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X-Strahlenapparat.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte und vereinfachte Einrichtung zur Erzeugung von X-Strahlen, die ohne besondere Kenntnisse gehandhabt werden kann und bei ihrer Handhabung nicht die Gefahr von elektrischen Schlägen in sich birgt, die ferner an Wechselstrom quellen angeschlossen werden kann, von roher Bauart und leicht tragbar ist.
Der X-Strahlenapparat besteht aus einer Röntgenröhre und einem mit dieser verbundenen Transformator und kennzeichnet sich dadurch, dass die Röntgenröhre und der Transformator in ein nicht gasartiges Kühl-und Isoliermittel, z. B. Schweröl, eingetaucht und so angeordnet sind, dass einerseits die eingetauchte Röntgenröhre X-Strahlen erzeugt und anderseits durch das Medium gekühlt und isoliert wird.
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deren Anode von aussen gekühlt wird und deren Enden voneinander geringer entfernt sind, als das Luftzwischenraumäquivalent der Arbeitsspannung der Röhre beträgt, und aus einem Transformator, dessen Sekundärwicklung an die Röntgenröhre angeschlossen ist, wobei die Röhre und der Transformator in einem vorzugsweise aus Metall bestehenden Gehäuse, z.
B. aus galvanisiertem Eisenblech, untergebracht sind. Das Gehäuse ist mit einem geeigneten Isoliermittel, z. B. Öl, gefüllt, in welchem der Transformator und die Röntgenröhre liegen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in beispielsweiser Ausführungsform dargestellt,
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Arbeiten mit hohen Potentialen die Coronawirkung an den Röhrenenden zu verringern und die Birne zu kühlen. Es wurde nun beobachtet, dass durch tatkräftige, äussere Kühlung der Röhrenwandung, wie dies durch eine Flüssigkeit erfolgt, in der Röhre ein grösseres Vakuum aufrecht erhalten wurde, als dies durch die Betätigung der Röhre in Luft der Fall ist, und da der Entladungsweg in den Röhren ganz von den zurückgebliebenen Gasen abhing. wurde die Wirkung der Röhre durch die Ölkühlung stark verändert.
Bei diesen bekannten Einrichtungen wurde die kühlende Wirkung des Öles, welche in der Ableitung der durch das Aufprallen des Kathodenstromes auf der Anode erzeugten Wärme ihren Grund hat, auf die Anode nicht in Erwägung gezogen ; weiters wurde auch nicht die auf Grund der Isoliereigensehaft eines nicht gasartigen und hohe Wärmeleitungsfähigkeit besitzenden Mediums, z. B. 01, mögliche Verringerung der Länge der Röhre und Verkürzung der Anode ohne Herabsetzung der Arbeitsspannung unter das zulässige Mass in Betracht gezogen.
Bei dem X-Strahlenapparat gemäss der Erfindung ist die Anode durch eine Verbindung von hoher Wärmeleitungsfähigkeit mit einem äusseren, wärmezerstreuenden Organ verbunden. Die Röntgenröhre (Fig. 2) besteht aus einer vorzugsweise aus Bleiglas verfertigten, die X-Strahlen nicht oder fast nicht durchlassende Birne 1, die mit einem die X-Strahlen in hohem Grade durchlassende Fenster versehen ist.
In dieser Röhre ist eine Kathode 3 eingesiegelt, die aus einem Wolframfaden oder einem ändern geeigneten, schwer schmelzbaren Material 4 besteht, das bei dem Stromdurchgang erglüht. Die Kathode ist von einem leitfähigen, die Formierung bewirkenden Teil 5 umgeben. Die die Entladung aufnehmende
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schmelzbaren metallischen Scheibe 6, die an einem Kupfer- oder andern gut wärmeleitenden Metallstab 7 angebracht ist. Der letztere ragt aus der Röhre heraus und dessen Austrittsstelle aus der Glasbirne 1 ist mittels eines eingesehobenen konischen Platin- oder Platinersatzrohres 8 hermetisch abgeschlossen.
Der Kupferstab ist. wie dies aus den Zeichnungen ersichtlich ist. entsprechend bemessen, so dass seine Länge nicht erheblich grösser ist, als mehrere Durchmesser und er infolgedessen eine Verbindung von hoher Wärmeleitungsfähigkeit bietet und die wirksame Übermittlung der Wärme von der die Ladung aufnehmenden Fläche der Anode nach einem Ölbade 2-3. mit z. B. schwerem Mineralöl ermög-
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versehen sein.
Ein Transformator liefert die zur Betätigung der Röntgenröhre nötige elektrische Energie. Dieser besteht aus einem Kern 10, einer Primärwicklung 11 und einer Sekundärwicklung 12: die letztere kann auch aus zwei hintereinander geschalteten Wicklungen 12 a, 12 b (Fig. 3) bestehen. Die Röntgenröhre ist mittels Isolierträger 13 auf dem Transformator angeordnet. Die Röhrenenden sind durch Leitung-
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spannungspole 14 und 1-5 enger beisammen anordnen als das Luftziwschenraumäquivalent der Arbeits- spannung des Rohres und es kann daher der Anodenstab 7 entsprechend kurz sein, was eine bessere Wärmeableitung bewirkt. Der Transformator und die Röhre sind in einem Behälter 16 untergebracht.
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Apparats ermöglichen.
Der Behälter 16 wird durch einen abnehmbaren Deckel : ! 1 abgeschlossen, der durchlässig ist für X-Strahlen, wodurch man den öldichten Abschluss des Behälters ermöglicht, dessen oberer Rand mit einem Flansch ausgestattet ist. auf welchen der Deckel 2j ! mittels Schraubenbolzen 22 verschraubt wird. Das Öl 23 kann durch im Deckel 21 abgedichtete Kühlrohre 24 gekühlt werden. deren äussere Enden an biegsame Rohre 25 angeschlossen sind. An die Primärwicklung sind Leitungsdrähte 26,26' und an die beiden hintereinander geschaltenen Wicklungen der Sekundärwicklung Leitungsdrähte 27,27' angeschlossen, die an, in der Behälterwand angeordnete, isolierte Klemmen : ! 8. : ? 9 befestigt sind.
Die elektrische Verbindung wird durch Steckkontakte 30 (Fig. 2) hergestellt : die durch diese geschlossenen Ströme sind aus der Fig. 3 ersichtlich.
Die in der Fig. 3 dargestellten Leitungsdrähte 27, 2'7'sind an eine Strommessvorrichtung, z. B. an ein Milliamperemeter und an eine Erdverbindung 33 angeschlossen. Die Strommessvorrichtung zeigt die durch die Röhre geschickte Energie an und ermöglicht die Feststellung des Ausstrahlungsvermögens der X-Strahlen während der Betätigung.
Die in den Fig. 1, 2 und 3 veranschaulichte Kathode wird durch eine Wicklung 12, ; erwärmt, die um den Transformatorkern 10 gewickelt und durch die Leitungsdrähte 14 und 34 mit dem Kathodenfaden 4 verbunden ist. Zweckmässig ist in den Leitungsdraht 34 ein regelbarer Widerstand'Jo eingeschaltet, mittels welchem der Widerstand des Kathodenstromes nach Wunsch verändert werden kann. Die hoch potentiellen Wicklungen sowie die an dem hoch potentiellen Leitungsdraht 15 angeschlossene Wicklung 33, sind von der Primärwicklung elektrisch isoliert.
Durch den Apparat können elektrische Schläge nicht erhalten werden, da das Gehäuse 16 und die nach dem Milliamperemter führenden Drähte 27, 27' Erdverbindung besitzen und da ferner die hoch potentiellen Wicklungen in Öl getaucht und daher während der Betätigung der Röhre unzugänglich sind.
In der in der Fig. 4 dargestellten Einrichtung wird der Kathodenfaden durch einen getrennten Transformator 38 mit Heizstrom versehen. Dieser Transformator ist mit einer Sekundärwicklung ausgestattet, die durch Drähte 39, 40, unter Zwischenschaltung eines regelbaren Widerstandes 41, an die Kathode angeschlossen wird. Die Primärwicklung des die Kathode erwärmenden Transformators-3 steht durch Drähte 42, 43 mit den Drähten 26, 26'in Verbindung, welche den Hauptstrom nach der Primärwicklung. 11 des Haupttransformators leiten. Die in der Fig. 4 dargestellte Sekundärwicklung 12 besteht aus einer einzigen Wicklung, deren Erdverbindung durch den Draht 44 hergestellt wird.
Der an die Erdverbindung angeschlossene Draht 14 verbindet, unter Zwischenschaltung eines Milliamperemters32, die Primärwicklung 12 mit der Kathode der Röntgenröhre. Geeignete Schalter -5, 46, 46'ermöglichen den Stromschluss des die Kathode erwärmenden Transformators und des Haupttransformators. Der Transformator 38 kann gemeinsam mit dem die Röhre betätigenden Transformator in das im Gehäuse 16 enthaltene Öl getaucht sein, zweckmässiger ist es jedoch, denselben ausserhalb des Gehäuses, z. B. an den Träger des Milliamperemeters anzubringen.
In beiden in den Fig. 3 und 4 veranschaulichten Anordnungen, kann das Elektronenausstrahlungsvermögen der Kathode durch Regelung der der Primärwicklung des Hauptstromtransformators mitgeteilten Spannung geregelt werden, ohne dabei die Spannung der Sekundärwicklung des Haupttransformators so zu verändern, dass die Härte der X-Strahlen wesentlich beeinflusst wird. Zu diesem Zweck
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ist der Widerstand des Kathodenfadenstromes mit Bezug auf die elektrischen Eigenschaften der mit dem Kathodenstrom verbundenen Transformatorwicklung so bemessen, dass die Temperatur und daher auch die Elektronenabgabe der Kathode ungefähr in der Mitte der gewünschten Betätigungsweite liegen.
Ein kleiner Temperaturwechsel der Kathode bewirkt einen verhältnismässig grossen Wechsel im Elektro- ausstrahlungsvermögen der Kathode, während ein verhältnismässig kleiner Spannungswechsel in den Wick- lungen, welche Wärmestrom nach der Kathode überführen, das Ergebnis zeitigt, dass das Elektron- ausstrahlungsvermögen der Kathode auf sämtliche erwünschte Abstufungen eingestellt werden kann.
Dieser dem Wärmstrom des Kathodenfadens mitgeteilte Spannungswechsel kann durch eine Spannung- änderung im Transformatorprimärstrom hervorgerufen werden. Spannungsänderungen, die zur Vornahme der gewünschten Kathodentemperaturänderungen genügen, sind zu gering, um die Härte der X-Strahlen zu beeinflussen. Bei Anordnung einer Einrichtung zur Regelung der dem X-Strahlenapparat mitgeteilten Betätigungsspannung, z. B. mittels eines Autotransformators, der mit einem bewegliehen Anschluss 48 ausgestattet ist, kann daher die Energie durch die Röhre nach Wunsch geändert werden, ohne das Durchdringungsvermögen der X-Strahlen zu schädigen.
Bei der aus Fig. 4 ersichtlichen Vorrichtung mit unabhängigem Kathodentransformator kann die Temperatur der Kathode durch den Widerstand 41 geregelt werden, unabhängig von der Spannung, welche dem X-Strahlentransformator durch den einstellbaren Kompensator 47 erteilt wird.
Vorstehend wurde ein zweckmässiges Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, jedoch können an dem Apparat Änderungen vorgenommen werden, ohne dadurch von dem Erfindungsgedanken abzuweichen. So z. B. kann an Stelle des kühlenden und isolierenden Öles ein anderes dichtes Medium von hoher dielektrischer Stärke Verwendung finden.
PATENT-ANSPRÜCHE : ]. X-Strahlenapparat, bestehend aus einer Röntgenröhre mit einem mit dieser verbundenen Transformator, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgenröhre und der Transformator in dasselbe gemeinsame flüssige Kühl-und Isoliermittel, z. B. ein Ölbad, eingetaucht sind.