裝置也包含在本發(fā)明中。 在本發(fā)明的液體填充包裝裝置中，由于利用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥并根據(jù)檢
測(cè)填充液液面高度的浮子位置信息和填充液罐所供應(yīng)的填充液的壓力信息來控制流量調(diào)
節(jié)閥，所以能夠應(yīng)對(duì)例如填充液罐所供應(yīng)的填充液的供液壓力的意外變化、伴隨填充液罐
內(nèi)的填充液殘留量的變化而產(chǎn)生的供液壓力變化、以及利用泵從填充液罐供應(yīng)填充液時(shí)的
供液壓力的壓力變化，能夠?qū)⒁好娓叨缺３衷谒Ｍ母叨取?此外，本發(fā)明的液體填充包裝裝置在一個(gè)填充液罐上連接多個(gè)裝置的情況下特別 有用。例如，在填充液罐上連接三臺(tái)液體填充包裝裝置的場(chǎng)合下，如果使其中一臺(tái)停止工 作，則運(yùn)轉(zhuǎn)中的其它兩臺(tái)的供液壓力會(huì)瞬間上升，但是由于本發(fā)明的液體填充包裝裝置與 之相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行流量調(diào)節(jié)閥的調(diào)整，故其它兩臺(tái)穩(wěn)定地保持液面高度。 如上所述，控制機(jī)構(gòu)是根據(jù)壓力傳感器和磁傳感器的檢測(cè)結(jié)果來控制上述伺服電 動(dòng)機(jī)并調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥的啟閉度的機(jī)構(gòu)，但優(yōu)選是根據(jù)下述內(nèi)容來控制伺服電動(dòng)機(jī)并調(diào)整 流量調(diào)節(jié)閥的啟閉度的機(jī)構(gòu)由壓力傳感器的檢測(cè)結(jié)果來確定的流量調(diào)節(jié)閥的啟閉范圍， 以及為使浮子變?yōu)槟繕?biāo)位置而通過PID運(yùn)算從磁傳感器的檢測(cè)結(jié)果中算出的流量調(diào)節(jié)閥 的啟閉比例的值。即，控制機(jī)構(gòu)根據(jù)壓力傳感器所檢測(cè)的壓力信息來確定流量調(diào)節(jié)閥的啟 閉度的最小和最大并確定流量調(diào)節(jié)閥的啟閉范圍。這樣一來，向管狀包裝材料內(nèi)填充的填 充液的流量被控制在規(guī)定范圍內(nèi)。另外，優(yōu)選的是，壓力信息和啟閉范圍(最小和最大)的 關(guān)系的數(shù)據(jù)被預(yù)先存儲(chǔ)在控制機(jī)構(gòu)中。此外，根據(jù)磁傳感器所檢測(cè)的浮子位置信息，使浮子變?yōu)槟繕?biāo)位置地進(jìn)行PID運(yùn)算，計(jì)算在依據(jù)上述壓力傳感器檢測(cè)結(jié)果所確定的流量調(diào)節(jié)閥的啟閉范圍中流量調(diào)節(jié)閥打開多大程度是合適的，根據(jù)該結(jié)果，向驅(qū)動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥的伺服電動(dòng)機(jī)發(fā)出指令。 以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體地說明，但是，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限于這些示例。圖1是本發(fā)明的液體填充包裝裝置的一個(gè)例子的概要圖，圖2是說明本發(fā)明的液體填充包裝裝置的控制方法的圖。 如圖1所示，作為本發(fā)明的一個(gè)例子的液體填充包裝裝置10是下述裝置以包圍填充管12的前端部的方式將包裝材料A的長(zhǎng)度方向的兩端部密封，從而形成管狀包裝材料B，在管狀包裝材料B內(nèi)填充填充液，一邊將已填有填充液的管狀包裝材料B向下方輸送僅大致相當(dāng)于一個(gè)容器的長(zhǎng)度，一邊在與管狀包裝材料B的長(zhǎng)度方向正交的方向上進(jìn)行密封和包裝。 填充管12上設(shè)有調(diào)節(jié)填充液流量的流量調(diào)節(jié)閥14，流量調(diào)節(jié)閥14通過伺服電動(dòng)機(jī)16驅(qū)動(dòng)。關(guān)于利用伺服電動(dòng)機(jī)16來啟閉流量調(diào)節(jié)閥14的機(jī)構(gòu)，例如詳細(xì)記載在特開平10-194390號(hào)公報(bào)中。此外，在流量調(diào)節(jié)閥14的上游側(cè)(填充液罐(未圖示)和流量調(diào)節(jié)閥14之間)設(shè)有對(duì)填充液罐所供給的填充液的壓力進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器18。
此外，具有磁體的浮子20以包圍填充管12的前端部的方式設(shè)置成可沿上下方向移動(dòng)，漂浮在填充于管狀包裝材料B內(nèi)的填充液中。在浮子20的附近設(shè)有磁傳感器22，磁傳感器22檢測(cè)隨著浮子20的磁體的上下浮動(dòng)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化并且作為電信號(hào)輸出。 另外，液體填充包裝裝置10具有控制機(jī)構(gòu)24，該控制機(jī)構(gòu)根據(jù)壓力傳感器18及磁傳感器22的檢測(cè)結(jié)果來控制伺服電動(dòng)機(jī)16并調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥14的啟閉度。
參照?qǐng)D2對(duì)具有上述那樣的控制機(jī)構(gòu)24的液體填充包裝裝置10的控制方法進(jìn)行說明。如圖2所示，在用本發(fā)明的液體填充包裝裝置IO開始填充時(shí)，首先作為預(yù)備操作，抽排填充管12內(nèi)的空氣(步驟1)并使浮子20上升到規(guī)定位置(步驟2)。
接著，開始正式的填充液填充包裝。在填充包裝過程中，通過壓力傳感器18檢測(cè)來自填充液罐的供液壓力，根據(jù)該壓力信息來確定流量調(diào)節(jié)閥14的啟閉度的最大和最小、即確定流量調(diào)節(jié)閥14的啟閉范圍(步驟3)。另一方面，利用磁傳感器22檢測(cè)現(xiàn)在的浮子20的位置(磁場(chǎng)的強(qiáng)弱)，依據(jù)該位置信息計(jì)算PID運(yùn)算值(啟閉比例(％))，以變?yōu)楦∽幽繕?biāo)位置(例如50%行程)(步驟4)。依據(jù)所確定的流量調(diào)節(jié)閥14的啟閉范圍以及PID運(yùn)算值(閥啟閉比例)，向伺服電動(dòng)機(jī)16發(fā)出指令并調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥14(步驟5)。在每次填充包裝時(shí)，重復(fù)上述步驟3-步驟5，直到填充結(jié)束，并使液面高度總是保持一定。
更具體地說，如果利用壓力傳感器20檢測(cè)出來自填充液罐的供液壓力為100kPa，則流量調(diào)節(jié)閥14的啟閉度被確定為例如2. 0 (最小)-2. 5 (最大)mm的范圍。另一方面，利用磁傳感器22檢測(cè)現(xiàn)在的浮子20的位置，利用PID運(yùn)算計(jì)算流量調(diào)節(jié)閥14的開關(guān)比例例如為40%。依據(jù)兩者的結(jié)果，向伺服電動(dòng)機(jī)16發(fā)出指令，將流量調(diào)節(jié)閥的啟閉度調(diào)整為2. 2mm。另外，如果液體供給壓力變化為150kPa，則將流量調(diào)節(jié)閥的啟閉度確定為例如1. 5-2. 0mm的范圍，另一方面，同樣地算出PID運(yùn)算值，依據(jù)兩者的結(jié)果來調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥14。 通過進(jìn)行此種控制，抑制了因來自于填充液罐的液體供給壓力的變化所引起的影響，并且將管狀包裝材料內(nèi)的液面高度保持為一定，能夠可靠地防止填充液的吹起以及液體不足的問題。
權(quán)利要求
一種液體填充包裝裝置，其特征是，它將包裝材料的長(zhǎng)度方向兩端部密封而成形為管狀，向該管狀包裝材料內(nèi)填充填充液，將已填有填充液的管狀包裝材料一邊向下方輸送僅相當(dāng)于大致一個(gè)容器的長(zhǎng)度，一邊在與管狀包裝材料的長(zhǎng)度方向正交的方向上進(jìn)行密封和包裝，該液體填充包裝裝置包括具有利用伺服電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)的流量調(diào)節(jié)閥的填充管；設(shè)置在所述流量調(diào)節(jié)閥的上游側(cè)且檢測(cè)由填充液罐所供給的填充液的壓力的壓力傳感器；漂浮在填充在所述管狀包裝材料內(nèi)的填充液中且具有磁體的浮子；對(duì)伴隨具有磁體的該浮子的上下浮動(dòng)而產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化進(jìn)行檢測(cè)的磁傳感器；根據(jù)所述壓力傳感器和所述磁傳感器的檢測(cè)結(jié)果來控制該伺服電動(dòng)機(jī)并調(diào)整該流量調(diào)節(jié)閥的啟閉度的控制機(jī)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體填充包裝裝置，其特征是，該控制機(jī)構(gòu)是根據(jù)下述內(nèi)容 來控制該伺服電動(dòng)機(jī)并調(diào)整該流量調(diào)節(jié)閥的啟閉度的機(jī)構(gòu)由壓力傳感器的檢測(cè)結(jié)果所確 定的流量調(diào)節(jié)閥的啟閉范圍，以及為使浮子變?yōu)槟繕?biāo)位置而利用PID運(yùn)算從該磁傳感器的 檢測(cè)結(jié)果中算出的流量調(diào)節(jié)閥的啟閉比例的值。
3. —種液體填充包裝機(jī)，其特征是，它具有填充液罐、與該填充液罐相連的多臺(tái)根據(jù)權(quán) 利要求1或2所述的液體填充包裝裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液體填充包裝裝置，其能夠?qū)Τ尚螢楣軤畹墓軤畎b材料內(nèi)的填充液的液面高度進(jìn)行相當(dāng)精確地控制并且能夠防止填充液噴起和液體不足。液體填充包裝裝置包括具有利用伺服電動(dòng)機(jī)(16)來驅(qū)動(dòng)的流量調(diào)節(jié)閥(14)的填充管(12)；設(shè)置在流量調(diào)節(jié)閥(14)的上游側(cè)且檢測(cè)填充液罐所供給的填充液的壓力的壓力傳感器(18)；漂浮在填充在管狀包裝材料(B)內(nèi)的填充液中且具有磁體的浮子(20)；對(duì)伴隨具有磁體的該浮子(20)的上下浮動(dòng)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化進(jìn)行檢測(cè)的磁傳感器(22)；根據(jù)壓力傳感器(18)及磁傳感器(22)的檢測(cè)結(jié)果來控制伺服電動(dòng)機(jī)(16)并調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥(14)的啟閉度的控制機(jī)構(gòu)(24)。
文檔編號(hào)B65B9/10GK101746530SQ20091022264
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者古川貴之, 村上哲也, 片山裕司, 藤本明正 申請(qǐng)人:四國化工機(jī)株式會(huì)社