CN116744522A - 一种便携式x光机组合机头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式X光机组合机头，包括：箱体，内部填充有绝缘油；变压器组件，设置在所述箱体内；X射线管组件，用于产生X射线；电路板，设置在所述箱体内且同时和所述变压器组件和X射线管组件电连接；所述X射线管组件包括X射线球管，所述组合机头还包括散热器，所述散热器设置在所述箱体的外侧且与所述X射线球管上的阳极靶盘连接。本发明解决了散热器尺寸受限的问题，提高了X射线管组件的散热效率，保证组合机头能够连续输出功率，满足组合机头短时间内的连续曝光工作需求。

Description

一种便携式X光机组合机头

技术领域

本发明涉及便携式X光机技术领域，特别涉及一种便携式X光机组合机头。

背景技术

传统的X光机都是将高压电源部分与X射线球管分开的，但随着市场的需求及技术的发展，出现了便携式X光机，而且具有很大的发展前景，市场空间也很大。而组合机头是便携式X光机的重要组成部分，它把高压电源和X射线球管组合成一个模块，可以直接提供X射线源给X光机影像设备。组合机头在工作时会产生大量的热能，这部分热能需要尽快从X射线管组件转移至组合机头内的绝缘油中，如果热量转移不及时，就会影响X射线管的输出功率，并引起X射线管的阳极靶面过载，导致阳极靶面熔融缺陷；或引起X射线球管打火，甚至X射线球管真空失效而报废。

现有的便携式X光机技术中，组合机头一般采用双端高压设计，散热器设置在组合机头壳体内，X射线管在工作时产生的热量是通过连接在阳极靶盘末端的散热器将热量传导至组合机头壳体内的绝缘油中，受制于X光机设备，留给组合机头空间十分有限，这也就直接影响其装配在X射线管组件上的散热器的尺寸，导致X射线管组件散热效率得不到提升，从而限制了组合机头连续输出功率，无法满足组合机头短时间内的连续曝光工作需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种便携式X光机组合机头，该组合机头解决了散热器尺寸受限的问题，提高了X射线管组件的散热效率，保证组合机头能够连续输出功率，满足组合机头短时间内的连续曝光工作需求。

本发明通过以下技术方案实现：

一种便携式X光机组合机头，包括：

箱体，内部填充有绝缘油；

变压器组件，设置在所述箱体内；

X射线管组件，用于产生X射线；

电路板，设置在所述箱体内且同时和所述变压器组件和X射线管组件电连接；

所述X射线管组件包括X射线球管，所述组合机头还包括散热器，所述散热器设置在所述箱体的外侧且与所述X射线球管上的阳极靶盘连接。

进一步的，所述X射线球管上的阳极靶盘至少部分穿过所述箱体裸露在外界空气中，所述散热器套设在所述阳极靶盘上。

进一步的，所述阳极靶盘设有中空的腔体，所述腔体部分位于所述箱体的内部、另一部分位于所述箱体的外部，且所述腔体内填充有导热介质。

进一步的，所述散热器设有配接孔，所述阳极靶盘裸露在外界空气中的部分和所述配接孔配接。

进一步的，所述阳极靶盘的阳极端面沿轴线方向向内开设有凹槽，所述凹槽的顶部设置有端盖，所述端盖和所述凹槽形成密闭的所述腔体。

进一步的，所述凹槽包括第一槽部和第二槽部，所述第一槽部呈圆柱状，所述第二槽部呈半球状，所述第一槽部和第二槽部相互连通。

进一步的，所述第一槽部的内侧壁设有若干条沿所述轴线方向的毛细沟槽。

进一步的，所述组合机头还包括冷却装置，所述冷却装置设置在所述箱体外侧用于加速对所述散热器的冷却。

进一步的，所述箱体上设置有安装孔，所述阳极靶盘部分穿过所述安装孔裸露在外界空气中。

进一步的，所述箱体包括箱壳体，所述箱壳体的外壁上一体成型有凸块，所述安装孔依次穿过所述外壁和所述凸块。

进一步的，所述凸块的内壁上设置有环形槽，所述环形槽内容纳有密封圈，所述阳极靶盘穿过所述安装孔且与所述密封圈抵接。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

1、通过将散热器设置在箱体外侧，阳极靶盘部分穿过箱体和散热器固定连接，可以增加散热器的体积，使得散热效率的倍效提升，同时满足同等使用需求的情况下，将组合机头的尺寸进行小型化设计(箱体尺寸缩小30％)，降低成本，解决了散热器尺寸受限的问题，提高了X射线管组件的散热效率，保证组合机头能够连续输出功率，满足组合机头短时间内的连续曝光工作需求。

2、通过在阳极靶盘内设置腔体，利用导热介质特性来传导热量，可以极大提高换热效率，通过散热器与冷却装置使得散热效率得到倍效提升，从而获得更高的瞬时功率和连续输入功率。

3、X射线管还保留了阳极靶盘与组合机头内的绝缘油接触，不影响热传导给绝缘油，只会在原有基础上增强散热能力。

附图说明

图1为一种便携式X光机组合机头的结构示意图；

图2为一种便携式X光机组合机头的部分结构示意图；

图3为一种便携式X光机组合机头的俯视图；

图4为图3中沿A-A的剖视图；

图5为图4中C部分放大图；

图6为图4中D比方放大图；

图7为图3中沿B-B的剖视图。

1、箱体；10、箱壳体；100、外壁；101、安装孔；102、限位板；103、开口边缘；11、顶盖；110、封盖部；111、安装部；112、缺口；12、凸块；120、内壁；121、环形槽；122、密封圈；13、密封件；14、螺丝；2、变压器组件；3、X射线管组件；30、X射线球管；300、阳极靶盘；309、阳极端面；301、腔体；302、凹槽；305、第一槽部；307、内侧壁；308、毛细沟槽；306、第二槽部；303、顶部；304、端盖；31、射线屏蔽罩；4、电路板；5、散热器；50、配接孔；6、冷却装置；7、胀缩器；8、接线板；9、射线窗口。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1和图4所示，本发明一实施例的一种便携式X光机组合机头，包括箱体1、变压器组件2、用于产生X射线的X射线管组件3、电路板4、散热器5和冷却装置6，变压器组件2和电路板4均设置在箱体1内部，且变压器组件2和电路板4电连接为便携式X光机组合机头提供高压环境，X射线管组件3局部设置在箱体1的内部且和电路板4电连接，且箱体1内部填充有绝缘油，散热器5设置在箱体1的外侧且和X射线管组件3固定连接用于散热，冷却装置6设置在箱体1外侧用于加速对散热器5的冷却。

箱体1包括箱壳体10、顶盖11和密封件13，壳体10和顶盖11通过多个螺丝14固定连接，密封件13设置在箱壳体10和顶盖11之间。箱壳体10一般采用铸造工艺加工而成，材料优选铜，铸铝，不锈钢材质加工而成，顶盖11一般采用散热性能较好的铝材质机加工制成。

如图2所示，顶盖11上设置有胀缩器7、接线板8和射线窗口9，胀缩器7用于缓解箱体1内部的压力，当绝缘油温度上升后，体积发生膨胀，胀缩器7中的橡胶薄膜向顶盖11处收缩，为绝缘油热膨胀后的体积变化提供了缓释的空间；当绝缘油温度下降后，橡胶薄膜再次恢复原状。接线板8连接电源(图中未示)和冷却装置6，射线窗口9面向X射线出射的位置用于透射X射线。

如图3-图7所示，箱体1上设置有安装孔101。

具体的，箱壳体10的外壁100上一体成型有凸块12，安装孔101依次穿过外壁100和凸块12。

凸块12的内壁120上设置有环形槽121，环形槽121内容纳有密封圈122。

顶盖11包括封盖部110和安装部111，封盖部110和安装部111一体成型，封盖部110和箱壳体10的开口边缘103抵接，安装部111贴合箱壳体10的内侧，螺丝14依次穿过箱壳体10和安装部111用于固定顶盖11。

箱壳体10的内侧设置有限位板102，密封件13一侧和限位板102抵接、另一侧和安装部111抵接。

具体的，安装部111上设有缺口112，密封件13设置在缺口112中且与缺口112抵接。

变压器组件2为现有装置，主要为X射线管曝光提供高压环境。

X射线管组件3包括X射线球管30和射线屏蔽罩31，散热器5设置在箱体1的外侧且与X射线球管30上的阳极靶盘300连接。X射线球管30部分设置在箱体1内部，射线屏蔽罩31设置在箱体1内部且套设在X射线球管30外侧，X射线球管30和射线屏蔽罩31之间通过支架或橡胶层连接，均为现有技术，在此不做具体阐述。其中，射线屏蔽罩31由绝缘性能良好的铅黄制成。X射线球管30上的阳极靶盘300和箱壳体10固定连接，且阳极靶盘300至少部分穿过箱体1中的箱壳体10裸露在外界空气中，散热器5设置在箱体1的外侧且套设在阳极靶盘300上用于用于加强阳极靶盘300的散热效果。通过将散热器5设置在箱体1外侧，阳极靶盘300部分穿过箱体1和散热器5固定连接，可以增加散热器5的体积，使得散热效率的倍效提升，同时满足同等使用需求的情况下，将组合机头的尺寸进行小型化设计(箱体尺寸缩小30％)，降低成本，解决了散热器5尺寸受限的问题，提高了X射线管组件的散热效率，保证组合机头能够连续输出功率，满足组合机头短时间内的连续曝光工作需求。

具体的，阳极靶盘300部分穿过安装孔101和安装孔101过盈配接且裸露在外界空气中，并且，阳极靶盘300在穿过安装孔101的过程中与密封圈122抵接，对安装孔101形成一个密封效果。

阳极靶盘300设有中空的腔体301，腔体301部分位于箱体1的内部、另一部分位于箱体1的外部，且腔体301内填充有导热介质，本实施例中，导热介质选用纯水。通过在阳极靶盘300内设置腔体301，利用导热介质特性来传导热量，可以极大提高换热效率，通过散热器5与冷却装置6使得散热效率得到倍效提升，从而获得更高的瞬时功率和连续输入功率。

具体的，阳极靶盘300的阳极端面309沿轴线X方向向内开设有凹槽302，凹槽302的顶部303设置有端盖304，端盖304和凹槽302形成密闭的腔体301。将导热介质填充到腔体301之前，先将阳极靶盘300的空腔301进行抽真空工艺处理(1.5×10^-3Pa)，然后注入导热介质，最后装配阳极靶盘300的端盖304并进行焊接形成密闭真空腔体301。

凹槽302包括第一槽部305和第二槽部306，第一槽部305呈圆柱状，第二槽部306呈半球状，第一槽部305和第二槽部306相互连通，且第一槽部305的开口直径d2和第二槽部306的直径d1相等，使导热介质流动更加顺畅。

第一槽部305的内侧壁307设有若干条沿轴线X方向的毛细沟槽308，使导热介质在腔体301中流通顺畅。

散热器5设有配接孔50，阳极靶盘300裸露在外界空气中的部分和配接孔50配接。

本实施例中，冷却装置6选用风扇，风扇和箱体1固定连接且设置在散热器5的底部。冷却装置6也可以选用其他能够降低散热器5温度的冷却设备，例如由冷却水管路制成的冷却装置。

如图4所示，工作时，当X射线管有大功率曝光或连续曝光需求时，阳极靶盘300承受阴极端电子束轰击，快速升温；一方面，远离散热器5的腔体301内的导热介质吸收热量蒸发，压力增大，导致高温介质向靠近散热器5的腔体301内快速流动，流动到位后通过散热器5进行快速降温，而低温介质受到高温介质的挤压往远离散热器5的腔体301内流动用于吸收阳极靶盘300的热量，高低温介质按照Y轨迹方向进行循环往复的流动；另一方面，阳极靶盘300还可以通过绝缘油和箱壳体10进行辅助降温，箱壳体10与外置的散热器5可以在整机风扇或者冷却单元辅助下快速降温，从而满足组合机头的大功率需求。

本发明组合机头设计形成了相应的热传导路线，热量源源不断地导走，使得X射线管阳极靶盘处在一个相对温度可控的范围内，满足X射线管的曝光工作需求，提升组合机头的功率。并且阳极靶盘300通过真空腔体设计，利用导热介质特性来传导热量，可以极大提高换热效率，通过散热器5与风扇冷却使得散热效率得到倍效提升，从而获得更高的瞬时功率和连续输入功率。另外X射线管阳极靶盘直通式设计结构简单，不需要投入较大设计变更，即可获得散热效率极大提升。散热效率的倍效提升，满足同等使用需求的情况下，将组合机头的尺寸进行小型化设计(箱体尺寸缩小30％)，降低成本。X射线管还保留了阳极靶盘与组合机头内的绝缘油接触，不影响热传导给绝缘油，只会在原有基础上增强散热能力。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种便携式X光机组合机头，包括：

箱体(1)，内部填充有绝缘油；

变压器组件(2)，设置在所述箱体(1)内；

X射线管组件(3)，用于产生X射线；

电路板(4)，设置在所述箱体(1)内且同时和所述变压器组件(2)和X射线管组件(3)电连接；其特征在于，

所述X射线管组件(3)包括X射线球管(30)，所述组合机头还包括散热器(5)，所述散热器(5)设置在所述箱体(1)的外侧且与所述X射线球管(30)上的阳极靶盘(300)连接。

2.根据权利要求1所述的便携式X光机组合机头，其特征在于，所述X射线球管(30)上的阳极靶盘(300)至少部分穿过所述箱体(1)裸露在外界空气中，所述散热器(5)套设在所述阳极靶盘(300)上。

3.根据权利要求2所述的便携式X光机组合机头，其特征在于，所述阳极靶盘(300)设有中空的腔体(301)，所述腔体(301)部分位于所述箱体(1)的内部、另一部分位于所述箱体(1)的外部，且所述腔体(301)内填充有导热介质。

4.根据权利要求2所述的便携式X光机组合机头，其特征在于，所述散热器(5)设有配接孔(50)，所述阳极靶盘(300)裸露在外界空气中的部分和所述配接孔(50)配接。

5.根据权利要求3所述的便携式X光机组合机头，其特征在于，所述阳极靶盘(300)的阳极端面(309)沿轴线(X)方向向内开设有凹槽(302)，所述凹槽(302)的顶部(303)设置有端盖(304)，所述端盖(304)和所述凹槽(302)形成密闭的所述腔体(301)。

6.根据权利要求5所述的便携式X光机组合机头，其特征在于，所述凹槽(302)包括第一槽部(305)和第二槽部(306)，所述第一槽部(305)呈圆柱状，所述第二槽部(306)呈半球状，所述第一槽部(305)和第二槽部(306)相互连通。

7.根据权利要求6所述的便携式X光机组合机头，其特征在于，所述第一槽部(305)的内侧壁(307)设有若干条沿所述轴线(X)方向的毛细沟槽(308)。

8.根据权利要求1所述的便携式X光机组合机头，其特征在于，所述组合机头还包括冷却装置(6)，所述冷却装置(6)设置在所述箱体(1)外侧用于加速对所述散热器(5)的冷却。

9.根据权利要求2所述的便携式X光机组合机头，其特征在于，所述箱体(1)上设置有安装孔(101)，所述阳极靶盘(300)部分穿过所述安装孔(101)裸露在外界空气中。

10.根据权利要求9所述的便携式X光机组合机头，其特征在于，所述箱体(1)包括箱壳体(10)，所述箱壳体(10)的外壁(100)上一体成型有凸块(12)，所述安装孔(101)依次穿过所述外壁(100)和所述凸块(12)。

11.根据权利要求10所述的便携式X光机组合机头，其特征在于，所述凸块(12)的内壁(120)上设置有环形槽(121)，所述环形槽(121)内容纳有密封圈(122)，所述阳极靶盘(300)穿过所述安装孔(101)且与所述密封圈(122)抵接。