NL9002642A - Inrichting voor het onderbreken van een materiestroom. - Google Patents

Description

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor hetonderbreken van een materiestroom door middel van een klep die tenopzichte van een huis van de inrichting verplaatsbaar is van een eerstestand naar een tweede stand, waarbij in bedrijf in een van de beidestanden de materiestroom is afgesloten.

Uit het MBE-Review, nr. 2, maart 1990, gepubliceerd door VGSemicon Limited, is een inrichting van de hiervoor omschreven soortbekend. De bekende inrichting wordt toegepast in systemen voor deposi¬tie van materialen, zoals bijvoorbeeld supergeleidende materialen, inde vorm van dunne lagen op substraten. Bij dergelijke systemen wordteen substraat achtereenvolgens blootgesteld aan verschillende materie-stromen die elk afkomstig zijn van een gedurende een bepaalde tijdcontinu werkende materiaalbron. Door de materiestromen elk periodiek teonderbreken met een klep kan een vooraf bepaalde dikte en samenstellingvan de dunne lagen verkregen worden. Bij de bekende inrichting is deklep verplaatsbaar door middel van een pneumatische aandrijfeenheid diezich bij toepassing in een systeem zoals hiervoor omschreven buiten dein een vacuümtoestand verkerende depositieruimte van het systeembevindt.

Een nadeel bij de bekende inrichting is dat de aandrijf¬eenheid bij elke verplaatsing van de klep een voor de verplaatsingbenodigde hoeveelheid van buitenaf toegevoerde energie dient televeren. Bovendien ontstaan bij de depositie van lagen met een diktevan slechts enkele atoomdiameters, waarbij zeer korte depositietijdenworden toegepast, ongelijke en onnauwkeurige laagdikten, omdat de vooreen verplaatsing van de bekende klep benodigde tijd door massatraagheidin de aandrijfeenheid te groot is in verhouding tot de toegepastedepositietijd.

De uitvinding heeft tot doel een inrichting voor het onder¬breken van een materiestroom te verschaffen, die de hiervoor genoemdenadelen niet heeft.

De inrichting volgens de uitvinding heeft daartoe alskenmerk, dat de inrichting een mechanisch veerstelsel bevat mettenminste een door een verplaatsing van de klep ten opzichte van hethuis elastisch vervormbare mechanische veer, waarbij in de eerste standen in de tweede stand door elastische vervorming een nagenoeg gelijkehoeveelheid mechanische energie in het veerstelsel is opgeslagen. Doortoepassing van het veerstelsel is voor elke verplaatsing van de klepeen hoeveelheid energie beschikbaar die bij een daaraan voorafgaandeverplaatsing door elastische vervorming in het veerstelsel is opgesla¬gen, zodat de inrichting slechts een relatief kleine energietoevoernodig heeft. Bovendien kan een gewenste sluitings- en openingstijdverkregen worden door een optimalisatie van de veerstijfheid van demechanische veer en de bewegende massa van de klep.

Een bijzondere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens deuitvinding, die een eenvoudige ondersteuning van de klep en een prakti¬sche uitvoering van het veerstelsel verschaft, heeft tot kenmerk, datde klep draaibaar is ondersteund in het huis, terwijl de mechanischeveer een torsieveer is die nabij een eerste uiteinde is bevestigd aanhet huis en nabij een tweede uiteinde is bevestigd aan een rotatie-asvan de klep.

Een verdere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens deuitvinding, waarbij het verschil tussen de in de eerste stand en de inde tweede stand in het veerstelsel opgeslagen hoeveelheid mechanischeenergie verwaarloosbaar klein is, heeft tot kenmerk, dat de torsieveeris gevormd door een cirkelcilindrische bus met een spiraalvormigeinsnijding.

Een nog verdere uitvoeringsvorm van een inrichting volgensde uitvinding, waarbij naast het veerstelsel geen verdere aandrijf-eenheid benodigd is, heeft tot kenmerk, dat de inrichting is voorzienvan middelen waarmee de klep in elk van de twee standen tegen veer¬kracht van het veerstelsel in vasthoudbaar is ten opzichte van hethuis.

Een bijzondere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens deuitvinding heeft tot kenmerk, dat de genoemde middelen een permanentemagneet bevatten, terwijl de inrichting tevens is voorzien van eenelektrische veldverzwakkingsspoel. Door toepassing van de permanentemagneet is de klep op betrouwbare wijze en zonder toevoer van energievasthoudbaar in elk van de twee standen. Met de veldverzwakkingsspoelwordt gedurende korte tijd een elektromagnetisch veld opgewekt dattegengesteld gericht is aan het magnetische veld van de permanentemagneet, zodat het veld van de permanente magneet wordt verzwakt en deklep onder invloed van het veerstelsel wordt verplaatst naar de anderestand.

Een verdere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens deuitvinding, die een nauwkeurige werking van de inrichting verschaftdoor een gunstige magneetveldkarakteristiek, heeft tot kenmerk, dat demagneet is bevestigd aan de rotatie-as en de veldverzwakkingsspoel isbevestigd aan het huis, waarbij de magneet in elk van de twee standenrust tegen aanslagen van een magnetisch juk van de veldverzwakkings¬spoel.

Een nog verdere uitvoeringsvorm van een inrichting volgensde uitvinding heeft tot kenmerk, dat de magneet is voorzien van pool-schoenen die in elk van de twee standen tegen de aanslagen rusten. Doortoepassing van de poolschoenen is de magneet beschermd tegen mechani¬sche piekbelastingen die optreden wanneer de klep bij een verplaatsingeen van de twee standen bereikt. Bovendien wordt door toepassing van depoolschoenen een bijzonder effectief magneetveld verschaft.

Een bijzondere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens deuitvinding heeft tot kenmerk, dat de inrichting een elektrische excita-tiespoel bevat waarmee de klep vanuit een rustpositie, waarbij in hetveerstelsel geen mechanische energie is opgeslagen, naar een van detwee standen verplaatsbaar is. Door de excitatiespoel van een wissel¬stroom te voorzien met een elektrische frequentie, die nagenoeg gelijkis aan een door de veerstijfheid van de mechanische veer en de bewegen¬de massa van de klep bepaalde mechanische eigenfrequentie, wordt deklep met een geringe energietoevoer vanuit de rustpositie in een van detwee standen gebracht.

Een verdere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens deuitvinding, die een compacte uitvoering van de inrichting verschaft, heeft tot kenmerk, dat de inrichting een geïntegreerde veldverzwak-kings- en excitatiespoel bevat.

De uitvinding wordt in het volgende nader toegelicht aan dehand van de tekening, waarin

Figuur 1 een vooraanzicht toont van een inrichting volgensde uitvinding,

Figuur 2 van de inrichting volgens figuur 1 deels een zij¬aanzicht en deels een dwarsdoorsnede volgens de lijn II-II in figuur 1toont,

Figuur 3 een dwarsdoorsnede van de inrichting toont volgensde lijn III-III in figuur 2, en

Figuur 4 een grafiek toont die het verband weergeeft tussenhet mechanische en het magnetische koppel, dat op een klep van deinrichting volgens figuur 1 wordt uitgeoefend, en de stand van de klepten opzichte van een huis van de inrichting.

De met de figuren 1 tot en met 4 geïllustreerde inrichtingis voorzien van een metalen huis 1 en een ten opzichte van het huis 1om een rotatie-as 3 draaibare metalen, plaatvormige klep 5 die gelegenis in een vlak dwars op de rotatie-as 3. De klep 5 is, zoals in figuur2 is weergegeven, met behulp van schroefverbindingen 7 bevestigd aaneen ronde bevestigingsplaat 9 van een metalen as 11, die een met derotatie-as 3 nagenoeg samenvallende hartlijn 13 bezit en die met astap¬pen 15 en 17 draaibaar is ondersteund in respectievelijk de lagerbussen19 en 21 van het huis 1. De lagerbussen 19 en 21 zijn uit een kunst-stofsoort vervaardigd en zijn respectievelijk aangebracht in een eerstelagersteun 23, die aan het huis 1 is bevestigd door middel van schroef¬verbinding 25, en een tweede, cirkelcilindrische lagersteun 27, die aanhet huis 1 is bevestigd door middel van schroefverbindingen 29 en dieeen met de rotatie-as 3 nagenoeg samenvallende hartlijn 31 bezit.

Zoals in figuur 2 is weergegeven is de inrichting verdervoorzien van een metalen torsieveer 33, die gevormd is door een cirkel¬cilindrische bus 35 met een hartlijn 37 en met een gelijkmatigespiraalvormige insnijding 39. Een dergelijke insnijding wordt bij de vervaardiging van de torsieveer 33 bijvoorbeeld aangebraoht door vonk-verspanen. Aldus bevat de torsieveer 33 een aantal door de insnijding39 van elkaar gescheiden windingen 41 met een rechthoekige dwarsdoor¬snede. Zoals in figuur 2 is weergegeven is de torsieveer 33 nabij eeneerste uiteinde 43 met behulp van de schroefverbindingen 7 zodanigbevestigd aan de bevestigingsplaat 9 van de as 11, dat de hartlijn 37van de torsieveer 33 nagenoeg samenvalt met de hartlijn 13 van de as11. Een tweede uiteinde 45 van de torsieveer 33 bevindt zich in eencirkelcilindrische uitsparing 47 van het huis 1, die het uiteinde 45van de torsieveer 33 zonder speling omsluit, en is in de uitsparing 47geborgd door middel van een aantal in een wand 49 van de uitsparing 47aangebrachte schroeven 51 die aanliggen tegen het uiteinde 45 van detorsieveer 33·

Zoals verder in de figuren 1 tot en met 3 is weergegeven isop een asdeel 53 van de as 11, dat zich nabij de lagerbus 19 bevindt endat nabij een uiteinde 55 is voorzien van schroefdraad, een permanentemagneet 57 uit een permanent magnetisch materiaal, zoals bijvoorbeeldsamarium-kobalt, aangebracht die voorzien is van een boorgat 59 en diezich ten opzichte van het asdeel 53 uitstrekt in een in figuur 3 aange¬geven , dwars op de rotatie-as 3 staande en aan het asdeel 53 gekoppeldex-richting. Aan de permanente magneet 57, die in de x-richting isgemagnetiseerd, zijn poolschoenen 61 en 63 uit een zacht-magnetischmateriaal, zoals bijvoorbeeld kobalt-ijzer, bevestigd die in de x-richting gezien diametraal tegenover elkaar zijn gelegen. Zoals verderin figuur 2 is weergegeven zijn de permanente magneet 57 en de pool¬schoenen 61, 63 daarbij aan het asdeel 53 bevestigd met behulp vanbouten 65 en 67, die respectievelijk zijn aangebracht in boorgaten 69en 71, die in de poolschoen 61 zijn aangebracht, boorgaten 73 en 75,die in de permanente magneet 57 zijn aangebracht, boorgaten 77 en 79,die in het asdeel 53 zijn aangebracht, en boorgaten 81 en 83, die in depoolschoen 63 zijn aangebracht en die elk van schroefdraad zijn voor¬zien, waarbij de boorgaten 69, 73, 77, 81 en de boorgaten 71, 75, 79, 83 respectievelijk in radiale richting aansluiten. De permanentemagneet 57 en de poolschoenen 61, 63 zijn in axiale richting opgeslotentussen een eerste opsluitplaat 85, die deel uitmaakt van de as 11, eneen tweede opsluitplaat 87, die rond het asdeel 53 is vastgezet metbehulp van een om het uiteinde 55 van het asdeel 53 aangebrachte moer 89.

De poolschoenen 61 en 63 zijn, zoals in figuur 3 is weerge¬geven, voorzien van respectievelijk zijvlakken 91, 93 en zijvlakken 95,97, waarbij elk van de paren zijvlakken (91, 97) en (93, 95) in eenvlak door de rotatie-as 3 is gelegen en waarbij de genoemde paren (91,97) en (93, 95) onderling spiegel-symmetrisch zijn gelegen ten opzichtevan een vlak dat door de rotatie-as 3 en x-as gaat.

Zoals in de figuren 2 en 3 is weergegeven is het huis 1 vande inrichting voorzien van een magnetisch juk 99 uit een zacht-magne-tisch materiaal, zoals bijvoorbeeld kobalt-ijzer, met een nagenoegcirkel cilindrische buitenwand 101. Het juk 99 strekt zich evenwijdigaan de rotatie-as 3 uit, waarbij de buitenwand 101 het asdeel 53 van deas 11 concentrisch omgeeft. Het juk 99 bevat verder een eerste binnen¬wand 103 en een tweede binnenwand 105, die elk een begrenzing vormenvan een denkbeeldige cirkelcilinder 106 die het asdeel 53 concentrischomgeeft, waarbij de binnenwanden 103 en 105 spiegel-symmetrisch zijngelegen ten opzichte van een in de figuren 1 en 3 aangegeven symmetrie-vlak 107 dat door de rotatie-as 3 gaat.

Het juk 99 is verder voorzien van vlakke aanslagen (109, 111) en (113, 115) voor respectievelijk de poolschoenen 61 en 63,waarbij elk van de paren (109, 115) en (111, 113) in een vlak door derotatie-as 3 is gelegen en waarbij de genoemde paren (109, 115) en(111, 113) onderling spiegel-symmetrisch zijn gelegen ten opzichte vanhet symmetrievlak 107.

Zoals in figuur 3 is weergegeven bevat het juk 99 tussen deaanslagen 109 en 111 en tussen de aanslagen 113 en 115 respectievelijkeen eerste bevestigingswand 117 en een tweede bevestigingswand 119 vooreen elektrische spoel 121, waarbij de bevestigingswanden 117 en 119 elkeen begrenzing vormen van een denkbeeldige cirkelcilinder 123 die hetasdeel 53 nagenoeg concentrisch omgeeft. In elk van de bevestigings¬wanden 117, 119 zijn uitsparingen 125 aangebracht die zich evenwijdigaan de rotatie-as 3 uitstrekken. In de uitsparingen 125 van de bevesti¬gingswanden 117 en 119 is koperdraad 127 gewikkeld dat voorzien is vaneen elektrische isolatiemantel, waarbij in figuur 1 is weergegeven hoein de bevestigingswand 117 aangebrachte delen 129 van de koperdraad-wikkelingen nabij een voorzijde 131 van het juk 99 zijn verbonden metin de bevestigingswand 119 aangebrachte delen 133 van de koperdraad- wikkelingen. Nabij een in figuur 2 aangegeven achterzijde 135 van hetjuk 99 zijn de genoemde delen 129 en 133 van de koperdraadwikkelingenop een overeenkomstige wijze verbonden.

Het uiteinde 45 van de torsieveer 33 is met behulp van deschroeven 51 zodanig in de uitsparing 47 geborgd, dat de torsieveer 33geen mechanisch koppel uitoefent op de as 11 en de aan de as 11bevestigde klep 5 in een rustpositie van de klep 5, waarbij de x-as inhet symmetrievlak 107 is gelegen. Door een verdraaiing van de klep 5vanuit de rustpositie om de rotatie-as 3 wordt de torsieveer 33elastisch vervormd en oefent op de as 11 een mechanisch koppel Mveer omde rotatie-as 3 uit. Bij de in het voorgaande beschreven torsieveer 33is de grootte van het koppel Mveer nagenoeg evenredig met de groottevan een hoek Lj> die door de x-as en het symmetrievlak 107 is ingesloten(zie figuren 1 en 3)> zodat de hoeveelheid mechanische energie, diedoor elastische vervorming in de torsieveer 33 is opgeslagen, nagenoeggelijk is in een eerste stand van de klep 5, waarbij de zijvlakken 93en 95 van de poolschoenen 61 en 63 rusten tegen respectievelijk deaanslagen 111 en 113 van het juk 99 en waarbij i^^max» en in eentweede stand van de klep 5, waarbij de zijvlakken 91 en 97 van de pool¬schoenen 61 en 63 rusten tegen respectievelijk de aanslagen 109 en 115van het juk 99 en waarbij ‘f s^min = -^rnax· In de grafiek volgensfiguur 4 is het verband tussen Mveer en ij> getoond.

Naast het koppel Mveer van de torsieveer 33 wordt op de as11 door het magnetische veld van de permanente magneet 57 een koppelMmagn om de rotatie-as 3 uitgeoefend, dat tegengesteld is gericht aanhet koppel Mveer en dat in grootte voornamelijk is bepaald door devanaf de zijvlakken 91, 93 en 95, 97 van de poolschoenen 61 en 63 naarrespectievelijk de aanslagen 109, 111 en 113, 115 van het juk 99gerichte delen van het genoemde magnetische veld. Bij relatief kleinewaarden van de hoek is het koppel Mmagn verwaarloosbaar klein, omdatdaarbij de afstand tussen de poolschoenen 61, 63 en de aanslagen 109,111, 113, 115 groot is. Het koppel Mmagn bezit een maximale grootteindien de klep 5 zich in de eerste stand of in de tweede stand bevindt,waarbij de poolschoenen 61, 63 tegen de aanslagen 111, 113, respectie¬velijk de aanslagen 109, 115 rusten. Indien de klep 5 vanuit de eersteof de tweede stand om de rotatie-as 3 wordt verdraaid, neemt de groottevan het koppel Mmagn sterk af ten gevolge van de toenemende afstand tussen de poolschoenen 61, 63 en de aanslagen 111, 113, respectievelijkde aanslagen 109, 115. In de grafiek volgens figuur 4 is het verbandtussen Mmagn en getoond.

De torsieveer 33, de permanente magneet 57, de poolschoenen61, 63 en het juk 99 zijn zodanig gedimensioneerd dat in de eerstestand en in de tweede stand van de klep 5 het koppel Mmagn groter isdan het koppel Mveer. Aldus wordt bereikt dat de poolschoenen 61, 63 inelk van de beide standen onder invloed van het magnetische veld van depermanente magneet 57 tegen respectievelijk de aanslagen 111, 113 en deaanslagen 109, 115 vastgehouden worden tegen veerkracht van de torsie¬veer 33 in.

De werking van de inrichting is als volgt. Om de inrichtingvanuit de rustpositie, waarbij de x-as in het symmetrievlak 107 isgelegen, in werking te stellen wordt de elektrische spoel 121 voorzienvan een wisselstroom met een elektrische frequentie die nagenoeg gelijkis aan de mechanische eigenfrequentie van de inrichting. Daartoe is deinrichting voorzien van een elektronische regeleenheid 137 dieelektrisch is verbonden met elektrische aansluitingen 139 en 141 van despoel 121. De mechanische eigenfrequentie van de inrichting is daarbijbepaald door de torsiestijfheid van de torsieveer 33 en door het massa-traagheidsmoment van de torsieveer 33, de as 11, de permanente magneet57 en de poolschoenen 61, 63, alsmede door de demping van de inrich¬ting. Door de interactie van het magnetische veld van de permanentemagneet 57 en het magnetische veld, dat door de wisselstroom in despoel 121 wordt geïnduceerd, wordt op de as 11 een koppel Mem om derotatie-as 3 uitgeoefend met een frequentie die gelijk is aan deelektrische frequentie van de wisselstroom en de mechanische eigen¬frequentie van de inrichting. Onder invloed van het koppel Mem voert deas 11 met de klep 5 een rotatietrilling uit met een toenemende ampli¬tude, totdat de poolschoenen 61, 63 onder invloed van het magnetischeveld van de permanente magneet 57 in de eerste of in de tweede standworden vastgehouden. Aldus functioneert de spoel 121 als een excitatie-of opstartspoel. De inrichting bezit slechts een geringe hoeveelheidmechanische demping, zodat de klep 5 binnen enkele perioden van dewisselstroom vanuit de rustpositie in de eerste of in de tweede standwordt gebracht.

Bij toepassing in een systeem voor depositie van materialen in de vorm van dunne lagen op een substraat sluit de klep 5 in bedrijfin de eerste stand een in figuur 1 schematisch weergegeven venster 143af, zodat een materiestroom wordt onderbroken die afkomstig is van eencontinu werkende materiaalbron en die op het substraat is gericht. Omde klep 5 vanuit de eerste stand naar de tweede stand te verplaatsen enhet substraat bloot te stellen aan de materiestroom, wordt door deregeleenheid 137 gedurende korte tijd een gelijkstroom door de spoel121 gestuurd. De grootte en de richting van de gelijkstroom zijnzodanig dat het magnetische veld van de permanente magneet 57 terplaatse van de poolschoenen 61, 63 wordt verzwakt door het elektro¬magnetische veld dat door de gelijkstroom in de spoel 121 wordtgeïnduceerd, zodat het koppel Mveer van de torieveer 33 groter is dande som van het door het magnetische veld uitgeoefende koppel ^agn enhet door het elektromagnetische veld uitgeoefende koppel Mem. Alsgevolg hiervan wordt de klep 5 onder invloed van het koppel Mveerverplaatst van de eerste naar de tweede stand, waarbij de poolschoenen61, 63 bij het bereiken van de tweede stand onder invloed van depermanente magneet 57 tegen de aanslagen 109, 115 vastgehouden worden.Aldus functioneert de spoel 121 als een veldverzwakkingsspoel voor hetmagnetische veld van de permanente magneet 57. Zoals in het voorgaandewerd opgemerkt, bezit de inrichting een geringe mechanische en elektro¬magnetische demping, die veroorzaakt wordt door respectievelijkwrijving tussen de astappen 15, 17 en de lagerbussen 19, 21 en doorwervelstromen in het juk 99· Afhankelijk van de grootte van de dempingkan een grotere gelijkstroom door de spoel 121 gestuurd worden danstrikt gezien nodig is om het magnetische veld van de permanentemagneet 57 te verzwakken. Aldus wordt door het elektromagnetische veldvan de spoel 121 aan de klep 5 een hoeveelheid bewegingsenergie over¬gedragen, die noodzakelijk is om de aanwezige demping tijdens de ver¬plaatsing van de klep 5 te overwinnen.

Een verplaatsing van de klep 5 vanuit de tweede naar deeerste stand geschiedt op een overeenkomstige wijze. Daarbij vormt detorsieveer 33 een energiebuffer, die de voor een verplaatsing van deklep 5 benodigde hoeveelheid bewegingsenergie levert welke bij eendaaraan voorafgaande verplaatsing van de klep 5 door elastische vervor¬ming in de torsieveer 33 is opgeslagen. Aldus behoeft de inrichtingslechts een geringe energietoevoer, omdat bij een verplaatsing van de klep 5 alleen gedurende een relatief korte tijd een stroom door despoel 121 nodig is. Voor het vasthouden van de klep 5 in een van debeide standen is geen energietoevoer nodig.

De tijd die de klep 5 nodig heeft voor een verplaatsing vande eerste naar de tweede stand of een verplaatsing van de tweede naarde eerste stand, de zogenaamde openings- respectievelijk sluitingstijd,is bepaald door de mechanische eigenfrequentie fres van inrichtingen is nagenoeg gelijk aan 1/(2.fres). De gewenste openings- ensluitingstijd wordt verkregen door een optimalisatie van het massa-traagheidsmoment van de roterende delen van de inrichting en de veer-stijfheid van de torsieveer 33. Met name kan met de inrichting een zeerkorte openings- en sluitingstijd verkregen worden. Dergelijke openings-en sluitingstijden zijn gewenst bij de depositie van lagen met eendikte van slechts enkele atoomdiameters, waarbij korte depositietijdenworden toegepast. Om een gelijkmatige dikte van de genoemde lagen teverkrijgen is het noodzakelijk dat de openings- en sluitingstijden vande klep 5 kort zijn ten opzichte van de toegepaste depositietijd.

Opgemerkt wordt, dat de inrichting volgens de uitvinding eencompacte samenstelling bezit en een lange, onderhoudsvrije levensduurheeft, zodat de inrichting, mede gezien de geringe energietoevoer, bijuitstek geschikt is voor toepassing in een vacuümruimte, zoals bijvoor¬beeld de in een vacuümtoestand verkerende depositieruimte van eensysteem voor depositie van supergeleidende materialen. Verder kan deinrichting bijvoorbeeld toegepast worden in systemen voor epitaxie vanhalfgeleiders, systemen voor depositie en epitaxie van metallischemultilagen en systemen voor depositie en epitaxie van oxidischematerialen die een gelaagde structuur langs specifieke crystallografi-sche richtingen bezitten.

Verder wordt opgemerkt, dat in plaats van een roterende klepook een translerende klep toegepast kan worden, waarbij bijvoorbeeldconventionele trekveren of bladveren gebruikt kunnen worden. Door toe¬passing van een roterende klep wordt echter een eenvoudige ondersteu¬ning van de klep verschaft.

Opgemerkt wordt verder, dat met het begrip torsieveer eenveer bedoeld is die een koppel uitoefent op een as indien de as wordtverdraaid om de hartlijn van de as. Bij de toegepaste torsieveer 33,waarbij de klep 5 nabij een uiteinde van de torsieveer aan de torsie- veer is bevestigd, kan de klep 5 ook nabij een dwars op de hartlijn 37staand middenvlak van de torsieveer aan de torsieveer wordenbevestigd. In plaats van de toegepaste torsieveer 33 kan ook een andertype torsieveer worden toegepast, zoals bijvoorbeeld een torsieveer metin een plat vlak gelegen spiraalvormige windingen. In plaats van detorsieveer 33 kan ook een samenstel van conventionele trek- en druk-veren toegepast worden. Bij de genoemde alternatieve veertypen en bijandere veertypen, zoals bijvoorbeeld gasveren, is echter de rustpositiemoeilijk instelbaar.

Verder wordt opgemerkt dat in plaats van de toegepasteelektromagnetische middelen voor het opstarten van de klep 5 en hetvasthouden van de klep 5 in de beide standen ook andere middelen toege¬past kunnen worden. Zo kunnen bijvoorbeeld voor het vasthouden van deklep 5 in de beide standen afzonderlijke permanente magneten met veld-verzwakkingsspoelen toegepast worden en kan ook voor het opstarten vande klep 5 een afzonderlijke permanente magneet met een excitatiespoeltoegepast worden. Dit leidt echter tot een complexere samenstelling vande inrichting. Bovendien kunnen in plaats van een permanente magneetmet een veldverzwakkingsspoel ook mechanische of elektromechanischevasthoudmiddelen toegepast worden. In het algemeen zijn deze alterna¬tieve vasthoudmiddelen echter minder betrouwbaar, hebben zij eenkortere levensduur of hebben zij een grotere energietoevoer nodig. Hettoepassingsgebied is dan beperkter. Verder kunnen de middelen voor hetvasthouden van de klep 5 in de beide standen weggelaten worden indiende inrichting is voorzien van een aandrijfeenheid voor de klep 5,waarmee de klep 5 tevens in de beide standen vasthoudbaar is. Detorsieveer dient dan als een energiebuffer, waarmee een reductie wordtverkregen van de benodigde energietoevoer van de aandrijfeenheid.

Tenslotte wordt opgemerkt, dat de permanente magneet 57 doormiddel van de poolschoenen 61, 63 wordt beschermd tegen mechanischepiekbelastingen, die optreden wanneer de poolschoenen 61, 63 tegen deaanslagen 109, 115 of 111, 113 terechtkomen. In plaats van het magneti¬sche juk 99 kan ook een juk zonder aanslagen worden toegepast. In hetalgemeen heeft een juk zonder aanslagen echter een minder nauwkeurigewerking van de inrichting tot gevolg. Door toepassing van de aanslagenwordt namelijk een gunstig verloop van het koppel Mmagn als functie vande hoek bereikt, waarbij het koppel ^agn alleen effectief is indien de poolschoenen 61, 63 zich nabij de aanslagen 109, 115 of 111, 113bevinden (zie figuur 4). Als gevolg hiervan hoeft de genoemde gelijk¬stroom slechts gedurende een zeer korte tijd werkzaam te zijn (geringeenergiedissipatie) en verloopt het totale koppel Mveer + Mmagn over eengroot gebied lineair met de hoek (nauwkeurig te bepalen openings- ensluitingstijd). Bovendien wordt door toepassing van de aanslagenbereikt, dat de materie, die in bedrijf op de klep 5 neerslaat en dieeen ongewenste toename van het massatraagheidsmoment veroorzaakt, wordtafgeslingerd van de klep 5 als de klep 5 een van de beide standenbereikt.

Claims (9)

1. Inrichting voor het onderbreken van een materiestroom doormiddel van een klep die ten opzichte van een huis van de inrichtingverplaatsbaar is van een eerste stand naar een tweede stand, waarbij inbedrijf in een van de beide standen de materiestroom is afgesloten, methet kenmerk, dat de inrichting een mechanisch veerstelsel bevat mettenminste een door een verplaatsing van de klep ten opzichte van hethuis elastisch vervormbare mechanische veer, waarbij in de eerste standen in de tweede stand door elastische vervorming een nagenoeg gelijkehoeveelheid mechanische energie in het veerstelsel is opgeslagen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de klepdraaibaar is ondersteund in het huis, terwijl de mechanische veer eentorsieveer is die nabij een eerste uiteinde is bevestigd aan het huisen nabij een tweede uiteinde is bevestigd aan een rotatie-as van deklep.

3· Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de torsieveer is gevormd door een cirkelcilindrische bus met een spiraal¬vormige insnijding.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met hetkenmerk, dat de inrichting is voorzien van middelen waarmee de klep inelk van de twee standen tegen veerkracht van het veerstelsel in vast-houdbaar is ten opzichte van het huis.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat degenoemde middelen een permanente magneet bevatten, terwijl deinrichting tevens is voorzien van een elektrische veldverzwakkings-spoel.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat demagneet is bevestigd aan de rotatie-as en de veldverzwakkingsspoel isbevestigd aan het huis, waarbij de magneet in elk van de twee standenrust tegen aanslagen van een magnetisch juk van de veldverzwakkings¬spoel .

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat demagneet is voorzien van poolschoenen die in elk van de twee standentegen de aanslagen rusten.

8. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met hetkenmerk, dat de inrichting een elektrische excitatiespoel bevat waarmeede klep vanuit een rustpositie, waarbij in het veerstelsel geenmechanische energie is opgeslagen, naar een van de twee standen verplaatsbaar is.

9. Inrichting volgens conclusies 5 en 8, met het kenmerk, dat de inrichting een geïntegreerde veldverzwakkings- en excitatiespoelbevat.