CN1065175A

CN1065175A - 产生x射线装置和使产生x射线装置绝缘的方法

Info

Publication number: CN1065175A
Application number: CN 91110651
Authority: CN
Inventors: 原田丰成; 反保宪一
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-09-26
Filing date: 1991-09-26
Publication date: 1992-10-07
Also published as: DE69100835T2; EP0477857A1; EP0477857B1; DE69100835D1; JPH04137372A

Abstract

一种产生X射线装置，它包括装有用于增高电源电压元件的高压发生器，一个在高压发生器的高压作用下，产生X射线的X射线管；连接高压发生器和X射线管，将高压从高压发生器传输到X射线管的高压电缆，设置在电缆两端的第一端子装置，设置在高压发生器和X射线管上，连接第一端子装置以实现高压发生器和X射线管电连接的第二端子装置和设置在第一和第二端子装置连接部分的一种高压绝缘材料。可用经过一段时间，从液变为凝胶态的硅胶作为高压绝缘材料。

Description

本发明涉及一种产生X射线装置，特别是涉及产生X射线装置高压部件的绝缘安排，还涉及使产生X射线装置，特别是使X射线管和高压发生器之间的连接部分及连接它们的高压电缆绝缘的方法。

在产生X射线装置的已有技术中，举例来说，X射线管、高压发生器和高压电缆之间相互连接，是使得安装在高压电缆一端的绝缘套管中的电极、被插入X射线管或高压发生器的插座部分。连接部位使用绝缘方法使其电绝缘，以防止电极和其它金属部分，诸如电缆配件之间发生高压击穿或跳火。作为绝缘方法，是将一种绝缘油灌入包含电极的套管所插入的插座部分中。

然而，在上述绝缘方法中，因为使用的是液体绝缘油。这样的方法只有在产生X射线装置的插座部分，在竖直放置使用时，才能利用。在不是竖直放置的情况中，液体的绝缘油就有可能从高压电缆的套管和插座的连接部分中溢出。

在另一种方法中，是把包含电极的套管上涂覆或施加硅脂，以达到使电极和其它金属部分绝缘。

然而，在此种绝缘方法中，由于加高压使X射线管阴极发热，引起插座部分温度升高。可能会使硅脂熔化并流出，或产生空气隙而引起电击穿，最终导致绝缘性能的降低。

所以，这类对X射线管、高压发生器和连接它们的高压电缆的连接部分，进行绝缘的一般方法的缺陷，导致产生X射线装置操作性能、包括稳定的绝缘性能的降低。

因此，本发明的一个目的是，为了基本上消除在已有技术中的缺陷或不足，并且提供一种对高压部件改进的绝缘安排，使其能达到保持稳定的高绝缘性能的产生X射线装置。同时，还提供一种产生X射线装置的绝缘方法。

这个以及其它本发明目的。可以根据本发明得以实现，一方面提供一种产生X射线装置，它包括：带有增高电源电压元件的高压发生器，在高压发生器输出的高压作用下产生X射线的X射线管，连接高压发生器和X射线管并将高压发生器产生的高压，传送到X射线管的高压电缆，设置在电缆两端的第一端子装置，设置在高压发生器和X射线管上并连接第一端子装置，以便电连接高压发生器和X射线管的第二端子装置，以及设置在第一和第二端子装置连接部分的高压绝缘材料，这种高压绝缘材料经过一段时间后会从液态变为凝胶态。

在一种改进中，使用的变压绝缘材料是一种凝胶态材料，先将这种凝胶态材料灌入第一或第二端子装置中。然后，当两个端子装置以推入配合方式连接在一起时，它们之间的连接部分就被覆盖封住。

在一个最佳实施例中，每个第一端子装置由一个与电缆的一端连接的套管，和安装在套管上的电极构成，每个第二端子装置，由一个接受套管的插座件，在插座件和套管之间还留有一定间隙，和与插座配合的用于卡紧电极的电极固定接头。

本发明的另一方面、提出了一种产生X射线装置的上述结构的方法，在此方法中，首先制备一种凝胶态绝缘材料，然后将这种凝胶材料灌入第一和第二端子部件中或其中之一里，用推入配合方式使第一和第二端子装置连接起来，从而使凝胶材料被挤出、并把其连接部分覆盖住。

根据上述包含改进绝缘方案为特征的产生X射装置，一方面，因为在两个端子元件之间、即高压元件之间的连接部分，使用了一种高压绝缘材料，这种材料最初呈液态，经过一段时间呈凝胶状态，所以有可能使连接部分保持稳定的绝缘性能，在这种高压绝缘材料呈凝胶态后，就无需顾虑连接部分的放置是否合适。此外，由于这种高压绝缘材料在呈凝胶状态下，还具有同它的绝缘性能一样优异的阻热性质，因此，提高了绝缘的可靠性。另一方面，这种凝胶态材料被注入第一和第二端子部件的每一个，然后两个端子元件以推入配合方式连接起来，使凝胶态材料被挤出而覆盖住连接部分。

在两个方面，都可以给出包括改进方案的产生X射线装置。

为了更好地理解本发明、了解它是如何实现的，下面结合附图，通过最佳实施例予以说明。

图1为本发明产生X射线装置的简图;

图2为图1中所示的产生X射线装置的X射线管的局部剖视图;

图3到图6是根据本发明用于产生X射线装置的绝缘方案，所制备硅胶的系列视图。其中图3A和3B为装硅胶的容器前视图，图4是装在图3A和3B中硅胶混合态的透视图。图5和6表示一种去除包含在混合硅胶材料中的汽泡方法。

图7是将混合硅胶材料注进X射线管插座件时的正视简图。

图8是本发明的一种改进实施例的X射线管的半前视图。

图9是本发明的另一个实施例的X射线管的半前视图。

图1表示本发明的产生X射线装置的示意图。其中包括用高压电缆2连接在操作状态的一台高压发生器100和一只X射线管1。

高压发生器100通常包括：一个高压电源装置101和插座元件105（一对插座元件105a和105b），插座元件105具有一个插头配合部分，在插座105的插头配合部分的内表面与插入的插头104之间存有一定间隙104a，高压电源装置101与插座105电连接，以供给增高到一定量的电压。

X射线管1一般包括一个主体1a和嵌置在主件1a里的插座元件5（一对插座元件5a和5b），插座5具有一个插头配合部分，在该插头配合部分的内表面与插入的插头4之间留有一定的间隙4a，每根高压电缆2都具有两端，一端装有插头4，另一端装有插头104、插头4和104都用绝缘材料制成。电极3和103分别安装在插头4和104的外端。电极插孔6和106位于插头接收部分的底部。

在高压发生器101与X射线管1的实际连接中，各插头4和104分别被插入留有间隙4a和104a的插头配合部分中，使得电极3和103被插入电极插孔6和106之内。这就意味着，每个插头配合部分的直径都比插头或104的外径略大，例如，使它们之间存有一个小于1毫米的间隙。这也表示，可以把插头4或104和电极3或103叫做第一端子部件。可以把插座元件5或105叫做第二端子部件。

为了防止在电极和其它金属部件，如高压电缆2上金属件之间发生击穿现象和实现绝缘，因此，在这些元件之间要设置绝缘部件。实际上，按照本发明，第一和第二端子部件之间的间隙里，在如图1所示的实际连接状态下，充填了一种绝缘材料。

换句话说，根据本发明，绝缘部件是按下述方式构成的。为了方便，结合表示X射线管的2将予以介绍。

在最佳实施例中，作用硅胶G作为高压绝缘材料，它最初呈液态，经过一定时间发生胶凝现象而成为半固态。采用这种硅胶G，保证了在电极3和电极金属插孔6的周围区域，以及沿插头4和104位于高压电缆一侧的金属区域的绝缘，以防止在这些区域周围发生电击穿现象。

制备硅胶G并将其注入插座5a和5b的过程，将参照附图3到7，在以下部分中，予以描述。

首先准备好用来混合后制成硅胶的第一种和第二种液体材料A和B，为了方便把第一种和第二种硅胶材料称为A和B。

首先分别用瓶或容器制备好，例如量为10毫升的无色透明的（粘度1000cp，温度25℃，比重0.9）含有硅油作基质的第一硅胶材料A和例如量为10毫升的无色透明的（粘度8000cp、温度25℃、比重0.97）第二硅胶材料B。其次，例如，将第二硅胶材料B添加到盛在软质瓶中或容器中的第一硅胶材料A中。最理想的是利用象硅胶材料A和B这样具有优异的热和电（绝缘强度）性质的材料。将这个瓶或容器用盖子7盖紧，摇一定时间比如1分钟，以使硅胶材料A和B混合。然后，用手握紧瓶子或容器，将盖子7拧松，以使瓶8中的空气通过松开的盖子7，基本上跑入大气中。在手握紧的情况下，将盖子7再拧紧，然后，将瓶8置于一边，直到混合的胶质材料e中的气泡基本上跑出并消失。图3到图6表示了这一系列过程。当然，应该明确，上述混合过程，只是混合和排除气泡方法的一个例子，还可可采用任何为此目的的其它的方法。

然后，如图7所示，作为一种高压绝缘料，把20毫升的制好的硅胶材料C，注入插座5a和5b中。包括把安装在高压电缆2上的插头4和电极3的第一端子元件，分别插进插座5a和5b中。于是，电极3就被分别插入第二端子元件的金属孔6中。

在这以后，将其在室温下放置几小时，或在80℃下放置30分钟，硅胶材料c发生胶凝现象变成半固态的硅胶G，从而实现了如图2所示的高压元件的绝缘方案。

硅胶材料A和B的混合比是可选择的，根据混合比例的不，发生胶凝的时间也不同。

硅胶G的一些物理性质如下表所示。

表

体电阻 Ω-cm 1.5×10¹⁵

绝缘强度 KV/mm 40

热导率 Cal/cm.sec℃ 4.5×10^-4

热扩散系数 cc/cc.℃ 0.001

具有上述特性的硅胶G是一种琼脂状的高压绝缘材料，它是由具有优异性能，特别是热和电（绝缘强度）性质、如上表所示及良好的粘着和膨胀性质的硅胶材料A和B，通过加成反应以低桥式结构密度固化的。

此外，硅胶G具有优异的热阻和冷阻性质，还由于硅材料如较可取的有机聚硅氧烷的性质，更具有超越的安全和卫生特性。据此，有必要使用有机聚硅氧烷作为第一硅胶材料A，或采用TSE3063型材料（商标、东芝硅K.K）

进一步来说，硅胶G具有各种性质，诸如良好的粘附度，低弹性以及上述其它性质。此外，它的吸收由热扩散引起应力的能力，和由于低桥式结构生成密度而具有的柔软度和可形变性，这使得它在很小的使用力下，就很容易产生形变。

如图2所示，在套管配合状态下，需要将硅油G填入插头4（第一端子元件）和插座5（第二端子元件）的插头配合部的间隙4a内，但对于充填间隙的硅胶G的量并没有限制，比如说，可以采用图8所示的量。

图9表示本发明的另一个实施例，为了解释方便，只画出了X射线管1的一半，其中相同的标号所表示的元件和部分，与图8中所示的一致。

在图9的实施例中，一种凝胶态材料，诸如硅胶Ga，用来取代前面实施例中的硅胶G。把硅胶Ga填充到第一端子元件的电极3上。为此，硅胶Ga需要具有的柔软度对于其粘附性能来说，不至于影响其工作性能，也不会由于其重量而掉下，也就是说，它的形状在第一端子水平放置时不会发生变化，而且具有一定程度的可穿透性，以适应电极的贯穿。

当把电缆2从图9所示状况用力插进插头配合部时，硅胶Ga由于其柔软性而变形，并如图8所示状况填充了第一和第二端子元件之间的间隙。

在前面，利用绝缘硅胶G或Ga所作的绝缘方案，是参照X射线管加以描述的。但很容易理解，几乎同样的描述，可以用于图1的高压发生器100上的第一和第二端子元件的连接部分。

尽管对于图9的实施例，可用一种软橡胶材料代替硅胶材料Ga，但硅胶在粘附性或其它性质上更为优良。

根据硅胶的特征，在如图1所示的高压元件的绝缘连接布置的情况下，甚至在X射线装置，在水平放置情况下使用时，绝缘材料即硅胶、能够不发生溢漏。所以，没有限制其设置方式，故而提高了绝缘能力，而不会引起任何电击穿现象。实际上，将插座竖直放置直到硅胶材料发生胶凝是必要的，在这样的连接方式中，一个O形环可能就设置在插头的基部。

此外，即使当更换X射线管时，插座S可以很容易拆下，因为处于凝胶态硅胶的柔软性，使很容易去除硅胶G或Ga。

顺便说，在硅胶材料C变为凝胶之前，由于绝缘材料C的绝缘性质，X射线管1已可使用了。

应当明确本发明并不限于所述实施例，在不脱离所列权利要求的范围内，尚可作许多变化和改进。

Claims

1、一种产生X射线装置，其特征包括：

装有一个增高电源电压部件的高压发生器，

在所述高压发生器，产生的高压作用下，产生X射线的X射线管，

连接所说高压发生器和所说X射线管并将高压从高压发生器传输到X射线管的电缆设备，

设置在所说电缆设备两端的第一端子装置，

设置在所说高压发生器和所说X射线管上与第一端子装置连接，以实现所说高压发生器和所说X射线管的电连接的第二端子装置，

设置在所说第一和第二端子装置之间的连接部分的高压绝缘装置，所说高压绝缘装置包括一种材料，该材料经过一段时间从液态变为凝胶态。

2、按照权利要求1所述的产生X射线装置，其特征在于：所说绝缘材料是用至少两种用于硅胶的材料混合制备的一种硅胶。

3、按照权利要求1所述的产生X射线装置，其特征在于：每个所说的第一端子装置，由一个连在电缆一端的插头和安装在所说插头上的一个电极构成，每个所说的第二端子装置，是由一个用于接纳所说插头，并有一定间隙的插座和一个连在插座上的用于卡住所说电极的电极插孔构成。

4、一种产生X射线装置，其特征在于它包括：包含一个增高电源电压装置的高压发生器，

在所说高压发生器产生的高压作用下产生X射线的X射线管，

连接所说高压发生器和X射线管，以便将高压从高压发生器传输到X射线管的电缆设备，

设置在所说电缆两端的第一端子装置，

设置在所说高压发生器和所说X射线管上，连接所说的第一端子装置，以实现所说高压发生器和所说的第一端子装置以实现所说高压发生器和所说X射线管的电连接的第二端子装置，

一种设置在第一和第二端子装置之间的高压绝缘装置，所说高压绝缘装置由一种凝胶态材料构成。

5、按照权利要求4所述的产生X射线装置，其特征在于：首先把所说凝胶态材料，放进第一和第二端子装置之一里，然后当两者以推X配合方式连接在一起时，凝胶材料被挤出并覆盖住它们的连接部分。

6、按照权利要求5所述的产生X射线装置，其特征在于所说凝胶态材料是一种硅胶。

7、按照权利要求4所述的产生X射线装置，其特征在于：每个所说的第一端子装置都由一个连接在所说电缆一端的插头和安在插头上的一个电极构成，每个所说的第二端子装置由一个接纳所说插头并在其间留有一定间隙的插座件和装在插座上用以卡紧所说电极的电极插孔构成。

8、一种使产生X射线装置绝缘的方法，该产生X射线装置包括：装有可增高电源电压装置的高压发生器，在高压发生器产生的高压作用下产生X射线管，连接所说高压发生器和X射线管将高压发生器传输到X射线管的电缆，设置在所说电缆两端的第一端子装置，设置在所说高压发生器和所说X射线管上，连接第一端子装置，以实现所说高压发生器和所说X射线管电连接的第二端子装置，所说绝缘方法其特征在于包括下述步骤：

制备一种凝胶态绝缘材料，

将该凝胶态材料放入第一和第二端子装置里，或它们之一里，

以推入配合方式连接第一和第二端子装置，从而挤出凝胶态材料覆盖其连接部分。

9、按照权利要求8所述的绝缘方法，其特征在于：每个所说的第一端子装置，都由一个与所说电缆的一端相连的插头和安在所说插头上的电极构成，每个所说的第二端子装置由一个接纳所说插头，并在其间留有一定间隙的插座件和设在插座件上的用于卡紧所说电极的电极插孔构成，所说凝胶态物质被涂在电极上。

10、按照权利要求9所述的绝缘方法，其特征在于：所说凝胶态物质具有一定程度的穿透性，以适于所说电极贯穿连接。