CN105673968B - 旋转接头及具有旋转接头的机械密封监视装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转接头及具有旋转接头的机械密封监视装置，所述旋转接头和机械密封监视装置能够直接检测密封圈的损坏。所述旋转接头包括：固定体和旋转体，所述固定体和所述旋转体同轴设置；机械密封，该机械密封能够使所述固定体和所述旋转体通过至少一个密封圈而以轴为中心沿旋转方向滑动；滑动异常检测机构，该滑动异常检测机构用于检测介入有所述密封圈的所述固定体和所述旋转体之间的相对滑动状态的异常并输出检测信号。

Description

旋转接头及具有旋转接头的机械密封监视装置

技术领域

本发明涉及旋转接头及具有旋转接头的机械密封监视装置。

背景技术

专利文献1中公开了一种旋转接头，该旋转接头包括机械密封，该机械密封使得同轴设置的端盖和旋转管通过一对密封圈能够沿旋转方向滑动。

所述旋转接头中，固定侧的密封圈通过支架支撑在端盖的流通通道的一端，旋转侧的密封圈通过支架支撑在旋转管的一端，通过设置在端盖内的螺旋弹簧使得固定侧的密封圈弹性挤压旋转侧的密封圈。

旋转管的另一端例如通过管与用于向旋转的滚筒内部导入冷却水的流通通路的一端连接，端盖的流通通道的另一端例如通过管与冷却水供给源连接。

根据如上所述构成的旋转接头，与旋转管一同旋转的旋转侧的密封圈的相对密封面相对于固定侧的密封圈的相对密封面沿旋转方向不透液性地滑动。此外，密封圈一般由陶瓷或者碳材料制成，并且由于密封圈为消耗品而需要更换。

近年来，在饮食制造业或者医药品制造业等中，可大量生产的生产线上也设置有包括旋转接头的液体填充装置。例如，当大量生产聚酯瓶(ペットボトル)装的清凉饮料时，在沿旋转方向具有多个喷嘴的旋转式填充机上连接有旋转接头的旋转管(旋转轴，ロータリーシャフト)，并且通过使填充机旋转的同时，在各个喷嘴上连接空的聚酯瓶口而进行填充清凉饮料。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】特开2002-323142号公报

发明内容

在现有的旋转接头中，例如，当旋转侧和固定侧的密封圈中至少一者的相对密封面受损或缺损时，使得密封性能下降，从而在发现因不能维持所需的密封性能而导致产生的液体泄漏之后，才更换密封圈。此外，液体泄漏一般在密封圈发生受损后经过一段时间后(例如，几天～几周后)发现。

因此，在填充作业中具有如下情况，即，现有的旋转接头中即使在产生如上所述的密封圈的缺损并其缺损部分作为异物与清凉饮料一起被填充至聚酯瓶内时，也不能立即中断填充作业。

其结果，发生混有异物的不合格品大量上市于市场中的局面，因此在发现事故后必须收回已上市于市场中的大量不合格品，使得消费者和制造者都遭受了巨大的亏损。这种问题不限于清凉饮料，在通过填充机能够进行填充的所有液状的饮品或医药品等中均有上述问题。特别是对于医药品制造的情况，还具有发展成涉及人命事故的可能性，因此需要将混有这种异物的不合格品留在工厂内而阻止其在市场中流通，这是首要课题，也是世界共同的课题。

本发明考虑上述课题，其目的在于提供一种能够直接检测到密封圈的缺损的旋转接头以及包括该旋转接头的机械密封监视装置。

因此，根据本发明提供一种旋转接头，该旋转接头包括：固定体和旋转体，所述固定体和所述旋转体同轴设置；机械密封，该机械密封能够使所述固定体和所述旋转体通过至少一个密封圈而以所述轴为中心沿旋转方向滑动；滑动异常检测机构，该滑动异常检测机构用于检测介入有密封圈的固定体和旋转体之间的相对滑动的异常状态并输出检测信号。

另外，根据本发明的其他观点，又提供一种机械密封监视装置，所述机械密封监视装置包括所述旋转接头以及能够从所述旋转接头的所述滑动异常检测机构接收检测信号的控制部，所述机械密封监视装置能够通过接收所述检测信号的所述控制部的控制使所述旋转接头的所述旋转体的旋转停止。

根据本发明的旋转接头，能够通过滑动异常检测机构检测介入有密封圈的固定体和旋转体之间的相对滑动状态的异常并输出检测信号。因此，当密封圈的密封面缺损时，介入有密封圈的固定体和旋转体之间的相对滑动状态从正常变成异常，即变为比适当的摩擦阻力大，通过滑动异常检测机构直接检测出这种变化。

其结果，例如，当引入包括本发明的旋转接头的填充装置用于饮食制造业或者医药品制造业等的生产线上时，由于在密封圈缺损时能够直接停止生产线，因此可以将混有异物的不合格品留在工厂内。由此，不会产生消费者购买且饮食混有异物的不合格品而由此导致的损害健康等各种不利，并且能够预先避免制造商收回大量流通在市场中的不合格品时所耗费的工夫、成本以及信誉度的降低。

另外，根据包括本发明的旋转接头的机械密封监视装置能够构成如下的液体填充系统，即，通过控制部控制填充装置的用于旋转旋转轴的马达、向填充装置供给填充液的泵、向填充装置供给容器的传送装置的马达等动力源的驱动和停止。即，通过从滑动异常检测机构接收检测信号的控制部的控制，能够直接停止液体填充系统的各个动力源。

附图说明

图1是示出包括本发明的第一实施方式中的机械密封监视装置的液体填充系统的结构图。

图2是示出第一实施方式中的机械密封监视装置的局部主剖视图。

图3是示出第一实施方式中的机械密封监视装置上的旋转接头的局部主剖视图。

图4是图3中的旋转接头的机械密封的主要部分的放大主剖视图。

图5是示出图4中机械密封和接近传感器之间的位置的说明图。

图6(A)是图5中的沿I-I线剖切的剖视图，图6(B)是示出机械密封的相对密封面的相反侧的说明图。

图7是示出机械密封滑动异常时的状态的与图5对应的图。

图8(A)是示出机械密封滑动异常时的状态的与图6(A)对应的图，图8(B)是与图6(B)对应的图。

图9是第二实施方式中的旋转接头的机械密封的主要部分的放大主剖视图。

附图标记说明

10、110 旋转接头

11 固定体

11b、12b 支架

12 旋转体

12a 旋转轴

13、14 密封圈

13a、14a、112a 相对密封面

15 滑动异常检测机构

15a 限位销

15b 钢丝

15c 板弹簧

15d 板弹簧检测部

20 控制部

M_S 机械密封

S₃ 机械密封监视装置

具体实施方式

本发明的旋转接头包括：固定体和旋转体，该固定体和旋转体同轴设置；机械密封，该机械密封能够使所述固定体和旋转体通过至少一个密封圈而以轴为中心沿旋转方向滑动；滑动异常检测机构，该滑动异常检测机构用于检测介入有密封圈的固定体和旋转体之间的相对滑动状态的异常并输出检测信号。

本发明的旋转接头可以形成为如下。

(1)所述机械密封中，可以将一个所述密封圈通过支架支撑在作为所述固定体的管上，以能够使得所述密封圈与作为所述旋转体的管状的旋转轴的端面实现滑动接触(摺接)。

由此，仅用一个密封圈就能够形成简单结构的机械密封。在此情况下，需要将旋转轴的端面对应于密封圈。此外，对于这种结构将在第二实施方式中详细说明。

(2)所述机械密封还可以形成为如下，所述机械密封包括固定侧的密封圈和旋转侧的密封圈，该固定侧的密封圈通过支架支撑在作为固定体的管上，旋转侧的密封圈通过支架支撑在作为旋转体的管状旋转轴上，并且一对密封圈能够沿旋转方向相对滑动。

由此，通过一对密封圈形成机械密封。此时，由于固定体和旋转体不会直接产生接触，从而能够实现延长寿命。此外，对于这种结构将在第一实施方式中详细说明。

(3)所述滑动异常检测机构可以形成为如下，所述滑动异常检测机构包括安装在所述密封圈和所述支架之间的限位销，并且能够通过所述限位销的剪断来检测所述固定体和所述旋转体之间的相对滑动状态的异常。在此情况下，需要考虑限位销的材料、粗细等，以能够在超过对于固定体和旋转体的适当摩擦阻力时使得限位销被剪断。

由此，在滑动异常检测机构中，能够以低成本制造成简单结构的检测机构，该检测机构通过电磁、机械、光学等各种方法来判断是否超过所述适当的摩擦阻力。

(4)所述滑动异常检测机构可以形成为如下，所述滑动异常检测机构包括：钢丝，该钢丝的一端埋设在所述限位销中；板弹簧，该板弹簧安装在所述支架上且与所述线圈的另一端连接；板弹簧检测部，该板弹簧检测部能够检测通过所述钢丝与所述限位销一同被剪断而释放的所述板弹簧。在此情况下，需要考虑钢丝的材料、粗细等，以能够在超过对于固定体和旋转体的适当的摩擦阻力时使得钢丝与限位销一同被剪断。

由此，在滑动异常检测机构中，能够以低成本制造出机械式的简单结构的机构，该机构在机械密封中将所述滑动状态的异常传递至外部。进一步地，用于餐饮制造或者医药品制造等中的旋转接头需要定期清洗，因由清洗导致在旋转接头的机械密封和覆盖机械密封的壳体之间的空间内会残留有洗涤水或者会产生结露，因此光学传感器很容易误测，但是在本发明中的这种结构不存在因水分导致的误测，从而能够实现高精度的检测。

(5)所述限位销可以由树脂制成。

由此，为了以预定的剪切力剪断限位销，能够通过树脂的种类、销的粗细等容易地调整限位销，同时能够以低成本制造食品卫生法所许可的具有一定品质的限位销。此外，限位销的材料不限于树脂，也可以采用金属、陶瓷、木材等，但是，当在饮食材料制造或者医药品制造的生产线上使用旋转接头时，因上述原因而优选采用作为非脆性材料的树脂。

(6)所述板弹簧检测部可以包括接近传感器。

由此，不会产生因水分导致的误测，并通过电磁式的接近传感器准确地检测被释放的板弹簧的位置。

以下，参照附图，将详细说明本发明的旋转接头以及包括该旋转接头的机械密封监视装置的实施方式。

第一实施方式

图1是示出包括本发明的第一实施方式中的机械密封监视装置的液体填充系统的结构图。

该液体填充系统S包括液体填充装置S₁、容器传送装置S₂、机械密封监视装置S₃以及液体供给装置S₄，机械密封监视装置S₃包括第一实施方式中的旋转接头10，所述液体填充系统S例如是一种向传送中的容器内填充清凉饮料、酱油等液态的食品饮料、液态的医药品等的液体填充系统。此外，第一实施方式中例示出向聚酯瓶P内填充清凉饮料的液体填充系统。

例如，液体填充系统S₁形成为如下，所述液体填充系统S₁包括：垂直旋转轴52，该垂直旋转轴52可旋转地支撑在未图示的支撑部上，同时垂直旋转轴52通过马达51进行旋转；本体部53，该本体部53为中空的圆盘形且连接在垂直旋转轴52的轴心的上端；多个(例如，100个左右)填充喷嘴54，多个所述填充喷嘴54以所述轴心作为中心设置在本体部53的下表面。此外，本体部53的上表面形成有连接口53a，该接续口53a与后述的旋转接头10的管状旋转轴12a连接。

容器传送装置S₂例如可以是皮带输送机，该皮带输送机包括：驱动辊62，该驱动辊62通过马达61旋转；未图示的从动辊；以及环形皮带63，该环形皮带63伸展地架设在驱动辊62和从动辊上。

液体供给装置S₄例如可以形成为如下，所述液体供给装置S₄包括：罐71，该罐71用于储存作为被供给液的清凉饮料；供给管72，该供给管72用于连接罐71和旋转接头10；泵73，该泵73设置在供给管72的管路上。

另外，虽然没有图示，但是液体填充系统S还包括容器保持装置，该容器保持装置通过抬起由容器传送装置S₂传送的作为容器的空聚酯瓶P，以使得填充喷嘴55插入到聚酯瓶P的瓶口内。此外，当聚酯瓶P内已填充有预定量的清凉饮料时，通过容器保持装置使聚酯瓶P下降而从填充喷嘴55脱离，从而完成填充，此后，通过未图示出的其他容器传送装置将聚酯瓶P传送至盖安装装置，从而在聚酯瓶P的瓶口上安装盖。

<机械密封监视装置>

图2是示出第一实施方式中的机械密封监视装置的局部主剖视图。

机械密封监视装置S₃形成为如下，该机械密封监视装置S₃包括所述旋转接头10和控制部20，该控制部20从旋转接头的后述滑动异常检测机构接收检测信号，通过接收所述检测信号的控制部20的控制而停止旋转接头10的后述旋转轴的旋转。此外，在第一实施方式中，控制部20具有报警灯20a和报警器。

[旋转接头]

图3是在第一实施方式中的机械密封监视装置的旋转接头的局部主剖视图，图4是图3中旋转接头的机械密封的主要部分的放大主剖视图，图5是示出图4中机械密封和接近传感器之间的位置的说明图，图6(A)是图5中的沿I-I线剖切的剖视图，图6(B)是示出机械密封的相对密封面的相反侧的说明图。

旋转接头10包括机械密封M_S和滑动异常检测机构15，所述机械密封M_S使同轴设置的固定体11和旋转体12通过一对密封圈13、14而能够沿旋转方向滑动，所述滑动异常检测机构15能够检测出介入有一对密封圈13、14的固定体11和旋转体12之间的相对滑动状态的异常并输出检测信号。

形成机械密封M_S的一对密封圈13、14中的一者固定在固定体11上，并且另一者固定在旋转体12上。

如图5、图6(A)以及图6(B)所示，固定在旋转体12上的旋转侧的密封圈14中，在轴心方向的上端具有相对密封面14a，同时在外周面上具有圆周方向的段差部14b，该段差部14b的边界处形成为外径的位于相对密封面14a侧细且位于与相对密封面14a相对的背面侧粗。

在旋转侧的密封圈14中，在粗的段差部14b上沿轴心方向形成有半圆柱形的多个凹槽14c。在第一实施方式中，在段差部14b上沿圆周方向等间距地形成有三个凹槽14c。此外，凹槽14c的个数不限于三个，也可以是一个、两个或者四个以上，考虑到限位销15a的材料、粗细、数量等而能够使插入到凹槽14c中的后述限位销15a能够以预定剪切力实现剪断，凹槽14c的数量应与限位销15a的数量相同。

固定在固定体12上的固定侧的密封圈13与旋转侧的密封圈14具有相同的结构。

这种密封圈13、14由在旋转接头的机械密封M_S中常被采用的陶瓷制成，对这些密封圈13、14的相对密封面13a、14a进行平滑处理至预定表面粗糙度以下。

旋转体12由不易腐蚀的金属(例如，不锈钢)制成，旋转体12包括：管状的旋转轴12a；支架12b，该支架12b通过螺栓连接在旋转轴12a的上端并用于支撑旋转侧的密封圈14；法兰12c，该法兰12c设置为能够与旋转轴12a的下端外周面实现一体旋转。该法兰12c通过螺栓连接在液体填充装置S₁的本体部53的上表面，由此，旋转轴12a的下端开口部与本体部53的连接口53a不透液性地连接。

另外，旋转轴12a的上端开口边缘上形成有凹槽12a₁，将旋转侧的密封圈14的背面侧通过扁平环状的垫片12d插入到凹槽12a₁内，同时，凹槽12a₁上形成有用于插入垫片12d的凸起部12d₁的浅的凹环槽12a₂。进一步地，旋转轴12a的上端面上沿圆周方向等间距地形成有多个(在本例中为十二个)螺纹孔。

如图5、图6(A)以及图6(B)所示，旋转侧的支架12b具有环部12b₁和内法兰部12b₂，所述环部12b₁具有用于使旋转侧的密封圈12的厚的外周面大致无间隙地地插入的大小的圆形孔，所述内法兰部12b₂设置在环部12b₁的上端。

另外，环部12b₁的上面的多个位置(在本例中为六个位置)上沿圆周方向等间隔地形成有凹部12b₁₁，该凹部12b₁₁具有两个螺栓插入孔，并且环部12b₁的内周面上形成有(在本例中为三个)与旋转侧的密封圈14的凹槽14c所对应的多个半圆柱形的凹槽12b₁₂。进一步地，在环部12b₁上的与一个凹槽12b₁₂所对应的位置上形成有沿半径方向贯通的钢丝插入孔12b₁₂₁(参照图5)。此外，钢丝插入孔12b₁₂₁形成在相邻的两个螺栓插入孔的中间位置。

固定体11由不易腐蚀的金属(例如，不锈钢)制成，固定体11包括：圆柱形的壳体11a，该壳体11a具有与所述液体供给装置S₄的供给管72连接的连接口11a₁；环形的支架11b，该支架11b将固定侧的密封圈13固定在壳体11a上；多个螺旋弹簧11c，所述螺旋弹簧11c通过所述支架11b使固定侧的密封圈13的相对密封面13a挤压旋转侧的密封圈14的相对密封面14a。此外，在第一实施方式中，螺旋弹簧11c沿支架11b的圆周方向等间距地设置在支架11b的六至十二个位置上。

壳体11a包括：上连接部11a₁，该上连接部11a₁形成有连接口11a₁₁和法兰部11a₁₂；上筒部11a₂，该上筒部11a₂的上端通过螺栓连接在法兰部11a₁₂上；下筒部11a₃，该下筒部11a₃的上端通过螺栓连接在上筒部11a₂上。

另外，固定体11包括：圆柱形的波纹构件11d，该波纹构件11d设置在壳体11a的上连接部11a₁上的法兰部11a₁₂和固定侧的密封圈13之间，并且能够沿轴心方向弹性变形；垫片11e，该垫片11e设置在波纹构件(波纹管、Bellows)11d和固定侧的密封圈13之间，且垫片11e与上述垫片12d相同。因此，在波纹构件11d的下端面上形成有浅的凹环槽11d₁以用于插入垫片11e的凸起部11e₁。

如图3和图4所示，固定侧的支架11b具有环状的第一构件11b₁和圆弧状的多个第二构件11b₂。在第一实施方式中，第二构件形成为将圆环等分为两个部分的圆弧状。

第一构件11b₁包括：环部11b₁₁，该环部11b₁₁具有圆形孔，该圆形孔的大小为能够大致无间隙地插入固定侧的密封圈13的粗的外周面；内法兰部11b₁₂，该内法兰部11b₁₂设置在环部11b₁₁的下端。另外，与旋转侧的支架12b相同地，环部11b₁₁的上面的多个位置(在本例中为六个位置)沿圆周方向等间距地形成有凹部，该凹部具有两个螺栓插入孔，并且环部11b₁₁的内周面上形成有与固定侧的密封圈13的凹槽所对应的多个(在本例中为三个)半圆柱形的凹槽。

另外，在环部11b₁₁上，其上端的开口边缘形成有用于插入第二构件11b₂的凹槽，该凹槽上形成有螺纹孔以通过螺栓连接第一构件11b₁和第二构件11b₂，在环部11b₁₁的相对于所述螺纹孔的外周侧形成有用于插入轴11c₁的插入孔，所述轴11c₁用于支撑所述螺旋弹簧11c。进一步地，与旋转侧的支架11b相同地，在环部11b₁₁的与一个凹槽所对应的位置上形成有沿半径方向贯通的钢丝插入孔(参照图5)。

《滑动异常检测机构》

如图4、图5、图6(A)和图6(B)所示，滑动异常检测机构15包括设置在与旋转侧的支架12b的所述钢丝插入孔12b₁₂₁所对应的位置上的机械结构、设置在固定侧的支架11b的所述钢丝插入孔所对应的位置上的机械结构以及设置在固定体11的壳体11a上的电磁结构的板弹簧检测部15d。

具体说明如下，设置在旋转体12上的滑动异常检测机构15的机械结构包括由树脂制成的所述限位销15a、由不锈钢制成的钢丝15b以及由不锈钢制成的板弹簧15c，所述钢丝15b的一端埋设在限位销15a中，所述板弹簧15c通过螺钉安装在支架12b的外周面上并与钢丝15b的另一端连接。

限位销15a由如氟树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂、聚醚醚酮(PEEK)树脂等树脂制成，限位销15a的大小形成为能够大致无间隙地插入到圆柱状的凹槽14c、12b₁₂的小孔中，该凹槽通过将旋转侧的密封圈14插入到支架12b内而形成。

在第一实施方式中示出了以下例子，即，在限位销15a分别插入到通过密封圈14和支架12b的凹槽14c、12b₁₂而形成的三个小孔中，在三个限位销15a中，仅在与钢丝插入孔12b₁₂₁所对应的位置上的限位销15a上设置有钢丝15b和板弹簧15c。在这种情况下，与钢丝插入孔12b₁₂₁所对应的限位销15a上沿半径方向形成有使所述钢丝15b穿过的贯通孔。此外，也可以在支架12b的两个或者三个凹槽12b₁₂上形成钢丝插入孔12b₁₂₁，从而在两处或者三处设置机械结构。

钢丝15b的一端形成有贯通限位销15a的球状的止动件。此外，在第一实施方式中，为了使钢丝15b更加难以脱落，在限位销15a和钢丝15b的止动件之间设置金属箔15a₁，该金属箔15a₁紧贴在限位销15a上。

另外，钢丝15b的另一端上也形成有球状的止动件，并在形成于板弹簧15c的前端部15c₁上的切入口插入钢丝15b，将钢丝15b的止动件挂在板弹簧15c的外表面上。由此，板弹簧15c在旋转轴心侧保持拉紧的状态。此外，在第一实施方式中，为了在板弹簧15c长期保持这种状态下也不会降低弹性性能，在板弹簧15c的长度方向的中间部形成有半圆弧状的弯曲部15c₂。

当装配设置于旋转体12的滑动异常检测机构的机械结构时，将板弹簧15c安装在支架12b上，并将一端具有止动件的钢丝15b的一端贯通金属箔15a₁和限位销15a。然后，将这种状态的钢丝15b的另一端经过支架12b的钢丝插入孔12b₁₂₁向外部突出而挂在板弹簧15c上，并且将限位销15a插入到凹槽12b₁₂中。此时，将其他两个限位销15a也插入到其他两个凹槽12b₁₂中。

之后，通过将凹槽14c与凹槽12b₁₂的位置对准，从而将密封圈14例如通过由橡胶制成的环状衬垫构件插入到支架12b上，使密封圈14的段差部14b通过衬垫构件压在支架12b的内法兰部12b₂上。并且，将这种状态的密封圈14通过垫片12d搭载于旋转接头12a上端的凹部12a₁，并将支架12b通过螺栓固定在旋转轴12a的上端面上。

另外，设置在固定体11上的滑动异常检测机构15的机械结构与设置在旋转体12上的滑动异常检测机构15的机械结构相同。

另外，设置在固定体11上的滑动异常检测机构15的机械结构的装配顺序也与设置在旋转体12上的滑动异常检测机构15的机械结构的装配顺序相同。此时，支架11b的第二构件11b₂已从第一构件b₁上移除。

在固定侧的密封圈13和支架11b的第一构件11b₁上装配滑动异常检测机构15的机械结构之后，将支架11b的多个(例如，两个)第二构件11b₂插入到波纹构件11c₁下端的收缩部11d₂上。另外，将设置在多个(例如四个)轴11c₁的上端的外螺纹与设置在壳体11a的上连接部11a₁上的螺纹孔进行螺纹连接，同时在各个轴11c₁上插入螺旋弹簧11c(参照图3)。

此后，在支架11b的第一构件11b₁的各个插入孔内插入各个轴11c₁，设置在各个轴11c的下端的螺纹孔上螺纹连接限制脱离用螺钉。并且，以在密封圈13的背面载入垫片11e的状态，将支架11b的第一构件11b₁通过螺栓连接在第二构件11b₂上。由此，由各个螺旋弹簧11c通过支架11b、波纹构件11d和垫片11e使得固定侧的密封圈13的相对密封面13a以预定的压力均匀地挤压旋转侧的密封圈14的相对密封面14a。

滑动异常检测机构15的板弹簧检测部15d采用接近传感器，该接近传感器检测通过由不锈钢制成的板弹簧15c的接近而因磁感应导致磁体附近的磁场变化。这种接近传感器为感应式接近传感器，即，当针对黄铜等非磁性金属时其检测距离变短，当针对铁等磁性金属时其检测距离变长。因此，由不锈钢制成的板弹簧不论是奥氏体系的非磁性体还是铁氧体系的磁性体，均能够通过感应式接近传感器进行高精度地检测。在第一实施方式中，作为板弹簧检测部15d的接近传感器的外周面为具有外螺纹部的圆柱状，接近传感器的一端是由树脂制成的盖板所遮盖的检测面15d₁，并且从接近传感器的另一端延伸出多个引线15d₂。

板弹簧检测部15d螺纹连接在固定体11的壳体11a的外周部，具体地，板弹簧检测部15d与形成在相互重叠的一对密封圈13、14的相对密封面13a、14a所对应的高度位置上的螺纹孔进行螺纹连接。此时，板弹簧检测部15d的检测面15d₁设置为不会从壳体11a的内周面突出。

如图1和图2所示，在设置于壳体11a的板弹簧检测部15d中，各个引线15d₂与所述控制部20的端子电连接。另外，板弹簧检测部15d中的从壳体11a向外突出的部分通过管状的盒体构件15da、15db不透液性地覆盖。

如图1所示的说明，当通过液体填充装置S₁向聚酯瓶P内填充清凉饮料时，向旋转接头10内供给清凉饮料，并且旋转轴12a进行旋转。此时，固定体11和旋转体12之间通过具有一对密封圈13、14的机械密封M_S进行密封以防止向外泄漏清凉饮料。

旋转侧的密封圈14相对于固定侧的密封圈13每分钟旋转10-15圈，从而在填充作业中，各个密封圈13、14的相对密封面13a、14a连续相对地滑动。因此，由于一对密封圈13、14逐渐被消耗而需要定期更换密封圈。

另外，拆卸旋转接头10并对其进行清扫或者更换一对密封圈13、14之后需要安装旋转接头10，然而，固定体11和旋转体12的轴心稍微偏离都会导致各个密封圈13、14的缺损。

在填充作业中，当各个密封圈13、14中的至少一者缺损时，其缺损部分进入相对密封面13a、14a之间，从而损坏相对密封面13a、14a甚至导致产生更大的损坏，进而使得密封性能显著降低。而且，如果所述缺损部分混入到清凉饮料中时，就会导致生产出大量混有异物的产品而出售在市面上，进一步导致产生日后不得不收回这些产品的事态。因此，在本发明的旋转接头中采用了以下措施。

即，当在相对密封面13a、14a之间进入异物时，相对密封面13a、14a之间产生的摩擦阻力相比于正常情况会显著增加。由此，针对旋转侧的密封圈14产生阻碍旋转的力(驱使固定的力)，针对固定侧的密封圈13产生阻碍固定的力(驱使旋转的力)，或者产生这两种力。

一方面，固定侧和旋转侧的滑动异常检测机构15上的各个限位销15a限制密封圈13相对于固定侧的支架11b旋转的同时，还限制密封圈14相对于旋转侧的支架12b旋转。

但是，例如，阻碍相对于旋转侧的密封圈14旋转的力大于限制密封圈14相对于旋转侧的支架12b旋转的旋转限制力时，旋转侧的密封圈14将各个限位销15a剪断为一半，并且旋转侧的密封圈14相对于支架12b旋转。这种状态表示固定侧的密封圈13和旋转侧的密封圈14之间的相对滑动状态异常。关于这部分内容，将参照图7和图8进行详细说明。

图7是示出机械密封滑动异常时的状态的与图5对应的图，图8(A)是示出机械密封滑动异常时的状态的与图6(A)对应的图，图8(B)是与图6(B)对应的图。

如图7、图8(A)和图8(B)所示，当旋转侧的密封圈14剪断各个限位销15a并相对于支架12b旋转时，即产生滑动异常时，还剪断滑动异常检测机构15的钢丝15b。

则被钢丝15b按压的板弹簧15c被释放，板弹簧15c的前端部15c₁向外周方向突出。由于板弹簧15c安装在旋转的支架12b上，从而板弹簧15c的前端部15c₁沿旋转方向经过板弹簧检测部15d的检测面15d₁的附近。由此，通过板弹簧检测部15d检测板弹簧15c，且通过板弹簧检测部15d向控制部20传递检测信号。

此时，由不锈钢制成的板弹簧15c即使是非磁性体，也能够通过释放板弹簧15c而缩短与作为板弹簧检测部15d的接近传感器之间的距离而进行检测。一方面，由于被释放前的板弹簧15c与接近传感器之间的距离长而不能被检测出被释放前的板弹簧15c，且也不能检测出由不锈钢制成的支架12b，因此不会产生因接近传感器导致的误测。另外，由于向内侧稍微弯曲的板弹簧15c的前端部15c₁平滑地滑动于壳体11a的内周面，因此板弹簧15c的前端部15c₁不会通过接触板弹簧检测部15d的检测面15d₁而产生受损，也不会因壳体11a的内周面和板弹簧15c之间的摩擦而产生金属粉末。

如图1和图2所示，接收所述检测信号的控制部20会点亮报警灯20且使报警器响起，从而向工作人员通知发生了滑动异常，同时进行控制使作为液体填充系统S的驱动系统的液体填充装置S1的马达51、容器传送装置S2的马达61以及液体供给装置S4的泵73等停止。由此，在旋转轴12a的一个旋转周期内停止填充作业，从而能够准确地将混有异物的产品留在工厂里。

另外，根据本发明的旋转接头10，由于通过滑动异常检测机构15检测出异常滑动后，立即拆卸旋转接头10而能够早期查出密封圈13、14的状态或者滑动异常的原因，因此能够早期实施滑动异常的预防措施。

此外，拆卸后的旋转接头10根据需要应更换密封圈13、14，并且将滑动异常检测机构15的机械结构按照上述过程整合之后，再次进行安装。另外，旋转接头10根据需要，除了在用于供给清凉饮料的内部流道之外，还可以在从波纹构件11d至旋转轴12a的结构壁和壳体11a之间的空间内流通清洗液，从而进行清洗。由于滑动异常检测机构15不会因水分而误测，因此恰好适用于需要进行这种清洗的旋转接头10中。

第一实施方式中例示出通过滑动异常检测机构15检测旋转侧的密封圈14的缺损的情况，但是，由于板弹簧检测部15d安装在能够检测旋转侧和固定侧两侧的板弹簧15c的位置上，因此当固定侧和旋转侧的密封圈13、14中任何一方受损而产生滑动异常时刻，均能够输出检测信号。

第二实施方式

图9是第二实施方式的旋转接头中的机械密封的主要部分的放大主剖视图。此外，在图9中，与图4中的要素相同的要素采用相同附图标记。

第二实施方式中的旋转接头110包括机械密封，该机械密封中同轴设置的固定体11和旋转体112通过密封圈13能够沿旋转方向滑动，该旋转接头110还包括滑动异常检测机构15，该滑动异常检测机构15能够检测出介入有密封圈13的固定体11和旋转体112之间的相对滑动状态的异常并输出检测信号。

具体说明如下，在第二实施方式中，所述机械密封M_S中，为了能够与作为旋转体112的管状旋转轴112a的端面(上端)滑动接触，一个密封圈13通过支架11b支撑在固定体11上。即，第二实施方式中的机械密封省略了第一实施方式中的滑动异常检测机构15的旋转侧的机械结构。

在此情况下，旋转轴112a的上端形成为平滑的相对密封面112a₁，并且与固定侧的密封圈13的相对密封面13a不透液性地滑动。因此，对由不锈钢制成的旋转轴112a的密封相对面112a₁进行平滑处理至与固定侧的密封圈13的相对密封面13a的表面粗糙度相同的程度。

根据第二实施方式的旋转接头110能够通过仅用一个密封圈13构成简单结构的机械密封。

第三实施方式

在第二实施方式中示出了仅在固定侧设置密封圈13的机械密封，但也可以仅在旋转轴上设置密封圈。即，第三实施方式中的机械密封省略了第一实施方式中的滑动异常检测机构15的固定侧的机械结构。在此情况下，参照图4进行说明如下，省略了固定侧的支架11b的第一构件11b1中的内法兰部11b₁₂和多个凹槽。

另外，由于波纹构件11d省略了其下端的浅的凹环槽11d₁而对波纹构件11d进行平滑处理，同时波纹构件11d形成为向下方延伸至能够与旋转侧的密封圈14的相对密封面14a接触的位置。此外，对由不锈钢制成的波纹构件11d的作为密封相对面的下端面进行平滑处理与旋转侧的密封圈14的相对密封面14a的表面粗糙度相同的程度。

第四实施方式

在第一至第三实施方式中示出了如下的滑动异常检测机构，该滑动异常检测机构形成为通过剪断限位销来电磁式地检测固定体和旋转体之间的相对滑动状态的异常，其中代替用于滑动异常检测机构的接近传感器，可以采用通过超声波来测定板弹簧的距离变化的超声波传感器。在此情况下，也可以适用于需要清洗的旋转接头中。

第五实施方式

当不需要清洗旋转接头的内部的情况下，滑动异常检测机构可以形成为如下。在此情况下，代替第一至第三实施方式中采用的感应式接近传感器，能够采用通过静电容量的变化来检测板弹簧的距离变化的静电容量型接近开关。

第六实施方式

当不需要清洗旋转接头的内部的情况下，也可以采用机械式检测的滑动异常检测机构。在此情况下，代替第一至第三实施方式中采用的接近传感器，可以采用通过接触处于释放状态的旋转的板弹簧来检测板弹簧的微型开关。

第七实施方式

当不需要清洗旋转接头的内部的情况下，也可以采用光学式检测的滑动异常检测机构。在此情况下，代替第一至第三实施方式中采用的接近传感器，可以采用通过向物体照射光而检测接受其反射光时的受光量的变化的光电传感器。

根据此结构，光电传感器能够检测出板弹簧释放前状态时的所接受的反射光的受光量和反射释放状态下旋转的板弹簧时所接受的反射光的受光量的变化。随之，对于光电传感器所接受的反射光的量，接近光电传感器的释放后的板弹簧所反射的受光量比板弹簧释放前反射光的受光量多，因此能够检测板弹簧的释放状态为滑动异常。

第八实施方式

如第七实施方式采用光电传感器时，形成为如下：代替滑动异常检测机构的机械结构(限位销、钢丝以及板弹簧)，在固定体和旋转体的相对密封面外周的相同位置上设置标志物(例如，镜子或者黑色线)，从光电传感器向标志物照射光，并由光电传感器接受从标志物反射的反射光。在此情况下，通过固定体侧的标志物和旋转体侧的标志物之间相对位置的偏离，从而能够检测光电传感器接受反射光的受光量的变化，由此能够检测到滑动异常的发生。

此外，上述公开的实施方式中的所有观点应理解为仅为示例而并非用于限定本发明。本发明的范围不是通过上述说明而是由权利要求书的范围所示出，并表明本发明的范围包括与权利要求书的范围均等的意思和其范围内的所有变更。

Claims (6)

1.一种旋转接头，其特征在于，所述旋转接头包括：

固定体和旋转体，所述固定体和所述旋转体同轴设置；

机械密封，该机械密封能够使所述固定体和所述旋转体通过至少一个密封圈而以轴为中心沿旋转方向滑动；

支架，该支架将所述密封圈支撑在所述固定体和所述旋转体中的至少一个上；

滑动异常检测机构，该滑动异常检测机构用于检测介入有所述密封圈的所述固定体和所述旋转体之间的相对滑动状态的异常并输出检测信号，

所述滑动异常检测机构包括：

限位销，该限位销安装在所述密封圈和所述支架之间；

钢丝，该钢丝的一端埋设在所述限位销中；

板弹簧，该板弹簧安装在所述支架上且与所述钢丝的另一端连接；和

板弹簧检测部，

通过所述板弹簧检测部检测因所述限位销和所述钢丝一同被剪断而被解放后的所述板弹簧，从而通过限位销的剪断而检测到所述固定体和所述旋转体之间的相对滑动状态的异常。

2.根据权利要求1所述的旋转接头，其特征在于，所述机械密封中，一个所述密封圈通过支架支撑在作为所述固定体的管上，以能够使所述密封圈与作为所述旋转体的管状的旋转轴的端面实现滑动接触。

3.根据权利要求1所述的旋转接头，其特征在于，所述机械密封包括：

固定侧的密封圈，该固定侧的密封圈通过支架支撑在作为所述固定体的管上；

旋转侧的密封圈，该旋转侧的密封圈通过支架支撑在作为所述旋转体的管状的旋转轴上，

所述机械密封形成为能够使得一对所述密封圈沿旋转方向相对地滑动。

4.根据权利要求1所述的旋转接头，其特征在于，所述限位销为树脂。

5.根据权利要求1所述的旋转接头，其特征在于，所述板弹簧检测部为接近传感器。

6.一种机械密封监视装置，其特征在于，所述机械密封监视装置包括根据权利要求1-5中任意一项所述的旋转接头以及能够从所述旋转接头的所述滑动异常检测机构接收检测信号的控制部，所述机械密封监视装置能够通过接收所述检测信号的所述控制部的控制使所述旋转接头的所述旋转体的旋转停止。