CN115376869A - X射线管封口方法及封口机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种X射线管封口方法及封口机，X射线管封口方法依次进行以下步骤：S1：阴极组件安装；S2：玻壳安装；S3：阳极组件安装；S4：阳极组件移动至阳极定位点与阳极定位传感器轴向对准，阳极组件旋转至阳极定位点与阳极定位传感器周向对准；S5：阴极组件后部吹保护气；定位封堵玻壳开口；S6：阴极封接处封接；S7:玻壳封堵装置复位，玻壳卡盘松开，阳极组件轴向定位到封接位置，预热及退火火头定位至阳极封接位置、自动抹口装置定位至阳极抹口处：S8：阳极封接处封接；S9：玻璃烧结设备、阳极组件安装装置复位。本申请人工干预少，对员工要求低，自动化程度高，产品封接质量好，同轴度高，氧化影响小，耐压性能好。

Description

X射线管封口方法及封口机

技术领域

本申请涉及一种X射线管封口方法及封口机，主要适用于X射线管组件的封接封口。

背景技术

X射线管的封口是指将阴极组件、阳极组件、玻壳通过玻璃封接的方式连接在一起的过程。此过程需要控制封接处的应力和气孔、阴极组件和阳极组件的极间距、阴极组件和阳极组件的同心度、阴极组件和阳极组件的轴向对正等。而预热、封接、退火的火焰大小、形状、时间，操作人员的操作手法等因素对会对过程的结果产生影响。

现有行业内X射线管的封口方式主要为：利用玻璃车床将阴极组件和玻壳进行封接、退火、冷却，再将封完阴极组件的产品和阳极组件进行封接、退火、冷却；或利用玻璃车床将阳极组件和玻壳进行封接、退火、冷却，再将封完阳极组件的产品和阴极组件进行封接、退后、冷却。

该封口方式主要存在以下问题：

1、利用玻璃车床封接，员工需要熟练的掌握玻璃车床的操作方法；

2、封接过程中，封接时机把握十分关键，过早封接容易导致封接处玻璃熔融不充分，过迟封接则容易导致封接处凹陷；故对操作人员对火焰和加热时间的控制要非常精准；

3、无论是先封接玻壳和阴极组件或者先封接玻壳和阳极组件，都需要对中间产品进行退火和冷却，然后再次装夹产品封接剩余的阳极组件或者阴极组件，这个过程会产生以下问题：

a.二次定位导致的阴极组件和阳极组件的不同心；

b.在封接剩余部件前，第一阶段中间产品直接暴露在空气中，导致中间产品容易氧化，对最终产品后续电性能产生影响；

c.现有技术控制极间距的方法主要是先将阴极组件和阳极组件接触，然后将玻璃车床数显表归零，再移动阳极组件或阴极组件，将数显表数值拉到要求值。这种方式会导致阴极组件和阳极组件接触时两者表面产生碰撞，从而影响最终产品耐压性能。

发明内容

本申请解决的技术问题是克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种人工干预少，对员工要求低，自动化程度高，产品封接质量好，同轴度高，氧化影响小，耐压性能好的X射线管封口方法及封口机。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案包括：一种X射线管封口方法，其特征是依次进行以下步骤：

S1：阴极组件安装；

S2：玻壳安装；

S3：阳极组件安装；

S4：控制器控制阳极组件安装装置前后移动至阳极定位点与阳极定位传感器轴向对应位置，控制器通过阳极旋转电机驱动阳极组件旋转至阳极定位点与阳极定位传感器周向对准；

S5：控制器控制阴极吹气保护装置对阴极组件后部吹保护气；玻壳封堵装置定位封堵玻壳开口；

S6：控制器控制玻璃烧结设备将阴极封接处封接；

S7: 玻壳封堵装置复位，玻壳卡盘松开，阳极组件轴向定位到封接位置，同时玻璃烧结设备的预热及退火火头定位至阳极封接位置、自动抹口装置定位至阳极抹口处：

S8：控制器控制玻璃烧结设备将阳极封接处封接；

S9：控制器控制玻璃烧结设备、阳极组件安装装置复位。

所述阴极封接处封接简称阴极封接，依次进行预热、封口、自动抹口、退火，具体包括以下步骤：预热及退火火头点火预热玻壳阴极封接处周围后关闭，封口火头定位至阴极封接处点火封口，自动抹口装置定位,玻壳阴极封接处周围熔融后，自动抹口装置进行抹口封接，阴极吹气保护装置通过流量调整使阴极封接处吹鼓并在自动抹口装置配合下形成鼓形，封口火头关闭，自动抹口装置复位，预热及退火火头定位至阴极封接处对玻壳阴极封接处周围进行退火，关闭玻璃烧结设备。

所述阳极封接处封接简称阳极封接，依次进行预热、封口、自动抹口、退火，具体包括以下步骤：预热及退火火头点火预热玻壳阳极封接处周围后关闭，封口火头定位至阳极封接处点火封口，待玻壳阳极封接处周围熔融后，自动抹口装置进行抹口封接，阴极吹气保护装置通过流量调整对阳极封接处进行吹鼓并在自动抹口装置配合下形成鼓形，封口火头关闭，自动抹口装置复位，预热及退火火头定位至阳极封接处对阳极封接处周围进行退火，关闭玻璃烧结设备，阴极吹气保护装置在阳极封接完成后继续吹气保护一段时间（延时保护）后关闭。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案还包括：

一种封口机，包括玻璃烧结设备、工作台架、阴极吹气保护装置、阴极组件安装装置、阳极组件安装装置、玻壳安装装置、滑轨、自动抹口装置，阴极吹气保护装置、滑轨、自动抹口装置、阴极组件安装装置、玻壳安装装置、阳极定位传感器均安装在工作台架上，阳极组件安装装置、玻璃烧结设备滑动安装在滑轨上可以前后移动，玻壳安装装置中间开有供阳极组件安装装置、阳极组件前后移动的通孔，滑轨与阴极组件、阳极组件、玻壳中心线平行，阴极组件、阳极组件、玻壳的中心线在同一直线上（三者同轴安装），阳极组件安装装置用来固定阳极组件并在控制器控制下调整阳极组件与阴极组件的对位关系，阴极组件安装装置用来安装阴极组件，玻壳安装装置用来安装玻壳，玻璃烧结设备用于玻壳对应位置的预热、封口、退火，自动抹口装置用来抹口，阴极吹气保护装置用来对阴极组件后部吹保护气并提供吹鼓气流。

本申请与现有技术相比，具有以下优点和效果：人工干预少，对员工要求低，自动化程度高，产品封接质量好，同轴度高，氧化影响小，耐压性能好。

附图说明

图1是本申请实施例封口方法的原理示意图。

图2是本申请实施例阴极组件封接原理示意图。

图3是本申请实施例阳极组件封接原理示意图。

图4是本申请实施例封口机的立体示意图。

图5是图4的俯视示意图。

图6是图4的左视示意图。

图7是本申请实施例封口机主体结构（去掉保护罩、连接线）示意图。

图8是本申请实施例封口机主体结构的俯视示意图。

图中：A-阴极组件，A1-阴极封接处，A2-阴极灯丝，B-阳极组件，B1-阳极封接处，B2-阳极定位点(阳极斜面轴向最接近阴极灯丝A2位置)，C-玻壳，D-玻璃烧结设备，D1-封口火头，D2-预热及退火火头，E-工作台架，F-阴极吹气保护装置，F1-保护气流量控制柜，G-X射线管组件安装装置，G1-阴极组件安装装置，G11-阴极卡盘电机，G12-阴极卡盘，G2-阳极组件安装装置，G21-阳极旋转电机，G22-阳极封口轴，G23-阳极平移电机，G3-玻壳安装装置，G31-玻壳卡盘电机，G32-玻壳卡盘，H-保护罩一，I-控制柜，J-滑轨，K-自动抹口装置,L-阳极定位传感器，M-保护罩二，N-玻壳封堵装置。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本申请作进一步的详细说明，以下实施例是对本申请的解释而本申请并不局限于以下实施例。本申请图4的左侧为后，右侧为前，阴极组件A朝前，阳极组件B朝后并与阴极组件A对准，轴向是指前后方向，周向是相对于X射线管中心线而言的。

参见图1～图8，本申请实施例X射线管封口方法最主要设计思路是完成阴极组件A、阳极组件B、玻壳C的相互对位后在保护气保护的情况下连续封接X射线管两个封接位置（包括阳极组件B与玻壳C封接处简称阳极封接处B1、阴极组件A与玻壳C封接处简称阴极封接处A1），从而实现阴极组件A、阳极组件B、玻壳C一次对位准确同轴度高，两次封接时间控制精准间隔小，部件受氧化作用影响小，自动化程度高，员工技术要求低，X射线管主体长度L1、阳极组件B与阴极组件A的极间距L2精确。

本申请通过现有技术的控制器（控制电脑或者PLC）来控制加工工序，控制器安装在控制柜I中并与所有电气控制设备（指需要通过控制器发送控制信号来打开或关闭的设备，包括玻璃烧结设备D、阴极吹气保护装置F、阴极卡盘电机G11、阳极旋转电机G21、阳极平移电机G23、玻壳卡盘电机G31、自动抹口装置K、玻壳封堵装置N）连接，按照设定流程和时序控制它们进行操作，保证各步骤之间的连贯性、及时性、精确度和自动化。

本申请X射线管封口方法包括以下步骤：

S1：阴极组件A安装在阴极卡盘G12上；

S2：玻壳C安装至玻壳卡盘G32上；

S3：阳极组件B安装至阳极封口轴G22上；

S4：控制器控制阳极组件安装装置G2前后移动至阳极定位点B2与阳极定位传感器L轴向对应位置（轴向对准），控制器控制阳极旋转电机G21驱动阳极组件B旋转至阳极定位点B2与阳极定位传感器L对准（周向对准，以阳极定位传感器L与阳极组件B距离最近为周向对准标准，由控制器依据阳极定位传感器L传来的距离数据计算得到，由于阴极组件A安装时阴极灯丝A2角度与阳极定位传感器L对准，故阴极组件A周向与阳极组件B对准）；

S5：阴极吹气保护装置F对阴极组件A后部吹保护气（特例为氮气）；玻壳封堵装置N定位封堵玻壳C开口（即阳极封接处，防止保护气泄漏，支持后续阴极封接处吹鼓）；

S6：控制器通过玻璃烧结设备D（初始状态预热及退火火头D2对着阴极封接处A1）将阴极封接处A1封接；

S7: 玻壳封堵装置N复位，玻壳卡盘G32松开，阳极组件B轴向定位到封接位置（该位置即阴极组件A、阴极组件B之间的距离为极间距L2且X射线管主体长度L1处），同时玻璃烧结设备D预热及退火火头D2移动至阳极封接位置、自动抹口装置K定位至阳极抹口处；

S8：控制器控制玻璃烧结设备D将阳极封接处B1封接；

S9：控制器控制玻璃烧结设备D、阳极组件安装装置G2复位（沿滑轨J回到最初位置）。

所述阴极封接处封接包括以下步骤：预热及退火火头D2点火预热玻壳C阴极封接处周围后关闭，封口火头D1定位至阴极封接处A1点火封口阴极封接处A1，自动抹口装置K定位, 玻壳C阴极封接处周围熔融后，自动抹口装置K进行抹口封接，阴极吹气保护装置F通过流量调整使阴极封接处A1吹鼓(现有技术)并在自动抹口装置K配合下形成鼓形，封口火头D1关闭，自动抹口装置K复位，预热及退火火头D2定位至阴极封接处A1对玻壳C阴极封接处周围进行退火，阴极退火完成后关闭玻璃烧结设备D。

所述阳极封接处封接包括以下步骤：预热及退火火头D2点火预热玻壳C阳极封接处周围后关闭，封口火头D1定位至阳极封接处B1点火封口阳极封接处B1，待玻壳C阳极封接处周围熔融后，自动抹口装置K进行抹口封接，阴极吹气保护装置F通过流量调整对阳极封接处进行吹鼓并在自动抹口装置K配合下形成鼓形，封口火头D1关闭，自动抹口装置K复位，预热及退火火头D2定位至阳极封接处B1对阳极封接处B1周围进行退火，阳极退火完成后玻璃烧结设备D关闭，阴极吹气保护装置F在阳极封接完成后继续吹气保护一段时间（延时保护）后关闭。

为了实现上述X射线管封口方法，本申请设计了X射线管封口机，包括玻璃烧结设备D、工作台架E、阴极吹气保护装置F、阴极组件安装装置G1、阳极组件安装装置G2、玻壳安装装置G3、控制柜I、滑轨J、自动抹口装置K，阴极吹气保护装置F、滑轨J、自动抹口装置K、阴极组件安装装置G1、玻壳安装装置G3均固定安装在工作台架E上，阳极组件安装装置G2、玻璃烧结设备D分别通过现有技术的阳极组件安装装置G2移动机构、玻璃烧结设备D移动机构安装在滑轨J上可以前后移动，玻壳安装装置G3中间开有供阳极组件安装装置G2、阳极组件B前后移动的通孔，滑轨J与阴极组件A、阳极组件B、玻壳C中心线平行，阴极组件A、阳极组件B、玻壳C的中心线（X射线管中心线）为同一直线，通过滑轨J上安装玻璃烧结设备D、阳极组件安装装置G2来实现它们沿前后方向的精确移动。阳极组件安装装置G2用来固定阳极组件B并在控制器控制下调整阳极组件B与阴极组件A的对位关系（通过阳极旋转电机G21来调整阳极组件B与阴极组件A的周向定位关系，通过阳极平移电机G23来调整阳极组件B与阴极组件A的轴向定位关系），控制器与阳极定位传感器L连接并采样阳极组件B是否与阳极定位传感器L对准，阳极旋转电机G21与阳极封口轴连接，阳极组件B卡接在阳极封口轴G22上后，由控制器精确控制阳极组件安装装置G2移动机构动作，使得阳极组件安装装置G2及其上的阳极组件B沿滑轨H精确移动。阴极组件安装装置G1用来安装阴极组件A，玻壳安装装置G3用来安装玻壳C；玻璃烧结设备D主要用来烧结阳极封接处B1、阴极封接处A1以及玻壳C对应位置的预热和退火，自动抹口装置K用来抹口（现有技术），阴极吹气保护装置F用来对阴极组件A后部吹保护气以及吹鼓时保护气流量调节，防止氧化兼提供吹鼓气流，且吹保护气从S5步骤开始至阴极封接完成后延时保护一段时间再关闭。

本申请阴极吹气保护装置F通过现有技术的质量流量计来控制吹保护气和吹鼓的气体流量控制。

本申请所述定位、复位均为现有技术，例如阳极组件安装装置G2、玻璃烧结设备D（及其部件封口火头D1、预热及退火火头D2）的前后移动定位；玻壳封堵装置N的上下移动和前后移动组合定位（先上下移动至与玻壳C前后对准，再前后移动至封住玻壳C开口）：自动抹口装置K的气缸展开定位和前后移动组合定位（自动抹口装置K初始状态即与玻壳C阴极封接处A1前后对准，阴极组件A安装好后，再通过其气缸展开使得自动抹口装置K头部与玻壳C周向定位准确；阴极封接处抹口好后气缸复位，需要阳极封接处抹口时，先前后移动至前后方向对准玻壳阳极封接处，再控制其气缸展开使得自动抹口装置K头部与玻壳C周向定位准确，完成阳极封接处抹口后其气缸先收回再前后移动复位）。

本申请能够精确控制两次封接时每次的预热时间、封接时间、退火冷却时间，阴极封接完成后仅间隔20就进行阳极封接，提高了封接质量，降低了部件氧化影响，对最终产品质量提高作用显著.作为一种特例，氮气预吹时间20s，阴极预热时间15~20s，阴极封口时间20~25s，阴极退火时间20~25s，阳极预热时间15~20s，阳极封口时间20~25s，阳极退火时间20~25s，氮气保护延时30s，加上安装时间后，单个X射线管生产时间大致在5分钟左右。下面示出了本申请实施例与现有技术的部分技术参数对比表。

凡是本申请技术特征和技术方案的简单变形或者组合，应认为落入本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种X射线管封口方法，其特征是依次进行以下步骤：

S1：阴极组件安装；

S2：玻壳安装；

S3：阳极组件安装；

S4：控制器控制阳极组件安装装置前后移动至阳极定位点与阳极定位传感器轴向对应位置，控制器通过阳极旋转电机驱动阳极组件旋转至阳极定位点与阳极定位传感器周向对准；

S5：控制器控制阴极吹气保护装置对阴极组件后部吹保护气；玻壳封堵装置定位封堵玻壳开口；

S6：控制器控制玻璃烧结设备将阴极封接处封接；

S7: 玻壳封堵装置复位，玻壳卡盘松开，阳极组件轴向定位到封接位置，同时玻璃烧结设备的预热及退火火头定位至阳极封接位置、自动抹口装置定位至阳极抹口处：

S8：控制器控制玻璃烧结设备将阳极封接处封接；

S9：控制器控制玻璃烧结设备、阳极组件安装装置复位。

2.根据权利要求1所述X射线管封口方法，其特征是：所述阴极封接处封接包括以下步骤：预热及退火火头点火预热玻壳阴极封接处周围后关闭，封口火头定位至阴极封接处点火封口，自动抹口装置定位,玻壳阴极封接处周围熔融后，自动抹口装置进行抹口封接，阴极吹气保护装置通过流量调整使阴极封接处吹鼓并在自动抹口装置配合下形成鼓形，封口火头关闭，自动抹口装置复位，预热及退火火头定位至阴极封接处对玻壳阴极封接处周围进行退火，关闭玻璃烧结设备。

3.根据权利要求1所述X射线管封口方法，其特征是：所述阳极封接处封接包括以下步骤：预热及退火火头点火预热玻壳阳极封接处周围后关闭，封口火头定位至阳极封接处点火封口，待玻壳阳极封接处周围熔融后，自动抹口装置进行抹口封接，阴极吹气保护装置通过流量调整对阳极封接处进行吹鼓并在自动抹口装置配合下形成鼓形，封口火头关闭，自动抹口装置复位，预热及退火火头定位至阳极封接处对阳极封接处周围进行退火，关闭玻璃烧结设备，阴极吹气保护装置在阳极封接完成后继续吹气保护一段时间后关闭。

4.一种封口机，其特征是：包括玻璃烧结设备、工作台架、阴极吹气保护装置、阴极组件安装装置、阳极组件安装装置、玻壳安装装置、滑轨、自动抹口装置，阴极吹气保护装置、滑轨、自动抹口装置、阴极组件安装装置、玻壳安装装置、阳极定位传感器均安装在工作台架上，阳极组件安装装置、玻璃烧结设备滑动安装在滑轨上，玻壳安装装置中间开有供阳极组件安装装置、阳极组件前后移动的通孔，滑轨与阴极组件、阳极组件、玻壳中心线平行，阴极组件、阳极组件、玻壳的中心线在同一直线上，阳极组件安装装置用来固定阳极组件并在控制器控制下调整阳极组件与阴极组件的对位关系，阴极组件安装装置用来安装阴极组件，玻壳安装装置用来安装玻壳，玻璃烧结设备用于玻壳对应位置的预热、封口、退火，自动抹口装置用来抹口，阴极吹气保护装置用来对阴极组件后部吹保护气并提供吹鼓气流。

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