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JP4136971B2 - Rotary joint for slurry fluid - Google Patents
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JP4136971B2 - Rotary joint for slurry fluid - Google Patents

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Description

本発明は、静止側流路(遠心脱水機,タービン等の回転機器における静止側部材に形成され或いは設置される流路)と回転側流路(当該回転機器の回転部分(脱水処理ドラムの回転支軸等)に形成され或いは設置される流路)とを接続するロータリジョイントジョイントであって、特に、汚泥液(下水汚泥,屎尿汚泥,ごみ排水汚泥,一般産業排水汚泥等)等のようなスラリ濃度の高いスラリ流体を当該両流路間で流動させる場合に好適に使用されるスラリ流体用ロータリジョイントに関するものである。   The present invention relates to a stationary side channel (a channel formed or installed in a stationary side member in a rotating device such as a centrifugal dehydrator or a turbine) and a rotating side channel (a rotating portion of the rotating device (rotation of a dehydrating drum). Rotary joint joints that connect to the flow path formed or installed on the support shaft, etc., especially sludge liquid (sewage sludge, manure sludge, wastewater sludge, general industrial wastewater sludge, etc.) etc. The present invention relates to a slurry fluid rotary joint that is preferably used when a slurry fluid having a high slurry concentration is caused to flow between the two flow paths.

従来から、静止側流路と回転側流路とを接続するロータリジョイントとして、静止側流路に接続される円筒状の通路部を有する静止側ジョイントケースと、回転側流路に接続される円筒状の通路部を有する回転側ジョイントケースと、両ジョイントケースを相対回転自在に連結するベアリングと、両通路部間を相対回転自在に連結シールするシール手段とを具備するものであって、シール手段としてメカニカルシールを使用したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
実開平4−5587号公報
Conventionally, as a rotary joint that connects a stationary flow path and a rotational flow path, a stationary joint case having a cylindrical passage portion connected to the stationary flow path, and a cylinder connected to the rotational flow path A rotating side joint case having a channel-shaped passage portion, a bearing for connecting the two joint cases so as to be relatively rotatable, and a sealing means for connecting and sealing the two passage portions so as to be relatively rotatable. The thing using a mechanical seal is known (for example, refer to patent documents 1).
Japanese Utility Model Publication 4-5587

しかし、このようにメカニカルシールを使用する従来のロータリジョイントは、シール手段としてOリング等を使用したものに比してシール機能の信頼性や耐久性に優れるものであるが、下水汚泥,屎尿汚泥等のようなスラリ濃度の高いスラリ流体を扱う遠心脱水機等の回転機器には使用できないものであり、その用途が大幅に制限されるものであった。   However, the conventional rotary joint using a mechanical seal as described above is superior in reliability and durability of the sealing function as compared with the one using an O-ring as a sealing means. Thus, it cannot be used for a rotating device such as a centrifugal dehydrator that handles a slurry fluid having a high slurry concentration such as the above, and its use is greatly limited.

すなわち、下水汚泥等のスラリ流体を扱う場合には、汚泥等のスラリ成分がメカニカルシールのシール機能部分(両密封環の相対回転摺接部分等)に侵入,堆積して、短期間のうちにメカニカルシール機能が低下,喪失することになり、下水汚泥等を扱う遠心脱水機等の回転機器には実用することができない。なお、かかる問題は、上記シール手段としてOリング等を使用するものにおいても同様である。   That is, when handling a slurry fluid such as sewage sludge, slurry components such as sludge enter and accumulate in the sealing function part of the mechanical seal (such as the relative rotational sliding contact part of both seal rings), and within a short period of time. The mechanical seal function will be reduced or lost, and cannot be put to practical use in rotating equipment such as centrifugal dehydrators that handle sewage sludge and the like. This problem is the same in the case where an O-ring or the like is used as the sealing means.

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、下水汚泥,屎尿汚泥等のようにスラリ濃度が高いためにメカニカルシールやOリング等の一般的なシール手段によってはシールし難いスラリ流体をも、長期に亘って、静止側流路と回転側流路との間で良好にシールした状態で流動させることができ、信頼性,耐久性,実用性に優れたスラリ流体用ロータリジョイントを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such points, and a slurry fluid that is difficult to seal by a general sealing means such as a mechanical seal or an O-ring because the slurry concentration is high, such as sewage sludge and manure sludge. However, it is possible to make a rotary joint for slurry fluids that can flow in a well-sealed state between the stationary side flow path and the rotation side flow path for a long period of time, and has excellent reliability, durability, and practicality. It is intended to provide.

この課題を解決した本発明のスラリ流体ロータリジョイントは、
静止側流路に接続される円筒状の通路部を有する静止側ジョイントケースに、回転側流路に接続される円筒状の通路部を有する回転側ジョイントケースを、一方の通路部たる第1通路部を他方の通路部である第2通路部に同心状に挿入させた状態で、両通路部の軸線回りで回転自在に連結して、両通路部内を貫通する一連の流体通路を形成し、
両通路部の対向周面間に、この対向周面間に充填した環状シール部材と両ジョイントケース間に介設したメカニカルシールとによって閉塞された環状空間であって流体通路との間を環状シール部材によってシールされたシール室を形成
静止側ジョイントケース又はこれに設けられたメカニカルシール構成部分にシール室に連通するオリフィスを形成し
両ジョイントケース間に、前記メカニカルシールを含む2つのメカニカルシールによって閉塞された環状空間であって前記オリフィスを介してシール室に連通する封液室を形成すると共に、
静止側ジョイントケースに、流体通路を流動するスラリ流体より高圧で且つ当該流体に混入することが許容される封液を封液室に供給する給液路を形成して
当該封液をオリフィスからシール室に供給,充満させるように構成したものである。
The slurry fluid rotary joint of the present invention that solves this problem is
A rotary side joint case having a cylindrical passage portion connected to a rotation side flow path is connected to a stationary side joint case having a cylindrical passage portion connected to the static side flow path, as a first passage as one passage portion. In a state where the part is inserted concentrically into the second passage part which is the other passage part, it is rotatably connected around the axis of both passage parts to form a series of fluid passages penetrating through both passage parts,
An annular space sealed between the opposing peripheral surfaces of the two passage portions by an annular seal member filled between the opposing peripheral surfaces and a mechanical seal interposed between the joint cases and between the fluid passages. forming a seal chamber which is sealed by a member,
An orifice communicating with the seal chamber is formed in the stationary joint case or the mechanical seal component provided in the stationary joint case ,
Between the joint cases, an annular space closed by two mechanical seals including the mechanical seal and forming a sealed liquid chamber communicating with the seal chamber through the orifice;
In the stationary joint case, a liquid supply path for supplying a sealing liquid having a pressure higher than that of the slurry fluid flowing in the fluid passage and allowed to be mixed into the fluid to the sealing chamber is formed .
The sealing liquid is configured to be supplied and filled from the orifice to the seal chamber.

かかるスラリ流体ロータリジョイントにあっては、シール室と封液室との間をシールするメカニカルシールが、静止側ジョイントケースに設けた静止密封環と回転側ジョイントケースに設けた回転密封環とが相対回転摺接する端面接触形のものであり、静止密封環にシール室と封液室とを連通する細孔を形成して、この細孔を前記オリフィスとなしていることが好ましい。また、回転側ジョイントケースが第2通路部を有しており、静止側ジョイントケースが第1通路部と第2通路部を同心状に囲繞する円筒状の軸受部とを有しており、両ジョイントケースを相対回転自在に連結するベアリングが回転側ジョイントケースの第2通路部と静止側ジョイントケースの軸受部との対向周面間に装填されており、軸受部には冷却液が流動する冷却液通路が形成されていることが好ましい。この場合、冷却液通路を封液室に連通させるようにして、封液室に供給された封液の一部が冷却液として冷却液通路に供給されるように構成しておくことが好ましい。また、環状シール部材としてはグランドパッキンを使用することが好ましい。すなわち、環状シール部材は、一方の通路部に取り付けたパッキン押えとシール室に配して他方の通路部に対して相対回転可能に設けられたパッキン押圧体とによって軸線方向に挟圧された状態で両通路部間に充填されたグランドパッキンであることが好ましい。この場合、グランドパッキンを封液により効果的に潤滑させるために、パッキン押圧体に、グランドパッキンの内周側部分又は外周側部分であって上記他方の通路部と接触しているパッキン部分に食い込む突起を設けて、当該突起が食い込んでいる箇所においてグランドパッキンと当該他方の通路部との間に封液が導入されるように構成しておくことが好ましい。また、封液としては、スラリ流体に含まれる液成分と同質のものを使用することが好ましく、下水汚泥,屎尿汚泥等のスラリ流体に対しては一般に水道水等の水を使用することが好ましい。 In the accordance slurry fluid rotary joint, the mechanical seal to seal between the sheet Lumpur chamber and sealing liquid chamber, and a rotary seal ring provided on the stationary seal ring and the rotary side joint case provided on the stationary side joint case It is preferable that the end face contact type is in the form of relative rotational sliding contact, and a pore is formed in the stationary seal ring for communicating the seal chamber and the sealing liquid chamber, and this pore is used as the orifice. The rotation-side joint case has a second passage portion, and the stationary-side joint case has a first passage portion and a cylindrical bearing portion concentrically surrounding the second passage portion. A bearing that couples the joint case so as to be relatively rotatable is loaded between opposing circumferential surfaces of the second passage portion of the rotation-side joint case and the bearing portion of the stationary-side joint case, and the cooling fluid flows into the bearing portion. A liquid passage is preferably formed. In this case, it is preferable that a part of the sealing liquid supplied to the sealing liquid chamber is supplied to the cooling liquid path as a cooling liquid so that the cooling liquid passage communicates with the sealing liquid chamber. Moreover, it is preferable to use a gland packing as the annular seal member. That is, the annular seal member is clamped in the axial direction by a packing presser attached to one passage part and a packing pressing body provided in the seal chamber and provided to be rotatable relative to the other passage part. It is preferable that the gland packing is filled between the two passage portions. In this case, in order to effectively lubricate the gland packing with the sealing liquid, the packing pressing body bites into the packing portion which is the inner peripheral portion or the outer peripheral portion of the gland packing and is in contact with the other passage portion. It is preferable to provide a projection so that the sealing liquid is introduced between the gland packing and the other passage portion at a location where the projection is biting. Further, as the sealing liquid, it is preferable to use the same quality as the liquid component contained in the slurry fluid, and it is generally preferable to use water such as tap water for slurry fluid such as sewage sludge and urine sludge. .

本発明のスラリ流体用ロータリジョイントによれば、後述するところから理解されるように、スラリ流体を、それが下水汚泥,屎尿汚泥等のスラリ濃度の高いものである場合にも、相対回転する2つの流路(静止側流路及び回転側流路)間で長期に亘って良好に流動させることができる。また、本発明のスラリ流体用ロータリジョイントは、ベアリングが設けられるジョイントケース部分を水等の封液ないし冷却液によるラジエータ構造としておくことによって、ベアリングの発熱,熱損を効果的に抑制し得て、遠心脱水機のような高速回転機器にも好適に使用することができる。   According to the slurry fluid rotary joint of the present invention, as will be understood from the description below, the slurry fluid can be relatively rotated even when the slurry fluid has a high slurry concentration such as sewage sludge and urine sludge. It can be made to flow satisfactorily over a long period between two flow paths (stationary-side flow path and rotation-side flow path). The slurry fluid rotary joint of the present invention can effectively suppress heat generation and heat loss of the bearing by providing a joint case portion provided with the bearing as a radiator structure with a sealing liquid such as water or a cooling liquid. Also, it can be suitably used for a high-speed rotating device such as a centrifugal dehydrator.

図1は本発明の第1の実施形態を示す縦断側面図であり、この実施形態における本発明のロータリジョイント(以下「第1ロータリジョイント」という)R1は、下水汚泥,屎尿汚泥,ごみ排水汚泥,一般産業排水汚泥等を脱水処理する遠心脱水機の給液部に使用されるものである。すなわち、第1ロータリジョイントR1は、図1に示す如く、下水汚泥等のスラリ流体1を静止側流路(下水汚泥等の供給源から遠心脱水機の給液部へと導かれた汚泥供給配管)2から回転側流路(脱水処理ドラムの回転軸に貫通形成されてドラム内に連通する給液路)3へと流動させるべく、両流路2,3間を接続するものであり、以下のように構成されている。なお、以下の説明において前後というときは、図1における左右を意味するものとする。   FIG. 1 is a longitudinal side view showing a first embodiment of the present invention. In this embodiment, a rotary joint (hereinafter referred to as “first rotary joint”) R1 of the present invention is sewage sludge, manure sludge, wastewater sludge. , It is used for the liquid supply part of a centrifugal dehydrator that dehydrates general industrial wastewater sludge. That is, as shown in FIG. 1, the first rotary joint R1 is a sludge supply pipe in which a slurry fluid 1 such as sewage sludge is guided from a stationary flow path (a supply source such as sewage sludge to a liquid supply section of a centrifugal dehydrator). ) The two flow paths 2 and 3 are connected to flow from 2 to the rotation-side flow path 3 (a liquid supply path that is formed through the rotation shaft of the dewatering drum and communicates with the drum) 3. It is configured as follows. In the following description, the terms front and rear mean the left and right in FIG.

第1ロータリジョイントR1は、図1に示す如く、静止側ジョイントケース4と、これに水平回転自在に連結された回転側ジョイントケース5と、静止側ジョイントケース4に形成された静止側流体通路部分6aと回転側ジョイントケース5に形成された回転側流体通路部分6bとからなる一連の流体通路6と、両流体通路部分6a,6b間をシールするシール手段7とを具備する。   As shown in FIG. 1, the first rotary joint R <b> 1 includes a stationary joint case 4, a rotating joint case 5 connected to the stationary joint case 4 so as to be horizontally rotatable, and a stationary fluid passage portion formed in the stationary joint case 4. A series of fluid passages 6 including 6a and a rotation-side fluid passage portion 6b formed in the rotation-side joint case 5 and sealing means 7 for sealing between the fluid passage portions 6a and 6b are provided.

静止側ジョイントケース4は、図1に示す如く、静止側流体通路部分6aを形成する円筒状の第1通路部8と、第1通路部8を同心状に囲繞する円筒状の軸受部9と、両部8,9の基端部(前端部)間を連結する環状のフランジ部10とからなる二重筒構造をなす金属製(例えば、SUS304等のステンレス鋼)のものである。フランジ部10には静止側流路2の下流端部材(汚泥供給配管の管端フランジ)が連結されていて、第1通路部8の内部空間である静止側流体通路部分6aが静止側流路2に連通接続されている。   As shown in FIG. 1, the stationary side joint case 4 includes a cylindrical first passage portion 8 that forms a stationary side fluid passage portion 6a, and a cylindrical bearing portion 9 that concentrically surrounds the first passage portion 8. These are made of metal (for example, stainless steel such as SUS304) having a double cylinder structure composed of an annular flange portion 10 connecting the base end portions (front end portions) of both portions 8 and 9. The flange portion 10 is connected to the downstream end member of the stationary side channel 2 (the pipe end flange of the sludge supply pipe), and the stationary side fluid passage portion 6a which is the internal space of the first passage unit 8 is the stationary side channel. 2 is connected in communication.

回転側ジョイントケース5は、図1に示す如く、回転側流体通路部分6bを形成する円筒状の第2通路部11とその後端外周部に形成された環状のフランジ部12とからなる金属製(例えば、SUS304等のステンレス鋼)のものである。第2通路部11の内外径は、静止側ジョイントケース4の第1通路部8の外径より大きく且つ軸受部9の内径より小さく設定されている。フランジ部12には回転側流路3の上流端部材(給液路が開口される回転軸端)が連結されていて、第2通路部11の基端側内部空間である回転側流体通路部分6bが回転側流路3に連通接続されている。   As shown in FIG. 1, the rotation-side joint case 5 is made of a metal made up of a cylindrical second passage portion 11 that forms a rotation-side fluid passage portion 6b and an annular flange portion 12 that is formed at the outer peripheral portion of the rear end. For example, stainless steel such as SUS304). The inner and outer diameters of the second passage portion 11 are set larger than the outer diameter of the first passage portion 8 of the stationary side joint case 4 and smaller than the inner diameter of the bearing portion 9. The flange portion 12 is connected to the upstream end member of the rotation-side flow path 3 (the rotation shaft end at which the liquid supply path is opened), and the rotation-side fluid passage portion which is the proximal end side internal space of the second passage portion 11. 6 b is connected in communication with the rotation-side flow path 3.

而して、回転側ジョイントケース5は、図1に示す如く、第2通路部11に第1通路部8の先端側部分を同心状に挿通させた状態で、第2通路部11と軸受部9との間に前後一対のベアリング13a,13bを介装することにより、静止側ジョイントケース4に回転自在に且つ軸線方向移動不能に連結されており、脱水処理ドラムの回転軸と共に回転される。ベアリング13a,13bは、軸受部9の先端部分(後端部分)と第2通路部11の基端部分(後端部分)との間に装填されており、このベアリング装填領域の前後には適当数のオイルシール14a,14bが配置されている。なお、この例では、ベアリング装填領域の前側(ジョイント内部側)には3個のオイルシール14a…が配置されており、ベアリング装填領域の後側(ジョイント外部側)には1個のオイルシール14bが配置されている。各オイルシール14a,14bは、外周部を軸受部9に嵌合固定すると共に内周面を第2通路部11又はこれに嵌合固定したベアリング押え15の外周面に相対回転自在に押圧接触させるようにした周知構造のものであるが、オイルシール内周面が接触する環状面部分(第2通路部11の外周面又はベアリング押え15の外周面)には、セラミックコーティング11a,15aが施されている。静止側ジョイントケース4の軸受部9には、ベアリング13a,13b間及びベアリング13a,13bとオイルシール14a,14bとの間並びにオイルシール14a,14a間に適宜のグリース(例えばリチウム系グリース)16を注入するためのグリース注入路17(一部にプラグ17aが設けられている)が形成されている。   Thus, as shown in FIG. 1, the rotation-side joint case 5 includes the second passage portion 11 and the bearing portion in a state where the distal end portion of the first passage portion 8 is inserted concentrically into the second passage portion 11. A pair of front and rear bearings 13a and 13b are interposed between the stationary joint case 4 and the stationary joint case 4 so as to be rotatable and immovable in the axial direction, and rotated together with the rotating shaft of the dewatering drum. The bearings 13a and 13b are loaded between the distal end portion (rear end portion) of the bearing portion 9 and the proximal end portion (rear end portion) of the second passage portion 11, and are appropriately disposed before and after the bearing loading region. A number of oil seals 14a, 14b are arranged. In this example, three oil seals 14a are arranged on the front side (inside the joint) of the bearing loading area, and one oil seal 14b is located on the rear side (outside of the joint) of the bearing loading area. Is arranged. The oil seals 14a and 14b have the outer peripheral portion fitted and fixed to the bearing portion 9, and the inner peripheral surface is brought into press contact with the second passage portion 11 or the outer peripheral surface of the bearing retainer 15 fitted and fixed thereto so as to be relatively rotatable. Ceramic coatings 11a and 15a are applied to the annular surface portion (the outer peripheral surface of the second passage portion 11 or the outer peripheral surface of the bearing retainer 15) that is in contact with the inner peripheral surface of the oil seal. ing. The bearing 9 of the stationary joint case 4 is provided with appropriate grease (for example, lithium-based grease) 16 between the bearings 13a and 13b, between the bearings 13a and 13b and the oil seals 14a and 14b, and between the oil seals 14a and 14a. A grease injection path 17 (partly provided with a plug 17a) for injection is formed.

シール手段7は、図1に示す如く、両通路部8,11の対向周面間に充填された環状シール部材20と、両ジョイントケース4,5間に介設された第1メカニカルシール21と、両通路部8,11の対向周面に形成された環状空間であって環状シール部材20と第1メカニカルシール21とによって閉塞されたシール室22と、スラリ流体1より高圧の封液23をシール室22に供給する封液供給路24とを具備する。   As shown in FIG. 1, the sealing means 7 includes an annular seal member 20 filled between the opposed peripheral surfaces of both passage portions 8 and 11, and a first mechanical seal 21 interposed between both joint cases 4 and 5. A seal chamber 22 which is an annular space formed on the opposing peripheral surfaces of the passage portions 8 and 11 and is closed by the annular seal member 20 and the first mechanical seal 21, and a sealing liquid 23 higher in pressure than the slurry fluid 1. A sealing liquid supply path 24 that supplies the sealing chamber 22 is provided.

環状シール部材20は、図1及び図3に示す如く、流体通路6とシール室22との間をシールするもので、第2通路部11に取り付けたパッキン押え25とシール室22に配して第1通路部8と相対回転可能に設けられたパッキン押圧体27とによって、軸線方向に挟圧された状態で両通路部8,11間に充填されたグランドパッキンである。パッキン押え25は、グランドパッキン20の反シール室側端面(後端面)を押圧すべく両通路部8,11間に挿入される円筒状の押え部25aを有する金属製(例えば、SUS304等のステンレス鋼)のもので、第2通路部11の基端部(後端部)にボルト28により取り付けられている。パッキン押圧体27は、内外径を第1通路部8の外径及び第2通路部11の内径に略一致させた金属製(例えば、SUS304等のステンレス鋼)の環状体であって、第1通路部8と相対回転可能な状態で軸線方向移動可能に装填されており、第2通路部11の内周部に突設した環状のスプリング受部29との間に介装した1個のスプリング26によりグランドパッキン20のシール室側端面(前端面)に押圧接触されている。すなわち、グランドパッキン20は、スプリング26の弾性力によってパッキン押え25とパッキン押圧体27との間に軸線方向に挟圧(圧縮)されている。スプリング26は第1通路部8に挿通されたもので、その弾性力は、グランドパッキン20の挟圧力によって決定される両通路部8,11への接触面圧(シール圧)が適正となるように設定される。   As shown in FIGS. 1 and 3, the annular seal member 20 seals between the fluid passage 6 and the seal chamber 22, and is arranged in the packing presser 25 and the seal chamber 22 attached to the second passage portion 11. The gland packing is filled between the passage portions 8 and 11 while being pressed in the axial direction by the first passage portion 8 and the packing pressing body 27 provided so as to be relatively rotatable. The packing retainer 25 is made of metal (for example, stainless steel such as SUS304) having a cylindrical retainer portion 25a inserted between the passage portions 8 and 11 to press the end surface (rear end surface) of the gland packing 20 on the side opposite to the seal chamber. Steel) and is attached to the base end portion (rear end portion) of the second passage portion 11 by a bolt 28. The packing pressing body 27 is an annular body made of metal (for example, stainless steel such as SUS304) whose inner and outer diameters are substantially matched with the outer diameter of the first passage portion 8 and the inner diameter of the second passage portion 11. One spring that is mounted so as to be movable in the axial direction while being relatively rotatable with the passage portion 8, and is interposed between an annular spring receiving portion 29 that projects from the inner peripheral portion of the second passage portion 11. 26 is pressed against the seal chamber side end surface (front end surface) of the gland packing 20. That is, the gland packing 20 is pinched (compressed) in the axial direction between the packing presser 25 and the packing pressing body 27 by the elastic force of the spring 26. The spring 26 is inserted into the first passage portion 8, and the elastic force is such that the contact surface pressure (seal pressure) to the passage portions 8 and 11 determined by the clamping pressure of the gland packing 20 is appropriate. Set to

ところで、グランドパッキン20は、これを挟圧するパッキン押え25及びパッキン押圧体27が回転側ジョイントケース5の通路部11に対して相対回転しない状態で設けられている(パッキン押圧体27はスプリング26を介して回転側ジョイントケース5の一部(スプリング受部29)に保持されている)ことから、回転側ジョイントケース5が回転した場合、グランドパッキン20は第2通路部11と共に回転して、第1通路部8との間に滑り(相対回転)を生じる。したがって、グランドパッキン20によるシール機能が適正に発揮されるためには、グランドパッキン20の内周面と第1通路部8の外周面との間が封液23により適度に潤滑されることが必要であるが、第1ロータリジョイントR1では、グランドパッキン20のシール部分(第1通路8との相対回転摺接部分)が封液23によって良好に潤滑されるように、次のような工夫を施してある。   By the way, the gland packing 20 is provided in a state in which the packing presser 25 and the packing pressing body 27 for clamping the gland packing 20 do not rotate relative to the passage portion 11 of the rotation-side joint case 5 (the packing pressing body 27 includes the spring 26). Therefore, when the rotation-side joint case 5 rotates, the gland packing 20 rotates together with the second passage portion 11, and the second-passage portion 11 rotates. Sliding (relative rotation) occurs between the one passage portion 8. Therefore, in order for the sealing function by the gland packing 20 to be properly exhibited, the gap between the inner peripheral surface of the gland packing 20 and the outer peripheral surface of the first passage portion 8 needs to be appropriately lubricated by the sealing liquid 23. However, in the first rotary joint R1, the following measures are taken so that the seal portion of the gland packing 20 (the portion that makes a relative rotation sliding contact with the first passage 8) is well lubricated by the sealing liquid 23. It is.

すなわち、パッキン押圧体27の後端面つまりグランドパッキン20との接触面に、図3及び図4に示す如く、第1通路部8と接触しているグランドパッキン20の内周側部分に食い込む突起27aを設けて、当該突起27aが食い込んでいるパッキン部分20aにおいてはグランドパッキン20と第1通路部8との間に封液23が侵入しうるように工夫してある。したがって、回転側ジョイントケース5が回転すると、当該パッキン部分20aにおいて侵入した封液23がグランドパッキン20と第1通路部8との接触部分(シール部分)に導入されて、当該シール部分を潤滑する。突起27aは、パッキン押圧体27の周方向に等間隔を隔てて複数設けておくことが好ましいが、必要以上に多く設けておくことは封液23の大量漏れに繋がるために、その設置数はシール条件に応じて適宜に設定すべきである。この例では、図4に示す如く、4個の突起27aを設けてある。また、各突起27aのグランドパッキン20への食い込み量L1も、封液23の大量漏れを防止するために必要以上に大きくしておくことは裂けねばならず、シール条件にもよるが、一般には、図3に示す如く、グランドパッキン20の軸線方向長さL0の半分若しくは略半分となるように設定しておくことが好ましい。なお、グランドパッキン20が接触する第1通路部8の外周面部分には、封液23による潤滑と相俟ってグランドパッキン20との摩擦力を可及的に低減させるためにセラミックコーティング8aが施されている。   That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the protrusion 27 a that bites into the inner peripheral side portion of the gland packing 20 in contact with the first passage portion 8 on the rear end surface of the packing pressing body 27, that is, the contact surface with the gland packing 20. In the packing portion 20a in which the protrusion 27a bites in, the sealing liquid 23 is devised so that the sealing liquid 23 can enter between the gland packing 20 and the first passage portion 8. Therefore, when the rotation-side joint case 5 rotates, the sealing liquid 23 that has entered the packing portion 20a is introduced into the contact portion (seal portion) between the gland packing 20 and the first passage portion 8, and the seal portion is lubricated. . It is preferable to provide a plurality of protrusions 27a at equal intervals in the circumferential direction of the packing pressing body 27. However, providing more protrusions than necessary leads to a large amount of leakage of the sealing liquid 23. It should be set appropriately according to the sealing conditions. In this example, as shown in FIG. 4, four protrusions 27a are provided. Further, the amount L1 of the protrusions 27a biting into the gland packing 20 must be increased more than necessary in order to prevent a large amount of the sealing liquid 23 from leaking. As shown in FIG. 3, it is preferable to set the gland packing 20 so that it is half or substantially half the axial length L0. A ceramic coating 8a is provided on the outer peripheral surface portion of the first passage portion 8 with which the gland packing 20 contacts in order to reduce the frictional force with the gland packing 20 as much as possible in combination with the lubrication by the sealing liquid 23. It has been subjected.

第1メカニカルシール21は、図1及び図2に示す如く、回転側ジョイントケース5の通路部11に固定した回転密封環30と、これに対向して静止側ジョイントケース4のフランジ部10に軸線方向に移動可能に保持した静止密封環31と、静止密封環31を回転密封環30へと押圧附勢するスプリング32とを具備して、両密封環30,31の相対回転摺接作用によってシール室20と後述する封液室との間をシールするように構成された端面接触形のメカニカルシールである。回転密封環30は、第2通路部11の先端部(前端部)にOリング33を介して内嵌固定されており、第2通路部11に対する相対回転をドライブピン34により阻止されている。静止密封環31は、回転密封環30に接触する本体部31aとこれを嵌合固着する保持部31bとからなる環状体であり、保持部31bをOリング35を介してフランジ部10に保持させると共にフランジ部10に設けたドライブピン36に係合させることにより、静止側ジョイントケース4に軸線方向移動可能に且つ相対回転不能に保持されている。スプリング32は、静止密封環31の保持部31bとフランジ部10との間に介装されており、静止密封環31を回転密封環30へと押圧接触させるべく附勢している。なお、この例では、回転密封環30及び静止密封環31の本体部31aは炭化珪素で構成されており、静止密封環31の保持部31bはチタンで構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the first mechanical seal 21 has an axis line on the rotary seal ring 30 fixed to the passage portion 11 of the rotary side joint case 5 and the flange portion 10 of the stationary side joint case 4 facing this. A stationary seal ring 31 movably held in a direction and a spring 32 that presses and urges the stationary seal ring 31 against the rotary seal ring 30, and seals by the relative rotational sliding contact action of both the seal rings 30, 31. It is an end surface contact type mechanical seal configured to seal between the chamber 20 and a sealed liquid chamber described later. The rotary seal ring 30 is fitted and fixed to the distal end portion (front end portion) of the second passage portion 11 via an O-ring 33, and relative rotation with respect to the second passage portion 11 is prevented by the drive pin 34. The stationary seal ring 31 is an annular body composed of a main body portion 31a that contacts the rotary seal ring 30 and a holding portion 31b that fits and fixes the main body portion 31a. The holding portion 31b is held by the flange portion 10 via the O-ring 35. At the same time, by being engaged with a drive pin 36 provided on the flange portion 10, the stationary joint case 4 is held so as to be movable in the axial direction and not relatively rotatable. The spring 32 is interposed between the holding portion 31 b of the stationary seal ring 31 and the flange portion 10, and urges the stationary seal ring 31 to press and contact the rotary seal ring 30. In this example, the main body 31a of the rotary sealing ring 30 and the stationary sealing ring 31 is made of silicon carbide, and the holding part 31b of the stationary sealing ring 31 is made of titanium.

封液供給路24は、図1に示す如く、両ジョイントケース4,5間に形成された環状空間であって第1メカニカルシール21を介してシール室22に隣接する封液室37と、封液23を封液室37に循環供給するための給排液路38,39と、静止側ジョイントケース4に設けられたメカニカルシール構成部分つまり静止密封環31に形成されたオリフィス40とからなる。   As shown in FIG. 1, the sealing liquid supply path 24 is an annular space formed between the joint cases 4 and 5, and a sealing chamber 37 adjacent to the sealing chamber 22 via the first mechanical seal 21. It consists of supply and discharge liquid passages 38 and 39 for circulating and supplying the liquid 23 to the sealed liquid chamber 37, and an orifice 40 formed in a mechanical seal component provided in the stationary side joint case 4, that is, the stationary sealing ring 31.

封液室37は、図1及び図2に示す如く、静止側ジョイントケース4の軸受部9と回転側ジョイントケース5の通路部11との間に形成された環状空間であって、両ジョイントケース4,5間に介設した2つのメカニカルシール21,41によって閉塞されている。すなわち、封液室37は、シール室22との間を前記した第1メカニカルシール21によってシールされると共に、ベアリング13a,13b及びオイルシール14a,14bが設けられている軸受室42との間を第2メカニカルシール41によってシールされている。第2メカニカルシール41は、図1及び図2に示す如く、最前位のオイルシール14aに近接する位置に配して、軸受部9の内周面にOリング43及びドライブピン44を介して内嵌固定されたカーボン製の静止密封環45と、第2通路部11の先端部に外嵌固定されたスプリング保持環46と、静止密封環45とスプリング保持環46との間に配して、第2通路部11にOリング47を介して軸線方向移動可能に外嵌保持された回転密封環48と、スプリング保持環46と回転密封環48との間に介装されて、回転密封環48を静止密封環45に押圧接触させるべく附勢するスプリング49とを具備して、両密封環45,48の相対回転摺接作用により封液室37と軸受室42とを遮蔽シールするように構成された端面接触形のメカニカルシールである。回転密封環48は、静止密封環45に接触する炭化珪素製の本体部48aと、これを嵌合固着するチタン製の保持部48bと、保持部48bに固着されたステンレス鋼製のドライブカラ48cとからなり、ドライブカラ48cに取り付けたドライブピン50をスプリング保持環46に挿通係合させることにより、回転密封環48の軸線方向移動を許容しつつ、その第2通路部11に対する相対回転を阻止している。なお、静止側ジョイントケース4の軸受部9には、図1に示す如く、最前位のオイルシール14aと第2メカニカルシール41との間の軸封室部分42aに漏洩した封液23aを排出するドレン51が設けられている。また、この例では、ジョイントケース4,5及びメカニカルシール21,41に使用されるOリングは、そのすべてを、フッ素ゴム製のものとしている。   The sealing liquid chamber 37 is an annular space formed between the bearing portion 9 of the stationary joint case 4 and the passage portion 11 of the rotating side joint case 5 as shown in FIGS. It is closed by two mechanical seals 21 and 41 interposed between 4 and 5. That is, the sealing chamber 37 is sealed between the seal chamber 22 and the bearing chamber 42 provided with the bearings 13a and 13b and the oil seals 14a and 14b. Sealed by a second mechanical seal 41. As shown in FIGS. 1 and 2, the second mechanical seal 41 is disposed at a position close to the foremost oil seal 14 a, and is arranged on the inner peripheral surface of the bearing portion 9 via an O-ring 43 and a drive pin 44. It is disposed between the stationary sealing ring 45 made of carbon that is fitted and fixed, the spring holding ring 46 that is fitted and fixed to the tip of the second passage portion 11, and the stationary sealing ring 45 and the spring holding ring 46. A rotary seal ring 48 fitted and held in the second passage portion 11 via an O-ring 47 so as to be movable in the axial direction is interposed between the spring holding ring 46 and the rotary seal ring 48. And a spring 49 that urges the stationary seal ring 45 to be pressed against the stationary seal ring 45, and is configured to shield and seal the sealing chamber 37 and the bearing chamber 42 by the relative rotational sliding contact of the seal rings 45 and 48. End face contact type mechanical Is Lumpur. The rotary seal ring 48 includes a silicon carbide main body 48a that contacts the stationary seal ring 45, a titanium holding portion 48b that fits and fixes the main body 48a, and a stainless steel drive collar 48c that is fixed to the holding portion 48b. The drive pin 50 attached to the drive collar 48c is inserted into and engaged with the spring holding ring 46, thereby allowing the rotary seal ring 48 to move in the axial direction and preventing its relative rotation with respect to the second passage portion 11. is doing. As shown in FIG. 1, the seal liquid 23 a leaked to the shaft seal chamber portion 42 a between the foremost oil seal 14 a and the second mechanical seal 41 is discharged to the bearing portion 9 of the stationary joint case 4. A drain 51 is provided. In this example, the O-rings used for the joint cases 4 and 5 and the mechanical seals 21 and 41 are all made of fluoro rubber.

給液路38は、図1及び図2に示す如く、静止側ジョイントケース4に形成されて封液室37に開口されており、封液供給ライン38aから供給される封液23を封液室37に連続供給する。排液路39は、図1及び図2に示す如く、静止側ジョイントケース4に形成されて封液室37に開口されており、封液23を封液室37から封液排出ライン39aに排出する。両ライン38a,39aは圧力調整機構を備えた循環回路を構成していて、封液23を封液室37に循環供給させつつ、封液室37の圧力を一定範囲に保持する。すなわち、封液室37における封液23の圧力は、流体通路6を流動するスラリ流体1よりやや高圧となるように(例えば、スラリ流体1の圧力より0.05MPa程度高圧となるように)保持される。封液23としては、スラリ流体1に混入することが許容されるものが使用され、一般にはスラリ流体1の液成分と同質の液体が使用される。この例では、スラリ流体1が下水汚泥,屎尿汚泥等であることから、水道水等の清水(常温)が使用されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid supply path 38 is formed in the stationary joint case 4 and is opened to the sealing liquid chamber 37, and the sealing liquid 23 supplied from the sealing liquid supply line 38a is supplied to the sealing liquid chamber. 37 is supplied continuously. As shown in FIGS. 1 and 2, the drainage passage 39 is formed in the stationary joint case 4 and is opened to the sealing liquid chamber 37, and the sealing liquid 23 is discharged from the sealing liquid chamber 37 to the sealing liquid discharge line 39a. To do. Both lines 38a, 39a constitute a circulation circuit having a pressure adjusting mechanism, and keep the pressure of the sealing chamber 37 within a certain range while circulating the sealing solution 23 to the sealing chamber 37. That is, the pressure of the sealing liquid 23 in the sealing liquid chamber 37 is maintained so as to be slightly higher than the pressure of the slurry fluid 1 flowing in the fluid passage 6 (for example, about 0.05 MPa higher than the pressure of the slurry fluid 1). Is done. As the sealing liquid 23, a liquid that is allowed to be mixed into the slurry fluid 1 is used, and generally a liquid having the same quality as the liquid component of the slurry fluid 1 is used. In this example, since the slurry fluid 1 is sewage sludge, sewage sludge, etc., fresh water (normal temperature) such as tap water is used.

オリフィス40は、図1及び図2に示す如く、静止密封環31の保持部31bにこれを径方向に貫通して形成された1個の細孔であり、両室22,37を連通して、封液23を封液室37からシール室22に供給,充填する。オリフィスたる細孔40の孔径は一般に1mm前後としておくことが好ましく、この例では1mmに設定してある。なお、オリフィス40を構成する細孔の数及び孔径は、封液23のスラリ流体1への混入許容量に応じて適宜に設定することができ、当該混入許容量に制限がない場合には任意に設定することができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the orifice 40 is a single pore formed through the holding portion 31 b of the stationary seal ring 31 in the radial direction, and communicates both the chambers 22 and 37. The sealing liquid 23 is supplied and filled from the sealing liquid chamber 37 to the sealing chamber 22. In general, it is preferable that the diameter of the pore 40 as an orifice is about 1 mm, and in this example, it is set to 1 mm. Note that the number and diameter of the pores constituting the orifice 40 can be set as appropriate according to the allowable mixing amount of the sealing liquid 23 into the slurry fluid 1, and are arbitrary if the allowable mixing amount is not limited. Can be set to

以上のように構成された第1ロータリジョイントR1にあっては、両ジョイントケース4,5における通路部8,11の内部領域(流体通路6)と外部領域(軸受室42等)との間に流体通路6を流動するスラリ流体1より高圧の封液23を封入したシール室22が介在されていること、シール室22のシール手段として、スラリ流体1に直接接触する箇所においてはグランドパッキン20を使用すると共にスラリ流体1とは接触しない箇所においては端面接触形のメカニカルシール(第1メカニカルシール)21を使用していること、及びシール室22への封液供給をオリフィス40を介して行なうようにしたことから、スラリ流体1が下水汚泥,屎尿汚泥等のスラリ濃度の高いものである場合にも、当該スラリ流体1を長期に亘って漏れを生じることなく良好に流動させることができる。   In the first rotary joint R1 configured as described above, between the inner region (fluid passage 6) and the outer region (bearing chamber 42, etc.) of the passage portions 8 and 11 in both joint cases 4 and 5. A seal chamber 22 filled with a sealing liquid 23 higher in pressure than the slurry fluid 1 flowing in the fluid passage 6 is interposed, and as a sealing means of the seal chamber 22, a gland packing 20 is provided at a location in direct contact with the slurry fluid 1. The end-contact type mechanical seal (first mechanical seal) 21 is used in a place where it is used and does not come into contact with the slurry fluid 1, and the sealing liquid is supplied to the seal chamber 22 through the orifice 40. Therefore, even when the slurry fluid 1 has a high slurry concentration such as sewage sludge and manure sludge, the slurry fluid 1 leaks over a long period of time. It can be excellently flow without causing.

すなわち、シール室22には、スラリ流体1より高圧の封液23が封入されていることから、静止側流体通路部分6aから回転側流体通路部分6bへと流動するスラリ流体1が両通路部分6a,6bの相対回転部分から漏れることがない。   That is, since the seal chamber 22 is sealed with the sealing liquid 23 having a pressure higher than that of the slurry fluid 1, the slurry fluid 1 flowing from the stationary side fluid passage portion 6a to the rotation side fluid passage portion 6b is in the two passage portions 6a. , 6b does not leak.

また、グランドパッキン20は、メカニカルシールのような高度のシール機能を発揮するものではないが、メカニカルシールのように下水汚泥等との接触によりシール機能が短時間で低下,喪失するものでない。すなわち、メカニカルシール、例えば第1メカニカルシール21をスラリ流体1に接触する箇所に使用したとすると、相対回転する密封環30,31間や静止密封環31の二次シール部分(Oリング35により保持した部分)に汚泥等のスラリ成分が侵入して、密封環30,31が適正に接触しなくなったり静止密封環31の追従動作(軸線方向変位)が不良となって、短期間のうちに、シール機能が低下,喪失することになる。しかし、グランドパッキン20は、メカニカルシール21のような高度のシール機能を発揮し得ないものであるから、スラリ流体1より高圧の封液23が当該パッキン20のシール部分(相対回転する第1通路部8との接触部分)から流体通路6側へと漏れることになり、これによりシール部分へのスラリ流体1の侵入が阻止される。そのため、グランドパッキン20のシール機能がスラリ流体1との接触により低下,喪失するようなことはない。また、シール部分から漏洩する封液23によって、グランドパッキン20と第1通路部8との間が潤滑されることから、第1通路部8との接触摩耗によるグランドパッキン20の損傷が防止され、グランドパッキン20によるシール機能が長期に亘って良好に発揮される。   Moreover, although the gland packing 20 does not exhibit a high-level sealing function like a mechanical seal, the sealing function is not reduced or lost in a short time due to contact with sewage sludge or the like unlike a mechanical seal. That is, if a mechanical seal, for example, the first mechanical seal 21 is used at a position where it contacts the slurry fluid 1, a secondary seal portion (held by the O-ring 35) between the sealing rings 30 and 31 that rotate relative to each other and the stationary sealing ring 31. Slurry components such as sludge intrude into the part) and the sealing rings 30 and 31 do not come into proper contact with each other or the follow-up operation (axial displacement) of the stationary sealing ring 31 becomes defective. The sealing function will be reduced or lost. However, since the gland packing 20 is not capable of exhibiting a sophisticated sealing function like the mechanical seal 21, the sealing liquid 23 having a pressure higher than that of the slurry fluid 1 is a seal portion of the packing 20 (the first passage for relative rotation). From the contact portion with the portion 8) to the fluid passage 6 side, thereby preventing the slurry fluid 1 from entering the seal portion. Therefore, the sealing function of the gland packing 20 is not lowered or lost due to contact with the slurry fluid 1. Moreover, since the gap between the gland packing 20 and the first passage portion 8 is lubricated by the sealing liquid 23 leaking from the seal portion, damage to the gland packing 20 due to contact wear with the first passage portion 8 is prevented, The sealing function by the gland packing 20 is satisfactorily exhibited over a long period of time.

ところで、グランドパッキン20からの封液23の漏れが微量である限り、封液23がスラリ流体1の液分と同質であるから、漏洩封液23がスラリ流体1に混入することによって何らの問題も生じない。例えば、遠心脱水機により脱水処理される下水汚泥,屎尿汚泥等については、封液23として使用される水が微量混入しても、その後の脱水処理には何らの影響も及ぼさない。また、グランドパッキン20のシール部分は封液23により潤滑されるが、この潤滑が十分に行なわれない場合には、第1通路部8との接触摩耗によりグランドパッキン20が損傷して大量漏れを生じることになる。   By the way, as long as the leakage of the sealing liquid 23 from the gland packing 20 is very small, the sealing liquid 23 is of the same quality as the liquid content of the slurry fluid 1, so that any problem is caused by the leakage sealing liquid 23 being mixed into the slurry fluid 1. Does not occur. For example, for sewage sludge, sewage sludge, and the like that are dehydrated by a centrifugal dehydrator, even if a small amount of water used as the sealing liquid 23 is mixed, the subsequent dehydration process is not affected at all. Further, the sealing portion of the gland packing 20 is lubricated by the sealing liquid 23. However, if this lubrication is not sufficiently performed, the gland packing 20 is damaged due to contact wear with the first passage portion 8, and a large amount of leakage occurs. Will occur.

したがって、スラリ流体1のシールを長期に亘って良好に行うためには、グランドパッキン20のシール部分からはグランドパッキン20と第1通路部8との接触部分における潤滑を十分に行いうる程度の漏れがあり、且つその漏れがスラリ流体1に悪影響を及ぼさない程度に微量であることが一般に必要であるが、このような要請は、第1メカニカルシール21及びオリフィス40を設けておくことによって満足される。   Therefore, in order to satisfactorily seal the slurry fluid 1 over a long period of time, leakage from the seal portion of the gland packing 20 is sufficient to allow sufficient lubrication at the contact portion between the gland packing 20 and the first passage portion 8. In general, it is necessary that the amount of leakage is so small that the slurry fluid 1 is not adversely affected. However, such a request is satisfied by providing the first mechanical seal 21 and the orifice 40. The

すなわち、シール室22とこれに隣接する封液室37とが細孔であるオリフィス40を介して連通されていることから、グランドパッキン20からの漏れに応じてオリフィス40からシール室22への封液供給量が自動制御されて、流体通路6を流動するスラリ流体1の圧力が変動するような場合にも、グランドパッキン20からの漏れ量が常に適正範囲(以下「適正漏れ量」という)に保持される。例えば、一時的にグランドパッキン20からの漏れが適正漏れ量より増加すると、オリフィス40からシール室22への封液供給量と適正漏れ量との間に増加する方向の流量差が生じ、オリフィス40内(細孔によって形成される流路内)での封液流速が大きくなる。その結果、速度増加分の損失が生じることから、オリフィス40からシール室22への封液供給量が減少して、グランドパッキン20から漏れ量が適正漏れ量に瞬時に調整される。逆に、グランドパッキン20からの漏れが適正漏れ量より減少すると、オリフィス40からシール室22への封液供給量と適正漏れ量との間に減少する方向の流量差が生じ、オリフィス40内での封液流速が小さくなり、速度低下に伴って損失が適正時よりも減少するため、オリフィス40からシール室22への封液供給量が増加して、グランドパッキン20から漏れ量が適正漏れ量に瞬時に調整される。なお、オリフィス40を回転する部材(回転側ジョイントケース5又はこれに設けられたメカニカルシール構成部分)に形成した場合には、オリフィス40からの封液供給量が回転条件次第で不安定となる可能性がある。したがって、上記したオリフィス機能が良好に発揮されるためには、オリフィス40を回転しない部材に形成しておくべきである。   That is, since the sealing chamber 22 and the sealing liquid chamber 37 adjacent to the sealing chamber 22 communicate with each other through the orifice 40 which is a fine hole, the sealing from the orifice 40 to the sealing chamber 22 is performed in response to leakage from the gland packing 20. Even when the liquid supply amount is automatically controlled and the pressure of the slurry fluid 1 flowing in the fluid passage 6 fluctuates, the leakage amount from the gland packing 20 is always within the appropriate range (hereinafter referred to as “appropriate leakage amount”). Retained. For example, when the leakage from the gland packing 20 temporarily increases from the appropriate leakage amount, a flow rate difference in an increasing direction is generated between the sealing liquid supply amount from the orifice 40 to the seal chamber 22 and the appropriate leakage amount. The sealing liquid flow rate in the inside (in the flow path formed by the pores) increases. As a result, a loss corresponding to the speed increase occurs, so that the amount of sealing liquid supplied from the orifice 40 to the seal chamber 22 decreases, and the leakage amount from the gland packing 20 is instantaneously adjusted to an appropriate leakage amount. On the contrary, when the leakage from the gland packing 20 is reduced below the appropriate leakage amount, a flow rate difference in a decreasing direction is generated between the sealing liquid supply amount from the orifice 40 to the seal chamber 22 and the appropriate leakage amount. Since the sealing liquid flow rate becomes smaller and the loss decreases as the speed decreases, the amount of sealing liquid supplied from the orifice 40 to the seal chamber 22 increases, and the leakage amount from the gland packing 20 becomes the appropriate leakage amount. Will be adjusted instantly. When the orifice 40 is formed on a rotating member (the rotary joint case 5 or a mechanical seal component provided on the rotary joint case 5), the sealing liquid supply amount from the orifice 40 may become unstable depending on the rotation conditions. There is sex. Therefore, in order for the above-described orifice function to be satisfactorily exhibited, the orifice 40 should be formed on a non-rotating member.

さらに、シール室22をグランドパッキン20と共にシールする手段としてメカニカルシール21を使用しているから、つまりシール室22と封液室37との間が第1メカニカルシール21によって高度にシールされているから、シール室22内の圧力がグランドパッキン20からの漏れを正確に反映して変動することになる。その結果、上記したオリフィス機能が適正に発揮されることになり、グランドパッキン20からの漏れ制御が良好に行なわれる。仮に、第1メカニカルシール21に代えてグランドパッキン20のような低シール機能の環状シール部材を使用すると、シール室22内の圧力がグランドパッキン20からの漏れを正確に反映せず、かかる漏れとは無関係に変動することになり、上記したオリフィス機能は適正に発揮されない。   Further, since the mechanical seal 21 is used as a means for sealing the seal chamber 22 together with the gland packing 20, that is, the space between the seal chamber 22 and the sealing liquid chamber 37 is highly sealed by the first mechanical seal 21. The pressure in the seal chamber 22 fluctuates to accurately reflect the leakage from the gland packing 20. As a result, the above-described orifice function is properly exhibited, and the leakage control from the gland packing 20 is favorably performed. If an annular seal member having a low sealing function such as the gland packing 20 is used instead of the first mechanical seal 21, the pressure in the seal chamber 22 does not accurately reflect the leak from the gland packing 20, Therefore, the orifice function described above cannot be properly performed.

したがって、グランドパッキン20のシール部分は常に封液23により適度に潤滑されることになり、且つシール部分からの漏れが適正漏れ量に保持されることから、スラリ流体1のシールを長期に亘って良好に行なうことができ、スラリ流体1を、それが下水汚泥,屎尿汚泥等のスラリ濃度の高いものである場合にも、静止側流路2から回転側流路3へと良好に流動させることができる。   Accordingly, the seal portion of the gland packing 20 is always properly lubricated by the sealing liquid 23, and the leakage from the seal portion is maintained at an appropriate leakage amount. The slurry fluid 1 can flow well from the stationary side channel 2 to the rotation side channel 3 even when the slurry fluid 1 has a high slurry concentration such as sewage sludge and manure sludge. Can do.

ところで、上記したオリフィス機能は、パッキン押圧体27の突起27aによりグランドパッキン20の一部20aを非シール部分となしておくことによって、より効果的に発揮されることになる。すなわち、突起27aが食い込んでいるパッキン部分20aにおいては、シール室22の封液23が積極的に侵入することになる。したがって、回転側ジョイントケース5の回転に伴って、グランドパッキン20と第1通路部8との接触部分(正確には、グランドパッキン20とセラミックコーティング8aとの接触部分)には、上記パッキン部分20aから侵入した封液23が徐々に浸透していき、当該接触部分を良好に潤滑することになる。その結果、第1ロータリジョイントR1が遠心脱水機のような高速回転機器に装備されて、グランドパッキン20と第1通路部8とが高速で相対回転する場合にも、これによってグランドパッキン20が摩耗損傷することがなく、上記したオリフィス機能が適正に発揮される。   By the way, the above-described orifice function is more effectively exhibited by setting a part 20a of the gland packing 20 as a non-sealed part by the protrusion 27a of the packing pressing body 27. That is, the sealing liquid 23 in the seal chamber 22 actively invades the packing portion 20a in which the protrusion 27a is biting. Therefore, as the rotation-side joint case 5 rotates, the packing portion 20a is placed on the contact portion between the gland packing 20 and the first passage portion 8 (more precisely, the contact portion between the gland packing 20 and the ceramic coating 8a). The sealing liquid 23 that has entered from the inside gradually permeates, and the contact portion is well lubricated. As a result, even when the first rotary joint R1 is installed in a high-speed rotating device such as a centrifugal dehydrator and the gland packing 20 and the first passage portion 8 rotate relatively at a high speed, the gland packing 20 is thus worn. The above-mentioned orifice function is properly exhibited without being damaged.

また、遠心脱水機のような高速回転機器においては、回転側ジョイントケース5の高速回転によりベアリング13a,13bが激しく発熱して、熱損する虞れがある。しかし、第1ロータリジョイントR1にあっては、ベアリング13a,13bの内周部を保持する第2通路部11がシール室22の外周壁を構成しており、シール室22の封液23によって冷却(水冷)されることから、ベアリング13a,13bの外周部を保持する軸受部9が封液室37の封液23との接触により冷却されることとも相俟って、ベアリング13a,13b(及びオイルシール14a,14b)の発熱が抑制されて、熱損による寿命低下が可及的に防止される。   Further, in a high-speed rotating device such as a centrifugal dehydrator, the bearings 13a and 13b may generate heat violently due to high-speed rotation of the rotation-side joint case 5, and there is a risk of heat loss. However, in the first rotary joint R 1, the second passage portion 11 that holds the inner peripheral portions of the bearings 13 a and 13 b constitutes the outer peripheral wall of the seal chamber 22, and is cooled by the sealing liquid 23 in the seal chamber 22. (Because it is water-cooled), the bearings 9 a and 13 b (and the bearings 9 a and 13 b (and the bearings 9 a and 13 b) are cooled by contact with the sealing liquid 23 in the sealing chamber 37. The heat generation of the oil seals 14a and 14b) is suppressed, and the life reduction due to heat loss is prevented as much as possible.

なお、上記した第1ロータリジョイントR1における効果,機能は、スラリ流体1が回転側流路3から静止側流路2へと流動される用途に使用された場合にも、同様に発揮されることはいうまでもない。   Note that the effects and functions of the first rotary joint R1 described above are similarly exhibited when the slurry fluid 1 is used for applications in which the fluid 1 flows from the rotation side channel 3 to the stationary side channel 2. Needless to say.

図5は本発明に係るロータリジョイントの第2の実施の形態を示した縦断側面図であり、この実施の形態におけるロータリジョイント(以下『第2ロータリジョイント』という)R2は、ベアリング13a,13b(及びオイルシール14a,14b)を保持する静止側ジョイントケース4の軸受部9を冷却液23bによるラジエータ構造とした点を除いて、上記した第1ロータリジョイントR1と同一構造をなすものである。なお、第2ロータリジョイントR2における各構成部材のうち、第1ロータリジョイントR1と同一構造をなすものについては、図5において同一の符号を付することによって、その詳細は省略することとする。   FIG. 5 is a longitudinal side view showing a second embodiment of a rotary joint according to the present invention. In this embodiment, a rotary joint (hereinafter referred to as “second rotary joint”) R2 includes bearings 13a, 13b ( And the same structure as the first rotary joint R1 described above except that the bearing portion 9 of the stationary joint case 4 holding the oil seals 14a, 14b) has a radiator structure by the coolant 23b. Of the constituent members in the second rotary joint R2, those having the same structure as the first rotary joint R1 are designated by the same reference numerals in FIG. 5, and the details thereof are omitted.

すなわち、第2ロータリジョイントR2にあっては、図5に示す如く、ベアリング13a,13b及びオイルシール14a,14bを保持している静止側ジョイントケース4の軸受部9を、これに冷却液23bが流動する冷却液通路60を形成して、ベアリング13a,13b及びオイルシール14a,14bを冷却するラジエータ構造に構成してある。冷却液通路60は、前位のベアリング13aに対応する位置に配して、軸受部9の外周部にこれと同心をなして形成された環状空間である。冷却液通路60には、軸受部9に形成した第1〜第3連通路61,62,63を介して、封液室37の封液(水)23が冷却液23bとして供給されるようになっている。第2連通路62は、第2メカニカルシール41の静止密封環45に対応する位置に配して、軸受部9の内周部にこれと同心をなして形成された環状通路であり、第1連通路路61は封液室37と第2連通路62とを連通するものであり、第3連通路63は第2連通路62と冷却液通路60とを連通するものである。また、軸受部9には、冷却液通路60に連通する排出路64が形成されている。この排出路64には、前記した封液排出ライン39aが接続されていて、封液23(冷却液23b)を封液室37から冷却液通路60へと循環流動させるようになっている。すなわち、第2ロータリジョイントR2では、第1ロータリジョイントR1における排液路39が冷却液通路60、連通路61,62,63及び排出路64で構成されている。なお、第3連通路63と排出路64とは、図5に示す如く、冷却液通路60に前後に対向して開口されているが、その両開口部間における冷却液通路部分に設けた隔壁65により、両路63,64間のショートパスを阻止するようにしている。また、この例では、封液23ないし冷却液23bとして常温水が使用されているが、必要に応じて、封液供給ライン38a及び封液排出ライン39aで構成される循環回路に冷却機構を設けて、冷却液通路60から排出されて封液室37に循環供給される封液23を冷却するようにすることも可能である。   That is, in the second rotary joint R2, as shown in FIG. 5, the bearing portion 9 of the stationary side joint case 4 holding the bearings 13a and 13b and the oil seals 14a and 14b is provided with the coolant 23b. A flowing cooling liquid passage 60 is formed to constitute a radiator structure for cooling the bearings 13a and 13b and the oil seals 14a and 14b. The coolant passage 60 is an annular space that is disposed at a position corresponding to the front bearing 13 a and is formed concentrically with the outer peripheral portion of the bearing portion 9. The sealing liquid (water) 23 in the sealing liquid chamber 37 is supplied to the cooling liquid passage 60 as the cooling liquid 23 b via the first to third communication paths 61, 62, 63 formed in the bearing portion 9. It has become. The second communication passage 62 is an annular passage formed at a position corresponding to the stationary sealing ring 45 of the second mechanical seal 41 and formed concentrically with the inner peripheral portion of the bearing portion 9. The communication path 61 communicates the sealed chamber 37 and the second communication path 62, and the third communication path 63 communicates the second communication path 62 and the coolant path 60. In addition, a discharge path 64 that communicates with the coolant passage 60 is formed in the bearing portion 9. The above-described sealing liquid discharge line 39a is connected to the discharge path 64, and the sealing liquid 23 (cooling liquid 23b) is circulated and flowed from the sealing liquid chamber 37 to the cooling liquid passage 60. That is, in the second rotary joint R <b> 2, the drainage passage 39 in the first rotary joint R <b> 1 includes the coolant passage 60, the communication passages 61, 62, 63, and the discharge passage 64. As shown in FIG. 5, the third communication passage 63 and the discharge passage 64 are opened facing the coolant passage 60 in the front-rear direction, but the partition provided in the coolant passage portion between the openings. 65 prevents a short path between the two paths 63 and 64. In this example, room-temperature water is used as the sealing liquid 23 or the cooling liquid 23b. However, if necessary, a cooling mechanism is provided in the circulation circuit composed of the sealing liquid supply line 38a and the sealing liquid discharge line 39a. The sealing liquid 23 discharged from the cooling liquid passage 60 and circulated and supplied to the sealing liquid chamber 37 can also be cooled.

このように構成された第2ロータリジョイントR2にあっては、第1ロータリジョイントR1と同様の効果,機能を発揮する他、更にベアリング13a,13bを保持する静止側ジョイントケース4の軸受部9が冷却液23b(封液23である水)が循環流動する水冷ラジエータ構造とされていることから、回転側ジョイントケース5が高速回転する場合にも、ベアリング13a,13b(及びオイルシール14a,14a)が充分に冷却されて、発熱により熱損する虞れがない。したがって、遠心脱水機のような高速回転機器に装備された場合にも、耐久性が向上し、長期に亘って良好なジョイント機能を発揮させることができる。しかも、冷却液23bとして封液23を使用して、封液供給装置と冷却液供給装置とを兼用するようにしたから、両供給装置を各別に設ける場合に比して遠心脱水機を含むシステム全体の簡略化を図ることができる。なお、冷却液通路60を設けない第1ロータリジョイントR1においても、上述した如く、ベアリング13a,13bがシール室22及び封液室37の封液23によって冷却されるが、第2ロータリジョイントR2のように軸受部9を水冷式ラジエータ構造としておくことによって、当該冷却が更に効果的に行なわれることになる。   The second rotary joint R2 configured in this manner exhibits the same effects and functions as the first rotary joint R1, and further has a bearing portion 9 of the stationary joint case 4 that holds the bearings 13a and 13b. Since the cooling liquid 23b (water which is the sealing liquid 23) circulates and flows, the bearings 13a and 13b (and the oil seals 14a and 14a) are provided even when the rotation-side joint case 5 rotates at a high speed. Is sufficiently cooled and there is no risk of heat loss due to heat generation. Therefore, even when equipped in a high-speed rotating device such as a centrifugal dehydrator, durability is improved and a good joint function can be exhibited over a long period of time. Moreover, since the sealing liquid 23 is used as the cooling liquid 23b and the sealing liquid supply device and the cooling liquid supply device are used together, a system including a centrifugal dehydrator as compared with the case where both supply devices are provided separately. The whole can be simplified. Even in the first rotary joint R1 in which the coolant passage 60 is not provided, as described above, the bearings 13a and 13b are cooled by the seal liquid 23 in the seal chamber 22 and the seal chamber 37, but the second rotary joint R2 In this way, the bearing 9 has a water-cooled radiator structure, so that the cooling can be performed more effectively.

また、図6は本発明に係るロータリジョイントの第3の実施の形態を示した縦断側面図であり、この実施の形態におけるロータリジョイント(以下『第3ロータリジョイント』という)R3は、環状シール部材であるグランドパッキン20の挟圧力付与手段として複数個のスプリング66を使用するようにした点を除いて、上記した第2ロータリジョイントR2と同一構造をなすものである。なお、第3ロータリジョイントR3における各構成部材のうち、第2ロータリジョイントR2と同一構造をなすものについては、図6及びその要部の拡大図である図7において同一の符号を付することによって、その詳細は省略することとする。   FIG. 6 is a longitudinal side view showing a third embodiment of a rotary joint according to the present invention. A rotary joint (hereinafter referred to as “third rotary joint”) R3 in this embodiment is an annular seal member. The second rotary joint R2 has the same structure as that of the second rotary joint R2 except that a plurality of springs 66 are used as the clamping pressure application means of the gland packing 20 as described above. In addition, about each structural member in 3rd rotary joint R3 which makes the same structure as 2nd rotary joint R2, it attaches | subjects the same code | symbol in FIG. 6 and FIG. 7 which is an enlarged view of the principal part. The details will be omitted.

すなわち、第3ロータリジョイントR3にあっては、図6及び図7に示す如く、パッキン押圧体27とスプリング受部29との間にスプリング保持環67を配置して、このスプリング保持環67に複数個のスプリング66(1個のみ図示)を保持させてある。すなわち、スプリング保持環67は、スプリング受部29に衝合させた状態で第2通路部11の内周面に嵌合固定されており、周方向に等間隔を隔てて形成した軸線方向貫通状の複数のスプリング保持孔67aに夫々スプリング66を挿通保持させてある。各スプリング66は、スプリング保持孔67aに挿通保持された状態で、スプリング受部29とパッキン押圧体27との間に装填されていて、パッキン押圧体27を、第1又は第2ロータリジョイントR1,R2におけるスプリング26と同様に、グランドパッキン20へと押圧附勢している。スプリング受部29には、各スプリング保持孔67aに連通する連通孔29aが形成されている。スプリング保持環67は、これに突設したピン67bをスプリング受部29に形成した係合孔29bに係合させることにより、第2通路部11に対する相対回転が阻止されている。   That is, in the third rotary joint R3, as shown in FIGS. 6 and 7, a spring holding ring 67 is disposed between the packing pressing body 27 and the spring receiving portion 29, and a plurality of spring holding rings 67 are arranged on the spring holding ring 67. One spring 66 (only one is shown) is held. That is, the spring retaining ring 67 is fitted and fixed to the inner peripheral surface of the second passage portion 11 in a state of being abutted with the spring receiving portion 29, and is formed in an axially penetrating shape formed at equal intervals in the circumferential direction. The springs 66 are inserted and held in the plurality of spring holding holes 67a. Each spring 66 is inserted between the spring holding hole 67a and is loaded between the spring receiving portion 29 and the packing pressing body 27, and the packing pressing body 27 is connected to the first or second rotary joint R1, Like the spring 26 in R2, it is urged against the gland packing 20. The spring receiving portion 29 is formed with a communication hole 29a that communicates with each spring holding hole 67a. The spring holding ring 67 is prevented from rotating relative to the second passage portion 11 by engaging a pin 67 b projecting therefrom with an engagement hole 29 b formed in the spring receiving portion 29.

このように構成された第3ロータリジョイントR3では、複数個のスプリング66によりパッキン押圧体27をその周方向における等間隔位置で押圧することから、パッキン押圧体27によるグランドパッキン20の押圧力が不均等とならず、グランドパッキン20の挟圧がより適正に行なわれる。   In the third rotary joint R3 configured in this way, the packing pressing body 27 is pressed at equal intervals in the circumferential direction by the plurality of springs 66, so that the pressing force of the gland packing 20 by the packing pressing body 27 is not increased. Evenly, the clamping pressure of the gland packing 20 is more appropriately performed.

なお、本発明の構成は上記した第1〜第3ロータリジョイントR1,R2,R3に限定されず、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において適宜に改良,変更することができる。   The configuration of the present invention is not limited to the first to third rotary joints R1, R2, and R3 described above, and can be appropriately improved and changed without departing from the basic principle of the present invention.

例えば、第1〜第3ロータリジョイントR1,R2,R3ではオリフィス40を第1メカニカルシール21の静止側部材である静止密封環31に形成したが、図8に示す如く、静止側ジョイントケース4に形成するようにしてもよい。オリフィス40の形成場所は、それが静止側部材である限り、オリフィス機能上、特に制限されないが、封液23による澱み部分を生じさせないためには、メカニカルシール(第1メカニカルシール)21によるシール箇所の近傍においてシール室22に開口しうる場所としておくことが好ましい。   For example, in the first to third rotary joints R1, R2, and R3, the orifice 40 is formed in the stationary seal ring 31 that is the stationary side member of the first mechanical seal 21, but as shown in FIG. You may make it form. The position where the orifice 40 is formed is not particularly limited in terms of the orifice function as long as it is a stationary side member. However, in order not to cause a stagnation portion due to the sealing liquid 23, a sealing portion by the mechanical seal (first mechanical seal) 21 is used. It is preferable to make it a place that can be opened to the seal chamber 22 in the vicinity of.

また、第1〜第3ロータリジョイントR1,R2,R3では、パッキン押圧体27をスプリング26,66によりグランドパッキン20へと押圧附勢するようにして、グランドパッキン20の挟圧力つまりシール力をスプリング26,66によって付与するように構成したが、シール条件によっては、図9に示す如く、スプリング26,66を設けることなく、パッキン押圧体27を第2通路部11の内周面に突設した環状係止部68に係止させて、グランドパッキン20の挟圧力(シール力)をパッキン押え25のボルト28による締め付け力によって調整するようにしておくことも可能である。一方、スプリング26,66を設けておくときは、スラリ流体1が堆積することによる目詰まりを阻止するために、当該スプリング26,66は上記した如くスラリ流体1に直接接触しない場所に配置しておくことが好ましい。   Further, in the first to third rotary joints R1, R2, and R3, the packing pressing body 27 is pressed and urged against the gland packing 20 by the springs 26 and 66, so that the clamping pressure of the gland packing 20, that is, the sealing force is changed to the spring. However, depending on the sealing conditions, the packing pressing body 27 is provided on the inner peripheral surface of the second passage portion 11 without providing the springs 26 and 66, as shown in FIG. It is also possible to adjust the clamping force (sealing force) of the gland packing 20 by the tightening force of the bolts 28 of the packing retainer 25 by engaging with the annular locking portion 68. On the other hand, when the springs 26 and 66 are provided, the springs 26 and 66 are arranged in a place where they are not in direct contact with the slurry fluid 1 as described above in order to prevent clogging due to the accumulation of the slurry fluid 1. It is preferable to keep it.

また、第1〜第3ロータリジョイントR1,R2,R3では、回転側ジョイントケース5の通路部11をシール室22の外周壁を構成する第2通路部とし、静止側ジョイントケース4の通路部8をシール室22の内周壁を形成する第1通路部8としたが、このような両通路部8,11の関係は逆にすることも可能である。すなわち、静止側ジョイントケース4の通路部8を大径の第2通路部とすると共に回転側ジョイントケース5の通路部11を当該通路部8に挿入しうる小径の第1通路部として、通路部8の内周面と通路部11の外周面との間にシール室22を形成するようにしてもよい。この場合、回転側ジョイントケース5に前記軸受部9に相当する軸受部を設けて、この軸受部と静止側ジョイントケース4の通路部8との間にベアリング13a,13b(及びオイルシール14a,14b)を介装するようにする。   In the first to third rotary joints R1, R2, and R3, the passage portion 11 of the rotation side joint case 5 is used as the second passage portion that constitutes the outer peripheral wall of the seal chamber 22, and the passage portion 8 of the stationary side joint case 4 is used. The first passage portion 8 that forms the inner peripheral wall of the seal chamber 22 is used, but the relationship between the passage portions 8 and 11 can be reversed. In other words, the passage portion 8 of the stationary joint case 4 is used as a second passage portion having a large diameter, and the passage portion 11 of the rotation side joint case 5 is used as a first passage portion having a small diameter that can be inserted into the passage portion 8. A seal chamber 22 may be formed between the inner peripheral surface of 8 and the outer peripheral surface of the passage portion 11. In this case, a bearing portion corresponding to the bearing portion 9 is provided in the rotation side joint case 5, and the bearings 13 a and 13 b (and the oil seals 14 a and 14 b are provided between the bearing portion and the passage portion 8 of the stationary side joint case 4. ).

また、環状シール部材20としては上記したグランドパッキンに限定されないが、環状シール部材20からの封液23の漏れ量をオリフィス40によって制御でき且つ高速回転に対する耐久性に優れたものであるものを使用することが好ましい。   Further, the annular seal member 20 is not limited to the above-described gland packing, but the one that can control the leakage amount of the sealing liquid 23 from the annular seal member 20 by the orifice 40 and has excellent durability against high-speed rotation is used. It is preferable to do.

また、本発明のロータリジョイントは、下水汚泥,屎尿汚泥等のようにスラリ濃度が高いスラリ流体を扱う遠心脱水機等の回転機器に好適するものであるが、環状シール部材20からの封液漏れ(微量封液の混入)を許容できるものである限り、スラリ濃度が低いスラリ流体を含むあらゆる性状のスラリ流体に対しても良好に適用することができ、その用途は極めて広範である。   Further, the rotary joint of the present invention is suitable for a rotary device such as a centrifugal dehydrator that handles slurry fluid having a high slurry concentration such as sewage sludge, manure sludge, etc. As long as (mixing of a small amount of sealing liquid) can be tolerated, it can be applied well to slurry fluids of any property including slurry fluids having a low slurry concentration, and its application is extremely wide.

第1ロータリジョイントを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows a 1st rotary joint. 図1の要部を拡大して示す詳細図である。FIG. 2 is an enlarged detailed view showing a main part of FIG. 1. 図1の他の要部を拡大して示す詳細図である。FIG. 3 is a detailed view showing another main part of FIG. 1 in an enlarged manner. 図1のIV−IV線に沿う要部の縦断正面図である。It is a vertical front view of the principal part along the IV-IV line of FIG. 第2ロータリジョイントを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows a 2nd rotary joint. 第3ロータリジョイントを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows a 3rd rotary joint. 図6の要部を拡大して示す詳細図である。FIG. 7 is a detailed view showing an essential part of FIG. 6 in an enlarged manner. 本発明に係るロータリジョイントの変形例を示す要部の縦断側面図である。It is a vertical side view of the principal part which shows the modification of the rotary joint which concerns on this invention. 本発明に係るロータリジョイントの他の変形例を示す要部の縦断側面図である。It is a vertical side view of the principal part which shows the other modification of the rotary joint which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

R1…第1ロータリジョイント(スラリ用ロータリジョイント)、 R2…第2ロータリジョイント(スラリ用ロータリジョイント)、R3…第3ロータリジョイント(スラリ用ロータリジョイント)、1…スラリ流体、2…静止側流路、3…回転側流路、4…静止側ジョイントケース、 5…回転側ジョイントケース、6…流体通路、6a…静止側流体通路部分、6b…回転側流体通路部分、7…シール手段、8…第1通路部(静止側ジョイントケースの通路部)、9…軸受部、10…フランジ部、11…第2通路部(回転側ジョイントケースの通路部)、12…フランジ部、13a,13b…ベアリング、14a,14b…オイルシール、20…グランドパッキン(環状シール部材)、20a…パッキン部分(突起が食い込んでいるシール部材部分)、 21…第1メカニカルシール(シール室をシールするメカニカルシール)、22…シール室、23,23a…封液、23b…冷却液(封液)、24…封液供給路、25…パッキン押え、26…スプリング(第1メカニカルシールのスプリング)、27…パッキン押圧体、27a…突起、29…スプリング受部、30…回転密封環(回転側ジョイントケースに設けられたメカニカルシール構成部分)、31a…静止密封環の本体部、31b…静止密封環の保持部、37…封液室、40…オリフィス、41…第2メカニカルシール、60…冷却液通路。   R1 ... 1st rotary joint (slurry rotary joint), R2 ... 2nd rotary joint (slurry rotary joint), R3 ... 3rd rotary joint (slurry rotary joint), 1 ... Slurry fluid, 2 ... Static side flow path DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Rotation side flow path, 4 ... Stationary side joint case, 5 ... Rotation side joint case, 6 ... Fluid passage, 6a ... Stationary side fluid passage part, 6b ... Rotation side fluid passage part, 7 ... Sealing means, 8 ... 1st passage part (passage part of stationary side joint case), 9 ... bearing part, 10 ... flange part, 11 ... 2nd passage part (passage part of rotation side joint case), 12 ... flange part, 13a, 13b ... bearing , 14a, 14b ... oil seal, 20 ... gland packing (annular seal member), 20a ... packing part (seal with protrusions biting in) 21) 1st mechanical seal (mechanical seal for sealing the seal chamber), 22 ... Seal chamber, 23, 23a ... Sealing liquid, 23b ... Cooling liquid (sealing liquid), 24 ... Sealing liquid supply path, 25 ... Packing presser, 26... Spring (first mechanical seal spring), 27... Packing pressing body, 27 a... Projection, 29 .. spring receiving portion, 30 .. rotating seal ring (mechanical seal component provided on the rotating joint case) 31a ... Main body part of stationary seal ring, 31b ... Holding part of stationary seal ring, 37 ... Sealing liquid chamber, 40 ... Orifice, 41 ... Second mechanical seal, 60 ... Coolant passage.

Claims (6)

静止側流路に接続される円筒状の通路部を有する静止側ジョイントケースに、回転側流路に接続される円筒状の通路部を有する回転側ジョイントケースを、一方の通路部たる第1通路部を他方の通路部である第2通路部に同心状に挿入させた状態で、両通路部の軸線回りで回転自在に連結して、両通路部内を貫通する一連の流体通路を形成し、
両通路部の対向周面間に、この対向周面間に充填した環状シール部材と両ジョイントケース間に介設したメカニカルシールとによって閉塞された環状空間であって流体通路との間を環状シール部材によってシールされたシール室を形成
静止側ジョイントケース又はこれに設けられたメカニカルシール構成部分にシール室に連通するオリフィスを形成し
両ジョイントケース間に、前記メカニカルシールを含む2つのメカニカルシールによって閉塞された環状空間であって前記オリフィスを介してシール室に連通する封液室を形成すると共に、
静止側ジョイントケースに、流体通路を流動するスラリ流体より高圧で且つ当該流体に混入することが許容される封液を封液室に供給する給液路を形成して
当該封液をオリフィスからシール室に供給,充満させるように構成したことを特徴とするスラリ流体用ロータリジョイント。
A rotary side joint case having a cylindrical passage portion connected to a rotation side flow path is connected to a stationary side joint case having a cylindrical passage portion connected to the static side flow path, as a first passage as one passage portion. In a state where the part is inserted concentrically into the second passage part which is the other passage part, it is rotatably connected around the axis of both passage parts to form a series of fluid passages penetrating through both passage parts,
An annular space sealed between the opposing peripheral surfaces of the two passage portions by an annular seal member filled between the opposing peripheral surfaces and a mechanical seal interposed between the joint cases and between the fluid passages. forming a seal chamber which is sealed by a member,
An orifice communicating with the seal chamber is formed in the stationary joint case or the mechanical seal component provided in the stationary joint case ,
Between the joint cases, an annular space closed by two mechanical seals including the mechanical seal and forming a sealed liquid chamber communicating with the seal chamber through the orifice;
In the stationary joint case, a liquid supply path for supplying a sealing liquid having a pressure higher than that of the slurry fluid flowing in the fluid passage and allowed to be mixed into the fluid to the sealing chamber is formed .
A rotary joint for slurry fluid, characterized in that the sealing liquid is supplied and filled from the orifice into the seal chamber.
シール室と封液室との間をシールするメカニカルシールが、静止側ジョイントケースに設けた静止密封環と回転側ジョイントケースに設けた回転密封環とが相対回転摺接する端面接触形のものであり、当該静止密封環にシール室と封液室とを連通する細孔を形成して、この細孔を前記オリフィスとなしていることを特徴とする、請求項1に記載するスラリ流体用ロータリジョイント。 The mechanical seal that seals between the seal chamber and the liquid seal chamber is of the end surface contact type in which the stationary seal ring provided in the stationary joint case and the rotary seal ring provided in the rotary joint case are in relative rotational sliding contact. , to form pores communicating the seal chamber and the sealing liquid chamber into the stationary seal ring, the pores characterized that you have no said orifice, rotary joint slurry fluid according to claim 1 . 回転側ジョイントケースが第2通路部を有しており、静止側ジョイントケースが第1通路部と第2通路部を同心状に囲繞する円筒状の軸受部とを有しており、両ジョイントケースを相対回転自在に連結するベアリングが回転側ジョイントケースの第2通路部と静止側ジョイントケースの軸受部との対向周面間に装填されており、軸受部には冷却液が流動する冷却液通路が形成されていることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載するスラリ流体用ロータリジョイント。 The rotation side joint case has a second passage portion, and the stationary side joint case has a first passage portion and a cylindrical bearing portion concentrically surrounding the second passage portion. Is mounted between the opposed peripheral surfaces of the second passage portion of the rotary joint case and the bearing portion of the stationary joint case, and a coolant passage through which the coolant flows The rotary joint for slurry fluid according to claim 1 or 2, characterized in that is formed . 冷却液通路が封液室に連通されていて、封液室に供給された封液の一部が冷却液として冷却液通路に供給されるように構成してあることを特徴とする、請求項3に記載するスラリ流体用ロータリジョイント。 Coolant passages have been communicated to the sealing liquid chamber, a part of the supplied sealing liquid is configured to feature the tare Rukoto as supplied to the coolant passage as a coolant to the sealing liquid chamber, A rotary joint for slurry fluid according to claim 3. 環状シール部材が、一方の通路部に取り付けたパッキン押えとシール室に配して他方の通路部に対して相対回転可能に設けられたパッキン押圧体とによって軸線方向に挟圧された状態で両通路部間に充填されたグランドパッキンであり、パッキン押圧体に、グランドパッキンの内周側部分又は外周側部分であって上記他方の通路部と接触しているパッキン部分に食い込む突起を設けて、当該突起が食い込んでいる箇所においてグランドパッキンと当該他方の通路部との間に封液が導入されるように構成していることを特徴とする、請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4に記載するスラリ流体用ロータリジョイント。 Both annular seal members are clamped in the axial direction by a packing presser attached to one passage portion and a packing pressing body disposed in the seal chamber and provided to be rotatable relative to the other passage portion. It is a gland packing filled between the passage parts, and the packing pressing body is provided with a protrusion that bites into the packing part that is in contact with the other passage part on the inner peripheral side part or the outer peripheral side part of the gland packing, It characterized that you have configured to sealing liquid is introduced between the gland packing and the other passage portion in a portion where the protrusion bites, claim 1, claim 2, claim 3 or The rotary joint for slurry fluid according to claim 4. 封液として水を使用することを特徴とする、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4又請求項5に記載するスラリ流体用ロータリジョイント。 It characterized that you use water as working liquid, according to claim 1, claim 2, claim 3, the claims 4 or rotary joint slurry fluid according to claim 5.
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