CN103759448B - 一种x光机双冷却系统 - Google Patents

Abstract

本案为X光机双冷却系统，包括：壳体、环形壳体、支架、X光管的液体冷却系统、预冷却系统、第一风门、第二风门、送风电机和排风电机；其中，送风电机、第一风门、预冷却系统、X光管的液体冷却系统及排风电机构成了第一冷却系统；送风电机、第二风门与排风电机构成了第二冷却系统。本案在不显著增加成本和系统复杂度的基础上，集风冷和液体冷却两套系统的优点于一体。当冷负荷需求量较大时，优先使用液体冷却系统，或两套系统同时运行；当冷负荷需求量较小时，优先使用风冷系统；当其中一套冷却系统出现故障时，可以有另一套系统作为备用，从而保证了X光机正常持续的运行，显著降低机器的停运时间。

Description

一种X光机双冷却系统

技术领域

本发明涉及一种医疗设备，特别是涉及一种X光机设备上用于给X光管降温的双冷却系统。

背景技术

X光管中产生X射线所使用能量接近100％的都转换为热量。由于发热量巨大，现有的X光管冷却系统通常为液体(如油等)冷却系统，即冷却介质通入X光管和X光管的支撑壳体之间，来吸收掉这些热量，而被加热的液体冷却介质通过冷却剂泵及管道输送到X光管之外的风冷器中，液体冷却介质被风冷却后再输送回X光管的支撑壳体内。X光管冷却系统一般和X光管一起固定在X光机支架上，围绕着某一旋转轴心进行旋转。

X光管冷却系统中包含有风冷器，它从“X光机外壳”与“X光机支架”之间的空腔中吸取冷空气，并将热空气也排入此空间。为了保证该空腔有足够的冷量，并把热量及时排出，该空腔也需要有合理的冷却机制和气流组织。而对这个空腔的冷却，一般有风冷和液体冷却这两种方式。当采用风冷系统时，会从X光机外壳之外的房间吸取冷空气，直接供入该空腔作为冷源，这种情况就要求X光机所在房间的空调系统承担X光管的冷量要求，由此房间的温度要保持足够的低，这样就要求X光机内的空腔与房间的通风量要足够的大。而当采用液体冷却系统时，会在该空腔内设置一个液体冷却系统的放冷换热器，该空腔内的空气通过该换热器后被冷却，并重新被送入该空腔并作为冷源保证该空腔的冷量。这种情况中绝大部分的X光管热量由该液体冷却系统承担，X光机所在房间的空调系统只负责该房间的常规制冷需求，其制冷量可以显著减小，而且X光机内部的空腔与房间的通风量也可以显著减小。

综上所述，我们可以发现现有技术存在以下缺陷：1)当只采用风冷系统时，为满足仪器和房间的制冷需求，就必须要求X光机内的空腔与房间的通风量要足够的大；此外，常见的风冷系统中，新风吸入口在X光机外壳的底部，排风口在上部，气流由下而上，不利于灰尘的抑制和排出；2)若只采用液体冷却系统时，制冷量较大，与风冷系统相比，运行成本偏高；当在X光管发热量较少(例如启动或停止、以及低负荷运行状态)时，仍然全速运行液体冷却系统，会导致冷却效率下降，增加了X光机的运行能耗；此外，一台X光机只采用一种冷却系统，当该冷却系统出故障时，由于维修需要时间，会导致该X光机无法使用，直接影响诊疗速度。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种X光机双冷却系统，在不显著增加成本和系统复杂度的基础上，集风冷和液体冷却两套系统的优势于一体。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种X光机双冷却系统，包括：

壳体，内部中空；

环形壳体，位于所述壳体内部，并设有空腔，所述环形壳体的外表面间隔开设有多个通风口；

支架，固定在所述壳体内侧，其用于支撑并固定所述环形壳体；

X光管的液体冷却系统，其与X光管共同固定于所述环形壳体的空腔内，所述X光管的液体冷却系统与X光管绕所述环形壳体的轴心线做定轴转动；

预冷却系统，其用于对流入壳体内的空气进行降温；

第一风门，位于所述壳体内部、所述预冷却系统的正上方；

第二风门，位于所述壳体内部、所述第一风门两侧，其一端与所述第一风门连接，另一端分别延伸至所述壳体的两端；

送风电机，设于所述第一风门与第二风门的上方，所述送风电机连接有电机变频装置；

排风电机，设于所述壳体的底部两侧；

其中，所述送风电机、第一风门、预冷却系统、X光管的液体冷却系统及排风电机构成了第一冷却系统；所述送风电机、第二风门与排风电机构成了第二冷却系统。

优选的是，所述的X光机双冷却系统，X光管的液体冷却系统包括：

X光管支撑壳体，其为空腔圆柱壳体，所述X光管支撑壳体内设X光管，且所述X光管支撑壳体上开设有制冷剂进口和制冷剂出口；

热管换热器壳体，其为倾斜放置的空腔壳体，所述热管换热器壳体侧壁开设进液口与出液口，且所述进液口与所述制冷剂出口连通，所述出液口与所述制冷剂进口连通，所述热管换热器壳体与所述X光管支撑壳体间设有泵；

热管换热器，其包括两段空腔长管，所述两段空腔长管一端闭合，另一端通过弯管连通，且所述两段空腔长管其中一段端口朝下置于所述热管换热器壳体内，所述两段空腔长管其中另一段水平置于所述热管换热器壳体外并与空气接触。

优选的是，所述的X光机双冷却系统，所述预冷却系统包括：

盘管，位于所述环形壳体的正上方，其内部设有用于冷却介质流通的空腔，且所述盘管分别设有冷却液进口和冷却液出口；

冷凝机构，其设有进口和出口并分别与所述盘管连通，所述冷凝机构用于对流经所述盘管的高温冷却介质进行降温或持续向所述盘管供给低温冷却介质。

优选的是，所述的X光机双冷却系统，所述预冷却系统包括：

盘管，位于所述环形壳体的正上方，其内部设有用于冷却介质流通的空腔，且所述盘管分别设有冷却液进口和冷却液出口；

压缩机，其设有进口和出口，所述压缩机的进口与所述盘管的冷却液出口连通；

冷凝器，其设有进口和出口，所述冷凝器的进口与所述压缩机的出口连通，所述冷凝器采用空气冷却式冷凝器；

节流阀，其设有进口和出口，所述节流阀的进口与所述冷凝器的出口连通，且所述节流阀的出口与所述盘管的冷却液进口连通；

其中，所述盘管、压缩机、节流阀设置在所述壳体内，所述冷凝器设置在所述壳体外并与外部空气接触。

本发明的有益效果是：在不显著增加成本和系统复杂度的基础上，集风冷和液体冷却两套系统的优点于一体。当冷负荷需求量较大时，优先使用液体冷却系统，或两套系统同时运行，以满足冷量需求；当冷负荷需求量较小时，优先使用风冷系统，从而可以降低冷却系统的运行成本。当其中一套冷却系统出现故障时，可以有另一套系统作为备用，从而保证了X光机正常持续的运行，显著降低机器的停运时间。

附图说明

图1为本发明所述的X光机双冷却系统的结构剖视图。

图2为本发明所述的X光机双冷却系统中X光管的液体冷却系统的结构示意图。

图3为本发明所述的X光机双冷却系统中预冷却系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

请参见图1～图3，其说明本发明一实施例的X光机双冷却系统，包括：一个内部中空的壳体1；一个环形壳体2，位于壳体1内部，它设有空腔，且环形壳体2的外表面间隔开设有多个用于散热的通风口；支架3，其固定在壳体1内侧，用于支撑并固定环形壳体2；X光管的液体冷却系统4，其与X光管11共同固定于环形壳体2的空腔内，X光管的液体冷却系统4与X光管11绕环形壳体2的轴心线做定轴转动；预冷却系统5，它的作用是对流入壳体1内的空气进行降温；第一风门6，位于壳体1内部、预冷却系统5的正上方；第二风门7，位于壳体1内部、第一风门6两侧，其一端与第一风门6连接，另一端分别延伸至壳体1的两端；送风电机8，设于第一风门6与第二风门7的上方，送风电机8连接有电机变频装置；排风电机9，设于壳体1的底部两侧；

其中，送风电机8、第一风门6、预冷却系统5、X光管的液体冷却系统4及排风电机9构成了第一冷却系统；送风电机8、第二风门7与排风电机9构成了第二冷却系统。

X光管的液体冷却系统4包括：X光管支撑壳体10，它是一个空腔圆柱壳体，该壳体内设X光管11，且X光管支撑壳体10上开设有制冷剂进口12和制冷剂出口13；热管换热器壳体14，其为倾斜放置的空腔壳体，热管换热器壳体14侧壁开设进液口15与出液口16，且该进液口16与X光管支撑壳体上的制冷剂出口13连通，出液口16与X光管支撑壳体上的制冷剂进口12连通，热管换热器壳体14与X光管支撑壳体10间设有泵17；热管换热器18，其包括两段空腔长管，这两段空腔长管一端闭合，另一端通过弯管连通，且这两段空腔长管其中一段端口朝下置于热管换热器壳体14内，另一段水平置于热管换热器壳体14外并与空气接触。

预冷却系统5包括：盘管19，位于环形壳体2的正上方，其内部设有用于冷却介质流通的空腔，且盘管19分别设有冷却液进口和冷却液出口；压缩机20，其设有进口和出口，压缩机20的进口与盘管19的冷却液出口连通；冷凝器21，其设有进口和出口，冷凝器21的进口与压缩机20的出口连通，该冷凝器21采用空气冷却式冷凝器；节流阀22，其设有进口和出口，节流阀22的进口与冷凝器21的出口连通，且节流阀22的出口与盘管19的冷却液进口连通；其中，盘管19、压缩机20、节流阀22设置在壳体1内，而冷凝器21设置在壳体1外并与外部空气接触，以利于其与外部冷空气进行换热。

在第一冷却系统工作时，第一风门6全开，两侧的第二风门7关闭；送风电机8运行，预冷却系统5开启，X光管的液体冷却系统4开启，从房间来的空气通过预冷却系统5被降温后进入壳体1内。壳体1底部两侧的排风电机9此时无需运行。送风电机8的电机变频装置通过调整电机转速使壳体1内空腔的温度保持稳定，此时从排风电机处排出的风量较小。

X光管的液体冷却系统4的工作过程是：热管换热器18置于热管换热器壳体14内的倾斜放置的一段空腔长管为蒸发段，位于空气中水平放置的一段空腔长管为冷却段。从制冷剂出口13流出的高温冷却剂通过进液口15进入热管换热器壳体14内，并与热管换热器18蒸发段进行热交换，热管换热器18内工作介质吸收高温冷却剂热量后蒸发汽化，并沿管路上升，在热管换热器18冷却段与空气进行热交换，工作介质放出热量给管外空气，冷凝为液体，并沿管路向下流动，返回热管换热器18蒸发段，再次与高温冷却剂进行热交换。高温冷却剂温度不断降低并由出液口16流出，通过泵17的作用由制冷剂进口12进入X光管支撑壳体10内，对X光管11进行冷却。本案中环形壳体2的外表面上间隔设有多个通风口，可使环形壳体2的内外空气不断流通，便于热管换热器18换热。

预冷却系统5的工作过程是：低温低压制冷剂以液态形式从制冷液进口进入盘管19内，与进入壳体1的空气发生换热，并吸热蒸发，成为低温低压蒸汽从制冷液出口离开盘管19。该低温低压蒸汽被压缩机20吸入并压缩成高温高压蒸汽，并被排放进入冷凝器21。室温空气吹过冷凝器21，带走冷凝器21内高温高压蒸汽的热量，使高温高压蒸汽在接近等压情况下冷凝成高压低温液态冷却液，并被排放入节流阀22。高压低温制冷液通过节流阀22，压力显著下降，同时温度显著下降，成为低温低压制冷液，进入盘管19内重新开始下一次制冷循环。

值得注意的是，预冷却系统未必是内部走制冷剂的制冷系统，它也可以是内部走冷冻水或其他冷媒的冷却系统。例如，该预冷却系统可以是一个冷冻水循环系统，该冷冻水可以是医院的区域供冷系统提供的，又或者是从一个独立制冷系统提供的(即流经盘管后的温度升高的冷冻水，进入一个类似图3里的制冷系统的冷凝器，从而使冷冻水被重新冷却后，再供给盘管)。

在第二冷却系统工作时，第一风门6关闭，两侧的第二风门7全开；送风电机8运行，从房间来的空气不通过预冷却系统5，而通过两侧的第二风门7直接进入壳体1内。壳体1底部两侧的排风电机9此时也同时运行，以此来保证该状态下较高的通风量。送风电机8此时也通过电机变频装置调整风机转速，使壳体1空腔内的温度保持稳定。

一般来说，为了实现机组的高效节能运行，X光管在高负荷下运行时，第一冷却系统工作；在极高的负荷下运行时，可以考虑两套冷却系统同时运行，为机组提供最大的冷却量。当X光管在低负荷下运行时，为了节省能耗，可以只开启第二冷却系统，关闭第一冷却系统，以较低的能耗来实现低冷量需求。当两套冷却系统中的一套冷却系统发生故障时，可由另一套冷却系统作为备用系统来保障X光机的正常运转，显著降低机器的停运时间。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (2)

1.一种X光机双冷却系统，其特征在于，包括：

壳体，内部中空；

环形壳体，位于所述壳体内部，并设有空腔，所述环形壳体的外表面间隔开设有多个通风口；

支架，固定在所述壳体内侧，其用于支撑并固定所述环形壳体；

X光管的液体冷却系统，其与X光管共同固定于所述环形壳体的空腔内，所述X光管的液体冷却系统与X光管绕所述环形壳体的轴心线做定轴转动；

预冷却系统，其用于对流入壳体内的空气进行降温；

第一风门，位于所述壳体内部、所述预冷却系统的正上方；

第二风门，位于所述壳体内部、所述第一风门两侧，其一端与所述第一风门连接，另一端分别延伸至所述壳体的两端；

送风电机，设于所述第一风门与第二风门的上方，所述送风电机连接有电机变频装置；

排风电机，设于所述壳体的底部两侧；

其中，所述送风电机、第一风门、预冷却系统、X光管的液体冷却系统及排风电机构成了第一冷却系统；所述送风电机、第二风门与排风电机构成了第二冷却系统；

X光管的液体冷却系统包括：

X光管支撑壳体，其为空腔圆柱壳体，所述X光管支撑壳体内设X光管，且所述X光管支撑壳体上开设有制冷剂进口和制冷剂出口；

热管换热器壳体，其为倾斜放置的空腔壳体，所述热管换热器壳体侧壁开设进液口与出液口，且所述进液口与所述制冷剂出口连通，所述出液口与所述制冷剂进口连通，所述热管换热器壳体与所述X光管支撑壳体间设有泵；

热管换热器，其包括两段空腔长管，所述两段空腔长管一端闭合，另一端通过弯管连通，且所述两段空腔长管其中一段端口朝下置于所述热管换热器壳体内，所述两段空腔长管其中另一段水平置于所述热管换热器壳体外并与空气接触；

所述预冷却系统包括：

盘管，位于所述环形壳体的正上方，其内部设有用于冷却介质流通的空腔，且所述盘管分别设有冷却液进口和冷却液出口；

冷凝机构，其设有进口和出口并分别与所述盘管连通，所述冷凝机构用于对流经所述盘管的高温冷却介质进行降温或持续向所述盘管供给低温冷却介质。

2.如权利要求1所述的X光机双冷却系统，其特征在于，所述预冷却系统包括：

盘管，位于所述环形壳体的正上方，其内部设有用于冷却介质流通的空腔，且所述盘管分别设有冷却液进口和冷却液出口；

压缩机，其设有进口和出口，所述压缩机的进口与所述盘管的冷却液出口连通；

冷凝器，其设有进口和出口，所述冷凝器的进口与所述压缩机的出口连通，所述冷凝器采用空气冷却式冷凝器；

节流阀，其设有进口和出口，所述节流阀的进口与所述冷凝器的出口连通，且所述节流阀的出口与所述盘管的冷却液进口连通；

其中，所述盘管、压缩机、节流阀设置在所述壳体内，所述冷凝器设置在所述壳体外并与外部空气接触。