CN110676144B - 一种x射线管阴极结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及X射线管制备技术领域，具体涉及一种X射线管阴极结构，包括：阴极丝调节固定结构、过渡插座(3)、陶瓷底座(4)、可伐钢底座(5)、电极柱(6)和阴极丝(7)；可伐钢底座(5)呈圆环结构，陶瓷底座(4)置于圆环结构的可伐钢底座(5)的内环内；陶瓷底座(4)与圆环结构的可伐钢底座(5)的内环之间设有第一圆形凹槽(8)；过渡插座(3)固定安装在陶瓷底座(4)上，过渡插座(3)内设有多个电极柱(6)，并依次穿过过渡插座(3)和陶瓷底座(4)，并将二者进行固定连接；阴极丝调节固定结构放置于过渡插座(3)上，用于调节位于阴极丝调节固定结构内的阴极丝(7)的位置和固定阴极丝(7)。

Description

一种X射线管阴极结构

技术领域

本发明属于工业检测、医用CT等设备所需的X射线管制备技术领域，具体涉及一种X射线管阴极结构。

背景技术

X射线管是一种利用阴极发出的高速电子撞击金属靶面产生X射线的仪器，管内处于高真空状态。阴极部件中有阴极丝来发射电子，阴极丝发出的电子在经过数千至数十万伏高压加速后撞击阳极靶。

通常阴极丝会被一个前端开孔的金属栅极罩包围，栅极罩的电压略低于阴极丝，这使得阴极丝发出的电子受到压迫在栅极前端聚焦。X射线焦斑尺寸是X射线管最重要的技术指标之一，为了尽可能降低X射线焦斑尺寸，有必要对阴极丝的位置进行精确的调节使其位于轴线上。

在一些电子枪设计中，栅极罩的前端开孔很小，阴极丝的前端必须要伸进栅极开孔内，阴极丝的调节过程中很容易碰到栅极罩开孔内壁造成划伤，这增大了对阴极丝进行调节固定的难度。

发明内容

本发明的目的在于，为解决现有的X射线管存在的上述技术缺陷，本发明提出了一种X射线管阴极结构，其能够方便精准的对X射线管的阴极丝进行调节和固定。

为了实现上述目的，本发明提出了一种X射线管阴极结构，其包括：阴极丝调节固定结构、过渡插座、陶瓷底座、可伐钢底座、电极柱和阴极丝；

其中，可伐钢底座呈圆环结构，陶瓷底座置于圆环结构的可伐钢底座的内环内，且二者通过焊接方式固定在同一水平面上；陶瓷底座与圆环结构的可伐钢底座的内环之间设有第一圆形凹槽；过渡插座固定安装在陶瓷底座上，过渡插座内设有多个电极柱，并依次穿过过渡插座和陶瓷底座，并将过渡插座和陶瓷底座进行固定连接；阴极丝调节固定结构放置于过渡插座上，用于调节位于阴极丝调节固定结构内的阴极丝的位置和固定阴极丝。

作为上述技术方案的改进之一，所述阴极丝调节固定结构包括：栅极、阴极丝底座和压环；

阴极丝底座放置于过渡插座上，且被包裹在栅极内；阴极丝安装在阴极丝底座上，并分别与栅极的顶部和电极柱相连接，通过多个电极柱，为阴极丝和栅极供电；压环设置于阴极丝底座的下方，并通过螺丝旋入对应的开设在栅极顶部的多个固定沉头孔来固定压环。

作为上述技术方案的改进之一，所述栅极的外圆周壁上开有调节螺纹孔，通过螺杆旋入对应的调节螺纹孔，调节阴极丝的位置。

作为上述技术方案的改进之一，所述阴极丝为热阴极丝或者冷阴极，其结构采用V型结构或者针状发射极结构。

作为上述技术方案的改进之一，所述压环，用于固定阴极丝底座，其上面有多个螺纹孔。

作为上述技术方案的改进之一，所述过渡插座采用聚四氟乙烯或PEEK的不导电材料制成，用于固定栅极。

作为上述技术方案的改进之一，所述过渡插座呈中空圆柱体结构，且过渡插座的两端分别向外延伸为第一圆柱凸起、第二圆柱凸起，第一圆柱凸起和第二圆柱凸起的直径均小于过渡插座的中空圆柱体直径；中空圆柱体结构的外圆周上开有相对的矩形开口，且相对的矩形开口之间开有长方体式的通孔，并在该长方体式的通孔内设有一矩形板，该矩形板的两侧开有对称的多个圆孔，用于将多个电极柱对应的插入圆孔中。

作为上述技术方案的改进之一，所述陶瓷底座呈圆柱状结构，且在其中部开有第二圆形凹槽，将第二圆柱凸起插入第二圆形凹槽中，用于固定在过渡插座；陶瓷底座的底部设有多个管状突起，用于和对应的电极柱之间进行真空密封焊接。

作为上述技术方案的改进之一，所述可伐钢底座，用于固定陶瓷底座。

作为上述技术方案的改进之一，所述阴极丝，用于发射电子。

作为上述技术方案的改进之一，所述过渡插座、陶瓷底座、可伐钢底座采用PEEK的不导电材料进行一体化加工。

本发明相比于现有技术的有益效果在于：

本发明所提供的X射线管阴极结构具有成本低、结构简单、调节安装快速准确、能够方便精准的对X射线管的阴极丝进行调节和固定，便于应用各种商业化的阴极丝产品等优点。

附图说明

图1是本发明的一种X射线管阴极结构的结构示意图；

图2是图1的本发明的一种X射线管阴极结构的过渡插座的结构示意图；

图3是图1的本发明的一种X射线管阴极结构的陶瓷插座的结构示意图；

图4是图1的本发明的一种X射线管阴极结构的陶瓷插座的底座结构示意图；

图5是图1的本发明的一种X射线管阴极结构的陶瓷插座的阴极丝调节固定结构的结构示意图；

图6是图5的本发明的一种X射线管阴极结构的陶瓷插座的栅极的结构示意图；

图7是图5的本发明的一种X射线管阴极结构的陶瓷插座的压环的结构示意图。

附图标记：

1、栅极 2、阴极丝底座

3、过渡插座 4、陶瓷底座

5、可伐钢底座 6、电极柱

7、阴极丝 8、第一圆形凹槽

9、第二圆形凹槽 10、第一圆柱凸起

11、第二圆柱凸起 12、矩形板

13、圆孔 14、矩形开口

15、管状突起 16、压环

17、固定沉头孔 18、调节螺纹孔

19、调节螺纹孔 20、螺纹孔

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本发明提出了一种X射线管阴极结构，其包括：阴极丝调节固定结构、过渡插座3、陶瓷底座4、可伐钢底座5、电极柱6、阴极丝7。

其中，可伐钢底座5呈圆环结构，陶瓷底座4置于圆环结构的可伐钢底座5的内环内，且二者通过焊接方式固定在同一水平面上；陶瓷底座4与圆环结构的可伐钢底座5的内环之间设有第一圆形凹槽8；过渡插座3固定安装在陶瓷底座4上，过渡插座3内设有4个电极柱6，并依次穿过过渡插座3和陶瓷底座4，用于与X射线管外壳绝缘，并将过渡插座3和陶瓷底座4进行固定连接；阴极丝调节固定结构放置于过渡插座3上，用于调节位于阴极丝调节固定结构内的阴极丝的位置和固定阴极丝。

如图5所示，所述阴极丝调节固定结构包括：栅极1、阴极丝底座2和压环16；

阴极丝底座2放置于过渡插座3上，且被包裹在栅极1内；阴极丝7安装在阴极丝底座2上，并分别与栅极1的顶部和电极柱6相连接，通过4个电极柱6，为阴极丝7和栅极1供电；压环16设置于阴极丝底座2的下方，并通过螺丝旋入对应的开设在栅极1顶部的4个固定沉头孔17来固定压环16。

如图6所示，所述栅极1的外圆周壁上开有调节螺纹孔19，通过螺杆旋入对应的调节螺纹孔19，调节阴极丝7的位置。

所述阴极丝7为热阴极丝或者冷阴极，其结构采用V型结构或者针状发射极结构；在其他具体实施例中，阴极丝7可以是各种商业化阴极丝产品。

如图7所示，所述压环16，用于固定阴极丝底座2，其上面有4个螺纹孔20。

对阴极丝7进行安装调节时，首先，将按照图5所示将阴极丝底座2放入栅极1背部的槽内，然后，将压环16也设置在栅极背部的槽内，使压环16压住阴极丝底座2；然后用4个螺丝从栅极1顶部的4个固定沉头孔旋入，直至旋入并固定在压环的4个螺纹孔20上，使阴极丝底座2可以沿垂直于轴线方向活动。接着利用栅极1上的调节螺纹孔19对阴极丝底座2的位置进行调节，使阴极丝7的尖端位于栅极顶部端孔的中心位置。调节阴极丝底座2的位置完毕后，用手压紧压环16，然后拧紧固定压环16用的4个螺丝。拧螺丝时，需要注意拧每个螺丝时，不能一次拧紧，需要逐个拧每个螺丝，每次拧一小段距离，避免压环16受单个方向压力过大导致位置发生变化。

由于阴极丝7易于损坏，经常需要更换，本发明提出的X射线管阴极丝调节固定结构也非常便于阴极丝7的更换，阴极丝7损坏后，只要取下压环16，将原来的阴极丝底座2取下，重新安装新的阴极丝后重新调节即可。

所述过渡插座3采用聚四氟乙烯或PEEK的不导电材料制成，用于固定栅极1。

如图2所示，所述过渡插座3呈中空圆柱体结构，且过渡插座3的两端分别向外延伸为第一圆柱凸起10、第二圆柱凸起11，第一圆柱凸起10和第二圆柱凸起11的直径均小于过渡插座3的中空圆柱体直径；中空圆柱体结构的外圆周上开有相对的矩形开口14，且相对的矩形开口14之间开有长方体式的通孔，并在该长方体式的通孔内设有一矩形板12，该矩形板12的两侧开有对称的多个圆孔13，用于将多个电极柱6对应的插入圆孔13中。其中，所述圆孔13开设在中空圆柱体结构上。

如图3所示，所述陶瓷底座4呈圆柱状结构，且在其中部开有第二圆形凹槽9，将第二圆柱凸起11插入第二圆形凹槽9中，用于固定在过渡插座3；如图4所示，陶瓷底座4的底部设有4个管状突起15，用于和对应的电极柱6之间进行真空密封焊接。

所述陶瓷底座4置于圆环结构的可伐钢底座5的内环内。

所述阴极丝7，用于发射电子。

对所述阴极结构进行安装时，首先，将阴极丝底座2安装固定在过渡插座1上，二者之间的固定可以采用多种方式，例如，如图1所示，主要通过聚四氟乙烯材料的应力来实现阴极丝底座2和过渡插座3之间的固定。将栅极1固定在过渡插座3上，并把阴极丝底座2包裹在栅极1内，栅极1和过渡插座3之间的配合要靠配合部分的应力。通过焊接的方式将陶瓷底座4固定在可伐钢底座5上，并用一个阴极罩盖在可伐钢底座5上，用于将整个阴极结构密封住，以保证真空密封的牢固、可靠。陶瓷底座4和可伐钢底座5之间的焊接可以采用平封、套封等多种焊接方式，其中，在本实施例中，采用了平封的焊接方式，为了避免焊接部分陶瓷和可伐钢的热膨胀系数不一致导致器件破损，焊接部分的可伐钢厚度要在0.5mm附近。接着，将过渡插座3、陶瓷底座4、电极柱6按照图1所示进行安装固定，其中，过渡插座3利用拧在电极柱上的螺母进行固定，而电极柱6和陶瓷底座4之间需要进行真空密封，它们之间的密封可以通过焊接或者使用真空密封胶来实现，在本实施例中，采用了套封的焊接方式，进行了真空密封和固定。四个电极柱6的一端接电源，其另一端通过导线接在栅极1或阴极丝7上。

在其他具体实施例中，所述过渡插座3、陶瓷底座4、可伐钢底座5采用PEEK的高强度不导电材料进行一体化加工，将这3个独立的零件加工为1个整体零件，其结构性能不变。

本发明所提供的X射线管阴极结构简单、安全可靠、易拆卸、安装更换零件方便；另外，本发明提出的阴极丝调节固定结构成本很低，结构简单，可以快速精准的安装与拆卸阴极丝7，便于应用各种商业化的阴极丝产品。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种X射线管阴极结构，其特征在于，其包括：阴极丝调节固定结构、过渡插座(3)、陶瓷底座(4)、可伐钢底座(5)、电极柱(6)和阴极丝(7)；

其中，可伐钢底座(5)呈圆环结构，陶瓷底座(4)置于圆环结构的可伐钢底座(5)的内环内，且二者通过焊接方式固定在同一水平面上；陶瓷底座(4)与圆环结构的可伐钢底座(5)的内环之间设有第一圆形凹槽(8)；过渡插座(3)固定安装在陶瓷底座(4)上，过渡插座(3)内设有多个电极柱(6)，并依次穿过过渡插座(3)和陶瓷底座(4)，并将过渡插座(3)和陶瓷底座(4)进行固定连接；阴极丝调节固定结构放置于过渡插座(3)上，用于调节位于阴极丝调节固定结构内的阴极丝底座(2)的位置和固定阴极丝(7)。

2.根据权利要求1所述的X射线管阴极结构，其特征在于，所述阴极丝调节固定结构包括：栅极(1)、阴极丝底座(2)和压环(16)；

阴极丝底座(2)放置于过渡插座(3)上，且被包裹在栅极(1)内；阴极丝(7)安装在阴极丝底座(2)上，并分别与栅极(1)的顶部和电极柱(6)相连接，通过多个电极柱(6)，为阴极丝(7)和栅极(1)供电；压环(16)设置于阴极丝底座(2)的下方，并通过螺丝旋入对应的开设在栅极(1)顶部的多个固定沉头孔(17)来固定压环(16)。

3.根据权利要求2所述的X射线管阴极结构，其特征在于，所述栅极(1)的外圆周壁上开有调节螺纹孔(19)，通过螺杆旋入对应的调节螺纹孔(19)，调节阴极丝(7)的位置。

4.根据权利要求2所述的X射线管阴极结构，其特征在于，所述阴极丝(7)为热阴极丝或者冷阴极，其结构采用V型结构或者针状发射极结构。

5.根据权利要求2所述的X射线管阴极结构，其特征在于，所述压环(16)，用于固定阴极丝底座(2)，其上面有多个螺纹孔(20)。

6.根据权利要求1所述的X射线管阴极结构，其特征在于，所述过渡插座(3)采用聚四氟乙烯或PEEK的不导电材料制成。

7.根据权利要求6所述的X射线管阴极结构，其特征在于，所述过渡插座(3)呈中空圆柱体结构，且过渡插座(3)的两端分别向外延伸为第一圆柱凸起(10)、第二圆柱凸起(11)，第一圆柱凸起(10)和第二圆柱凸起(11)的直径均小于过渡插座(3)的中空圆柱体直径；中空圆柱体结构的外圆周上开有相对的矩形开口(14)，且相对的矩形开口(14)之间开有长方体式的通孔，并在该长方体式的通孔内设有一矩形板(12)，该矩形板(12)的两侧开有对称的多个圆孔(13)。

8.根据权利要求1或7所述的X射线管阴极结构，其特征在于，所述陶瓷底座(4)呈圆柱状结构，且在其中部开有第二圆形凹槽(9)，将第二圆柱凸起(11)插入第二圆形凹槽(9)中，用于固定在过渡插座(3)；陶瓷底座(4)的底部设有多个管状突起(15)。

9.根据权利要求1所述的X射线管阴极结构，其特征在于，所述陶瓷底座(4)置于圆环结构的可伐钢底座(5)的内环内。

10.根据权利要求1所述的X射线管阴极结构，其特征在于，所述过渡插座(3)、陶瓷底座(4)、可伐钢底座(5)采用PEEK的不导电材料进行一体化加工。

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