CN115210843A - 旋转x射线阳极 - Google Patents
旋转x射线阳极 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115210843A CN115210843A CN202080095794.8A CN202080095794A CN115210843A CN 115210843 A CN115210843 A CN 115210843A CN 202080095794 A CN202080095794 A CN 202080095794A CN 115210843 A CN115210843 A CN 115210843A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- adapter
- ray anode
- rotating
- rotary
- base body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
- H01J35/101—Arrangements for rotating anodes, e.g. supporting means, means for greasing, means for sealing the axle or means for shielding or protecting the driving
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
- H01J35/108—Substrates for and bonding of emissive target, e.g. composite structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2235/00—X-ray tubes
- H01J2235/08—Targets (anodes) and X-ray converters
- H01J2235/086—Target geometry
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2235/00—X-ray tubes
- H01J2235/10—Drive means for anode (target) substrate
- H01J2235/1006—Supports or shafts for target or substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2235/00—X-ray tubes
- H01J2235/12—Cooling
- H01J2235/1204—Cooling of the anode
Landscapes
- X-Ray Techniques (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于产生X射线的旋转X射线阳极(10、10’、10”),包括由碳基材料制成的环形基体(11、11’、11”)、环形焦点轨迹涂层(12、12’、12”),其设置在基体(11、11’、11”)的焦点轨迹侧、以及金属连接部件(13、13’、13”),其相对于基体径向设置在内部。连接部件(13、13’、13”)的径向外部分由管状金属适配器(14、14’、14”)形成。适配器(14、14’、14”)的径向外表面至少部分地、面对面地且整体地连接到基体(11、11’、11”)的径向内表面的至少一部分,并且基体(11、11’、11”)和适配器(14、14’、14”)之间的整体连接区域在基体(11、11’、11”)的径向内表面的至少百分之75的面积上延伸。
Description
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1所要求的旋转X射线阳极。
背景技术
旋转X射线阳极用于X射线管,例如用于医疗诊断中的成像进程或者研究及生产中的材料检测。在X射线管的运行期间,由阴极发射的电子加速到绕轴线旋转的旋转X射线阳极上,其中X射线由于高能电子与阳极材料的相互作用而产生。电子束的大部分(约99%)能量在进程中转换为热量且必须消散。就旋转X射线阳极而言,冷却一般主要受到旋转X射线阳极表面的热辐射影响。
已知旋转X射线阳极通常由具有盘状或板状耐高温材料(通常为钼合金或钼合金与石墨的复合材料)的复合体构成,其一侧布置有X射线生成材料(通常为钨或钨合金)的环形焦点轨迹涂层。盘状或板状基体通过轴连接至转子且由所述转子驱动。在旋转X射线阳极的运行期间,电子撞击点(即焦斑)的焦点轨迹涂层承受极高的热负荷。因为焦斑由于旋转X射线阳极的转动而在焦点轨迹涂层表面循环地进一步移动,电子连续撞击此时已经再次冷却的焦点轨迹涂层材料,并且热量输入能够快速分布在旋转X射线阳极上。旋转X射线阳极因此能够在比固定阳极明显更高的功率输出下运行。
本发明旨在具有低质量并且适用于更高的旋转频率的旋转X射线阳极。许多应用需要更高的辐射强度,这样导致更高的功率密度和更高的焦斑区域热量局部输入。为了抵消此状况,有意于更高的焦斑速度;对于给定的焦点轨迹直径,等同于旋转X射线阳极的旋转频率的增大。在传统旋转X射线阳极设计的情形下,最大可能的旋转频率受限于:除了循环热感生应力以外,旋转X射线阳极的材料具有作用在其上的离心力,在盘状或板状旋转X射线阳极的情形下,该离心力引致在旋转X射线阳极内周边区域的周边应力最高。这种热机械负荷的结果是金属或复合旋转阳极的塑性变形,通常与裂缝的形成有关,特别是在旋转X射线阳极的内外直径区域处,并且限制了旋转X射线阳极的使用寿命。传统金属或复合旋转阳极的另一缺点在于,它们安装在用于高功率应用的薄壁杯型主干,以便控制热量流向轴承。这样导致大的整体高度并降低了机械刚度。所得低频固有频谱不允许现代高功率旋转X射线阳极所需的高旋转速度。尤其,传统金属或复合旋转阳极具有相对大的质量,使得轴承承受负荷并且对于在高旋转频率下的使用是一种障碍。额外的缺点是,在传统金属或复合旋转阳极的情形下,用作蓄热器的部件具有低质量比。
发明内容
本发明的目的在于进一步研发旋转X射线阳极并提供具有尽量低质量的旋转X射线阳极,从而在运行期间,高旋转频率是可行的,而不会产生轴承被过载。旋转X射线阳极需要额外地具有改善的承受热机械负荷性能。尤其,如上所述能够在盘状或板状钼基旋转X射线阳极情形下出现的塑性变形和裂缝形成,必须以显著降低的程度出现。
此目的通过如权利要求1所要求的的旋转X射线阳极来实现。本发明的有利改进则陈述于从属权利要求中。
本发明提出了用于生成X射线的旋转X射线阳极,其具有碳基材料的环形基体。关于轴向方向(由环形基体的轴线限定,其与旋转X射线阳极的旋转轴线一致),环形基体具有两个相反的端面,其中环形焦点轨迹涂层设置在端面上,即焦点轨迹面,其在运行期间面对电子束。在旋转X射线阳极运行期间,高能电子加速到此焦点轨迹涂层上,并且X射线由于电子与焦点轨迹涂层材料相互作用而产生。关于径向方向(从旋转轴线向外延伸并且位于与轴线方向垂直的平面内),环形基体具有径向内部分表面,即径向内表面,其面向旋转轴线,以及与所述径向内部分表面相反的径向外部分表面,即径向外表面。环形基体具有对焦点轨迹涂层的机械支撑功能,并且对于热吸收和贮热很重要。
旋转X射线阳极还具有金属连接部件,其相对于环形基体径向设置在内部,用于将环形基体连接到驱动轴。在本发明的上下文中,驱动轴不被认为是旋转X射线阳极的一部分。
根据本发明的旋转X射线阳极进一步特征为,金属连接部件的径向外部分由管状金属适配器形成。管状适配器可以制造成原本单独的部件,其连接到一个或多个其他部件以形成金属连接部件。管状适配器还可以是单体制成的连接部件的集成部分,在此情形下,管状适配器不是单独制成的部件。适配器的径向外表面(同时相当于金属连接部件的径向外表面)至少部分地、广泛地、材料性地粘结到环形基体径向内表面的至少一部分。对此,环形基体与金属适配器之间的材料性粘结连接区域沿环形基体径向内表面以至少75、特别是90、优选特别是95的面积百分比延伸。换言之,环形基体与金属连接部件主要在径向方向上相对彼此毗邻。尽管金属连接部件还能够突出超过环形基体的端面并且沿其端面材料性地粘结到基体,但是基体和连接部件主要在径向方向上材料性地彼此粘结。
金属连接部件的径向内部分由金属轴连接部件形成,其相对于适配器径向向内突出。其能够以与管状适配器相同的方式制造成单独部件并且材料性地粘结到管状适配器,或者作为替代方案,其可以是一体制成的连接部件的一部分。轴连接部件和/或管状适配器优选具有薄壁构型。
碳基材料被理解为尤其是石墨或碳纤维强化碳(碳纤维复合材料,CFC)。石墨的特征是极低的密度并且具有特定的热容,这在为了旋转X射线阳极能够在运行期间吸收并储存大量热量方面很重要。CFC材料由嵌入纯碳基体的碳纤维构成。这些为材料赋予了高的机械强度。这些材料的低密度使旋转X射线阳极的基体能够具有大型构型,结果是其具有非常高的热容,同时旋转X射线阳极的质量能够保持相对低。
环形被理解为中空筒形的主体,其中主体在径向方向上的壁厚大于轴向方向上的范围(高度)。管状被理解为中空筒形,其中主体在径向方向上的壁厚小于在轴向方向上的高度(给定不同的壁厚或高度,分别参照径向方向或轴向方向上的最大范围)。
环形基体或管状适配器的几何形状不限于在几何上精确的中空筒状几何形状,即外侧面的母线不是必然为直线;它们尤其能够是弯曲的。该形状还不限于(连续的)旋转对称(关于经过任意期望角度的旋转对称),但还可以例如仅呈现n倍旋转对称,其中自然数n≥2(关于经过360°/n旋转对称)。在下文中,旋转对称将表示关于经过任意期望角度的旋转对称。
环形基体可以例如是在焦点轨迹侧、在设置有焦点轨迹涂层的区域中径向向外倾斜。环形或管状尤其是还被理解为,当径向区段(通过轴向方向的平面)的形状,例如环壁或管壁和/或外轮廓的厚度,沿轴向方向变化,例如当它是锥形物体。管状尤其还包括带有集成到其壁的散热片的管。尤其,管状还被理解为具有以凸缘形式突出的部分的管,例如是为了将环形主体支撑在其端面上并在端面上创建额外的连接选项。
根据本发明的旋转X射线阳极由此在设计方面明显区别于在本文开头所提及的盘状或板状旋转X射线阳极以及在构思方面区别于专利文献,诸如US20100027754(西门子)的旋转阳极,例如其中石墨环形基体——与本发明相比——安装在盘状金属连接部件的轴向上。本发明的旋转X射线阳极还明显区别于EP0016485(菲利普)的旋转X射线阳极,其中石墨环绕固定内盘设置并且没有管状适配器。
根据本发明的旋转X射线阳极具有一系列优点:
对比传统金属或复合旋转阳极,其特征在于显著低的质量。轻质结构通过对基体使用碳基材料并且对金属连接部件使用超薄设计来实现。
此外,用作贮热的部件具有有利的高质量比。碳基基体的环形构型分别导致其储热容的优化开发,以及在电子束与低平均循环温度之间的相对低的平衡温度。与传统金属或复合旋转阳极相比,不存在金属连接,并且特征有在焦点轨迹涂层与连接部件之间的低热传递阻力。这样避免了在基体与连接部件之间的材料性粘结连接区域的显著温度梯度,并由此使得该连接区域承受尽可能均匀的热机械负荷。紧凑形状还确保最低固有频率的增大,除了低质量以外,这样满足了第二重要的先决条件,以便能够在高旋转速度下使用旋转X射线阳极。尽管使用碳基基体,即使在高旋转速度下仍能够确保外周边上的小位移,以及与传统金属或复合旋转阳极相比,确保焦点轨迹角的仅有小变化。
旋转X射线阳极的其他有利改进在下文呈现,以金属连接部件的进一步改进开始。许多所示措施有助于保持旋转阳极的低质量同时仍然保持机械应力可管理。
在优选变型中,金属适配器的外周边沿轴向方向减小,尤其是沿焦点轨迹侧的方向,并且环形基体的形状被相应地适配。在旋转X射线阳极的运行期间,这种沿焦点轨迹侧方向的减小特别是具有这样的效果,即在近似等温的最优情形下,沿金属适配器与基体之间的连接区域具有更一致的温度分布。如果适配器的外周边沿焦点轨迹侧方向减小,在适配器与基体之间的连接区域中、空间上沿轴向方向更靠近焦点轨迹涂层的那些区域沿径向更远离焦点轨迹涂层。就此,焦点轨迹涂层与适配器/基体连接区域的各个区域之间的不同距离变得更平衡,这样在温度分布以及相关的沿连接区域的热感生应力方面有积极效果。
在优选实施例中,金属连接部件可旋转地对称,尤其是环形适配器是可旋转地对称。
有利地,适配器具有截锥形基本形状,其锥角范围为155°至205°之间、特别是155°至180°之间、优选特别是160°至175°之间。角度的范围规定包括各个极限值。锥角表示适配器外侧面相对于轴向方向的切平面的取向;锥角从焦点轨迹侧开始测量:具有180°锥角的截锥形相当于中空筒状体,具有锥角范围>90°且<180°的截锥形为朝向焦点轨迹侧逐渐缩窄,具有锥角范围>180°且<270°的截锥形为朝相反方向逐渐缩窄,并且在此情形下,金属适配器的外周边由此朝焦点轨迹侧方向增大。截锥形适配器的优点在于,尤其对于角度范围在160°至175°的锥角,在上文已详细解释为有利的,近似等温的温度曲线能够沿着适配器/基体连接区域来设定,并且适配器仍然能够相对容易且有成本效益地制造。
适配器的其他有利实施例是旋转对称形状,其还关于与轴向方向垂直的平面(旋转平面)对称。轴承上的负荷也降至最低。这种形状的示例是环形基本形状的适配器。在径向区段,适配器对基体的接触表面具有向外弯曲、开放外壳的形状。
事实证明,如果适配器和连接区域中的环形基体高度相互匹配,即适配器在轴向方向上的高度相当于连接区域中的环形基体在轴向方向上的的高度,这是有利的。
金属轴连接部件是金属连接部件的径向内部分,并且如上文已经解释的,能够制造成单独部件,其然后冶金性径向粘结到适配器内侧。然而,其还可以是单体制成的连接部件的一部分。除非另有明确表述,以下考量应包括全部变型。
金属轴连接部件在其径向外周边上连接到管状适配器的径向内表面。轴连接部件的径向内部分用作对驱动轴的直接或间接连接,并且例如可以具有用于螺纹连接的开口,旋转X射线阳极由此固定在驱动轴上。
轴连接部件的优选实施例具有圆盘状基本形状。轴连接部件优选具有精确圆盘形状。盘有利地布置在旋转平面内。盘不必为平整的;相对地,其还可以具有渐变部(在此情形下,沿径向区段,其形状不是直线的,但可以具有一个或多个阶梯)。
取代盘,轴连接部件还可以具有截锥形基本形状;在此情形下,锥角优选在90°至100°范围内(从轴向测得)或在260°至270°范围内。在此情形下,轴连接部件相对于旋转平面沿径向区段轻微倾斜。具有90°或270°锥角的截锥形相当于位于旋转平面内的盘。具有锥角范围>90°且<180°的截锥形为朝向焦点轨迹侧逐渐缩窄,具有角度范围>180°且<270°的截锥形为朝向焦点轨迹侧对外开放。
轴连接部件和/或适配器可以优选具有这样的结构,例如卸载槽或硬化件,中断旋转对称性。轴连接部件的卸载槽一方面有助于节省质量,另一方面能够用于使得在运行期间出现的热机械应力更易于管理。
轴连接部件的重心,特别优选是驱动轴对其固定的轴连接部件径向内部分,优选在轴向方向上位于适配器的轴向方向上的范围内。换言之,轴连接部件的表面重心或者径向内部分不落在适配器在轴向方向上的范围以外。这种紧凑设计降低了轴承上的负荷并增大了最低固有频率。
轴连接部件优选在适配器的轴向方向的高度的40%至60%范围内大体居中连接到适配器的径向内表面、特别是轴连接部件连接到适配器的径向内表面。有利地,其中轴连接部件与适配器彼此毗邻的过渡区域被圆化处理并且没有锋利边缘的过渡。
如果轴连接部件与适配器单独制造,两个部件之间的冶金性粘结优选通过焊接连接来实现。锆特别考虑作为焊料。
本旋转X射线阳极整体特征在于金属连接部件的超薄设计,尽管作为薄壁部件,其具有足够的机械稳定性。适配器优选具有沿径向小于5mm,但至少大于1.5mm的厚度。轴连接部件的轴向厚度优选小于10mm,特别是小于5mm,但至少大于1.5mm。轴连接部件的轴向最大厚度优选小于适配器轴向高度的20%,特别是小于15%。
金属连接部件在热膨胀方面的适用材料特别是钼和钼基合金(例如TZM、MHC)、钨或钨基合金以及铜基合金。钼基、钨基或铜基合金表示分别包括按重量至少50%的钼、钨或铜的合金。TZM表示这样的钼合金,其中钛含量为按重量0.5%、锆含量为按重量0.08%、碳含量为按重量0.01%-0.04%,并且除此以外由钼组成(除杂质)。在这一点上,MHC被理解为这样的钼合金,其具有铪含量为按重量1.0%至1.3%、碳含量为按重量0.05%至0.12%、氧含量为按重量小于0.06%,并且除此以外由钼组成(除杂质)。金属连接部件还可包括钨铜复合材料、钼铜复合材料、铜复合材料或弥散强化合金,例如弥散强化铜合金。所有这些材料的共同之处在于,它们耐高温并且具有相对低的热膨胀系数。金属连接部件还可以特别基于不同材料,即轴连接部件和适配器可以由不同材料构成。
金属连接部件优选包括低热导率材料制成的中间部件或中间层,特别例如是陶瓷材料,例如ZrO2。中间部件或中间层充当热量限制器,并且旨在在最大可能限度内抑制热流朝向旋转阳极轴承。充当热量限制器的中间部件或中间层优选设置在轴连接部件的径向内区域。热量限制器例如可以通过径向涂覆在轴连接部件内部的涂层或者径向设置在轴连接部件内部的环形盘来实现。由于旋转阳极轴承的改善绝热,不必再将其安装在主干上,正如已知的高性能旋转X射线阳极情形所要求的。由此得到带有低的整体高度的紧凑旋转X射线阳极。
金属连接部件在其径向外表面上通过管状适配器材料性地粘结到环形基体。管状适配器与环形基体之间的材料粘结优选通过焊接连接来实现。锆优选用作焊料。管状适配器优选直接焊接到环形基体。材料粘结可以可选地通过形状配合元件,例如舌槽连接来强化。
如上文已经解释的,环形基体具有对焦点轨迹涂层的机械支撑功能,并且承担热功能(热吸收和贮存)。其由碳基材料,尤其是例如石墨构成。焦点轨迹涂层优选由以下材料中的至少一种形成:
i.钨,
ii.钨基合金,和/或
iii.过渡金属铪、钽或钨中的至少其中一种的碳化物、氮化物、碳氮化物。
尤其,焦点轨迹涂层由钨铼合金形成,其铼的比例为按重量高达26%,其中铼的比例优选在按重量5%至15%范围内。进一步,焦点轨迹涂层的材料还可以是这些过渡金属中的两种或多种的混合碳化物:铪、钽或钨,并且还可以是这些过渡金属中的两种或多种的混合碳氮化物。焦点轨迹涂层的厚度通常在0.05至2mm范围内。焦点轨迹涂层能够借助已知技术涂覆到基体,例如通过将焦点轨迹涂层焊接在基体上或者通过已知涂覆方法,例如热喷涂、等离子喷涂、物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)。至少一个中间层,可以是金属或陶瓷,优选设置在焦点轨迹涂层与基体之间。中间层支撑焦点轨迹涂层对基体的附接和粘附,并且还可以是例如阻挡层的形式,以抑制碳非期望扩散到焦点轨迹涂层。有利地,至少一个中间层还有助于抑制裂痕的扩散,裂痕在旋转X射线阳极在运行期间由于与高能电子相互作用而沿基体方向出现在焦点轨迹涂层上。在金属中间层的情形下,该层优选由铼、钼、钽、铌、锆、钛或这些金属的混合物或合金或这些金属的组合形成;陶瓷中间层优选由碳化物,例如碳化硅,或者氮化物,例如氮化硼或氮化钛形成。取代一个中间层,还能够是将多个中间层彼此重叠地设置并且形成中间层堆叠。尤其,金属和陶瓷中间层能够在中间层堆叠中交替。
附图说明
基于下文描述的三个示范性实施例,参照所附附图更详细的描述本发明。附图中,非按比例图示:
图1a示出了旋转X射线阳极的第一实施例变型的透视截面图示;
图1b示出了图1a的旋转X射线阳极的平面图;
图1c示出了图1a的旋转X射线阳极通过横截面A-A的径向截面图示;
图1d示出了以透视截面图示的图1a的旋转X射线阳极的温度曲线;
图2a示出了旋转X射线阳极的第二实施例变型的透视截面图示;
图2b示出了图2a的旋转X射线阳极的平面图;
图2c示出了图2a的旋转X射线阳极通过横截面A-A的径向截面图示;
图3a示出了旋转X射线阳极的第三实施例变型的透视截面图示;
图3b示出了图3a的旋转X射线阳极的平面图;以及
图3c示出了图3a的旋转X射线阳极通过横截面A-A的径向截面图示。
具体实施方式
图1a示出了旋转X射线阳极的第一实施例变型的透视截面示意图。旋转X射线阳极10可旋转地关于旋转R轴线对称,并且由石墨环形基体11构成,在其倾斜端面设置有环形焦点轨迹涂层12。石墨具有相对低的密度并且具有相对高的特定热容的特征。在运行期间,高能电子加速到焦点轨迹涂层12上以便产生X射线。焦点轨迹涂层12由钨铼合金构成,其中铼的比例为按重量约10%,并且以喷层形式涂覆到环形基体11。可选地,为了更好粘附并作为碳扩散的扩散势垒区,能够在基体11与焦点轨迹涂层12之间设置一个或多个中间层(在图1a中未示出),特别是铼。环形基体11能够通过径向内金属连接部件13连接到驱动轴(未示出)。为此,开口16用于容纳用于固定在驱动轴上的螺纹连接。金属连接部件13由管状适配器14和圆盘状轴连接部件15组成,并且完全位于基体11径向及轴向涵盖的轮廓内。管状适配器14具有截锥形基本形状,其中锥角17为约160°,并且其外径朝向焦点轨迹侧减小。管状适配器14借助焊接连接在其外表面上材料性地粘结到环形基体11的径向内表面。在此,环形基体11与管状适配器14之间的材料性粘结连接区域在环形基体11的整个径向内表面上延伸。管状适配器朝向焦点轨迹侧的逐渐缩窄获得了沿管状适配器14与基体11之间的连接区域的更一致、近似等温的温度分布。温度曲线可参见图1d,其示出了借助计算机模拟所确定的温度曲线。更浅的区域对应于更高的温度,而随着阴影变得更暗,温度降低。沿管状适配器14与基体11之间的连接区域的温度曲线对于典型运行参数近似等温。轴连接部件15与管状适配器14的径向内表面在轻微圆形过渡区域的中心相遇。金属连接部件13(管状适配器14与圆盘状轴连接部件15)具有薄壁构型,并且根据最低可能的热膨胀,由耐火金属制成,例如钼或钨或基于这些金属的合金(例如TZM、MHC)。
图2a至图2c所示的旋转X射线阳极10’具有稍微更宽的焦点轨迹涂层12’以及在环形基体11’形状方面不同于图1a至图1c的实施例的(角被圆化到更大程度)。与第一实施例相比,环形适配器14’具有稍微更大的锥角17’(约170°),并且轴连接部件15’不以居中方式接合适配器14’,但朝向焦点轨迹侧偏置。
图3a至图3c所示的旋转X射线阳极10”具有环形基本形状的适配器14”,其与基体11”的接触表面凹形地朝外开放。总之,适配器14”朝向焦点轨迹侧逐渐缩窄,类似于前述两个实施例。
所有三个旋转X射线阳极10、10’、10”具有低质量的紧凑形状,并且具有良好的热机械性能的特征。它们具有有利地高的基体质量比,从而充当蓄热器。此外,在旋转X射线阳极的焦点轨迹涂层与径向内区域之间不存在金属连接。
Claims (15)
1.一种用于产生X射线的旋转X射线阳极(10、10’、10”),具有:
碳基材料的环形基体(11、11’、11”),其相对于旋转X射线阳极(10、10’、10”)的旋转轴线(R)具有带有径向内表面的径向内开口,
环形焦点轨迹涂层(12、12’、12”),其设置在基体(11、11’、11”)的焦点轨迹侧,
以及金属连接部件(13、13’、13”),其相对于所述基体径向设置在内部并用于将基体(11、11’、11”)连接到驱动轴,
其中所述连接部件(13、13’、13”)的径向外部分由管状金属适配器(14、14’、14”)形成,所述适配器(14、14’、14”)的径向外表面至少部分地、广泛地、材料性地粘结到所述基体(11、11’、11”)的径向内表面的至少一部分,并且所述基体(11、11’、11”)与所述适配器(14、14’、14”)之间的材料性粘结连接区域沿所述基体(11、11’、11”)的径向内表面延伸至少75面积百分比。
2.根据权利要求1所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述适配器(14、14’、14”)的外周边在径向方向上减小。
3.根据权利要求1或2所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述适配器(14、14’、14”)旋转对称。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述适配器(14、14’、14”)具有截锥形基本形状,其中锥角在155°至205°之间。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述金属连接部件(13、13’、13”)的径向内部分由轴连接部件(15、15’、15”)形成,其中所述轴连接部件(15、15’、15”)在其径向外周边上连接到管状适配器(14、14’、14”)的径向内表面,并且所述轴连接部件(15、15’、15”)的径向内部分用于连接到驱动轴。
6.根据权利要求5所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述轴连接部件(15、15’、15”)具有圆盘状基本形状,并且设置在垂直于轴向方向的平面内。
7.根据权利要求5所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述轴连接部件(15、15’、15”)具有截锥形基本形状,其中锥角在90°至100°之间或在260°至270°之间。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述轴连接部件(15、15’、15”)在轴向方向上在适配器的高度的40%至60%范围内连接到适配器(14、14’、14”)的径向内表面。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述轴连接部件(15、15’、15”)具有薄壁构型,其壁厚度在轴向方向上小于10mm。
10.根据权利要求5-9中任一项所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述轴连接部件(15、15’、15”)在轴向方向上的最大厚度小于所述适配器在轴向方向上的高度的20%。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述适配器(14、14’、14”)具有薄壁构型,其壁厚度在径向方向上小于5mm。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述适配器(14、14’、14”)和所述环形基体(11、11’、11”)彼此焊接。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述金属连接部件(13、13’、13”)具有作为热量限制器的、由低热导率材料制成的中间部件或中间层。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述金属连接部件(13、13’、13”)包括以下群组中的至少一种金属:钨、钼和铜,基于钨、钼或铜的合金,钨铜、钼铜或铜复合材料。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转X射线阳极(10、10’、10”),其特征在于,所述环形基体(11、11’、11”)在焦点轨迹侧上、在所述焦点轨迹涂层(12、12’、12”)所在的径向外区域中倾斜。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ATGM50022/2020U AT17122U1 (de) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Röntgendrehanode |
ATGM50022/2020 | 2020-02-10 | ||
PCT/EP2020/081430 WO2021160303A1 (de) | 2020-02-10 | 2020-11-09 | Röntgendrehanode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115210843A true CN115210843A (zh) | 2022-10-18 |
Family
ID=76296898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080095794.8A Pending CN115210843A (zh) | 2020-02-10 | 2020-11-09 | 旋转x射线阳极 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230154718A1 (zh) |
EP (1) | EP4104198A1 (zh) |
JP (1) | JP2023512590A (zh) |
KR (1) | KR20220137918A (zh) |
CN (1) | CN115210843A (zh) |
AT (1) | AT17122U1 (zh) |
WO (1) | WO2021160303A1 (zh) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51147987A (en) * | 1975-06-14 | 1976-12-18 | Toshiba Corp | Revolving plate type x-ray tube |
DE2910138A1 (de) | 1979-03-15 | 1980-09-25 | Philips Patentverwaltung | Anodenscheibe fuer eine drehanoden- roentgenroehre |
DE2941396A1 (de) * | 1979-10-12 | 1981-04-23 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Drehanoden-roentgenroehre mit einem grundkoerper aus graphit |
JPS58142750A (ja) * | 1982-02-17 | 1983-08-24 | Hitachi Ltd | 回転陽極x線管の陽極 |
US4574388A (en) * | 1984-05-24 | 1986-03-04 | General Electric Company | Core for molybdenum alloy x-ray anode substrate |
FR2625035B1 (fr) * | 1987-12-22 | 1993-02-12 | Thomson Cgr | Anode tournante en materiau composite pour tube a rayons x |
DE4210146A1 (de) * | 1992-03-27 | 1993-09-30 | Siemens Ag | Halterung einer Achse in einem Gehäuse |
US5498187A (en) * | 1994-10-06 | 1996-03-12 | General Electric Company | Method of making an improved target/stem assembly - rotor body assembly connection for x-ray tubes |
DE102008036260B4 (de) * | 2008-08-04 | 2012-06-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Kriechbeständiger Anodendrehteller in Leichtbauweise für Drehanodenröntgenröhren |
-
2020
- 2020-02-10 AT ATGM50022/2020U patent/AT17122U1/de unknown
- 2020-11-09 US US17/798,635 patent/US20230154718A1/en active Pending
- 2020-11-09 KR KR1020227028899A patent/KR20220137918A/ko unknown
- 2020-11-09 CN CN202080095794.8A patent/CN115210843A/zh active Pending
- 2020-11-09 EP EP20804207.7A patent/EP4104198A1/de active Pending
- 2020-11-09 WO PCT/EP2020/081430 patent/WO2021160303A1/de unknown
- 2020-11-09 JP JP2022548172A patent/JP2023512590A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4104198A1 (de) | 2022-12-21 |
AT17122U1 (de) | 2021-06-15 |
US20230154718A1 (en) | 2023-05-18 |
WO2021160303A1 (de) | 2021-08-19 |
JP2023512590A (ja) | 2023-03-27 |
KR20220137918A (ko) | 2022-10-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7522707B2 (en) | X-ray system, X-ray apparatus, X-ray target, and methods for manufacturing same | |
US8553844B2 (en) | Hybrid design of an anode disk structure for high prower X-ray tube configurations of the rotary-anode type | |
US6707883B1 (en) | X-ray tube targets made with high-strength oxide-dispersion strengthened molybdenum alloy | |
US8553843B2 (en) | Attachment of a high-Z focal track layer to a carbon-carbon composite substrate serving as a rotary anode target | |
US8243884B2 (en) | X-ray anode having improved heat removal | |
US7505565B2 (en) | Method for making a light weight high performance target | |
EP1432005A1 (en) | Rotary positive pole type x−ray tube | |
EP0300808A2 (en) | X-ray tube and method for generating x-rays in the x-ray tube | |
US5875228A (en) | Lightweight rotating anode for X-ray tube | |
EP0138042B2 (en) | Thermally compensated x-ray tube bearings | |
CN109065425B (zh) | 用于ct球管的阳极靶盘及其制备方法 | |
US20100266102A1 (en) | X-ray target assembly and methods for manufacturing same | |
US20080101541A1 (en) | X-ray system, x-ray apparatus, x-ray target, and methods for manufacturing same | |
CN115210843A (zh) | 旋转x射线阳极 | |
US5548628A (en) | Target/rotor connection for use in x-ray tube rotating anode assemblies | |
US5349626A (en) | X-ray tube anode target | |
US10438768B2 (en) | X-ray systems and methods including X-ray anodes with gradient profiles | |
US8014495B2 (en) | Creep-resistant rotating anode plate with a light-weight design for rotating anode x-ray tubes | |
US6463125B1 (en) | High performance x-ray target | |
US6584172B2 (en) | High performance X-ray target | |
US20230079317A1 (en) | Rotary x-ray anode having an integrated liquid metal bearing outer shell | |
NL8420251A (nl) | Draaibare anode voor een roentgenbuis en een roentgenbuis met een dergelijke anode. | |
JPS6166349A (ja) | X線管用回転陽極タ−ゲツトおよびその製造方法 | |
EP2194564B1 (en) | X-ray target assembly and methods for manufacturing same | |
JPS63174251A (ja) | X線管用回転陽極タ−ゲツト |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |