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Einrichtung zum Abschalten von Röntgenapparaten bei unzulässiger Steigerung der
Stromstärke.
Die Erfindung hat den Zweck, eine Röntgenanlage mittels eines im Röhrenstromkreis liegenden Abschaltgerätes selbsttätig abzuschalten, wenn die Stromstärke im Röhrenstromkreis, z. B. infolge Kurzschlusses, Zusammenbruches des Röhrenwiderstandes oder aus irgendeinem anderen Grunde, auf einen unzulässigen Wert anwächst. Bei der Anordnung eines Abschaltgerätes im Röhrenkreis ergeben sich Schwierigkeiten daraus, dass das Abschaltgerät einerseits an Hochspannung liegt, anderseits die Abschaltung des niedergespannten Primärstromes bewirken soll. Es müssen deshalb zwischen Sekundär-und Primärseite des Abschaltgerätes Organe vorgesehen sein, die der Hochspannung den Weg zur Niederspannungsseite versperren.
Zu diesem Zwecke ist gemäss der Erfindung das Abschaltgerät nicht unmittebar in den Hochspannungskreis, sondern in einen Hilfskreis gelegt, der mit jenem durch einen Transformator gekoppelt ist, dessen Primär-und Sekundärwicklung durch eine für Hochspannung undurchlässige Isolierung getrennt sind.
Die Zeichnung zeigt in Fig. 1-7 mehrere Ausführungsbeispiele.
In bekannter Weise enthält bei Fig. 1 der Netzstromkreis a die primäre Spule b des
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liegt. Der Primärstromkreis a enthält ferner den Schalthebel fi eines auf Stromstärke ansprechenden elektromagnetischen Schaltapparates f, dessen Spule/ in einem Hilfstromkreis i liegt. Der Kontakthebel f2 steht unter dem Einfluss einer Zugfeder f6. Eine federnde Klinke f3 liegt mit ihrer Nase/ in der Bahn des Hebels f2 und ragt mit einem Griff f5 aus dem Gehäuse. Der Stromkreis i wird durch die sekundäre Spule l eines Transformators k, l gespeist, dessen primäre Spule k im Hochspannungskreis d der Röntgenröhre ganz nahe an einem Spannungspol des Transformators b, c liegt.
Die Spulen fund l sind voneinander durch eine den Durchgang der Hochspannung verhindernde Isolation in getrennt. Der Transformator transformiert den Hochspannungsstrom des Kreises d in niedere Spannung, so dass im Schalter f nur niedrige Spannung herrscht. Der Schalter f ist so einreguliert, dass bei normalen Betriebsbedingungen die Stromstärke im Kreis i nicht zu seiner Betätigung ausreicht. Kommt jedoch z. B. eine Person p gleichzeitig mit beiden Spannungspolen des Transformators b, c in Verbindung, wie in der Fig. 8 gestrichelt angedeutet, wodurch der Strom im Kreise d bis zur Kurzschlussstromstärke ansteigt, so wird im Schaltapparat f der Kontakthebel f2 durch die Spule fi angezogen und dadurch der Primärstromkreis a unterbrochen.
Die federnde Klinke f3 sperrt den Hebel f2 in der Unterbrechungsstellung so lange, bis sie durch Einwirkung auf die Handhabe f5 zurückgezogen wird, worauf der Hebel unter Einwirkung der Zugfeder f6 in seine Schlusslage zurückkehrt.
Das Schaltgerät f kann beliebig ausgeführt sein. Die Anordnung des Transformators k, l in dichter Nähe eines Spannungspoles des Hochspannungstransformators ist wichtig für die Sicherung der Hochspannungsleitung in ihrer ganzen Ausdehnung. Man kann damit so weit gehen, dass man gemäss Fig. 2 den Transformator k, l im Kasten 9 des Transformators b, c unterbringt.
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geteilt und der Transformator & , l zwischen die beiden Teile geschaltet. Hiebei ist ein Versagen des Gerätes f durch Kurzschliessen des Transformators 7c, , das unter besonderen Umständen bei einseitiger Lage zum Transformator b, c denkbar ist, völlig ausgeschlossen, weil ein etwa auftretender Kurzschlussstrom immer durch die Sekundärspule c geht.
Zur Sicherung der Wirkung auch für den Fall, dass der einseitig vom Transformator b, c angeordnete Transformator k, l etwa durch einen Erdschluss unwirksam gemacht wird. kann man, wie in Fig. 4 dargestellt, je einen Transformator 7c, 1 und Z/, zu beiden Seiten des Transformators b, c anordnen, die zweckmässig, wie ebenfalls dargestellt, in Reihe mit einem einzigen Ausschaltgebiet f liegen. Berührt eine mit p angedeutete Person die Hochspannungsleitung d z. B. an der Stelle A, so fällt durch den Erdschluss das Potential des auf dieser Seite liegenden Poles der Sekundärspule c auf Null, wähend das Potential des andern Poles sich verdoppelt. Entsteht nun etwa infolge dieser Potentialsteigerung, z.
B. von h aus über o, ein Kurzschluss zur Erde, so ist zwar der Transformator kurzgeschlossen und unwirksam, doch fliesst der Kurzschlussstrom von Erde über p, M, c, & , h, o zur Erde, so dass der Transformator k', l' das Abschaltgerät f zum Ansprechen bringt.
Die Einrichtung kann auch so ausgebildet werden, dass sie den Strom bei einer beliebigen einstellbaren Stromstärke ausschaltet. Eine solche Einrichtung zeigt Fig. 5. Hier liegt parallel zu dem Schalter f ein veränderlicher Widerstand q, dessen eines Ende durch Leitung j an den einen Pol der Spule l angeschlossen ist, während der bewegliche Kontakt r mit dem andern Pol der Spule l verbunden ist. Der im Transformator k, 1 erzeugte Strom verteilt sich hiebei je nach der Einstellung des Widerstandes q in einem veränderlichen Verhältnis auf diesen und den Schalter f so dass man es in der Hand hat, den Schalter f bei einem schwächeren oder erst bei einem stärkeren Strom in der Hochspannungsleitung wirken zu lassen.
Der Netzstrom gelangt hier ferner über einen mittels des Kontakthebels t verstellbaren, zur Regelung der Spannung dienenden Autotransformators s und einen durch den verschiebbaren Kontakt v regelbaren Ohm'schen Widerstand M in die Primärwicklung b des Hochspannungstransformators. Der Ohm'sche Widerstand u dient dazu, die Spannungsstufen des Autotransformators zu überbrücken. Er ist bei Durchleuchtung eingeschaltet und muss bei Aufnahme kurzgeschlossen werden, da die hohe für Aufnahme nötige Stromstärke ihn sonst zerstören würde. Anderseits muss bei Photographie, bei der Stromstärken von 20-100 Milliampère gebraucht werden, der Aussehalter f weniger empfindlich eingestellt werden.
Durch Verbindung der beiden beweglichen Kontakte r und v durch den Körper it, sind diese beiden Verstellungen voneinander abhängig gemacht.
Der Ausschalter kann schliesslich gemäss Fig. 6 Anwendung finden als Belastungsbegrenzer für die Röntgenröhre. Jede Röntgenröhre lässt eine auf ihrem Leistungsschild vermerkte Belastung zu. Soll durch den Ausschalter einer Zerstörung der Röntgenröhre einwandfrei vorgebeugt werden, so muss er im Falle hoher Röhrenspannung bei kleinerer Stromstärke aus-
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Kontakt r des Widerstandes q zwangläufig abhängig vom Kontakthebel t des Spannungsschalters s gemacht. Er ist zu diesem Zweck durch einen isolierten Arm y mit dem Hebel t oder dessen Drehachse verbunden, wobei er zur Herstellung der beweglichen Verbindung mit der Leitung j auf einem mit dieser verbundenen Kontaktsegment z gleitet.
Gemäss Fig. 7 ist in Verbindung mit dem Transformator 7c, l ein polarisiertes Relais angeordnet, dessen Spule Ri im Stromkreis d und dessen Arbeitskontakte R2, Rs. deren ersterer den Anker des Relais bildet, parallel zu k in einem Nebenschluss S liegen. Infolge der Ventilwirkung der Röntgenröhre treten im Stromkreis d nur Stromstösse einer Richtung auf. Das Relais R ist so polarisiert, dass es auf diese Stromstösse nicht anspricht. Treten jedoch Gegenströme auf, z.
B. bei einem Kurschluss oder bei Überlastung der Röntgenröhre, die dann infolge Glühendwerdens der Anode Elektronen aussendet, so zieht die Spule RI den Anker R2 an und unterbricht den Kurzschluss des Transformators & , , der nun Strom erhält und durch seinen Sekundärstrom den Ausschalter f im Sinne einer Unterbrechung des Primärstromkreises a bestätigt. Bei dieser Anordnung erübrigen sich Vorrichtungen zur Regelung der Empfindlichkeit des Ausschalters.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Abschalten von Röntgenapparaten bei einer unzulässigen Steigerung der Stromstärke im Sekundärkreis, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf den Überstrom an-
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Transformators (7c, ) an den Röhrenstromkreis (d) angeschlossen ist.
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Device for switching off X-ray machines in the event of an impermissible increase in
Amperage.
The invention has the purpose of automatically switching off an X-ray system by means of a disconnection device located in the tube circuit when the current in the tube circuit, e.g. B. as a result of a short circuit, collapse of the tube resistance or for any other reason, increases to an impermissible value. When a disconnection device is arranged in the tube circuit, difficulties arise from the fact that the disconnection device is connected to high voltage on the one hand and is intended to cause the low-voltage primary current to be switched off on the other. It must therefore be provided between the secondary and primary side of the disconnection device organs that block the high voltage path to the low voltage side.
For this purpose, according to the invention, the disconnection device is not placed directly in the high-voltage circuit, but in an auxiliary circuit which is coupled to it by a transformer whose primary and secondary windings are separated by an insulation impermeable to high-voltage.
The drawing shows several exemplary embodiments in FIGS. 1-7.
In a known manner, in Fig. 1, the mains circuit a contains the primary coil b of the
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lies. The primary circuit a also contains the switching lever fi of an electromagnetic switching device f which responds to the current intensity and whose coil / lies in an auxiliary circuit i. The contact lever f2 is under the influence of a tension spring f6. A resilient pawl f3 lies with its nose / in the path of the lever f2 and protrudes with a handle f5 from the housing. The circuit i is fed by the secondary coil l of a transformer k, l, the primary coil k of which in the high-voltage circuit d of the X-ray tube is very close to a voltage pole of the transformer b, c.
The coils and 1 are separated from one another by an insulation which prevents the passage of the high voltage. The transformer transforms the high-voltage current in circuit d into low voltage, so that only low voltage prevails in switch f. The switch f is adjusted in such a way that, under normal operating conditions, the current in circuit i is not sufficient to operate it. However, comes z. B. a person p simultaneously with both voltage poles of the transformer b, c in connection, as indicated by dashed lines in Fig. 8, whereby the current in circle d increases up to the short-circuit current strength, the contact lever f2 is attracted in the switching device f by the coil fi and thereby the primary circuit a is interrupted.
The resilient pawl f3 locks the lever f2 in the interruption position until it is withdrawn by acting on the handle f5, whereupon the lever returns to its final position under the action of the tension spring f6.
The switching device f can be designed as desired. The arrangement of the transformer k, l in close proximity to a voltage pole of the high-voltage transformer is important for securing the high-voltage line in its entire extent. One can thus go so far that, according to FIG. 2, the transformer k, l is accommodated in the box 9 of the transformer b, c.
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divided and the transformer &, l connected between the two parts. A failure of the device f by short-circuiting the transformer 7c, which is conceivable under special circumstances with a one-sided position to the transformer b, c, is completely excluded because any short-circuit current that occurs always goes through the secondary coil c.
To ensure the effectiveness also in the event that the transformer k, l arranged on one side of the transformer b, c is rendered ineffective, for example by a ground fault. As shown in FIG. 4, one transformer 7c, 1 and Z / can be arranged on both sides of the transformer b, c, which are conveniently, as also shown, in series with a single switch-off area f. If a person indicated by p touches the high-voltage line d z. B. at point A, the earth fault causes the potential of the pole of the secondary coil c on this side to drop to zero, while the potential of the other pole doubles. Is now created as a result of this increase in potential, z.
B. from h via o, a short circuit to earth, the transformer is short-circuited and ineffective, but the short-circuit current flows from earth via p, M, c, &, h, o to earth, so that the transformer k ', l 'causes the disconnection device f to respond.
The device can also be designed in such a way that it switches off the current at any adjustable current intensity. Such a device is shown in FIG. 5. Here, parallel to the switch f, there is a variable resistor q, one end of which is connected by line j to one pole of the coil l, while the movable contact r is connected to the other pole of the coil l . The current generated in the transformer k, 1 is distributed depending on the setting of the resistor q in a variable ratio between the latter and the switch f so that one has it in hand, the switch f in the case of a weaker or a stronger current in to let the high voltage line work.
The mains current also reaches the primary winding b of the high-voltage transformer via an autotransformer s which can be adjusted by means of the contact lever t and is used to regulate the voltage, and an ohmic resistance M which can be regulated by the movable contact v. The ohmic resistance u is used to bridge the voltage levels of the autotransformer. It is switched on during fluoroscopy and must be short-circuited when recording, as the high current strength required for recording would otherwise destroy it. On the other hand, in photography, where currents of 20-100 milliamps are required, the look switch f must be set to be less sensitive.
By connecting the two movable contacts r and v through the body it, these two adjustments are made dependent on one another.
Finally, according to FIG. 6, the off switch can be used as a load limiter for the X-ray tube. Each X-ray tube allows a load noted on its rating plate. If the off switch is to be used to prevent destruction of the X-ray tube, it must be switched off in the event of a high tube voltage and a lower current.
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Contact r of resistor q inevitably made dependent on contact lever t of voltage switch s. For this purpose, it is connected to the lever t or its axis of rotation by an insulated arm y, whereby it slides on a contact segment z connected to the line j in order to establish the movable connection with the line j.
According to FIG. 7, a polarized relay is arranged in connection with the transformer 7c, l, the coil Ri of which is in the circuit d and the working contacts R2, Rs. Of which the former forms the armature of the relay, are parallel to k in a shunt S. As a result of the valve action of the X-ray tube, only one-way current surges occur in circuit d. The relay R is polarized in such a way that it does not respond to these current surges. However, countercurrents occur, e.g.
B. in the event of a short circuit or if the X-ray tube is overloaded, which then sends out electrons as the anode becomes glowing, the coil RI attracts the armature R2 and interrupts the short circuit of the transformer &, which now receives current and, through its secondary current, the switch f im Confirmed in the sense of an interruption in the primary circuit a. With this arrangement there is no need for devices for regulating the sensitivity of the circuit breaker.
PATENT CLAIMS:
1. Device for switching off X-ray machines in the event of an impermissible increase in the current strength in the secondary circuit, characterized in that a response to the overcurrent
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Transformer (7c,) is connected to the tube circuit (d).