CN103635002B - 一体式飞点x光机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一体式飞点X光机，其包括：放射源发生装置(40)；回转准直器装置(60)；无框架扭矩电机(80)；以及冷却装置(20)。放射源发生装置(40)包括：X射线球管(53)；高压发生器(90)；内防护套筒(44)以及外套筒(43)。其中在所述X射线球管(53)一侧的阳极端盖(47)与第一阳极绝缘防护座(52)和第二阳极绝缘防护座(50)组合形成迷宫通道；所述X射线球管(53)的阴极一侧的阴极防护端盖(41)与X射线球管(53)的阴极之间设置有迷宫防护环(54)，以及在迷宫防护环(54)和阴极防护端盖(41)之间进一步设置有膨胀鼓(55)。

Description

一体式飞点X光机
技术领域
本发明属于X射线发生器技术领域，具体涉及一种一体式飞点X光机。
背景技术
公知的X光机主要是以锥束面、扇面发出X射线，不能动态逐点扫描。现在的安检和医疗领域需要一体式飞点X光机的扫描。为了实现此功能的需要，实有必要提出一种一体式飞点X光机，至少能够消除前述技术问题的至少一个方面。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺点，为了实现对安检和医疗领域功能需求，本发明的目的是提供一种一体式飞点X光机。
根据本发明的一个方面，其提供一种一体式飞点X光机，其包括：
放射源发生装置，用于产生X射线；
回转准直器装置，该回转准直器装置设置有至少一个小通孔并设置成围绕所述放射源发生装置可旋转；
无框架扭矩电机，用于驱动所述回转准直器装置围绕所述放射源发生装置转动；
冷却装置，用于所述放射源发生装置的冷却，
其中所述放射源发生装置、回转准直器装置、无框架扭矩电机和所述冷却装置安装到一体安装框架上，
其中所述放射源发生装置，包括：X射线球管；用于驱动X射线球管的高压发生器；设置在X射线球管外部用于屏蔽和防护所述X射线球管和所述高压发生器的内防护套筒；设置在所述内防护套筒外部用于防护的外套筒，其中：所述内防护套筒和外套筒各自具有射线出口，上述射线出口相互对正和连通以将来自X射线球管的X射线导出；其中在所述X射线球管的阳极靶一侧设置有阳极端盖，在所述阳极端盖与阳极靶之间进一步设置有第一阳极绝缘防护座和第二阳极绝缘防护座，第一阳极绝缘防护座和第二阳极绝缘防护座组合形成迷宫通道；在所述X射线球管的阴极一侧设置有阴极防护端盖，在所述X射线球管的阴极与阴极防护端盖之间进一步设置有迷宫防护环，其中在X射线球管周围的腔体内注满高压绝缘油；以及在迷宫防护环和阴极防护端盖之间进一步设置有膨胀鼓。
通过采用上述结构，将X光机发出扇面X射线，通过围绕扇面射线外面带有的小孔回转准直器装置的转动，实现射线的动态逐点扫描。
进一步地，所述一体安装框架包括：支撑架，用于支撑无框架扭矩电机和冷却装置；和卡箍座，与所述支承支撑架固定相连用于固定放射源发生装置。通过采用上述技术方案，所述支撑架和卡箍座用来将上述的各部分功能装置集合在一起，形成结构紧凑的一体式X光机结构。
在上述技术方案中，在所述内防护套筒和外套筒各自的射线出口中设置有封堵窗，所述封堵窗的材料为能被X射线穿透的材料。
在上述技术方案中，所述阴极防护端盖、内防护套筒、第二阳极绝缘防护座、第一阳极绝缘防护座、迷宫防护环是用屏蔽射线材料制作的，并且第二阳极绝缘防护座和第一阳极绝缘防护座还具有绝缘性。
在一种实施方式中，所述阴极防护端盖上开有折弯通孔，该阴极防护端盖与膨胀鼓装配后形成一个气室。由此，在膨胀鼓受到挤压时，通过阴极防护端盖的气孔进行排气。
具体地，所述外套筒上开有一定角度的出束口，在该外套筒外侧壁上还形成带有轴肩的凸台。
更具体地，所述第一阳极绝缘防护座与第二阳极绝缘防护座组合一体后形成一个腔体，所述第一阳极绝缘防护座上的导流孔与第二阳极绝缘防护座的液体注入孔错位，以形成迷宫结构。并且，上述第一阳极绝缘防护座与第二阳极绝缘防护座材料具有高压绝缘和防止射线外泄特点，由此可以确保X射线球管外部腔体的高压绝缘和防止射线性能。
在一种实施方式中，所述回转准直器装置包括：支承在所述外套筒的带有轴肩的凸台上的至少一个轴承；由所述轴承支承并可围绕所述外套筒回转的飞点回转防护环；以及分别设置在飞点回转防护环两侧的侧防护板和左、右端盖。通过采用上述技术方案，所述带有小孔的回转准直器装置围绕在放射源发生装置的外套筒上，通过轴承使其准直器装置做回转运动。进而，所述带有小孔的回转准直器装置通过无框架扭矩电机驱动，通过围绕放射源发生装置外面准直器装置上的小孔回转，实现射线动态逐点扫描。
具体地，所述冷却装置包括：磁力泵，用于抽吸温度升高的高压绝缘油；以及用于对所述抽吸的高压绝缘油进行冷却的热交换器；以及油路通道，用于将抽吸的高压绝缘油输送到热交换器中进行热交换，并将冷却的高压绝缘油回流到在X射线球管周围的腔体内。在放射源发生装置腔体内注有高压绝缘油，通过采用上述串联构成的循环系统，用于冷却球管的阳极靶，保证了一体式X光机的正常运行。
由于本发明采用了上述技术方案，因此具有如下至少一项有益效果：其一，可实现射线动态逐点扫描；其二，结构紧凑；其三，采用的材料可以有效屏蔽射线。
附图说明
图1是本发明实施例的主视图；
图2是沿图1的A-A剖视图；
图3是沿图1的B-B剖视图；
图4是沿图1的C-C剖视图；
图5是球管的主视图；
图6是球管A向视图；
图7是带有射线出口的外套筒的三维视图；
图8是第一阳极绝缘防护座和第二阳极绝缘防护座装配后的主视图；
图9是第一阳极绝缘防护座和第二阳极绝缘防护座装配后的俯视图；以及
图10是飞点回转防护环的三维视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例作进一步描述。
参见图1，其示出了根据本发明的一种具体实施例的总体结构。根据本发明的一种一体式飞点X光机，其包括：放射源发生装置40，用于产生X射线；回转准直器装置60，其上述设置有至少一个小通孔并设置成围绕放射源发生装置40可旋转；无框架扭矩电机80，用于驱动回转准直器装置60围绕放射源发生装置40转动；冷却装置20，用于放射源发生装置40的冷却，其中放射源发生装置40、回转准直器装置60、无框架扭矩电机80和冷却装置20安装到一体安装框架10、11上。一体安装框架10、11包括：支撑架10，用于支撑无框架扭矩电机80和冷却装置20；和卡箍座11，与支承支撑架10固定相连用于固定放射源发生装置40。支撑架10用来支撑无框架扭矩电机80、冷却装置20，卡箍座11用来支撑放射源发生装置40。
参见图2，放射源发生装置40可以包括阴极防护端盖41、航空插头42、带有射线出口的外套筒43、带有射线出口的内防护套筒44、封堵窗45、O形密封圈46、阳极端盖47、高压发生器90、管接头49、第二阳极绝缘防护座50、定位销51、第一阳极绝缘防护座52、球管53、迷宫防护环54和膨胀鼓55。
如图2所示，放射源发生装置40包括：X射线球管53；用于驱动X射线球管53的高压发生器90；设置在X射线球管53外部用于屏蔽和防护的内防护套筒44；设置在内防护套筒44外部用于防护的外套筒43，其中：内防护套筒44和外套筒43各自具有射线出口，上述射线出口相互对正和连通以将来自X射线球管53的X射线导出。如图2和图7所示，高压发生器90通过航空插头42将高压加载在球管53两端，使其产生X射线，射线从外套筒43上沿圆周方向开有一定角度，例如图6中示出的110度，的扇形锥束口72射出。如图2所示，定位销51用来定位球管53的出束方位。
具体地，在X射线球管53的阳极靶56一侧设置有阳极端盖47，在阳极端盖47与阳极靶56之间进一步设置有第一阳极绝缘防护座52和第二阳极绝缘防护座50，其组合形成迷宫通道；在X射线球管53的阴极一侧设置有阴极防护端盖41，在X射线球管53的阴极与阴极防护端盖41之间进一步设置有迷宫防护环54。如图8所示，第一阳极绝缘防护座52与第二阳极绝缘防护座50组合一体后形成一个腔体501，第一阳极绝缘防护座52上的导流孔502与第二阳极绝缘防护座50的液体注入孔502错位，以形成迷宫结构。如图2所示，迷宫防护环54的作用是对阴极引线出口和高压绝缘油回流出口形成迷宫，阻止射线泄露。
如图2所示，在内防护套筒44和外套筒43各自的射线出口中设置有封堵窗45，封堵窗45的材料为能被X射线穿透的材料。通过内防护套筒44和外套筒43各自的射线出口以及封堵窗45的射线沿与放射源发生装置40的纵轴线垂直的方向以预定角度，例如图5中的4度的角度范围内射出。
如图2所示，阴极防护端盖41、内防护套筒44、第二阳极绝缘防护座50、第一阳极绝缘防护座52、迷宫防护环54是用屏蔽射线材料制作的，并且第二阳极绝缘防护座50和第一阳极绝缘防护座52还具有绝缘性。阴极防护端盖41上开有折弯通孔550，该阴极防护端盖41与膨胀鼓55装配后形成一个气室551。
参见图7，外套筒43上开有一定角度的出束口72，在该外套筒外侧壁上还形成带有轴肩的凸台71。如图2、图7和图10所示，回转准直器装置60包括：支承在外套筒43的带有轴肩的凸台71上的至少一个轴承63；由轴承63支承并可围绕外套筒43回转的飞点回转防护环64；以及分别设置在飞点回转防护环64两侧的侧防护板61和左、右端盖62、65。
如图2、图5、图6所示，球管53的阳极靶56在产生射线同时放出大量的热。为了能加快散热效果，阳极靶56的圆周上分布着许多导流孔57，冷却液在通过导流孔57时，将带走阳极靶56的热量，保证球管53正常工作。
更进一步地，如图2、图8和图9所示，在X射线球管53周围的腔体内注满高压绝缘油；以及在迷宫防护环54和阴极防护端盖41之间进一步设置有膨胀鼓55。在球管53周围的腔体内注满着高压绝缘油，用来冷却球管53产生的热量。由于绝缘油温度升高，体积开始有一定量的膨胀，就会挤压膨胀鼓55，与此同时，温度较高的绝缘油通过磁力泵23，从阳极端盖47的管接头49抽出，经过热交换器20的冷却后，通过靠近迷宫防护环54一端的管接头48，经第一阳极绝缘防护座52和第二阳极绝缘防护座50组合一体后形成迷宫通道，进而通过导流孔57回流到球管53周围的腔体内，使油的体积膨胀量保持恒定。
如图1-4所示，冷却装置20包括：磁力泵23，用于抽吸温度升高的高压绝缘油；以及用于对抽吸的高压绝缘油进行冷却的热交换器21；以及油路通道，用于将抽吸的高压绝缘油输送到热交换器21中进行热交换，并将冷却的高压绝缘油回流到在X射线球管53周围的腔体内。在一种优选实施例中，如图3所述，该冷却装置还包括风扇(22)，以进一步增强热交换器21的热交换效率。
下面结合附图2和10，对根据本发明具体实施方式中的一体式飞点X光机的操作进行说明。
如图2和图10所示，带有小孔的回转准直器装置60，它包括侧防护板61、左端盖62、轴承63、飞点回转防护环64和右端盖65。轴承63安装在外套筒43外侧壁上带有轴肩的凸台71，飞点回转防护环64装在轴承63，使之形成转动体。飞点回转防护环64上开有小通孔75。右端盖65通过螺钉与无框架扭矩电机80的动子81相连接，定子82通过螺钉固定在支撑架10上。无框架扭矩电机80驱动带有小通孔75的回转准直器装置60转动，通过围绕放射源发生装置40外面回转准直器装置60上的小通孔75回转，实现射线动态逐点扫描。如图2所示，位于两侧的侧防护板61和飞点回转防护环64使用屏蔽射线材料制作，并构成一个屏蔽腔，能有效防止射线外泄。
虽然在上述实施例中，飞点回转防护环64的径向上开有一个小通孔，但是本发明并不仅限于此，其也可是多个。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (9)

1.一种一体式飞点X光机，其包括：
放射源发生装置(40)，用于产生X射线；
回转准直器装置(60)，该回转准直器装置(60)设置有至少一个小通孔并设置成围绕所述放射源发生装置(40)可旋转；
无框架扭矩电机(80)，用于驱动所述回转准直器装置(60)围绕所述放射源发生装置(40)转动；
冷却装置(20)，用于所述放射源发生装置(40)的冷却，
其中所述放射源发生装置(40)、回转准直器装置(60)、无框架扭矩电机(80)和所述冷却装置(20)安装到一体安装框架(10、11)上，
其中所述放射源发生装置(40)包括：X射线球管(53)；用于驱动X射线球管(53)的高压发生器(90)；设置在X射线球管(53)外部用于屏蔽和防护所述X射线球管(53)和所述高压发生器(90)的内防护套筒(44)；设置在所述内防护套筒(44)外部用于防护的外套筒(43)，其中：所述内防护套筒(44)和外套筒(43)各自具有射线出口，上述射线出口相互对正和连通以将来自X射线球管(53)的X射线导出；
其中在所述X射线球管(53)的阳极靶(56)一侧设置有阳极端盖(47)，在所述阳极端盖(47)与阳极靶(56)之间进一步设置有第一阳极绝缘防护座(52)和第二阳极绝缘防护座(50)，第一阳极绝缘防护座(52)和第二阳极绝缘防护座(50)组合形成迷宫通道；在所述X射线球管(53)的阴极一侧设置有阴极防护端盖(41)，在所述X射线球管(53)的阴极与阴极防护端盖(41)之间进一步设置有迷宫防护环(54)，
其中在X射线球管(53)周围的腔体内注满高压绝缘油；以及在迷宫防护环(54)和阴极防护端盖(41)之间进一步设置有膨胀鼓(55)。
2.根据权利要求1所述的一体式飞点X光机，其中所述一体安装框架(10、11)包括：
支撑架(10)，用于支撑无框架扭矩电机(80)和冷却装置(20)；和
卡箍座(11)，与所述支撑架(10)固定相连用于固定放射源发生装置(40)。
3.根据权利要求1或2所述的一体式飞点X光机，其中：
在所述内防护套筒(44)和外套筒(43)各自的射线出口中设置有封堵窗(45)，所述封堵窗(45)的材料为能被X射线穿透的材料。
4.根据权利要求3所述的一体式飞点X光机，其中所述阴极防护端盖(41)、内防护套筒(44)、第二阳极绝缘防护座(50)、第一阳极绝缘防护座(52)、迷宫防护环(54)是用屏蔽射线材料制作的，并且第二阳极绝缘防护座(50)和第一阳极绝缘防护座(52)还具有绝缘性。
5.根据权利要求1所述的一体式飞点X光机，其中所述阴极防护端盖(41)上开有折弯通孔(550)，该阴极防护端盖(41)与膨胀鼓(55)装配后形成一个气室(551)。
6.根据权利要求3所述的一体式飞点X光机，其中所述外套筒(43)上开有一定角度的出束口(72)，在该外套筒外侧壁上还形成带有轴肩的凸台(71)。
7.根据权利要求1所述的一体式飞点X光机，其中所述第一阳极绝缘防护座(52)与第二阳极绝缘防护座(50)组合一体后形成一个腔体(501)，所述第一阳极绝缘防护座(52)上的导流孔(502)与第二阳极绝缘防护座(50)的液体注入孔(502)错位，以形成迷宫结构。
8.根据权利要求6所述的一体式飞点X光机，其中所述回转准直器装置(60)包括：
支承在所述外套筒(43)的带有轴肩的凸台(71)上的至少一个轴承(63)；
由所述轴承(63)支承并可围绕所述外套筒(43)回转的飞点回转防护环(64)；以及
分别设置在飞点回转防护环(64)两侧的侧防护板(61)和左、右端盖(62、65)。
9.根据权利要求1所述的一体式飞点X光机，其中所述冷却装置(20)包括：
磁力泵(23)，用于抽吸温度升高的高压绝缘油；以及
用于对所述抽吸的高压绝缘油进行冷却的热交换器(21)；以及
油路通道，用于将抽吸的高压绝缘油输送到热交换器(21)中进行热交换，并将冷却的高压绝缘油回流到在X射线球管(53)周围的腔体内。
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