CN108933070A - 轴承套及组件、冷却方法、x射线管和x射线装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轴承套及组件、冷却方法、X射线管和X射线装置，X射线轴承套设置有轴承承载孔，轴承承载孔在第一轴向端部上设置有连接口，X射线轴承套内还设置有冷却流道，冷却通道位于轴承承载孔的径向外周上，冷却通道在第二轴向端部上设置有第一开口和第二开口，第一轴向端部和第二轴向端部位于X射线轴承套的轴向上相对的两端上。通过在轴承套内设置冷却流道，使得轴承套的废热通过冷却流道的冷却液带走，并且利用第一开口和第二开口用分别用于输入和输出冷却液，相对的布置方向方便冷却管路的布置，同时通过内置的冷却流道大大提高了散热性能，使得X射线轴承套具有高效的稳定性和耐用性。

Description

轴承套及组件、冷却方法、X射线管和X射线装置

技术领域

本发明X射线设备领域，尤其涉及一种X射线轴承套、轴承组件、X射线轴承套的冷却方法、X射线管和X射线装置。

背景技术

医用诊断X射线管，是医学诊断设备(如X射线机、CT等)的核心部件，实际上是一个大的高真空的阴极射线二极管，是产生x射线的系统。

其工作过程为：由12V电流供于阴极灯丝加热，并产生自由电子云集，这时向阴阳两极加40至150kV高压电时，电势差陡增，在高压强电场驱动下，处于活跃状态的自由电子束，由阴极高速撞击阳极钼基钨靶，并发生能量转换，约l％的电能形成了x射线，由窗口发射，99％则转换为热能，需要对应冷却系统进行散热。x射线是一种有很强穿透力的短电磁波，且电压愈高穿透力愈强。x射线在穿透物质过程中会被部分的吸收即衰减，这是x射线成像的物理学基础。利用这一原理使人体的组织产生不同衰减的射线投影，使胶片的溴化银感光经显影呈黑色，而未感光的溴化银，经定影冲洗为透明白色，由此产生了黑白影像，这就是摄影效应。另外x射线的穿透程度或者说被吸收衰减程度还与被照物的密度和厚度相关，成像上所显示的黑白影的层次差异代表人体组织的密度差异，密度越高，吸收越多，穿透越少，感光越少，图像越白，反之则越黑。人体组织发生病变时密度也发生变化，其影像的黑白影也随之变化，这就是影像诊断原理。

由于阳极靶上产生大量的废热，需要对其进行导热冷却，阳极靶上的废热一般是通过带动其转动的旋转装置进行导热，而旋转装置需要轴承套进行支撑旋转，目前该类产品的轴承套的散热方式有两种方向，一种是采用实心结构，内部没有冷却液，X射线管传导过来的热量一方面通过轴承套表面向外辐射，另一方面通过轴承套的材料向外传导。散热的技术思路主要有三种：辐射、热传导、对流传热。目前这种结构只利用了辐射传热、热传导传热，散热效果不理想，有时会导致轴承温升过高而导致轴承损坏。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种具有高效散热性能的X射线轴承套。

本发明的第二目的是提供一种具有高效散热性能的X射线轴承组件。

本发明的第三目的是提供一种具有高效散热性能的X射线轴承套的冷却方法。

本发明的第四目的是提供一种具有高效散热性能的X射线管。

本发明的第五目的是提供一种具有高效散热性能的X射线装置。

为了实现本发明的第一目，本发明是提供一种X射线轴承套，设置有轴承承载孔，轴承承载孔在第一轴向端部上设置有连接口，X射线轴承套内还设置有冷却流道，冷却通道位于轴承承载孔的径向外周上，冷却通道在第二轴向端部上设置有第一开口和第二开口，第一轴向端部和第二轴向端部位于X射线轴承套的轴向上相对的两端上。

由上述方案可见，通过在轴承套内设置冷却流道，使得轴承套的废热通过冷却流道的冷却液带走，而由于轴承套具有用于承载的轴承承载孔，故需要在相对的另一端设置第一开口和第二开口，第一开口和第二开口用分别用于输入和输出冷却液，相对的布置方向方便冷却管路的布置，同时通过内置的冷却流道大大提高了散热性能，使得X射线轴承套具有高效的稳定性和耐用性。

更进一步的方案是，冷却流道包括槽部和位于槽部外周的环槽部，槽部与环槽部连通，第一开口设置在槽部上，第二开口设置在环槽部上。

由上可见，通过槽部和环槽部的设置，使得冷却液流经槽部和环槽部时可带走轴承套的废热，且该布置方式更为节省空间。

更进一步的方案是，冷却流道包括第一槽部、第二槽部和第一连接槽部，第一连接槽部连通在第一槽部和第二槽部之间，第一开口设置在第一槽部上，第二开口设置在第二槽部上，第一槽部和第二槽部沿纵向布置，第一连接槽部沿横向布置。

更进一步的方案是，第一连接槽部呈环形布置，第一连接槽部靠近第一轴向端部设置。

更进一步的方案是，第一槽部的数量为两个或两个以上，第一槽部呈沿轴向、倾斜于轴向或弧形布置。

由上可见，上述的多种布置方式包括了纵向、横向、环形、倾斜、弧形，这些布置方向都是在轴承承载孔的外周进行布置，均能够大大提升导热面积，继而提高导热性能。

更进一步的方案是，冷却流道的外壁锯齿状布置。

由上可见，通过冷却流道的外壁能够增大导热面积，继而提高导热性能。

为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种X射线轴承组件，包括X射线轴承套和轴承，X射线轴承套采用上述方案的X射线轴承套，轴承置于轴承承载孔中。

为了实现本发明的第三目的，本发明提供一种X射线轴承套的冷却方法，其特征在于，X射线轴承套采用上述方案的X射线轴承套，冷却方法包括：从第一开口输入冷却液，冷却液经过冷却通道并吸收X射线轴承套上的废热后，冷却液从第二开口输出。

为了实现本发明的第四目的，本发明是提供一种X射线管，包括X射线轴承套、真空容器、阳极靶、旋转装置和电子枪，阳极靶和电子枪设置在真空容器内，电子枪朝向阳极靶发射电子，旋转装置带动阳极靶转动；X射线轴承套位于真空容器外，旋转装置置于轴承承载孔中；X射线轴承套采用上述方案的X射线轴承套。

为了实现本发明的第五目的，本发明是提供一种X射线装置，包括X射线管和成像装置，X射线管向成像装置输出X射线，X射线管包括X射线轴承套、真空容器、阳极靶、旋转装置和电子枪，阳极靶和电子枪设置在真空容器内，电子枪朝向阳极靶发射电子，旋转装置带动阳极靶转动，X射线轴承套位于真空容器外，旋转装置置于轴承承载孔中；X射线轴承套采用上述方案的X射线轴承套。

由上可见，通过在轴承套内设置冷却流道，使得轴承套的废热通过冷却流道的冷却液带走，而由于轴承套具有用于承载的轴承承载孔，故需要在相对的另一端设置第一开口和第二开口，第一开口和第二开口用分别用于输入和输出冷却液，相对的布置方向方便冷却管路的布置，同时通过内置的冷却流道大大提高了散热性能，使得X射线管和X射线装置均具有高效的稳定性和耐用性。

附图说明

图1是本发明X射线轴承套的第一实施例的结构图。

图2是本发明X射线轴承套的第一实施例在另一视角下的结构图。

图3是本发明X射线轴承套的第一实施例在轴向上的剖视图。

图4是本发明X射线轴承套的第一实施例在径向上的剖视图。

图5是本发明X射线轴承套的第二实施例的结构图。

图6是本发明X射线轴承套的第二实施例在另一视角下的结构图。

图7是本发明X射线轴承套的第二实施例在第二槽部处的剖视图。

图8是本发明X射线轴承套的第二实施例在第一连接槽部处的剖视图。

图9是本发明X射线轴承套的第二实施例在第一槽部处的剖视图。

图10是本发明X射线轴承套的第二实施例在第二连接槽部处的剖视图。

图11是本发明X射线轴承套的第三实施例在径向上的剖视图。

图12是本发明X射线轴承套的第四实施例的结构图。

图13是本发明X射线轴承套的第四实施例在第二槽部处的剖视图。

图14是本发明X射线轴承套的第四实施例在第一连接槽部处的剖视图。

图15是本发明X射线轴承套的第四实施例在第一槽部处的剖视图。

图16是本发明X射线轴承套的第五实施例的透视图。

图17是本发明X射线轴承套的第六实施例的结构示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

X射线轴承套的第一实施例：

参照图1至图4，X射线轴承套1呈柱状布置，X射线轴承套1沿其轴线设置有轴承承载孔11，轴承承载孔11具有封底，轴承承载孔11在第一轴向端部上设置有连接口，轴承承载孔11用于承载旋转装置。

X射线轴承套11内还设置有两个冷却流道13，两个冷却流道13呈对称设置，冷却通道13位于轴承承载孔11的径向外周上，冷却流道13包括槽部131和位于槽部131外周的环槽部132，槽部131和环槽部132均为自第二轴向端部的端面12沿轴向朝向第一轴向端部设置的槽，槽部131在靠近第一轴向端部的位置设置有连通口133，连通口133是呈对称开设的，使得槽部131与环槽部132连通，二第一轴向端部和第二轴向端部位于X射线轴承套的轴向上相对的两端上。

第一开口141设置在槽部131上，第二开口142设置在环槽部132上，第一开口141和第二开口142均位于冷却通道在第二轴向端部上。进行冷却时，则可从第一开口141输入冷却液，冷却液经过槽部131、连通口133、环槽部132时吸收废热，并从第二开口142输出，继而实现轴承套的散热。

X射线轴承套的第二实施例：

参照图5至图10，X射线轴承套2呈柱状布置，X射线轴承套2沿其轴线设置有轴承承载孔21，轴承承载孔21具有封底，轴承承载孔21在第一轴向端部上设置有连接口，轴承承载孔21用于承载旋转装置的轴承或转轴。X射线轴承套2在第二轴向端部设置有半圆形的开槽221，开槽221具有端面222。

X射线轴承套21内设置有冷却通道，冷却流道包括两个槽部231、两个槽部233和两个连接槽部232，两个槽部231均自端面222沿轴向朝向第一轴向端部延伸布置，两个连接槽部232靠近第一轴向端部布置，两个连接槽部232均呈环形布置在轴承承载孔21的外周，两个槽部233也呈轴向布置，连接槽部232连通在槽部231和槽部233之间，槽部231和槽部233对称布置。开口241设置在槽部231上，开口242设置在槽部233上，开口241和开口242均位于第二轴向端部的一侧上。

在开口242的外侧，冷却流道在第二轴向端部设置有连接槽部234，连接槽部234呈相对密闭的腔室设置，且连接槽部234呈半圆形布置，两个槽部233连通连接槽部234，连接槽部234在沿轴向朝外设置有通槽235，通槽235设置有第三开口243。

进行冷却时，则可从第三开口243输入冷却液，冷却液经过连接槽部234、槽部233、连接槽部232、槽部231时吸收废热，并从开口241输出，继而实现轴承套的散热。

在本实施例外，连接槽部除了呈环形设置外，还能够沿径向横向布置，只需要实现连通在两个槽部之间即可。

X射线轴承套的第三实施例：

参照图11，实施例三主要对X射线轴承套3的槽部31进行改进，槽部31的槽壁呈锯齿状设置，利用锯齿状的槽壁增大导热面积。

X射线轴承套的第四实施例：

参照图14至图15，X射线轴承套4呈柱状布置，X射线轴承套4沿其轴线设置有轴承承载孔41，轴承承载孔41具有封底，轴承承载孔41在第一轴向端部上设置有连接口，轴承承载孔41用于承载旋转装置。X射线轴承套4在第二轴向端部设置有半圆形的开槽421，开槽421具有端面422。

X射线轴承套41内设置有冷却通道，冷却流道包括三个槽部431、三个槽部433和连接槽部432，三个槽部431均自端面422倾斜地朝向第一轴向端部延伸布置，连接槽部432靠近第一轴向端部布置，连接槽部432均呈环形布置在轴承承载孔41的外周，三个槽部433也呈倾斜布置，连接槽部432连通在槽部431和槽部433之间，槽部431和槽部433对称布置。开口441设置在槽部431上，开口442设置在槽部433上，开口441和开口442均位于第二轴向端部的一侧上。

在开口442的外侧，冷却流道在第二轴向端部设置有连接槽部434，连接槽部434呈相对密闭的腔室设置，且连接槽部434呈半圆形布置，三个槽部433连通连接槽部434，连接槽部434在沿轴向朝外设置有通槽435，通槽435设置有第三开口443。

进行冷却时，则可从第三开口443输入冷却液，冷却液经过连接槽部434、槽部433、连接槽部432、槽部431时吸收废热，并从开口441输出，继而实现轴承套的散热。

X射线轴承套的第五实施例：

基于第四实施例的原理，第五实施例的X射线轴承套5可对槽部51进行改进，槽部51可呈弧形布置延伸，其也是可实现本发明的目的。

X射线轴承套的第六实施例：

基于第一实施例的原理，第六实施例的X射线轴承套6可对槽部进行改进，X射线轴承套6在承载孔外呈螺旋状延伸设置有螺旋槽61，在螺旋槽61装载有软管61，软管61与螺旋槽61在底部留有连通空间，进行冷却时，冷却液可从软管61进入，随后进入螺旋槽61吸收废热，继而实现轴承套的散热。

X射线管实施例：

X射线管包括X射线轴承套、真空容器、阳极靶、旋转装置和电子枪，阳极靶和电子枪设置在真空容器内，电子枪朝向阳极靶发射电子，旋转装置带动阳极靶转动，X射线轴承套位于真空容器外，旋转装置在真空容器设置有轴承和转轴，轴承置于轴承承载孔中。

X射线轴承套采用上述实施例中任一的X射线轴承套。

X射线装置实施例：

X射线装置包括X射线管和成像装置，X射线管向成像装置输出X射线，X射线管包括X射线轴承套、真空容器、阳极靶、旋转装置和电子枪，阳极靶和电子枪设置在真空容器内，电子枪朝向阳极靶发射电子，旋转装置带动阳极靶转动，X射线轴承套位于真空容器外，旋转装置置于轴承承载孔中。

X射线轴承套采用上述实施例中任一的X射线轴承套。

X射线轴承组件实施例：

X射线轴承组件包括X射线轴承套和轴承，X射线轴承套采用上述实施例中的的X射线轴承套，轴承既可以是支撑阳极靶的旋转装置的轴承，亦可以是其他能够传递废热的轴承，通过轴承置于轴承承载孔中，既实现在轴承套中定位转动，也实现轴承与轴承套的热量传递，继而实现废热的导热。

由上可见，通过在轴承套内设置冷却流道，使得轴承套的废热通过冷却流道的冷却液带走，而由于轴承套具有用于承载的轴承承载孔，故需要在相对的另一端设置第一开口和第二开口，第一开口和第二开口用分别用于输入和输出冷却液，相对的布置方向方便冷却管路的布置，同时通过内置的冷却流道大大提高了散热性能,本技术方案经过临床实验，能大大延长了轴承使用寿命，从而延长X射线管寿命，使得X射线管和X射线装置均具有高效的稳定性和耐用性。

Claims (10)

1. X射线轴承套，设置有轴承承载孔，所述轴承承载孔在第一轴向端部上设置有连接口，其特征在于；

所述X射线轴承套内还设置有冷却流道，所述冷却通道位于所述轴承承载孔的径向外周上，所述冷却通道在第二轴向端部上设置有第一开口和第二开口，所述第一轴向端部和所述第二轴向端部位于所述X射线轴承套的轴向上相对的两端上。

2.根据权利要求1所述的X射线轴承套，其特征在于：

所述冷却流道包括槽部和位于所述槽部外周的环槽部，所述槽部与所述环槽部连通，所述第一开口设置在所述槽部上，所述第二开口设置在所述环槽部上。

3.根据权利要求1所述的X射线轴承套，其特征在于：

所述冷却流道包括第一槽部、第二槽部和第一连接槽部，所述第一连接槽部连通在所述第一槽部和所述第二槽部之间，所述第一开口设置在所述第一槽部上，所述第二开口设置在所述第二槽部上，所述第一槽部和所述第二槽部沿纵向布置，所述第一连接槽部沿横向布置。

4.根据权利要求3所述的X射线轴承套，其特征在于：

所述第一连接槽部呈环形布置，所述第一连接槽部靠近所述第一轴向端部设置。

5.根据权利要求4所述的X射线轴承套，其特征在于：

所述第一槽部的数量为两个或两个以上，所述第一槽部呈沿轴向、倾斜于轴向或弧形布置。

6.根据权利要求1至5任一项所述的X射线轴承套，其特征在于：

所述冷却流道的外壁锯齿状布置。

7. X射线轴承组件，其特征在于，包括X射线轴承套和轴承，所述X射线轴承套采用上述权利要求1至6任一项所述的X射线轴承套，所述轴承置于所述轴承承载孔中。

8. X射线轴承套的冷却方法，其特征在于，所述X射线轴承套采用上述权利要求1至6任一项所述的X射线轴承套，所述冷却方法包括：

从所述第一开口输入冷却液，所述冷却液经过所述冷却通道并吸收所述X射线轴承套上的废热后，所述冷却液从所述第二开口输出。

9. X射线管，包括X射线轴承套、真空容器、阳极靶、旋转装置和电子枪，所述阳极靶和所述电子枪设置在所述真空容器内，所述电子枪朝向所述阳极靶发射电子，所述旋转装置带动所述阳极靶转动；

其特征在于：

所述X射线轴承套位于所述真空容器外，所述旋转装置置于所述轴承承载孔中；

所述X射线轴承套采用上述权利要求1至6任一项所述的X射线轴承套。

10. X射线装置，包括X射线管和成像装置，所述X射线管向所述成像装置输出X射线，所述X射线管包括X射线轴承套、真空容器、阳极靶、旋转装置和电子枪，所述阳极靶和所述电子枪设置在所述真空容器内，所述电子枪朝向所述阳极靶发射电子，所述旋转装置带动所述阳极靶转动；

其特征在于：

所述X射线轴承套位于所述真空容器外，所述旋转装置置于所述轴承承载孔中；

所述X射线轴承套采用上述权利要求1至6任一项所述的X射线轴承套。