CH625082A5

CH625082A5 -

Info

Publication number: CH625082A5
Application number: CH816778A
Authority: CH
Inventors: Charles Carville; Andre Lafitte
Original assignee: Radiologie Cie Gle
Priority date: 1977-07-29
Filing date: 1978-07-28
Publication date: 1981-08-31
Also published as: CA1108215A; FR2399124B1; DE2832318C2; DE7822029U1; US4188559A; FR2399124A1; GB2003313A; DE2832318A1; GB2003313B

Description

L'invention concerne un tube à rayons X à anode tournante du type décrit dans le préambule de la revendication 1. Le rotor du moteur qui entraîne l'anode en rotation est au potentiel de l'anode et est situé à l'intérieur de l'enceinte étanche du tube, enceinte qui comprend notamment la cathode et l'anode tournante; le stator du moteur est lui-même situé à l'extérieur de cette enceinte.

Dans certains tubes de l'art antérieur, la haute tension est appliquée entre cathode et anode symétriquement par rapport à la masse (ou terre). Le rotor, porté à un potentiel positif élevé doit être convenablement isolé du stator dont la carcasse est à la masse. Cet isolement est généralement assuré en partie par la paroi en verre de l'enceinte qui sépare rotor et stator et en partie par le choix d'un entrefer de grande dimension. Mais cette solution conduit à une grande réluctance de l'entrefer et nécessite donc des dimensions et une puissance électrique du moteur élevés pour obtenir le couple désiré.

Cet inconvénient devient rédhibitoire lorsque la haute tension utilisée dépasse 100 kilovolts pour atteindre 300 ou 400 kilovolts. L'entrefer devrait en effet atteindre, avec ces tensions, plusieurs centimètres.

Un autre type de tube à déjà été proposé qui tentait de réduire certains de ces inconvénients. Dans ce tube le rotor, électriquement connecté à l'anode, était porté au même potentiel continu que le stator, l'ensemble de ces éléments étant porté au potentiel de la masse. Dans cette solution, les problèmes d'isolement électrique entre stator et rotor n'existent plus et l'entrefer peut être considérablement réduit. Il était même proposé dans cette solution de placer le stator et le rotor très près l'un de l'autre et de ne les séparer que par la paroi de l'enceinte étanche, cette paroi étant réalisée, pour cette partie de l'enceinte en un métal mauvais conducteur de l'électricité.

Il est clair que dans un tel tube où l'entrefer est considérablement réduit, l'efficacité du moteur se trouve augmentée.

Mais pourtant une limitation dans la haute tension anode-cathode existe toujours et limite donc l'utilisation de ce type de tube vers le haut de gamme; cette limitation est due au fait que la totalité de la haute tension est appliquée entre la cathode et la masse, ce qui est la base de la conception de ce type de tube, qui ne peut fonctionner que pour des hautes tensions inférieures à 100 kV, sous peine de présenter des problèmes d'isolement insurmontables; il faut de plus noter qu'il n'existe pas, dans l'état actuel de la technologie de câbles d'alimentation souples, ce qui est nécessaire en radiologie, susceptibles de supporter des tensions supérieures à 150 kV.

L'objet de la présente invention est un tube susceptible de fonctionner à de très hautes tensions pouvant atteindre plusieurs centaines de kilovolts, et ceci grâce à la combinaison des moyens suivants: le rotor et le stator du moteur, qui sont séparés par une paroi en métal amagnétique, sont portés tous deux au même potentiel continu que l'anode; la paroi en métal amagnétique, qui sépare stator et rotor, constitue une partie de l'enceinte étanche dans laquelle se trouvent la cathode, l'anode et son rotor, et est fixée au reste de la paroi étanche de cette enceinte en une disposition qui d'une part allonge le trajet des lignes de fuite entre cathode et anode de manière à assurer un isolement électrique convenable même pour de très hautes tensions, et d'autre part réalise un écran électrique entre le stator et la masse. Les isolements électriques ainsi obtenus entre l'ensemble anode-rotor stator et, d'une part la cathode, d'autre part la masse, permettent à la haute tension d'être appliquée entre anode et cathode symétriquement par rapport à la masse.

A titre d'exemple de réalisation est décrit ci-dessous et illustré schématiquement sur la figure unique annexée un tube à rayons X conforme à l'invention.

Le tube se compose essentiellement d'une enceinte 1, généralement en verre, aux extrémités de laquelle sont fixés une cathode 2 et un ensemble anodique 3. Cet ensemble est lui-même composé d'un plateau anodique 4 solidaire en 41 du rotor constitué d'un cylindre creux 6. Ce rotor 6 tourne, par l'intermédiaire de roulements, sur un arbre fixe 7 monté sur un bloc isolant 8 au moyen de vis représentées schématiquement par les traits pointillés 9. Ce bloc 8 est lui-même fixé par des vis 11 à l'intérieur d'une gaine métallique 12 reliée à la masse.

Sur l'arbre fixe 7 est fixée, d'une manière étanche au vide, une plaque support 13 à laquelle est réuni un cylindre 14 en matériau amagnétique qui va constituer une partie de la paroi de l'enceinte étanche 1. Le jeu entre le rotor 6 et le cylindre 14 constitue l'entrefer du moteur (vide de l'enceinte étanche); il est aussi petit que le permettent les impératifs de montage; il est de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres.

L'inducteur 16 du moteur d'anode est monté à frottement doux sur le cylindre 14 et il est soutenu par un support 17 fixé également par les vis 9 sur l'isolateur 8. L'autre extrémité du cylindre 14 est soudée d'une manière étanche sur une plaque métallique 18 servant d'écran de protection entre l'anode 4, source de chaleur importante, et le stator 16 du moteur. Un collet 19 est soudé sur cet écran 18 et est scellé sur un manchon en verre 21. Ce manchon 21 est réuni par des soudures 22 au reste de l'enceinte 1.

La haute tension du tube est appliquée entre l'anode positive et la cathode négative, symétriquement par rapport à la masse; la gaine 12 est elle-même portée au potentiel de la masse.

Ainsi l'anode, le rotor et le stator sont au même potentiel continu positif, ce qui permet de réduire considérablement l'entrefer. De plus, la paroi en métal amagnétique 14 séparant rotor et stator conduit à un entrefer de réluctance faible, ce qui permet de donner au moteur des dimensions et une puissance s

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acceptables, même pour des hautes tensions très élevées. Quant à l'application symétrique de la haute tension entre cathode et anode, elle permet de faire fonctionner le tube à des hautes tensions très élevées, de l'ordre de plusieurs centaines de kilovolts, ceci étant en particulier rendu possible par la présence du bourrelet de verre 21, 22 connectant le collet 19 à la partie supérieure de l'enceinte 1, et à la plaque métallique 18. Le bourrelet de verre d'une part sert d'écran haute tension entre l'ensemble stator-rotor porté au potentiel continu positif de l'anode et la masse et d'autre part allonge les lignes de fuite entre ce même ensemble et la cathode. Quant à la plaque 18, elle sert d'écran thermique entre l'anode qui s'échauffe d'autant plus que la puissance est élevée, et le moteur qu'elle protège ainsi.

Pour le montage du tube, on commence par effectuer le scellement verre-métal du manchon 21 sur la collerette 19. Les soudures étanches du cylindre 14 sur la plaque 18, et de la collerette 19 sur la même plaque 18 sont ensuite effectuées s facilement. L'existence de cette plaque écran 18 est ainsi de nature à rendre plus aisé le montage.

La soudure du manchon 21 sur l'enceinte 1 aux emplacements 22 donne à l'enceinte la forme de bourrelet qui, comme déjà dit, augmente la longueur de la ligne de fuite entre l'anode et la cathode.

Ce type de tubes est spécialement adapté aux grandes puissances et aux très hautes tensions jusqu'à plusieurs centaines de milliers de volts.

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1 feuilles dessins

Claims

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1. Tube à rayons X à anode tournante comportant, dans une enceinte étanche (1) partiellement en verre, une cathode (2) et une anode tournante (4) solidaire du rotor (6) d'un moteur dont le stator inducteur (16) est situé à l'extérieur de l'enceinte (1), le rotor et le stator, tous deux au même potentiel continu que l'anode, étant séparés par une paroi (14) en métal ama-gnétique qui constitue une partie de l'enceinte étanche (1), caractérisé en ce que la paroi (14) qui sépare le rotor et le stator est fixée au reste de l'enceinte étanche (1) en une disposition qui, d'une part allonge le trajet des lignes de fuite entre cathode et anode de manière à assurer un isolement électrique convenable même pour de très hautes tensions, et, d'autre part, réalise un écran électrique entre le stator et la masse, permettant ainsi d'appliquer la haute tension entre l'anode et la cathode de manière symétrique par rapport à cette masse.

2. Tube à rayons X selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite disposition consiste en au moins un bourrelet de verre dont la section est sensiblement en forme de U entourant le stator, une première branche du U prolongeant la partie en verre de l'enceinte (1) tandis que la deuxième branche vient se fermer sur celle des extrémités de la paroi (14) en métal ama-gnétique qui est la plus proche de l'anode (4).

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REVENDICATIONS

3. Tube à rayons X selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite deuxième branche du U est fixée à la paroi (14) par l'intermédiaire d'une plaque métallique (18) qui sert d'écran thermique entre l'anode et le moteur.

4. Tube à rayons X selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est agencé pour être placé dans une gaine (12) portée au potentiel de la masse, et en ce qu'il est agencé pour être monté à une extrémité de cette gaine par fixation de l'arbre (7) autour duquel tourne le rotor, sur des pièces électriquement isolantes (8), elles-mêmes à l'extrémité de la gaine (12).