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Röntgeneinrichtung, bei der Spannungstransformator und Röntgenröhre in einem gemeinsamen
Gehäuse untergebracht sind.
Es ist bereits eine Röntgeneinrichtung bekannt, bei der Röntgentransformator und Röntgenröhre in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, das entweder mit Luft oder Öl ausgefüllt ist.
Bei derartigen Einrichtungen macht sich jedoch der Nachteil bemerkbar, dass auf dem äusseren Umfang der Transformatorwieklung das höchste Potential herrscht und demgemäss die Überschlagsab- stände der spannungsführenden Teile nach dem geerdeten Gehäuse sowie dem Eisenkern des Transformators verhältnismässig gross werden, so dass das Gehäuse und der Eisenkern eine beträchtliche Grösse annehmen.
Verwendet man aber zur Verminderung der Abstände Öl oder Vergussmasse, so ergibt sich der weitere Übelstand, dass das Gewicht zunimmt und das Gehäuse abgedichtet werden muss. Wenn auch in diesem Falle das Gehäuse verkleinert werden kann, so wird doch durch die Abmessungen des Eisenkernes die Magnetisierungsleistung erhöht und damit die Leistung des Transformators herabgesetzt.
Es ist auch bereits ein Hochspannungstransformator vorgeschlagen worden, dessen Oberspannungswicklung bzw. Hochvoltspule in einem einteiligen Spulenkasten aus Isolierwerkstoff untergebracht ist und bei dem die Wicklung derart über die ganze axiale Länge des Spulenkastens lagenweise gewickelt und angeschlossen ist, dass ihr Potential von dem aussenliegenden Anfangspotential nach dem von ihr umfassten Kern hin zunimmt und das Ende der innersten Wicklungslage durch den Flansch des Spulenkastens hindurchgeführt ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine möglichst gedrungene Röntgeneinrichtung mit geringstem Gewicht und höchster Leistung zu schaffen, bei der Spannungstransformator und Röntgenröhre in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungswicklung des Spannungstransformators als solche mit einem geerdeten durch ein festes Isoliermittel von ihr getrennten leitenden Mantel umgeben und das Höchstpotential durch die geerdete Oberfläche isoliert herausgeführt ist. Der leitende Mantel ist bei Bestehen aus gut leitenden Werkstoffen an einer Stelle geschlitzt, um keine Kurzschlusswindung für die Hochspannungswicklung zu bilden. Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, dass die für sich bestehende Hochspannungswicklung von einem Erdpotential führenden Mantel umhüllt wird, so dass nur die Hochspannungswicklung als besonders zu behandelnder Teil für sich nach den bekannten Grundsätzen der Hochspannungstechnik hergestellt werden kann.
Der die Hochspannungwicklung einkapselnde Mantel schützt die Hochspannungswicklung gegen alle äusseren Einflüsse, was insbesondere bei dem nachträglichen Einschichten des Eisenkernes in den Hochspannungskörper von besonderer praktischer Bedeutung ist. Eisenkern und Niederspannungswicklung brauchen nicht mehr zusammen mit der Hochspannungswicklung gekapselt werden und auch nicht mehr zusammen mit der Oberspannungswicklung den Isolierprozessen ausgesetzt zu werden. Weiterhin brauchen dadurch, dass die Hochspannungswicklung von einem Erdpotential führenden Mantel für sich umhüllt wird, keine Überschlagsabstände nach Eisenkern, Niederspannungswicklung und Gehäuse eingehalten werden.
Dadurch entsteht ein kleiner, gedrungener Transformator, dessen Leistungsfähigkeit solchen von bedeutend grösseren Volumen bei weitem überlegen ist.
Entweder besteht der Transformatorhochspannungskörper aus dem die Hochspannungswicklung tragenden Isolierträger, der Hochspannungswicklung selbst, einem um den Umfang der festen Spule herumgelegten, gegebenenfalls an sich bekannte Kondensatorbeläge enthaltenden festen Isoliermantel
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und einer die Zwischenräume zwischen Mantel und Wicklung ausfüllenden, zu diesen Zwecken bekanntlich verwandten Vergussmasse, beispielsweise Kabelmasse oder vulkanisiertem Gummi.
Oder der Transformatorhochspannungskörper besteht aus einem bereits vorgeschlagenen, die Form einer Garnrolle besitzenden Isolierkörper als festem Isoliermittel und der darin befindlichen, lagenweise angeordneten Hochspannungswicklung, deren innerste Wicklungslage das Höehstpotential und deren äusserste Wieldungslage das Erdpotential führt.
Die das Höehstpotential führenden Enden der Hochspannungswicklung werden durch Isolatoren. die von dem Hoehspannungskörper getragen sind, durch den geerdeten Mantel herausgeführt. Diese Isolatoren sind dabei entweder in der Vergussmasse mit ihren dem Transformator zu gelegenen Enden eingebettet oder sie bilden in bereits vorgeschlagener Weise mit dem Spulenisolierkörper ein Stück.
Die Isolatoren können dabei so weit hinausgezogen werden, dass die zu den Polen der Röntgenröhre führenden Hochspannungsleitungen ausschliesslich in diesen verlaufen.
Der leitende geerdete Mantel wird vorteilhaft als Schicht auf dem festen Isoliermittel aufgebracht, etwa als Metallisierung. Diese Massnahme bringt den Vorteil mit sich, dass der Mantel unmittelbar auf dem festen Isoliermittel aufsitzt, ohne dass sich Luftzwischenräume zwischen Mantel und Isoliermittel bilden können. Dadurch wird ein Glimmen der Hochspannungswicklung aufs sicherste vermieden. Auch nimmt die hauchdünne Schicht kaum irgendwelchen Platz in Anspruch und lässt sich in der idealsten Weise auf dem Isoliermittel, beispielsweise Porzellan, durch Aufspritzen befestigen.
In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt.
Nach den Fig. 1 und 2, die um 900 versetzte Schnitte durch die Röntgeneinrichtung nach der Erfindung zeigen, ist an dem geerdeten Gehäuse 11 der Eisenkern 12 des Transformators befestigt. Auf dem unteren Schenkel des Eisenkernes sitzt die an das Netz anzulegende Unterspannungswicklung 13, die ihrerseits von zwei die Form von Garnrollen besitzenden Spulenisolatorkörpern 14, 15 umgeben wird. In die Spulenkörper 14, 15 ist die in zwei Teile zerlegte Oberspannungswicklung 16, 17 lagenweise eingewickelt, wobei die innerste Wicklungslage das Höchstpotential, die äusserste Wicklungslage das Erdpotential besitzt.
Die Spulenisolierkörper 14, 15 sind dabei an ihren Oberflächen, die nicht von der Wicklungslage bedeckt werden, metallisiert oder mit einem Metallmantel umkleidet, so dass um den ganzen Spulenkörper herum das Erdpotential herrscht. Um nun das Höchstpotential der innersten Wicklung
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ein Stück bilden bzw. bei Herstellung der Spulenkörper und Isolatoren aus Porzellan an diesen angarniert werden. Die Isolatoren 18, 19 sind von den Stirnwänden der Spulenisolierkörper nach unten zu abgekröpft und sind mit ihren Enden 20, 21 um die Pole der Röntgenröhre herumgezogen. Die Hochspannungleitungen und die Heizleitungen sind nur an die Enden der Röntgenröhre angeschlossen, während die Röntgenröhre 22 selbst nur in ihrer Mitte an einem Drehring 23 gehalten wird.
Für die Heizung der Glühkathode der Röntgenröhre ist auf dem Spulenkörper 14 eine besondere Heizwicklungslage vorgesehen ; so dass ein besonderer Heiztransformator in diesem Falle entfällt. Der untere Raum, in dem sich die Röntgenröhre befindet, wird durch Luftschlitze 24 und eine Entlüftungsvorrichtung 25 ventiliert.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Röntgenröhre infolge des Drehringes 23 drehbar ist und die Einschnürungen 26 des Gehäuses die Drehbarkeit auf wenig mehr als 1800 beschränken.
Während nach Fig. 1 und 2 die hochspannungsführenden Enden der Röntgenröhre freischwebend in Luft getragen werden, so dass die erforderlichen Luftüberschlagsabstände eingehalten werden können. wird nach Fig. 3 und 4 das hoehspannungsführende Ende der Röntgenröhre 22 in den Isolierwerkstoff des als eine Gehäusewand ausgebildeten Isolators 27 des Spulenisolierkörpers 28 eingebettet. Die der Röntgenröhre zugekehrten Flächen der Gehäusewand werden durch Erhebungen und Vertiefungen möglichst gross gemacht, um einen langen Kriechweg nach der geerdeten äusseren Oberfläche der Hochvoltspule und nach der geerdeten Gehäusewandung 11 zu erhalten. Um die Röntgenröhre 22 herum legt sich ein die Röntgenstrahlen absorbierender Mantel 29 herum, der nur mit einem Strahlenaustrittsfenster 30 versehen ist.
Um eine weitere Herabsetzung der Überschlagsabstände zu erreichen, wird der zwischen dem röntgenstrahlensieheren Isoliermantel 29 (Bleiglas, Bleigummi) und einem äusseren Mantel 31 vorhandene Zwischenraum mit einer Vergussmasse 32 ausgefüllt. An dem andern geerdeten Ende der Röntgenröhre 22 ist ein Schraubeinsatz 33 vorgesehen, der das etwa konisch ausgebildete Antikathodenende der Röntgenröhre 22 trägt. Der Schraubkörper ist dabei mit einer derartig grossen Oberfläche versehen und steht über die konische Halterung in derart inniger Verbindung mit dem Antikathodenende der Röntgenröhre. dass eine gute Wärmeableitung nach aussen hin möglich ist. Gegebenenfalls trägt der Schraubkörper noch Strahlungsrippen 34. Durch die andere Gehäusewand 35 wird der Schraubkörper gehalten.
Nach Herausschrauben des Schraubkörpers 33 aus der Gehäusewand 35 kann die Röntgenröhre in einfachster Weise durch Drehen aus der Fassung im Isolator 27 herausgenommen werden.
In der in Fig. 5 und 6 dargestellten Röntgeneinrichtung wird der Mantelkern 36, der seinerseits wieder von der Unterspannungswicklung 37 umfasst wird, von dem Gehäuse 11 getragen. Auf dem mit einem gewissen Abstand herumgelegten Isolierträger 38 befindet sich die in zwei Hälften 39, 40 unterteilte
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durch die als Ausführungsisolatoren ausgebildeten Gehäusewandungen 41, 42 herausgeführt sind. Dabei erstrecken sich die Fortsätze 43, 44 der Isolierwandungen 41, 42 bis in die unmittelbare Nähe der äussersten Lage der Oberspannungswicklung. Die beiden Hälften 39,40 der Oberspannungswicklung werden von einem beiden gemeinsamen Isolierzylinder 45 umgeben, der mit leitenden Einlagen 46 versehen ist.
Auf dem äusseren Umfang des Isolierzylinders 45 herrscht das Erdpotential entweder dadurch, dass der Zylinder von einem Metallmantel oder einer Metallisierung umgeben ist oder eine in der Nähe der Oberfläche liegende leitende Einlage erhält. Ebenso herrscht am inneren Umfang des Spulenisolierträgers 38 Erdpotential. Zwischen dem Spulenisolierträger 38 und dem Isolierzylinder 45 einerseits und den Gehäusewandungen 41. 42 bzw. den Fortsätzen dz 44 derselben anderseits befindet sich eine Vergussmasse 47, die die Zwischenräume vollkommen ausfüllt und dadurch Lufteinschlüsse zwischen den hochspannungführenden Teilen und Erde vermeidet. Die Isolatorengehäusewandungen 41, 42 werden dabei von dem Spulenisolierträger 38 und somit von der Hoehvoltspule getragen.
In ähnlicher Weise, wie schon die Fig. 3 beschreibt, wird durch die Gehäusewandung 41 das eine Ende der Röntgenröhre getragen, wobei noch ein weiterer Isolierkörper 48 an der Gehäusewand befestigt wird, um die Unterspannungswicklung 49 und Oberspannungswicklung 50 des Heiztransformators für die Röntgenröhre aufzunehmen. Von der andern Gehäusewand 42 wird in ähnlicher Weise das hochspannungsführende Ende eines Ventilrohres 51 getragen, wobei in diesem Falle der Isolierkörper 52 zur Verlängerung der Kriechweg dient. Der Heizstrom für das Glühkathodenventil 51 wird von einem ausserhalb der Röntgeneinrichtung aufzustellenden Heiztransformator ohne Hochspannungsisolation gespeist.
Um die Lüftung der auf diese Weise gekapselten Röntgeneinrichtung vorzunehmen, wird ein Entlüftungsmotor 53 an das Gehäuse angebaut, der über einen Lüftungskanal 54 die Luft in den oberen, die Ventilröhre 51 und den die obere Hälfte des Transformators enthaltenden Teil des Gehäuses 11 hineindriiekt. Aus diesem Teile des Gehäuses wird die Luft durch in der Gehäusewandung 42 vorgesehene spiralförmig geführte, in Fig. 6 gestrichelt eingezeichnete Kanäle 55 hineingedrückt, deren Enden innerhalb des Spulenisolierkörpers 38 münden. Die Luft streicht also zwischen der Ober-und Unterspannungswicklung durch den ganzen Transformator hindurch und tritt wieder durch in der Gehäusewandung 41 vorgesehene Kanäle 56 in den unteren, die Röntgenröhre enthaltenden Teil des Gehäuses ein.
Durch die Verschraubung 33 tritt sodann die Kühlluft wieder aus. Die Kanäle 55 und 56 in den Gehäusewandungen 42 und 41 sind aus dem Grunde spiralig geführt, um einen möglichst langen Kriechweg von den hochspannungsführenden Enden der Röntgenröhre und des Ventils nach dem geerdeten Mittelteil des Gehäuses zu schaffen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Röntgeneinrichtung, bei der Spannungstransformator und Röntgenröhre in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungswicklung des Spannungstransformators als solche mit einem geerdeten durch ein festes Isoliermittel von ihr getrennten leitenden Mantel umgeben ist.