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Hochspannungsentladungsgefäss.
Die Erfindung bezieht sich auf Hochspannungsentladungsgefässe, welche über berührungssichere Hoehspannungskabel mit der Hoehspannungs quelle verbunden werden, insbesondere auf Röntgenröhren.
Bei den bekannten Hoehspannungsentladungsgefässen besteht wenigstens ein Teil der der unmittelbaren Berührung zugänglichen Aussenwandung aus isolierendem Material, meistens aus Glas. Man
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manchen Fällen diesen Teil mit der Erde verbunden, oder man hat ganz aus Glas hergestellte Entladungs- gefässe in der Höhe der Entladungsbahn mit einem leitenden Belag versehen. Um derartige Entladungs- gefässe hochspannungssicher zu machen, war es erforderlich, sie in ein Schutzgehäuse einzubauen, das entweder aus Isoliermaterial oder aus Metall besteht und die Röhre in einem hinreichenden Abstand umgibt, damit keine Durchschläge von der Schutzhaube her durch die isolierende Wandung erfolgen können.
Gegenstand der Erfindung ist ein Hochspannungsentladungsgefäss, welches in üblicher Weise mit aus Glas bestehenden Einstülpungen versehen ist, welche die Elektroden des Gefässes tragen. Er- findungsgemäss besteht nun der vorzugsweise zylindrische, aussenliegende, die Einstülpungen umgebende
Teil der Wandung bis zu den Umbiegungsstellen der Wandung, wo die Einstülpungen anfangen, oder bis in die unmittelbare Nähe dieser Stellen aus Metall oder er ist bis dorthin mit einem leitenden Belag versehen. Es wird bei dieser Bauart des Entladungsgefässes die Spannung zwischen den Elektroden und dem metallenen bzw. mit Metallbelag bedeckten Teil der Röhrenwand ganz von den gläsernen Ein- stülpungen aufgenommen.
Dadurch, dass praktisch das ganze Spannungsgefälle zwischen den Elektroden sich über die isolierenden, die Elektroden tragenden Einstülpungen erstreckt, können diese Einstül- pungen ganz dicht nebeneinander geführt sein, so dass auch die darin angeschlossenen Hochspannungs- kabel unmittelbar nebeneinander verlaufen können. Ein solches Entladungsgefäss kann etwa die Form eines U oder eines V mit unter geringen Winkeln zueinanderstehenden Schenkeln besitzen.
Durch die annähernd parallele Einführung der Kabel von einer Seite her werden die Kabelanschlüsse möglichst weit von dem Strahlenaustrittsfenster weg angeordnet, das infolgedessen beim Gebrauch für medizinische
Zwecke oder bei der Materialuntersuchung auch an sonst schwer zugängliche Stellen bequem herange- bracht werden kann. Zur Erhöhung der Isolationsfähigkeit können die Hohlräume, in die die isolierten
Leitungen eingeführt werden, mit Pressgas oder mit einem flüssigen oder festen Isoliermaterial ausgefüllt werden.
Die bekannten Röntgenröhren, welche eine Kabeleinfiihrung nur von einer Seite her hatten, arbeiteten mit einseitiger Erdung, so dass die Kabelisolation die volle Hochspannung aufzunehmen hatte.
Dies bietet bei Spannungen von mehr als 100. 000 Volt erhebliche Schwierigkeiten und würde ausser- ordentlich umfangreiche und schwere Kabel nötig machen. Durch den Gegenstand der Erfindung werden die Vorteile der einseitigen Kabeleinführung auch für Hochspannungsentladungsgefässe mit zweipoligem Hochspannungsanschluss ermöglicht, ohne dass man die bei den bekannten einseitig geerdeten Entladungs- gefässen auftretenden Isolationsschwierigkeiten hat. Die Erfindung soll an Hand einiger in den'Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert werden.
In Fig. 1 ist eine Röntgenröhre 1 von im wesentlichen langgestreckter Bauart dargestellt. Die zur isolierenden Einführung der Anode 2 und der Kathode 3 dienenden Glashülsen 4 und 5 besitzen eine so weite Öffnung, dass sie bequem die Hochspannungsleiter 6 und 7 mit einem sie umgebenden Isolier-
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nach einer Richtung verlaufen und zur Befestigung der Kabelendverschlüsse 15 und 16 dienen. Die
Isolierung der Hochspannungsleiter 6 und 7 kann beispielsweise durch die Körper 8 und 9 gebildet werden.
Es kann jedoch auch der ganze Raum, welcher durch die Endkappen 11 und 12 begrenzt wird, mit einem flüssigen Isoliermaterial ausgefüllt sein. Infolge der Einführung der Kabel von der einen Seite her kann die Längsausdehnung der Röntgenröhre mit den Endkappen ausserordentlich vermindert werden, und die Beweglichkeit der Röhre, deren Strahlenaustrittsfenster 17 leicht zugänglich ist, ist eine sehr grosse.
Die V-förmige Röntgenröhre nach Fig. 2 besteht an der Aussenseite ganz aus Metall ebenso wie die hosenförmig miteinander verbundenen Metallrohre. M und 22. Das Hochspannungsgefälle zwischen den Elektroden über die Wand verläuft über die isolierenden Einstülpungen 2. 3 und : Z. J. Das Potential des Metallgefässes kann ungefähr in der Mitte zwischen den Potentialen der Elektroden liegen. Die Strom- zuführungsleitungen sind von festen Isolatoren 25 und 26 umgeben. Diese sind als Durchführungsisolatoren ausgebildet und durchsetzen die Drehscheibe 27, an der die Rohre 21 und 22 mittels Verbindungsflanschen befestigt sind.
Die Drehscheibe 27 ist in der Trennungswand zwischen dem Behandlungsraum und dem Hochspannungsraum angeordnet, so dass die Röntgenröhre um eine Achse in der Winkelhalbierung der Röhrenarme drehbar ist. Gewünschtenfalls kann die Drehscheibe auch in der Höhe verschiebbar sein. Der Antikathodenspiegel ist gegen die Kathodenstrahlenhauptriehtung um 450 und gegen die Drehachse und die senkrecht zu diesen beiden Richtungen verlaufende Richtung (Senkrechte zur Zeichenebene) um gleiche Winkel geneigt, damit sowohl in die Richtung der Drehachse als auch senkrecht dazu Röntgenstrahlen austreten und benutzt werden können. Für die axiale Ausstrahlung ist das Fenster 28 angeordnet, während das andere für das senkrecht zur Achse austretende Strahlenbündel dienende Fenster in der Zeichnung nicht veranschaulicht ist.
An den in den Hochspannungsraum hineinragenden Isolatoren sind Rollscheiben 29 und 30 für biegsame Leitungen angeordnet, wodurch die Drehbewegung der Röntgen- röhre innerhalb bestimmter Grenzen nicht von den Hochspannungszuführungsleitungen gehindert wird.
Die U-förmige Röhre gemäss Fig. 3 besitzt ebenfalls eine metallene Aussenwand. In den Schenkeln 3J*
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kabel 35 und 36 umschliessen. Diese Kabel setzen sich bis an die Elektroden, die Kathode 37 und die Anode 38, fort. Im Gegensatz zu den beiden andern Ausführungsbeispielen ist hier die Röhre mit einer schwach geneigten Anodenvorderfläehe zur Erzeugung eines Strichfokus verselten. Der Brennfleck wird durch das Fenster 39 hindurch stark verkürzt gesehen.
Die Hochspannungskabel besitzen geerdete Bekleidungen, die sich nicht in die Einstülpungen hinein erstrecken, und es sind metallring 40 und 41 vorgesehen, die eine kontinuierliche Fortsetzung der inneren Oberfläche dieser Bekleidung bilden und an die sieh Ringe 4, aus plastischem Isoliermaterial, wie z. B.
Gummi, anlegen. Der rinnenförmige Raum zwischen diesen Islierringen und dem umgebördelten Rand der Einstülpungen ist mit einer Isoliermasse 43 ausgefüllt. Die Metallring 40 und 41 werden von Über- vlurfmuttern 44 und 45, die mit den oberen Enden der Schenkel 31 und, 32 verschraubt sind, fest ange-
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den Kabeln und den Einstülpungen dringt. Es werden somit die Kabel mit dem Metallgefäss der Röhre unbeweglich verbunden, und es wird eine grosse Sicherheit gegen Durchschlag erhalten.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Hoehspannungsentladungsgefäss zum Anschluss an berührungssichere Hochspannungskabel, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise zylindrische Aussenwand bis zu den Umbiegungsstellen, bei denen die aus Glas bestehenden Einstülpungen anfangen, oder bis in die Nähe dieser Stellen aus Metall besteht oder mit einem leitenden Belag versehen ist.
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High voltage discharge vessel.
The invention relates to high-voltage discharge vessels which are connected to the high-voltage source via touch-safe high-voltage cables, in particular to X-ray tubes.
In the known high-voltage discharge vessels, at least a part of the outer wall accessible to direct contact consists of an insulating material, mostly of glass. Man
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In some cases this part is connected to the earth, or discharge vessels made entirely of glass have been provided with a conductive coating at the level of the discharge path. In order to make such discharge vessels safe from high voltages, it was necessary to install them in a protective housing, which consists either of insulating material or of metal and surrounds the tube at a sufficient distance so that no breakdowns can occur from the protective cover through the insulating wall.
The subject of the invention is a high-voltage discharge vessel which is provided in the usual manner with indentations made of glass which carry the electrodes of the vessel. According to the invention, there is now the preferably cylindrical, outer one that surrounds the indentations
Part of the wall up to the bend points of the wall where the indentations begin, or up to the immediate vicinity of these points made of metal or it is provided with a conductive coating up to that point. With this type of discharge vessel, the voltage between the electrodes and the metal or metal-covered part of the tube wall is completely absorbed by the glass indentations.
Because practically the entire voltage gradient between the electrodes extends over the insulating protuberances carrying the electrodes, these protuberances can be made very close to one another, so that the high-voltage cables connected therein can also run directly next to one another. Such a discharge vessel can have the shape of a U or a V with legs that are at small angles to one another.
Due to the approximately parallel introduction of the cables from one side, the cable connections are arranged as far away as possible from the radiation exit window, which as a result is used for medical purposes
Purposes or during material analysis can also be conveniently brought to places that are otherwise difficult to access. To increase the insulation capacity, the cavities in which the insulated
Lines are introduced, filled with compressed gas or with a liquid or solid insulating material.
The known X-ray tubes, which only had a cable entry from one side, worked with one-sided earthing so that the cable insulation had to absorb the full high voltage.
At voltages of more than 100,000 volts, this presents considerable difficulties and would require extremely extensive and heavy cables. The subject matter of the invention enables the advantages of one-sided cable entry also for high-voltage discharge vessels with a two-pole high-voltage connection without the insulation difficulties that occur with the known one-sidedly earthed discharge vessels. The invention is to be explained with reference to some of the embodiments shown in the figures.
In Fig. 1, an X-ray tube 1 is shown of a substantially elongated type. The glass sleeves 4 and 5, which are used for the insulating introduction of the anode 2 and the cathode 3, have an opening so wide that they comfortably connect the high-voltage conductors 6 and 7 with an insulating layer surrounding them.
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run in one direction and serve to fasten the cable terminations 15 and 16. The
Insulation of the high-voltage conductors 6 and 7 can be formed, for example, by the bodies 8 and 9.
However, the entire space which is delimited by the end caps 11 and 12 can also be filled with a liquid insulating material. As a result of the introduction of the cables from one side, the longitudinal extent of the X-ray tube with the end caps can be greatly reduced, and the mobility of the tube, whose radiation exit window 17 is easily accessible, is very great.
The V-shaped X-ray tube according to FIG. 2 consists entirely of metal on the outside, as do the metal tubes connected to one another in the form of trousers. M and 22. The high-voltage gradient between the electrodes over the wall runs over the insulating indentations 2. 3 and: Z. J. The potential of the metal vessel can be roughly in the middle between the potentials of the electrodes. The power supply lines are surrounded by solid insulators 25 and 26. These are designed as bushing insulators and pass through the turntable 27 to which the tubes 21 and 22 are attached by means of connecting flanges.
The turntable 27 is arranged in the partition wall between the treatment room and the high-voltage room, so that the X-ray tube can be rotated about an axis in the bisection of the tube arms. If desired, the turntable can also be vertically displaceable. The anti-cathode mirror is inclined by 450 against the main direction of the cathode rays and by the same angle against the axis of rotation and the direction perpendicular to these two directions (perpendicular to the plane of the drawing) so that X-rays can emerge and be used both in the direction of the axis of rotation and perpendicular to it. The window 28 is arranged for the axial radiation, while the other window serving for the beam exiting perpendicular to the axis is not illustrated in the drawing.
Rolling disks 29 and 30 for flexible lines are arranged on the insulators protruding into the high-voltage space, as a result of which the rotary movement of the X-ray tube is not hindered by the high-voltage supply lines within certain limits.
The U-shaped tube according to FIG. 3 also has a metal outer wall. In the thighs 3J *
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enclose cables 35 and 36. These cables continue to the electrodes, the cathode 37 and the anode 38. In contrast to the other two exemplary embodiments, the tube here has a slightly inclined anode front surface to generate a line focus. The focal spot is seen through the window 39 through a greatly shortened form.
The high-voltage cables have earthed coverings which do not extend into the protuberances, and metal rings 40 and 41 are provided, which form a continuous continuation of the inner surface of this cover and to which rings 4, made of plastic insulating material, such as. B.
Rubber, put on. The channel-shaped space between these Islierringen and the flanged edge of the indentations is filled with an insulating compound 43. The metal rings 40 and 41 are firmly attached by union nuts 44 and 45, which are screwed to the upper ends of the legs 31 and 32.
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penetrates the cables and indentations. The cables are thus immovably connected to the metal vessel of the tube, and a high level of security against breakdown is obtained.
PATENT CLAIMS: l. High-voltage discharge vessel for connection to safe-to-touch high-voltage cables, characterized in that the preferably cylindrical outer wall is made of metal or is provided with a conductive coating up to the bent points at which the indentations made of glass begin, or up to the vicinity of these points.