KR102301382B1 - 밸브 - Google Patents

Abstract

유체 흐름의 제어를 위한 밸브가 개시된다. 상기 밸브는 밸브 하우징(3)과, 상기 밸브 하우징(3) 내부에 배치되며 밸브 하우징(3)을 통한 유체의 흐름을 제어하기 위한 유체 제어 수단(2)을 포함한다. 상기 밸브는 또한 샤프트 마찰 표면들(5, 6)의 세트를 포함하는 샤프트 수단(4)을 포함하며, 상기 샤프트 마찰 표면들(5, 6)의 세트는 상호간에 샤프트 마찰 표면 각도(SA)로 배치된 제1 샤프트 마찰 표면(5)과 제2 샤프트 마찰 표면(6)을 포함한다. 상기 샤프트 마찰 표면 각도(SA)는 제1 샤프트 마찰 표면(5)과 제2 샤프트 마찰 표면(6) 사이의 내측 각도이며, 상기 유체 제어 수단(2)은 샤프트 수단(4)의 회전에 따라 샤프트 수단(4)의 회전축(7)을 따라서 이동되도록 구성된다. 상기 밸브는 칼라 마찰 표면들(9, 10)의 세트를 포함하는 칼라 수단(collar meand)(8)을 더 포함하며, 상기 칼라 마찰 표면들(9, 10)의 세트는 상호간에 칼라 마찰 표면 각도(CA)로 배치된 제1 칼라 마찰 표면(9)과 제2 칼라 마찰 표면(10)을 포함한다. 상기 칼라 마찰 표면 각도(CA)는 제1 칼라 마찰 표면(9)과 제2 칼라 마찰 표면(10) 사이의 내측 각도이며, 상기 칼라 마찰 표면들(9, 10)의 세트는 상기 샤프트 마찰 표면들(5, 6)의 세트와 맞물리도록 구성되고, 상기 샤프트 마찰 표면 각도(SA)와 칼라 마찰 표면 각도(CA)는 110°와 175°사이이며, 바람직하게는 120°와 170°사이이다.

Description

밸브

본 발명은 유체 흐름의 제어를 위한 밸브에 관한 것이다. 상기 밸브는 밸브 하우징과 밸브 하우징 내부에 배치되어 밸브 하우징을 통과하는 유체의 흐름을 제어하기 위한 유체 제어 수단을 포함한다. 상기 밸브는 또한 샤프트 수단(shaft means)을 포함한다.

게이트 밸브와 같은 샤프트 작동 밸브는 일반적으로 웨지(wedge)의 너트와 맞물리는 나사부를 가진 샤프트를 포함한다. 따라서, 샤프트가 회전될 때, 웨지는 밸브를 통과하는 유체 통로를 열거나 닫기 위해 위 또는 아래로 이동될 것이다.

샤프트가 축방향으로 고정되는 것을 보장하기 위해, 예를 들어, WO 95/19518 A1으로부터, 샤프트 상의 원형 돌출부와 맞물리는 고정된 칼라(collar)를 가진 밸브 하우징을 제공하는 것이 알려져 있다. 그러나, 이러한 밸브 디자인은 밸브를 작동시킬 때, 특히 밸브를 열거나 닫는 중에 너무 큰 토크가 인가되는 경우에 웨지, 샤프트 또는 칼라를 손상시키는 위험을 수반한다.

따라서, WO 2014/177681 A1으로부터, 칼라와 샤프트 사이의 접촉 표면을 증가시킴으로써, 축방향 힘이 증가될 때, 예컨대, 웨지가 극단 위치에 도달하였을 때 마찰 저항을 증가시키기 위해, 칼라와 샤프트 사이에 샤프트의 축에 대하여 45°각도로 맞물림 접촉 표면들을 형성하는 것이 알려져 있다. 그러나, 밸브 하우징에 대해 샤프트를 축방향으로 고정시키는 이 방법은 비용효과적이 아니다.

따라서, 본 발명의 목적은 샤프트를 밸브 하우징에 대해 축방향으로 고정시키기 위한 더욱 비용효과적인 수단을 포함하는 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명은 유체 흐름의 제어를 위한 밸브를 제공한다. 상기 밸브는 밸브 하우징과, 상기 밸브 하우징 내부에 배치되며 상기 밸브 하우징을 통한 상기 유체의 흐름을 제어하기 위한 유체 제어 수단을 포함한다. 상기 밸브는 또한 샤프트 마찰 표면들의 세트를 포함하는 샤프트 수단을 포함하며, 상기 샤프트 마찰 표면들의 세트는 상호간에 샤프트 마찰 표면 각도로 배치된 제1 샤프트 마찰 표면과 제2 샤프트 마찰 표면을 포함한다. 상기 샤프트 마찰 표면 각도는 상기 제1 샤프트 마찰 표면과 상기 제2 샤프트 마찰 표면 사이의 내측 각도이며, 상기 유체 제어 수단은 상기 샤프트 수단의 회전에 따라 상기 샤프트 수단의 회전축을 따라서 이동되도록 구성된다. 상기 밸브는 칼라 마찰 표면들의 세트를 포함하는 칼라 수단(collar meand)을 더 포함하며, 상기 칼라 마찰 표면들의 세트는 상호간에 칼라 마찰 표면 각도로 배치된 제1 칼라 마찰 표면과 제2 칼라 마찰 표면을 포함한다. 상기 칼라 마찰 표면 각도는 상기 제1 칼라 마찰 표면과 상기 제2 칼라 마찰 표면 사이의 내측 각도이며, 상기 칼라 마찰 표면들의 세트는 상기 샤프트 마찰 표면들의 세트와 맞물리도록 구성되고, 상기 샤프트 마찰 표면 각도와 상기 칼라 마찰 표면 각도는 110° 내지 175°사이이며, 바람직하게는 120° 내지 170°사이이다.

상기 샤프트 수단과 칼라 수단을 적어도 한 세트의 마찰 표면들을 포함하도록 만드는 것은, 샤프트 마찰 표면들의 세트가 칼라 마찰 표면들의 세트와 맞물릴 때, 유체 제어 수단이 극단 위치에 도달한 것에 상관없이, 예컨대. 게이트 밸브의 웨지가 완전히 열린 위치 또는 완전히 닫힌 위치에 있는 경우에 상관없이, 상기 유체 제어 수단, 샤프트 수단, 칼라 수단 및/또는 밸브의 다른 부품들이 손상을 주는 과부하로부터 더 양호하게 보호될 것이라는 점에서 유리하다. 즉, 다시 말하면, 극단 위치에 도달한 유체 제어 수단으로 인해 축 방향 힘이 증가되면 바로 상기 샤프트 수단과 칼라 수단 사이에 큰 마찰력이 발생될 것이다. 축방향 힘의 방향은 상관없다.

WO 2014/166681 A1과 WO 95/19518 A1에 개시된 바와 같은 알려진 샤프트와 칼라에 있어서, 맞물리는 부분들 사이의 마찰이 다른 밸브 부품들의 손상 위험성이 충분히 감소될 정도로 높아지도록 보장하기 위해, 상기 칼라와 샤프트는 전형적으로 몇몇의 대응되는 표면들을 가져야 한다.

그러나, 상기 칼라 수단과 샤프트 수단의 마찰 표면들을 언급된 범위 내의 둔각으로 형성함으로써, 상기 샤프트 수단과 칼라 수단을 더 적은 세트의 샤프트 마찰 표면들과 칼라 마찰 표면들을 - 예를 들어, 오직 한 세트의 샤프트 마찰 표면들과 칼라 마찰 표면들을 - 가지도록 형성하는 것이 가능하고 여전히 동일한 정도의 마찰력을 달성하는 것이 가능하다. 이에 의해, 칼라 수단과 샤프트 수단의 제조 비용을 감소하는 것이 가능하다.

더욱이, 각개의 마찰 표면들 사이의 둔각은 위에서 언급된 범위 내에서 맞물리는 마찰 표면들의 세트들이 쐐기-효과(wedge effect)를 발생시킨다는 점에서 유리하며, 이는 맞물리는 샤프트 수단과 칼라 수단의 마찰/제동 효과를 증폭시킬 것이고, 이에 따라 물리적으로 더 작은 칼라 수단이 충분한 마찰/제동 효과를 발생시킬 수 있도록 하며, 따라서, 비용과 공간 소모를 감소시킨다.

또한, 상기 샤프트 마찰 표면 각도와 칼라 마찰 표면 각도가 너무 작으면, 쐐기-효과가 너무 작아지게 되고, 그래서 동일한 효과를 달성하기 위해 표면적은 증가되어야 할 것이다. 그러나, 상기 마찰 표면 각도들이 너무 크면, 상호간의 마찰 표면들이 실제로 쉽게 다시 분리될 수 없을 정도로 끼워질 위험성이 너무 높아지게 된다. 따라서, 제시된 각도 범위는 효율과 기능성 사이에서 유리한 관계를 제공한다.

이 문맥에서 "유체 제어 수단(fluid control means)"이라는 용어는, 지표면 아래에 배치된 밸브를 통과하는 유체의 흐름을 제어하는데 적합한 임의의 종류의 게이트, 해치, 볼 또는 임의의 다른 종류의 차단 장치로서 이해되어야 한다.

이 문맥에서, "샤프트 수단(shaft means)"이라는 용어는, 밸브 하우징 외부로부터의 회전을 밸브 하우징 내부의 유체 제어 수단으로 전달하기에 적합한 임의의 종류의 스핀들, 로드(rod), 축(axle) 또는 다른 종류의 샤프트로서 이해되어야 한다.

또한, 이 문맥에서 "칼라 수단(collar means)"이라는 용어는, 밸브의 샤프트 수단을 둘러싸고 밸브의 샤프트 수단과 밸브 하우징 사이에서 축방향 힘을 전달하기에 적합한 임의의 종류의 링, 밴드, 둥근 플랜지 또는 다른 종류의 칼라로서 이해되어야 한다. 그러나, 이는 칼라 수단이 축방향으로 및/또는 반경 방향으로 하나 이상의 실질적으로 별개의 부분들 및/또는 섹터들로 분할될 수 있다는 것을 배제하지 않으며, 칼라 수단이 밸브 하우징 또는 밸브의 다른 부분과 일체로 형성되는 것을 배제하지도 않는다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 샤프트 마찰 표면 각도와 상기 칼라 마찰 표면 각도는 실질적으로 동일하다.

상기 샤프트 마찰 표면 각도와 칼라 마찰 표면 각도를 실질적으로 동일하게 형성하는 것은, 그 표면들을 더 양호하게 매칭시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 샤프트 수단의 축방향 힘/이동에 의해 함께 강제될 때 샤프트 마찰 표면들과 칼라 마찰 표면들 사이의 마찰을 증가시킬 수 있다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 샤프트 마찰 표면 각도와 상기 칼라 마찰 표면 각도는 145° 내지 165°사이이며, 예를 들어 154°이다.

상기 샤프트 마찰 표면 각도와 칼라 마찰 표면 각도가 너무 작으면, 쐐기-효과가 너무 작아지게 되고, 그래서 동일한 효과를 달성하기 위해 표면적은 증가되어야 할 것이다. 그러나, 상기 마찰 표면 각도들이 너무 크면, 상호간의 마찰 표면들이 실제로 쉽게 다시 분리될 수 없을 정도로 끼워질 위험성이 너무 높아지게 된다. 따라서, 제시된 각도 범위는 효율과 기능성 사이에서 유리한 관계를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 샤프트 마찰 표면들과 상기 칼라 마찰 표면들 사이의 마찰 계수는 0.05 내지 2 사이이며, 바람직하게는 0.1 내지 1 사이이고, 가장 바람직하게는 0.15 내지 0.55 사이이며, 예를 들어 0.35이다.

상기 샤프트 마찰 표면들과 칼라 마찰 표면들 사이의 마찰 계수가 너무 작으면, 맞물리는 마찰 표면들이 원하는 제동 효과를 발생시키지 않을 것이고 밸브의 부품들을 손상시킬 위험성이 증가한다. 그러나, 접하는 마찰 표면들 사이의 마찰 계수가 너무 커지게 되면, 정상적인 작동 중에 밸브를 작동시키기 위해 더 큰 힘이 필요하다. 따라서, 제시된 마찰 계수 범위는 안전과 기능성 사이에서 유리한 관계를 제공한다.

이 문맥에서 "마찰 계수"라는 용어는 샤프트 수단과 칼라 수단의 건조한, 윤활되지 않은 마찰 표면들 사이의 정적 마찰 계수로서 이해되어야 한다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 마찰 표면 각도들과, 상기 샤프트 마찰 표면들과 상기 칼라 마찰 표면들 사이의 마찰 계수 사이의 비율은 150 내지 1,000 사이이며, 바람직하게는 200 내지 800 사이이고, 가장 바람직하게는 300 내지 600 사이이다.

상기 마찰 표면 각도들과, 상기 마찰 표면들 사이의 마찰 계수 사이의 비율이 너무 작으면, 맞물리는 마찰 표면들이 원하는 제동 효과를 발생시키지 않을 것이고 밸브의 부품들을 손상시킬 위험성이 증가한다. 그러나, 상기 비율이 너무 높으면, 정상적인 작동 중에 밸브를 작동시키기 위해 더 큰 힘이 필요하며 및/또는 마찰 표면들이 쉽게 다시 분리될 수 없을 정도로 끼워질 위험성이 증가한다. 따라서, 제시된 마찰 계수 범위는 안전과 기능성의 유리한 관계를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 샤프트 수단의 회전축과 상기 제1 샤프트 마찰 표면 사이의 제1 전이각도(transition angle)는 상기 샤프트 수단의 회전축과 상기 제2 샤프트 마찰 표면 사이의 제2 전이각도와 실질적으로 동일하다.

상기 제1 및 제2 전이각도들을 실질적으로 동일하게 형성하는 것은, 이에 의해 유체 제어 수단이 극단 위치에 있더라도 상관없이 손상을 주는 과부하로부터의 보호가 실질적으로 동일하다는 점에서 유리하다. 더욱이, 더욱 균일한 디자인은 제조와 조립 비용을 감소시킨다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 제1 전이각도와 상기 제2 전이각도는 1° 내지 40° 사이이며, 바람직하게는 4° 내지 30° 사이이고, 가장 바람직하게는 8° 내지 20° 사이이며, 예를 들어 13°이다.

상기 전이각도가 너무 크면, 쐐기-효과가 너무 작아지게 되고, 그래서 동일한 효과를 달성하기 위해 마찰 표면들의 접한 표면적들이 증가되어야 할 것이다. 그러나, 상기 전이각도들이 너무 작으면, 상호간의 마찰 표면들이 실제로 쉽게 다시 분리될 수 없을 정도로 끼워질 위험성이 너무 높아지게 된다. 따라서, 제시된 각도 범위는 효율과 기능성 사이에서 유리한 관계를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 샤프트 수단은 샤프트 마찰 표면들의 하나 이상의 세트를 포함한다.

하나 이상의 세트의 샤프트 마찰 표면들을 가진 샤프트 수단을 형성하는 것은, 이에 의해 샤프트 마찰 표면들을 샤프트 수단의 더 넓은 영역에 걸쳐 분포시키는 것을 가능하게 하고, 이에 따라 국부적인 응력 집중의 위험성을 감소시킨다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 칼라 수단은 칼라 마찰 표면들의 하나 이상의 세트를 포함한다.

하나 이상의 세트의 칼라 마찰 표면들을 가진 칼라 수단을 형성하는 것은, 이에 의해 칼라 마찰 표면들을 샤프트 수단과 밸브 하우징의 더 넓은 영역에 걸쳐 분포시키는 것을 가능하게 하고, 이에 따라 국부적인 응력 집중의 위험성을 감소시킨다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 샤프트 마찰 표면들의 세트는 제1 재료로 만들어지고, 상기 칼라 마찰 표면들의 세트는 제2 재료로 만들어지며, 상기 제1 재료는 상기 제2 재료와 상이하다.

상기 샤프트 마찰 표면들과 칼라 마찰 표면들이 동일한 재료로 만들어지면, 시징(seizing)의 위험성이 급격히 증가한다. 따라서, 접하는 마찰 표면들을 상이한 재료로 형성하는 것이 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 샤프트 마찰 표면들의 세트는 스테인리스 강으로 만들어진다.

밸브에서 유체 제어 수단이 밸브 하우징의 외부로부터 조작될 수 있도록 하기 위해 상기 샤프트 수단은 일반적으로 밸브 하우징의 외부로 연장된다. 그러나, 밸브는 종종 지하에 매설되거나 또는 가혹한 환경에 배치될 수 있기 때문에, 상기 샤프트 수단을 스테인리스 강과 같은 내구성이 있고 불활성 재료로 형성하는 것이 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 칼라 마찰 표면들의 세트는 황동으로 만들어진다.

황동은 상기 칼라 마찰 표면들의 세트를 형성하는데 적합한 비교적 단단하고 강한 재료이다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 샤프트 마찰 표면들의 세트는 상기 샤프트 수단의 외면에 원주방향으로 형성되고, 상기 칼라 마찰 표면들은 상기 칼라 수단의 내면에 형성되며, 이는 상기 샤프트 마찰 표면들과 칼라 마찰 표면들이 쉽게 맞물릴 수 있도록 한다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 칼라 수단은 적어도 하나의 완전한 고체 링(full solid ring)을 포함한다.

상기 칼라 수단을 연속적인 링으로서 형성하는 것은 제조 공정을 단순화하고 물류의 문제점을 감소시킨다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 칼라 수단은 수축 끼워 맞춤(shrinkage)에 의해 상기 샤프트 수단에 장착된다.

상기 샤프트 마찰 표면들과 칼라 마찰 표면들이 맞물려야 하고 칼라 수단이 연속적인 링으로서 형성되는 경우에, 상기 칼라 수단을 수축 끼워 맞춤에 의해 샤프트 수단에 장착하는 것은 장착 공정 후에 상기 마찰 표면들이 서로 밀접하게 접촉하는 것을 보장한다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 칼라 수단은 하나 이상의 반경 방향으로 분할된 칼라 섹터 부분들로 형성된다.

상기 칼라 수단을 반경 방향으로 분할된 칼라 섹터 부분들로 형성하는 것은, 상기 칼라 수단이 상기 샤프트 수단에 쉽게 장착될 수 있도록 한다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 칼라 수단은 상기 샤프트 수단을 실질적으로 둘러싼다.

상기 칼라 수단을 상기 샤프트 수단을 실질적으로 둘러싸도록 형성하는 것은, 이에 의해 샤프트 마찰 표면들과 칼라 마찰 표면들 사이에 더 넓은 접촉 면적을 형성할 수 있다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 칼라 마찰 표면들은 상기 샤프트 마찰 표면들을 실질적으로 둘러싼다.

상기 칼라 마찰 표면들을 상기 샤프트 마찰 표면들을 실질적으로 둘러싸도록 형성하는 것은, 이에 의해 샤프트 마찰 표면들과 칼라 마찰 표면들 사이에 더 넓은 접촉 면적을 형성할 수 있다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 밸브는, 상기 칼라 수단과 상기 밸브 하우징을 상호간의 회전에 반하여 실질적으로 잠그기 위한 회전 잠금 수단을 더 포함한다.

상기 샤프트 수단의 축방향 힘이 특정 레벨에 도달할 때, 칼라 마찰 표면들과 샤프트 마찰 표면들 사이의 마찰은 칼라 수단이 샤프트 수단과 함께 회전하게 될 정도로 높아지게 되며, 이는 칼라의 마찰 효과를 급격하게 감소시키게 되고, 그럼으로써 상기 유체 제어 수단이 극단 위치에 도달할 때 밸브의 하나 이상의 부품들에 과부하의 위험성을 증가시킨다. 따라서, 상기 칼라 수단이 밸브 하우징에 대하여 회전하지 않게 고정되도록 밸브가 회전 잠금 수단을 가지는 것이 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 회전 잠금 수단은 상기 칼라 수단의 칼라 잠금부와 상기 밸브 하우징의 밸브 잠금부를 포함한다.

이에 의하여, 본 발명의 유리한 실시예가 달성된다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 칼라 잠금부와 상기 밸브 잠금부는 맞물린다.

상기 칼라 수단과 밸브 하우징을 상호간 맞물리는 잠금부들을 가지도록 형성하는 것은, 밸브 하우징에 대한 칼라 수단의 효율적인 회전 잠금을 가능하게 한다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 칼라 잠금부는 상기 칼라 수단으로부터 돌출되고, 상기 밸브 잠금부는 상기 밸브 하우징에 하나 이상의 만입부(indentation)로서 형성된다.

이에 의하여, 본 발명의 유리한 실시예가 달성된다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 유체 제어 수단은 상기 샤프트 수단의 나사부와 맞물리도록 구성된 너트 수단을 포함한다.

상기 샤프트 수단의 나사부와 맞물리는 너트 수단을 가진 유체 제어 수단을 형성하는 것은, 이에 의해 샤프트 수단을 회전시킴으로써 너트 수단을 비교적 큰 힘으로 간단하게 이동시킬 수 있다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 유체 제어 수단은 상기 밸브 하우징 내부에서 선형으로 이동되도록 구성된 웨지 수단(wedge means)을 포함한다.

이에 의하여, 본 발명의 유리한 실시예가 달성된다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 제1 샤프트 마찰 표면과 상기 제2 샤프트 마찰 표면 사이의 교차 영역은 챔퍼(chamfer) 또는 라운딩(rounding)을 포함한다.

예컨대, 두 개의 인접한 마찰 표면들 사이의 첨단의 라운딩은 그 첨단을 더욱 내구성이 있도록 만든다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 제1 샤프트 마찰 표면과 상기 제2 샤프트 마찰 표면 상기 샤프트 수단상에서 축방향으로 이격된다.

상기 샤프트 수단 상에서 상기 제1 및 제2 샤프트 마찰 표면들이 인접하지 않도록 제1 샤프트 마찰 표면을 제2 샤프트 마찰 표면으로부터 이격되도록 형성하는 것은, 어떤 환경하에서 더욱 유리한 샤프트 수단 설계를 가능하게 한다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 제1 칼라 마찰 표면과 상기 제2 칼라 마찰 표면은 축방향으로 이격된다.

상기 샤프트 수단 상에서 상기 제1 및 제2 칼라 마찰 표면들이 인접하지 않도록 제1 칼라 마찰 표면을 제2 칼라 마찰 표면으로부터 이격되도록 형성하는 것은, 상기 칼라 수단이 어떤 환경하에서 밸브 하우징 내에 더 잘 결합될 수도 있다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 칼라 수단은 적어도 두 개의 축방향으로 분할된 칼라 링 부분들을 포함한다.

상기 칼라 수단을 다수의 축방향으로 분할된 칼라 링 부분들로 분할하는 것은, 칼라 수단을 샤프트 수단에 결합하는 것을 간단하게 할 수 있으며 및/또는 단순한 제조 공정을 가능하게 한다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 샤프트 마찰 표면들의 세트는 상기 칼라 마찰 표면들의 세트에 접한다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 적어도 두 개의 축방향으로 분할된 칼라 링 부분들 중 제1 칼라 링 부분은 상기 제1 칼라 마찰 표면을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 축방향으로 분할된 칼라 링 부분들 중 제2 칼라 링 부분은 상기 제2 칼라 마찰 표면을 포함한다.

상기 두 개의 칼라 마찰 표면을 별개의 칼라 링 부분들에 형성하는 것은, 상기 칼라 수단을 샤프트 수단에 결합하는 것을 간단하게 할 수 있으며 및/또는 단순한 제조 공정을 가능하게 한다는 점에서 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 밸브는 상기 샤프트 마찰 표면들의 세트의 적어도 부분과 상기 칼라 마찰 표면들의 세트 사이에 윤활을 제공하도록 구성된 윤활 수단을 포함한다.

상기 윤활 수단을 상기 밸브 내에 또는 밸브에 배치하는 것은, 이에 의해 샤프트 마찰 표면들과 칼라 마찰 표면들 사이의 접한 표면들을 적어도 가끔 윤할시키는 것이 가능하고, 이에 의해 밸브의 정상 작동 중에 마찰을 감소시킨다는 점에서 유리하다.

이 문맥에서 "윤활 수단"이라는 용어는, 칼라 수단, 샤프트 수단, 밸브 하우징, 또는 윤활제 또는 밸브의 샤프트 마찰 표면들과 칼라 마찰 표면들 사이에 윤활을 제공하기에 적당한 임의의 유형의 수동적 또는 능동적 윤활제를 분배하는데 적당한 다른 것 내의 임의의 유형의 구멍, 채널, 덕트 또는 다른 것으로서 이해되어야 한다는 것을 주목하여야 한다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 밸브는, 샤프트 작동 게이트 밸브(shaft operated gate valve), 구형 밸브(globe valve), 나이프 밸브(knife valve), 니들 밸브(needle valve) 및 플러그 밸브(plug valve)로 이루어진 군으로부터 선택된다.

위에서 언급된 밸브 유형들의 공통적인 특성은, 모두 샤프트를 포함하며 이 샤프트의 회전에 의해 내부 유체 제어 수단의 위상이 제어된다는 것이다. 따라서, 이 밸브들 중 임의의 것이 예를 들어 닫힐 때 과도하게 조여질 경우에, 밸브의 하나 이상의 부품들이 과부하에 의해 파손 또는 변형될 수 있다. 따라서, 위에서 언급된 밸브 유형들 중 하나 이상에 관해 본 발명을 사용하는 것이 특히 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 밸브는 샤프트 작동 게이트 밸브이다.

게이트 밸브에 있어서, 밸브를 열거나 닫기 위해 웨지는 비교적 긴 거리를 이동한다. 따라서, 샤프트 작동 게이트 밸브에서, 샤프트는 길어야 하며, 이에 따라 축방향 과부하에 관해 특히 취약하며 이러한 과부하는 이 유형의 밸브의 길고 가느다란 샤프트 수단을 쉽게 변형시킬 수 있다. 따라서, 이러한 특정한 밸브 유형에 관해 본 발명을 사용하는 것이 특히 유리하다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 칼라 수단은 상기 밸브 하우징과 일체로 형성된다.

상기 칼라 수단을 밸브 하우징과 일체로 형성하는 것은 밸브의 제조, 조립 및 취급을 단순하게 한다는 점에서 유리한다.

아래에서 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예가 비제한적인 예로서 설명될 것이다.
도 1은 게이트 밸브를 도시한 사시도이며,
도 2는 정면에서 본, 게이트 밸브의 중앙을 관통하는 부분 단면도이며,
도 3은 측면에서 본, 게이트 밸브의 중앙을 관통하는 부분 단면도이며,
도 4는 밸브의 상측 부분의 부분 단면 사시도이며,
도 5는 샤프트 수단의 제1 실시예의 정면도이며,
도 6은 샤프트 수단의 제2 실시예의 정면도이며,
도 7은 샤프트 수단의 제3 실시예의 정면도이며,
도 8은 정면에서 본, 칼라 수단의 중앙을 관통하는 단면도이며,
도 9는 정면에서 본, 두 개의 개별의 칼라 링 부분들로 형성된 칼라 수단의 중앙을 관통하는 단면도이며,
도 10은 두 개의 칼라 섹터 부분들로 형성된 칼라 수단의 사시도이다.

도 1은 게이트 밸브(1)의 사시도를 보여주며, 도 2는 정면에서 본, 게이트 밸브(1)의 중앙부를 관통하는 부분 단면도를 보여준다.

제수 밸브(sluice valve)로도 알려져 있는 게이트 벨브(1)는, 밸브(1)의 밸브 하우징(3)을 통과하는 유체의 경로 밖으로 웨지(wedge) 수단(17)을 들어올림으로써 열리는 밸브(1)이다. 게이트 밸브(1)의 구별되는 특징은, 웨지 수단(17)과 웨지 수단 시트(seat) 사이의 밀봉면들이 실질적으로 평면이라는 것이며, 그래서 게이트 밸브(1)는 보통 유체의 직선 흐름과 최소의 저항이 요구될 때 사용된다. 게이트 밸브(1)의 웨지 수단(17)의 표면들은 보통 적어도 부분적으로 쐐기 형상이지만, 평행할 수도 있다.

이 실시예에서, 상기 밸브(1)는 밸브 하우징(3)을 포함하며, 상기 밸브 하우징(3) 내에 밸브 하우징(3)을 통한 유체의 흐름을 허용하거나 또는 방지하도록 구성된 유체 제어 수단(2)이 배치된다.

이 실시예에서, 상기 밸브 하우징은, 밸브(1)가 밸브 하우징(3)의 양단부에서 파이프(미도시)에 연결될 수 있도록 하는 단부 플랜지들(22)을 포함한다.

이 실시예에서, 스템(stem)(4)의 형태인 샤프트 수단(shaft means)(4)은 아래로 연장된다. 밸브 하우징(3)의 상부를 관통하여 아래로 연장된다. 이 실시예에서, 상기 샤프트 수단(4)의 하부에는 너트 수단(15)의 내부 나사와 맞물리는 외부 나사(16)가 마련된다. 상기 너트 수단(15)은 웨지 수단(17)에 견고하게 연결됨으로써, 샤프트 수단(4)이 회전될 때 너트 수단(15)과 웨지 수단(17)은 샤프트 수단(4)의 회전 방향에 따라 위와 아래로 이동하게 되며, 즉, 유체 제어 수단(2)은 샤프트 수단(4)의 회전에 따라 샤프트 수단(4)의 회전축(7)을 따라서 이동되도록 구성된다. 따라서, 상기 웨지 수단(17)이 극단 위치(extreme position)에 도달하였을 때 - 완전히 닫히거나 또는 완전히 열렸을 때 - 상기 웨지 수단(17)은 추가 이동이 물리적으로 차단된다. 그래서, 극단 위치에 도달하였을 때, 상기 샤프트 수단(4)이 회전을 멈추지 않으면, 그 회전은 샤프트 수단(4), 유체 제어 수단(2) 또는 밸브(1)의 다른 부품들에 상당한 축방향 하중을 발생시킬 것이며, 회전이 제 시간에 정지되지 않으면, 상기 샤프트 수단(4), 웨지 수단(17) 또는 다른 부품들이 변형되거나, 또는 달리 말하면 밸브(1)가 축방향 하중에 의해 손상될 수 있다.

이에 따라, 이 실시예에서, 상기 샤프트 수단(4)은 칼라 수단(8)에 의해 축방향 이동에 대하여 실질적으로 고정되며, 상기 칼라 수단(8)은 상기 샤프트 수단(4)의 한 세트의 샤프트 마찰 표면들(5, 6)과 맞물리도록 구성된 한 세트의 칼라 마찰 표면들(9, 10)을 포함한다. 상기 칼라 수단(8)은 상기 밸브 하우징(3)의 반경방향 표면들에 의해 축방향 이동에 대하여 실질적으로 고정된다.

이 실시예에서, 상기 샤프트 수단의 상단부는 밸브 하우징(3)의 밖으로 연장되며, 샤프트 수단(4)의 상단부에 정사각형 형상을 제공하는 네 개의 평평한 표면들의 형태로 연결 장치(23)를 가진다. 상기 연결 장치(23)는 샤프트 수단(4)이, 예컨대, 키, 렌치, 수동 핸들 또는 다른 것에 의해 수동으로 회전될 수 있도록 하거나, 또는 모터, 액츄에이터 또는 다른 것에 의해 자동으로 작동될 수 있도록 한다.

다른 실시예에서, 상기 밸브(1)는 구형 밸브(globe valve)(1)일 수 있으며, 이는 일반적으로 구형의 몸체 내에 가동 디스크-타입 요소와 고정 링 시트를 포함하는 유체 제어 수단(2)을 구비한다. 구형 밸브들(1)은 그들의 구형 몸체 형상을 따라서 명명되었으며, 내부 배플에 의해 분리되는 밸브 하우징의 두 개의 절반부들을 가진다. 구형 밸브는 시트를 형성하는 개구를 가지며, 밸브(1)를 닫기 위해 시트 상에 유체 제어 수단(2)의 가동 플러그가 나사 체결될 수 있다. 상기 플러그는 디스크로도 불린다. 구형 밸브(1)에 있어서, 상기 플러그는 샤프트 수단(4)에 연결되며, 샤프트 수단(4)은 밸브 하우징(3)의 외부로부터 작동될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 밸브(1)는 나이프 밸브(knife valve)(1)일 수 있으며, 이는 본질적으로 게이트 밸브(1)와 동일하고, 여기서 웨지 수단(17)은 극히 걸쭉한 액체 또는 반액체(semi-liwuids)를 가를 수 있도록 칼 형상으로 형성된다.

또 다른 실시예에서, 상기 밸브(1)는 니들 밸브(needle valve)(1)일 수 있으며, 이는 유체 제어 수단(2)이 작은 포트와 나사가 형성된, 바늘 형상의 플런저를 포함하는 유형의 밸브이다. 이 유형의 밸브(1)는 흐름을 정밀하게 조절할 수 있지만, 일반적으로 오직 비교적 작은 유량에만 가능하다.

아니면, 또 다른 실시예에서, 상기 밸브(1)는 다른 유형의 샤프트 작동 밸브(shaft operated valve)일 수 있다.

도 3은 측면에서 본, 게이트 밸브(1)의 중앙을 관통하는 부분 단면도이다.

상기 웨지 수단(17)이 샤프트 수단(4)의 회전과 함께 회전하는 것을 방지하기 위해, 이 실시예의 웨지 수단(17)은 밸브 하우징(3)의 양측을 따라서 연장된 안내 수단(24)에 의해 안내되도록 구성된다.

도 4는 밸브(1)의 상측 부분의 부분 단면 사시도이다.

이 실시예에서, 상기 밸브 하우징(3)은 볼트(26)에 의해 밸브 하우징(3)의 하측 부분(bottom part)(27)에 부착되는 상측 부분(top part)(25)을 포함한다. 밸브(1)의 조립 중에, 이 실시예에서 상기 샤프트 수단(4)과 칼라 수단(collar means)(8)이 먼저 하측 부분(27) 내에 배치되고, 그 후에 상측 부분(25)이 장착됨으로써, 칼라 수단(8)의 반경방향 및 특히 축방향 위치가 실질적으로 고정된다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 칼라 수단(8)의 위치는 밸브 하우징(3)에 대하여 고정될 수 있으며, 달리 말하면 - 예컨대, 특별한 피팅(fitting)에 의해, 나사 또는 볼트에 의해, 용접에 의해 또는 다른 방식으로 - 고정될 수 있으며, 또는, 상기 칼라 수단(8)은 밸브 하우징(3)과 일체로 형성될 수 있다.

샤프트 마찰 표면 각도(SA)와 칼라 마찰 표면 각도(CA)는 각각 제1 및 제2 샤프트 마찰 표면들(5, 6) 사이 및 제1 및 제2 칼라 마찰 표면들(9, 10) 사이의 상호간 내측 각도이다. 이 실시예에서, 샤프트 마찰 표면 각도(SA)와 칼라 마찰 표면 각도(CA) 둘 다 154°가 되도록, 샤프트 마찰 표면들(5, 6)은 칼라 마찰 표면들(9, 10)에 완전히 맞춰진다. 그러나, 다른 실시예에서, 이 각도는 158°, 162°, 168°또는 그 이상과 같이 더 클 수 있으며, 또는 151°, 148°, 141° 또는 그 이하와 같이 더 작을 수 있다. 위에서 "완전히 맞춰진다(completely math)"라는 용어가 사용될 때, 이는 마주보는 마찰 표면들(5, 6, 9, 10) 사이에 다소의 공차 또는 여유가 있는 것을 분명히 배제하지 않는다는 것을 주목하여야 한다. 즉, 분명히 어느 정도의 제조 공차가 있을 것이고, 마모와 티어(tear)로 인한 차이가 있을 것이며, 유체 제어 수단(2)의 극단 위치들 사이에서 이동 중에 마주보는 마찰 표면들(5, 6, 9, 10)이 실질적으로 접촉하지 않도록 계획된 공차 또는 여유가 있을 수 있다.

이 실시예에서, 도 6과 도 7에 도시된 것처럼, 샤프트 수단(4)의 회전축(7)과 제1 샤프트 마찰 표면(5) 사이의 제1 전이각도(transition angle)(FTA)는 회전축(7)과 제2 샤프트 마찰 표면(6) 사이의 제2 전이각도(STA)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 샤프트 마찰 표면 각도(SA)가 154°인 이 실시예에서, 제1 및 제2 전이각도(FTA, STA)는 13°이다. 그러나, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서 이 각도들은 변할 수 있다.

이 실시예에서, 상기 샤프트 수단(4)은 스테인리스강으로 만들어지지만, 다른 실시예에서는 강재(steel), 주철, 티타늄, 황동, 알루미늄 또는 다른 금속 또는 플라스틱, 목재, 세라믹 또는 다른 것들과 같은 다른 재료 또는 이들의 임의의 조합으로 만들어질 수 있다.

이 실시예에서, 상기 칼라 수단(8)은 황동으로 만들어지지만, 다른 실시예에서는 강재(steel), 주철, 티타늄, 청동, 알루미늄 또는 다른 금속 또는 플라스틱, 목재, 세라믹 또는 다른 것들과 같은 다른 재료 또는 이들의 임의의 조합으로 만들어질 수 있다.

다른 실시예에서, 매칭 표면들(5, 6, 9, 10) 중 적어도 하나는 어떤 종류의 표면 처리, 예컨대 마찰을 증가 또는 감소시키기 위한, 표면들(5, 6, 9, 10)의 수명을 연장시키기 위한, 부식을 방지하기 위한, 윤활, 예컨대 자체-윤활 또는 다른 것을 가능하게 하기 위한 표면 처리를 포함할 수 있다. 즉, 매칭 표면들(5, 6, 9, 10) 중 하나 이상은 다른 금속, 세라믹, 합성 재료, 플라스틱 재료 또는 다른 유형의 표면 처리의 코팅을 포함할 수 있다. 아니면, 다른 실시예에서, 상기 표면들(5, 6, 9, 10) 중 하나 이상은 템퍼링 되거나 또는 적어도 어떤 종류의 템퍼링 처리를 포함할 수 있다.

따라서, 상기 샤프트 수단(4)이 스테인리스 강으로 만들어지고 상기 칼라 수단(8)이 황동으로 만들어질 때, 샤프트 마찰 표면들(5, 6)과 칼라 마찰 표면들(9, 10) 사이의 마찰 계수는 이 경우에 대략 0.35가 될 것이다. 그러나, 다른 실시예에서 - 특히 샤프트 수단(4)과 칼라 수단(8) 중 하나가 다른 재료로 만들어진 경우 - 마찰 계수는 - 0.45, 0.6, 0.7 또는 그 이상과 같이 - 더 클 수 있으며, 또는 - 0.3, 0.25, 0.2 또는 그 이하와 같이 - 더 작을 수 있다.

상기 마찰 표면 각도들(SA, CA)이 154°이고 마찰 계수가 0.35일 때, 상기 마찰 표면 각도들(SA, CA)과 상기 샤프트 마찰 표면들(5, 6)과 칼라 마찰 표면들(, 10) 사이의 마찰 계수의 비율은 이 경우에 440이다. 그러나, 마찰 표면 각도들(SA, CA), 재료의 유형, 가능한 윤활, 온도 및 다른 것들에 따라, 다른 실시예에서 이 비율은 - 490, 525, 575 또는 그 이상과 같이 - 더 높을 수 있으며, 또는 - 400, 370, 320 또는 그 이하와 같이 - 더 낮을 수 있다.

도 5는 샤프트 수단(4)의 제1 실시예의 정면도이다.

이 실시예에서, 제1 샤프트 마찰 표면(5)과 제2 샤프트 마찰 표면(6) 사이의 샤프트 마찰 표면 각도(SA)는 대략 148°이다. 그러나, 이 실시예에서, 샤프트 수단(4)의 회전축(7)과 제1 샤프트 마찰 표면(5) 사이의 제1 전이각도(FTA)는 회전축(7)과 제2 샤프트 마찰 표면(6) 사이의 제2 전이각도(STA)와 동일하지 않다. 즉, 이 실시예에서, 제1 전이각도(FTA)는 대략 23°이고 제2 전이각도(STA)는 대략 9°이다. 이 실시예에서 전이각도들(FTA, STA)에서의 차이는, 밸브(1)가 극단 열림 위치에 도달할 때보다 닫힘 위치에 도달할 때에 더 큰 마찰이 발생되도록 할 것이다.

다른 실시예에서, 전이각도들(FTA, STA)에서의 차이는, 예컨대, 특정한 용도, 특정한 밸브 유형 또는 다른 것에 따라 달라질 수 있다.

상기 둔각의 샤프트 마찰 표면 각도(SA)는 샤프트 수단의 최소 직경이 감소될 필요가 없도록 한다. 즉, 샤프트 마찰 표면 각도(SA)가 둔각이므로, 실질적으로 샤프트 수단(4)의 강도를 손해 보지 않고 제2 샤프트 마찰 표면(5)과 제2 샤프트 마찰 표면(6)이 비교적 폭넓게 만들어 질 수 있다.

도 6은 샤프트 수단(4)의 제2 실시예의 정면도이다.

다른 도면들에 개시된 실시예에서, 샤프트 마찰 표면들(5, 6)은 샤프트 수단(4) 내에 만입부(indentation)로서 형성되고, 칼라 수단(8)의 칼라 마찰 표면들(9, 10)은 샤프트 마찰 표면들(5, 6)과 맞물리도록 구성된 돌출부로서 형성된다. 그러나, 이 실시예에서 상기 디자인은 뒤바뀌어 샤프트 마찰 표면들(5, 6)이 칼라 수단(8)의 칼라 마찰 표면들(9, 10)에 의해 형성된 매칭 만입부와 맞물리도록 구성된 돌출부로서 형성된다.

모든 도면들에 개시된 실시예들에서, 샤프트 마찰 표면들(5, 6)은 샤프트 수단(4)과 일체로 형성된다. 그러나, 다른 실시예에서, 샤프트 마찰 표면들(5, 6)은 별개의 형태로 형성될 수 있으나, 예컨대, 볼트, 용접, 접착제 또는 다른 것에 의해 샤프트 수단(4)에 견고하게 부착될 수 있다.

도 7은 샤프트 수단(4)의 제3 실시예의 정면도이다.

다른 도면들에 개시된 실시예에서, 샤프트 수단(4)은 오직 한 세트의 샤프트 마찰 표면들(5, 6)을 포함한다. 이 실시예에서, 샤프트 수단(4)은 두 세트의 샤프트 마찰 표면들(5, 6)을 포함하며, 다른 실시예에서 샤프트 수단(4)은 더 많은 세트의, 예컨대 세 세트, 네 세트, 다섯 세트 또는 그 이상의 세트의 샤프트 마찰 표면들(5, 6)을 포함할 수 있다.

도 8은 정면에서 본, 칼라 수단(8)의 중앙을 관통하는 단면도이다.

이 실시예에서, 상기 칼라 수단(8)은 샤프트 수단(4)을 완전히 둘러싸는 단일의 완전한 고체 링으로서 형성된다. 이 경우에, 칼라 수단(8)은 유리하게는 수축 끼워 맞춤(shrinking)에 의해 샤프트 마찰 표면들(5, 6) 상에 장착될 수 있지만, 기술자에게는 다른 조립 방법도 이용 가능할 것이다.

도 9는 정면에서 본, 두 개의 개별의 칼라 링 부분들(19, 20)로 형성된 칼라 수단(8)의 중앙을 관통하는 단면도이다

이 실시예에서, 상기 칼라 수단(8)은 두 개의 별개의 칼라 링 부분들로 분할되며, 이는 제1 칼라 마찰 표면(9)이 제2 칼라 마찰 표면(10)과는 별도로 샤프트 수단(4) 상에 장착될 수 있도록 한다.

도 10은 두 개의 칼라 섹터 부분들(11)로 형성된 칼라 수단(8)의 사시도이다.

이 실시예에서, 칼라 수단(8)은 두 개의 별개의 칼라 섹터 부분들(11)로 분할되며, 이들은 밸브 하우징(3) 내에 장착될 때, 샤프트 수단(4)을 실질적으로 완전히 둘러싸도록 구성된다.

이 실시예에서, 칼라 수단(8)은 회전 잠금 수단(12)을 더 가지며, 이는 칼라 수단(8)과 밸브 하우징(3)을 상호간의 회전에 반하여 실질적으로 잠그기 위해, 밸브 하우징(3)의 대응되는 밸브 잠금부(14)(미도시)와 맞물리도록 구성된 칼라 잠금부(13)의 형태를 가진다.

그러나, 다른 실시예에서, 밸브 하우징(3) 내의 유사한 시트(seat)에 맞춰지도록 구성된 타원형, 정사각형 또는 다른 형상으로 칼라 수단(8)을 형성함으로써 회전 잠금 수단(12)이 형성될 수 있다. 아니면, 회전 잠금 수단(12)은, 칼라 수단(8)과 밸브 하우징(3)을 상호간의 회전에 반하여 잠글 수 있는 전용 고정장치, 볼트 또는 다른 수단을 포함할 수 있다.

본 발명은 위에서 밸브(1), 샤프트 수단(4), 칼라 수단(8) 및 다른 구성요소들의 특정한 예들을 참조하면서 예시되었다. 그러나, 본 발명은 위에서 설명된 특정한 예들로 한정되지 않으며, 청구항들에 명시된 본 발명의 범위 내에서 다양하게 설계되고 변경될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

1. 밸브
2. 유체 제어 수단
3. 밸브 하우징
4. 샤프트 수단
5. 제1 샤프트 마찰 표면
6. 제2 샤프트 마찰 표면
7. 샤프트 수단의 회전축
8. 칼라 수단
9. 제1 칼라 마찰 표면
10. 제2 칼라 마찰 표면
11. 칼라 섹터 부분
12. 회전 잠금 수단
13. 칼라 잠금부
14. 밸브 잠금부
15. 너트 수단
16. 샤프트 수단의 나사부
17. 웨지 수단
18. 제1 및 제2 샤프트 마찰 표면들 사이의 교차 영역
19. 제1 칼라 링 부분
20. 제2 칼라 링 부분
21. 윤활 수단
22. 단부 플랜지
23. 샤프트 수단의 연결 장치
24. 안내 수단
25. 밸브 하우징의 상측 부분
26. 볼트
27. 밸브 하우징의 하측 부분
CA. 칼라 마찰 표면 각도
SA. 샤프트 마찰 표면 각도
FTA. 제1 전이각도
STA. 제2 전이각도

Claims (34)

1. 유체 흐름의 제어를 위한 밸브(1)로서, 상기 밸브(1)는,
   밸브 하우징(3),
   상기 밸브 하우징(3) 내부에 배치되며 상기 밸브 하우징(3)을 통한 상기 유체의 흐름을 제어하기 위한 유체 제어 수단(2),
   샤프트 마찰 표면들의 세트를 포함하는 샤프트 수단(4), 및
   칼라 마찰 표면들(9, 10)의 세트를 포함하는 칼라 수단(collar means)(8)을 포함하며,
   상기 샤프트 마찰 표면들(5, 6)의 세트는 상호간에 샤프트 마찰 표면 각도(SA)로 배치된 제1 샤프트 마찰 표면(5)과 제2 샤프트 마찰 표면(6)을 포함하고, 상기 샤프트 마찰 표면 각도(SA)는 상기 제1 샤프트 마찰 표면(5)과 상기 제2 샤프트 마찰 표면(6) 사이의 내측 각도이며, 상기 유체 제어 수단(2)은 상기 샤프트 수단(4)의 회전에 따라 상기 샤프트 수단(4)의 회전축(7)을 따라서 이동되도록 구성되고,
   상기 칼라 마찰 표면들(9, 10)의 세트는 상호간에 칼라 마찰 표면 각도(CA)로 배치된 제1 칼라 마찰 표면(9)과 제2 칼라 마찰 표면(10)을 포함하고, 상기 칼라 마찰 표면 각도(CA)는 상기 제1 칼라 마찰 표면(9)과 상기 제2 칼라 마찰 표면(10) 사이의 내측 각도이며, 상기 칼라 마찰 표면들(9, 10)의 세트는 상기 샤프트 마찰 표면들(5, 6)의 세트와 맞물리도록 구성되고,
   상기 샤프트 마찰 표면 각도(SA)와 상기 칼라 마찰 표면 각도(CA)는 120° 내지 170° 사이이며, 상기 칼라 수단(8)은 상기 밸브 하우징(3) 내부에 고정되는, 밸브.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 샤프트 마찰 표면 각도(SA)와 상기 칼라 마찰 표면 각도(CA)는 실질적으로 동일한, 밸브.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 샤프트 마찰 표면 각도(SA)와 상기 칼라 마찰 표면 각도(CA)는 145°내지 165°사이인, 밸브.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 샤프트 마찰 표면들(5, 6)과 상기 칼라 마찰 표면들(9, 10) 사이의 마찰 계수는 0.05 내지 2 사이인, 밸브.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 마찰 표면 각도들(SA, CA)과, 상기 샤프트 마찰 표면들(5, 6)과 상기 칼라 마찰 표면들(9, 10) 사이의 마찰 계수 사이의 비율은 150 내지 1,000 사이인, 밸브.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 샤프트 수단(4)의 상기 회전축(7)과 상기 제1 샤프트 마찰 표면(5) 사이의 제1 전이각도(transition angle)(FTA)는 상기 샤프트 수단(4)의 상기 회전축(7)과 상기 제2 샤프트 마찰 표면(6) 사이의 제2 전이각도(STA)와 실질적으로 동일한, 밸브.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 제1 전이각도(FTA)와 상기 제2 전이각도(STA)는 1° 내지 40° 사이인, 밸브.
8. 제 1항에 있어서,
   샤프트 수단(4)은 샤프트 마찰 표면들(5, 6)의 하나 이상의 세트를 포함하며, 상기 칼라 수단(8)은 칼라 마찰 표면들(9, 10)의 하나 이상의 세트를 포함하는, 밸브.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 샤프트 마찰 표면들(5, 6)의 세트는 제1 재료로 만들어지고, 상기 칼라 마찰 표면들(9, 10)의 세트는 제2 재료로 만들어지며, 상기 제1 재료는 상기 제2 재료와 상이한, 밸브.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 샤프트 마찰 표면(5)과 상기 제2 샤프트 마찰 표면(6) 사이의 교차 영역은 챔퍼(chamfer) 또는 라운딩(rounding)을 포함하는, 밸브.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 샤프트 마찰 표면(5)과 상기 제2 샤프트 마찰 표면(6)은 상기 샤프트 수단(4)상에서 축방향으로 이격되며, 상기 제1 칼라 마찰 표면(9)과 상기 제2 칼라 마찰 표면(10)은 축방향으로 이격된, 밸브.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 칼라 수단(8)은 적어도 두 개의 축방향으로 분할된 칼라 링 부분들(19, 20)을 포함하는, 밸브.
13. 제 12항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 축방향으로 분할된 칼라 링 부분들(19, 20) 중 제1 칼라 링 부분(19)은 상기 제1 칼라 마찰 표면(9)을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 축방향으로 분할된 칼라 링 부분들(19, 20) 중 제2 칼라 링 부분(20)은 상기 제2 칼라 마찰 표면(10)을 포함하는, 밸브.
14. 제 1에 있어서,
    상기 밸브(1)는 상기 샤프트 마찰 표면들(5, 6)의 세트의 적어도 부분과 상기 칼라 마찰 표면들(9, 10)의 세트 사이에 윤활을 제공하도록 구성된 윤활 수단(21)을 포함하는, 밸브.
15. 제 1에 있어서,
    상기 칼라 수단(8)은 상기 밸브 하우징(3)과 일체로 형성되는, 밸브.
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