JP3574887B2 - Rotary joint - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にアセプティック、すなわち、無菌充填系において、飲料水、ジュース、ウーロン茶、ミルクコーヒーなどの各種飲料が充填される系において、液体を給送するためのロータリージョイントに関するものであり、より詳しくは、回転体と固定部の摺動部に従来用いられていたグリスやオイル等の油分を用いずに、装置のメンテナンスを不要にしそれによって、作業能率を図ると共に、メンテナンス時の不意の油分の漏洩による装置の汚染を防止したロータリージョイントに関する。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】
従来より、無菌充填系における一連の工程は、容器の洗浄殺菌・仕上げリンサー・内容物充填・閉蓋の工程に沿って行われることが知られている。これらの工程は、通常、クラス10,000に保たれたクリーンルーム内に区画されたブース内において行われ、このブースはクラス100に保たれている。
【0003】
これらの工程の内、殺菌洗浄工程における無菌水の給送、および内容物充填工程における充填液の給送は、装置が回転しながら液体が給送されるシステムが採用されており、その回転に対応しながら液体を給送できるロータリージョイントが用いられる。
【0004】
例えば、本願出願人が提案した特開平4−46290号公報に開示されたロータリージョイントは、固定部分と回転部分との接続部分の密封度を高め、外部からの菌の侵入を防止するために、該接続部の外周に無菌媒体を流して菌バリヤー層を形成させるためのジョイントケーシングを形成したロータリージョイントが示されている。このロータリージョイントにおいては、固定側シール部材と回転側シール部材の摺動面を硬度の異なる材質で構成することによって摺接部のシール性を向上させ、軸受の両端側に設けられたスペーサがオイルシールとして働き、軸受部の潤滑油が外部に漏れないようにシールすることが特徴である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このロータリージョイントにおいては、軸受部の潤滑油を用いているために、一定期間の運転後に装置を停止して、軸受部の潤滑油を補充したり交換したりというメンテナンスが必要になり、このような装置を、前述したようなクラス100に保たれたクリーンルーム内のブースにおいて操業する無菌充填系において行うことは、メンテナンスに伴う装置の停止、ならびに、そのメンテナンスによって不意の装置の汚染が予想される。
【0006】
更に、このロータリージョイントにおいては、軸受部に潤滑油を用いるために、菌バリヤー層を形成させる無菌媒体室は、耐酸性や耐アルカリ性などの耐薬品性に優れているとは言えず、例えば、ロータリージョイントの稼働に先立って装置内の殺菌を行うための過酢酸などの殺菌液を流通させることはできず、蒸気や無菌水などを流通させることしかできない。したがって、このロータリージョイントでは、好適な殺菌液である過酢酸を用いて作動前の装置内の殺菌を行うことはできない。
【0007】
そこで、本発明者は、上記ロータリージョイントを無菌充填系での使用に適したものにするための構造について研究を行った結果、ロータリージョイントのシール部を油分を一切用いないメカニカルシールとし、更に摺動部をオイルレスメタルを用いた摺動材で構成することにより、前述した無菌充填系に適したロータリージョイントに想到し、本発明を完成させた。
【0008】
すなわち、本発明の目的は、中間でのメンテナンスを不要とし、装置の汚染を招くことのない、しかも、無菌媒体室には、装置稼働前に装置内の殺菌を完全に行い、かつ、引き続いて蒸気や無菌水を供給しながら連続的に無菌充填運転を続行できるロータリージョイントを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために提案されたものであって、装置内のシール部や摺動部にグリースやオイルなどの油分を一切用いない点に重要な特徴がある。
すなわち、本発明によれば、流体を流下させる回転筒状体と、該回転筒状体を軸支しその外周にシー部と摺動部を介して周接する筒状固定部を備えたロータリージョイントにおいて、該回転筒状体と筒状固定部との接続部の外周には、無菌媒体供給口と、該無菌媒体排出口を備えたジョイントケーシングが形成されており、かつ、該シール部が油分を用いないセラミックからなるメカニカルシールであり、該摺動部がオイルレスメタルで構成されていることを特徴とするロータリージョイントが提供される。
【0010】
また、本発明によれば、前記ジョイントケーシングが、少なくとも回転筒状体と筒状固定部の接続部の外周を含む部分に形成されており、その内部には、下端部の供給口から供給された無菌媒体が該供給口と対向する側の上端部の排出口から排出されるための空間が形成されている上記ロータリージョイントが提供される。
【0011】
また、本発明によれば、前記摺動部が、縦方向および横方向のそれぞれに少なくとも2か所形成され、摺動部材としてオイルレスメタルが用いられる上記ロータリージョイントが提供される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
図1は、本発明のロータリージョイントの好適な構造の一例を示す側断面図である。
【0014】
本発明のロータリージョイントは、大まかにいって装置中央の内側に配置された回転筒状体1と、該回転筒状体を取り囲むように構成された筒状固定部2から構成されている。回転筒状体1と筒状固定部2は、シール部14と摺動部11a,11bを介して摺接されると共に、回転筒状体1と筒状固定部2の接続部25a,25bを含む部分の外周には、無菌媒体供給口21と、これを排出する排出口22を備えた無菌媒体流動部23を有するジョイントケーシング26が形成されている。
【0015】
ジョイントケーシング26内の回転筒状体1と、筒状固定部2に形成されたセラミックからなるメカニカルシール14は、双方が平滑な鏡面に仕上げられた接続(摺接)部25a,25bを有し、14aと14fのユニットは筒状固定部側に固着され、14b,14c,14d,14eのユニットは回転筒状体側に固着されている。
【0016】
したがって、14a−14bの接続(摺接)部25a、および14e−14fの接続(摺接)部25bがそれぞれ摺接する構造になっており、14b,14eのユニットは、それに隣接して設けられているユニット14c,14dの内部に付設されたスプリング12によって常に14b,14eをそれぞれ摺接方向へ付勢されており、25a,25b部のシール性を一層優れたものにし、稼働に伴う充填液体の圧力による摺接する接続部分からの充填液体の漏れを有効に防止する。メカニカルシールはセラミックによって構成されているために、耐酸性、耐アルカリ性、耐熱性などに優れており、この無菌媒体流動部23内には、装置の稼働に先立って系内を無菌状態にするための過酢酸水溶液などの殺菌剤を供給することができる。
【0017】
メカニカルシール内には、EPDM系ラバーやカルレッツ(商品名)などの素材を用いたOリング13を付設することが好ましい。このOリングは、耐酸性や耐熱性に優れているために、殺菌液などによって侵されるようなことはない。
【0018】
ジョイントケーシング26に形成される無菌媒体供給口21は、図1に示すように、該ショートケーシングの下端部に開口しており、その排出口は、該供給口と対向する側の上端部に開口されている。供給口と排出口の位置関係をこのようにすることによって、供給口から供給される無菌媒体は、無菌媒体流動部23内をくまなく流動してから排出口から排出される。
【0019】
供給口からは装置内を無菌状態に保持するための無菌媒体を供給する。無菌媒体としては、無菌水や蒸気が用いられるが、装置の稼働に先立って系内を無菌状態にするために、過酢酸水溶液などの殺菌剤を供給することが好ましい。
本発明においては、装置が稼働中、前記無菌媒体流動部には絶え間なく無菌水などの無菌媒体が供給され続けており、これによって、回転筒状体内を流体が流れて、系内が負圧になっても、外部の菌が流体中に侵入することはない。
【0020】
稼働に先立って系内を殺菌剤で無菌化した時は、次いで、無菌水や蒸気で系内をパージングして、殺菌液を完全に排出した後に、装置の稼働が開始される。かかる操作を効率的に行うためにも、ジョイントケーシング内に形成される供給口21と排出口22の位置関係は上記のように形成されていルことが好ましい。
【0021】
本発明のロータリージョイントには、稼働の安定性を図るために、回転筒状体1と筒状固定部2の摺接は、ラジアル(横方向)だけでなく、部分的にスラスト(縦方向)の摺接部も形成されていることが好ましい。この摺動部は、回転筒状体1と筒状固定部の横方向の摺接部11aと縦方向の摺接部11bに、それぞれ少なくとも2個づつの摺動材が形成されていることにより、一方の摺動材が摩耗などにより機能が低下しても、他の摺動材がそれを補完し、全体として正常なロータリージョイントとしての働きをすることができる。
【0022】
本発明においては、この摺動材として、ルーロンなどの商品名で知られているプラスチック製のノンオイル摺動材を用いる。この摺動材は、オイルレスメタルと呼ばれることもある。
回転筒状体を構成する部材同士、あるいは、筒状固定部を構成する部材同士のの接合は、それぞれネジ15,24によって固着されていれば良い。
【0023】
以上説明したように、本発明のロータリージョイントは、摺動部やシール部に油分を用いないことが重要な特徴であり、これによって、油分を補充したり取り替えたりのメンテナンスが不要になるため、操業の効率化が図れると共に、装置内に人間が入る必要がないために、クリーンルーム内で行われる無菌充填系の装置として適しており、無菌充填系における洗浄や内容物充填工程に好適に利用することができるが、無菌充填系以外にも採用できることは言うまでもない。
【0024】
一方、従来のロータリージョイントのように、装置内に油分を用いていれば、定期的なメンテナンスが必要になり、この場合は、装置の上方に配置されているロータリージョイントのメンテナンスには、作業の停止による非効率性ばかりでなく、作業の困難さが災いして不意に油分が漏洩して装置を汚染するなどの虞れがある。
【0025】
【発明の効果】
本発明によれば、定期的なメンテナンスを必要としないロータリージョイントが提供され、作業の効率化ばかりでなく、メンテナンスに伴う装置の汚染の問題もなく、クリーンルーム内での稼働が行われる無菌充填系に極めて適した装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るロータリージョイントの一例を示す側断面図である。
【符号の説明】
1 回転筒状体
2 筒状固定部
11a ラジアル方向オイルレスメタル
11b スラスト方向オイルレスメタル
12 スプリング
13 Oリング
14 メカニカルシール
14a〜 メカニカルシールユニット
14f メカニカルシールユニット
15 ネジ
21 無菌媒体供給口
22 無菌媒体排出口
23 無菌媒体流動部
24 ネジ
25a 回転筒状体と筒状固定部の接続(摺接)部
25b 回転筒状体と筒状固定部の接続(摺接)部
26 ジョイントケーシング[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention particularly relates to a rotary joint for feeding liquid in a system in which various drinks such as drinking water, juice, oolong tea and milk coffee are filled in aseptic, that is, in a sterile filling system, and more particularly, This eliminates the need for oil such as grease or oil that has been conventionally used for the sliding part between the rotating body and the fixed part, thereby eliminating the need for maintenance of the device, thereby improving work efficiency and preventing unexpected oil content during maintenance. The present invention relates to a rotary joint that prevents contamination of a device due to leakage.
[0002]
[Prior art and its problems]
Conventionally, it is known that a series of steps in an aseptic filling system are performed in accordance with steps of washing and sterilizing a container, finishing rinser, filling contents, and closing a lid. These steps are usually performed in a booth sectioned in a clean room kept at class 10,000, which is kept in class 100.
[0003]
Among these processes, the system for feeding the liquid while supplying the sterile water in the sterilizing and washing process and the filling liquid in the content filling process employs a system in which the liquid is fed while the apparatus rotates. A rotary joint that can supply liquid while correspondingly is used.
[0004]
For example, a rotary joint disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-46290 proposed by the present applicant increases the degree of sealing of a connecting portion between a fixed portion and a rotating portion, and prevents bacteria from entering from outside. A rotary joint having a joint casing for forming a bacteria barrier layer by flowing a sterile medium around the connection portion is shown. In this rotary joint, the sliding surfaces of the fixed-side seal member and the rotary-side seal member are made of materials having different hardnesses to improve the sealability of the sliding contact portion, and the spacers provided at both ends of the bearing are made of oil. It is characterized by acting as a seal and sealing so that the lubricating oil of the bearing does not leak outside.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this rotary joint, since the lubricating oil of the bearing portion is used, the maintenance is required to stop the apparatus after a certain period of operation and to replenish or replace the lubricating oil of the bearing portion, Performing such an apparatus in an aseptic filling system operating in a booth in a clean room maintained in class 100 as described above requires shutting down the apparatus due to maintenance and unexpectedly contaminating the apparatus due to the maintenance. Is done.
[0006]
Furthermore, in this rotary joint, since a lubricating oil is used for a bearing portion, a sterile medium chamber for forming a germ barrier layer cannot be said to be excellent in chemical resistance such as acid resistance and alkali resistance. Prior to the operation of the rotary joint, a sterilizing liquid such as peracetic acid for sterilizing the inside of the apparatus cannot be circulated, but only steam or sterile water can be circulated. Therefore, in this rotary joint, sterilization in the apparatus before operation cannot be performed using peracetic acid, which is a suitable sterilizing liquid.
[0007]
Therefore, the present inventor conducted research on a structure for making the rotary joint suitable for use in an aseptic filling system. As a result, the seal portion of the rotary joint was made a mechanical seal that does not use any oil, and was further slid. By forming the moving part with a sliding material using an oilless metal, the present inventors have conceived of a rotary joint suitable for the aseptic filling system described above, and have completed the present invention.
[0008]
That is, the object of the present invention is to eliminate the need for intermediate maintenance and to prevent contamination of the apparatus, and furthermore, to completely sterilize the inside of the apparatus before operating the apparatus in the sterile medium chamber, and to continue It is an object of the present invention to provide a rotary joint capable of continuously continuing an aseptic filling operation while supplying steam or sterile water.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed to achieve the above object, and has an important feature in that no oil such as grease or oil is used for a seal portion or a sliding portion in the device.
That is, according to the present invention, a rotary joint having a rotating tubular body through which a fluid flows down, and a tubular fixing portion which pivotally supports the rotating tubular body and which is in contact with the outer periphery of the rotating tubular body via a sea portion and a sliding portion. , A joint casing provided with a sterile medium supply port and the sterile medium discharge port is formed on an outer periphery of a connecting portion between the rotary cylindrical body and the cylindrical fixing portion, and the seal portion is formed of an oil component. The present invention provides a rotary joint , which is a mechanical seal made of a ceramic that does not use a metal, and wherein the sliding portion is made of an oilless metal.
[0010]
Further, according to the present invention, the joint casing is formed at least in a portion including an outer periphery of a connection portion between the rotary tubular body and the tubular fixed portion, and the inside thereof is supplied from a supply port at a lower end portion. The rotary joint is further provided with a space for discharging the sterile medium from a discharge port at an upper end on a side facing the supply port .
[0011]
Further, according to the present invention, there is provided the above rotary joint, wherein the sliding portion is formed in at least two places in each of a vertical direction and a horizontal direction, and an oilless metal is used as a sliding member.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side sectional view showing an example of a preferred structure of the rotary joint of the present invention.
[0014]
The rotary joint of the present invention includes a rotary tubular body 1 arranged roughly inside the center of the apparatus, and a tubular fixed
[0015]
The rotating cylindrical body 1 in the
[0016]
Therefore, the connection (sliding contact)
[0017]
It is preferable to provide an O-
[0018]
As shown in FIG. 1, the sterile
[0019]
A sterile medium for keeping the inside of the apparatus in a sterile state is supplied from the supply port. As the sterile medium, sterile water or steam is used, and it is preferable to supply a sterilizing agent such as an aqueous solution of peracetic acid in order to make the inside of the system aseptic prior to the operation of the apparatus.
In the present invention, during operation of the apparatus, a sterile medium such as sterile water is continuously supplied to the sterile medium flowing section, whereby a fluid flows through the rotating cylindrical body, and the system has a negative pressure. In this case, no external bacteria can enter the fluid.
[0020]
When the inside of the system is sterilized with a bactericide prior to operation, then the system is started after purging the inside of the system with sterile water or steam to completely discharge the germicidal solution. In order to perform such an operation efficiently, it is preferable that the positional relationship between the
[0021]
In the rotary joint of the present invention, the sliding contact between the rotating tubular body 1 and the
[0022]
In the present invention, a plastic non-oil sliding material known by a trade name such as Lulon is used as the sliding material. This sliding material is sometimes called an oilless metal.
The members forming the rotating cylindrical body or the members forming the cylindrical fixing portion may be joined by
[0023]
As described above, the rotary joint of the present invention is an important feature that oil is not used for a sliding portion or a seal portion, and thereby, maintenance such as replenishment or replacement of oil becomes unnecessary. It is suitable for aseptic filling system performed in a clean room because it can improve the efficiency of operation and does not require humans to enter the device, and it is suitable for use in the aseptic filling system for washing and filling contents. However, it goes without saying that the present invention can be applied to other than the aseptic filling system.
[0024]
On the other hand, if oil is used in the device as in a conventional rotary joint, periodic maintenance is required. In this case, maintenance of the rotary joint located above the device requires additional work. In addition to the inefficiency due to the stoppage, there is a fear that the difficulty of the work may cause the oil to leak unexpectedly and contaminate the device.
[0025]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rotary joint which does not require periodic maintenance is provided, not only the efficiency of work but also the problem of contamination of the apparatus accompanying maintenance, and the aseptic filling system which operates in a clean room is performed. It is a device very suitable for
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing an example of a rotary joint according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating
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