CN116798834A - 医用x射线球管的阴极组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医用X射线球管的阴极组件，包括阴极头组件和灯丝组件，阴极头组件包括阴极座和固定设于阴极座上的镍管；灯丝组件包括灯丝和铌管，灯丝的引脚插置于铌管中，铌管通过受外力作用产生形变以夹紧固定住引脚；另外，铌管还插装于镍管中，且镍管分别与铌管及引脚固定连接。该阴极组件不仅结构简单，能对灯丝主体起到很好的保护作用，很好的提升了阴极组件及X射线球管的结构稳定性和可靠性，提升了X射线球管的工作品质，延长了灯丝及X射线球管的使用寿命；还操作简单，简化了加工设备，降低了加工难度和加工成本，提高了加工效率。

Description

医用X射线球管的阴极组件

技术领域

本发明涉及X射线球管技术领域，尤其涉及一种医用X射线球管的阴极组件。

背景技术

公知的，医用X射线球管包括阴极组件和阳极组件，其中所述阴极组件被用作为高能电子发射源，相当于医用X射线球管的心脏，若其失效、会造成X射线球管报废。而在所述阴极组件结构中至关重要的零件就是灯丝，灯丝一般由金属钨制成，主体呈现螺旋状。当给灯丝加载电流时，灯丝会发射高能电子，并在阴阳极电场作用下，高能电子会高速轰击阳极靶盘，从而产生X射线。其中，在X射线球管工作时加载在灯丝上的电流会将灯丝温度提升至2500℃左右。

在所述阴极组件结构中，灯丝失效是最主要的失效模式之一。而造成灯丝失效，除灯丝主体自身断裂外，还有一种情况是灯丝加载电流时回路中的连接点的开裂或者断裂(即：灯丝与其它零件间的连接点的开裂或者断裂)。所以，灯丝与其它零件间的连接是非常重要的，若灯丝与其它零件间的连接处在X射线球管工作或运输时发生断裂，势必会导致X射线球管完全失效，产生巨大损失。

目前，通常采用以下方式将灯丝与其它零件连接固定：先将灯丝A80引脚与钼杆81对接、搭接或套接后，通过电阻焊或熔融焊等焊接工艺连接固定起来，得到灯丝组件A；然后再将灯丝组件A安装在阴极头组件A(其包括阴极座A82和镍管A83等)上，并将钼杆81与镍管A83尾端通过焊接方式固定，形成灯丝总装，见附图3和附图4所示；随后再将绝缘罩A84上的引线85与灯丝总装中的钼杆81及镍管A83尾端焊接固连，即完成整个阴极组件的组装，见附图1和附图2所示。

然而，上述灯丝与其它零件间的连接固定方式对于灯丝来说，存在着一些不可避免的缺陷，表现在：①采用焊接方式将灯丝引脚与钼杆固定，焊接时会在灯丝与钼杆的连接处产生很高的温度，而高温会使得钨丝晶粒间发生滑移错位(可参阅附图5与附图6的对比)，极大地影响到连接处的强度；并且在钨丝晶粒发生滑移错位的地方，由于截面积减小，而温度较别处又更高，因而在焊接时更容易导致连接处熔断。②焊接点处电阻较大，当给灯丝加载电流时，电流通过焊接点处会产生高温，从而存在灯丝与钼杆的连接处、引线与灯丝总装的连接处断裂的风险。③在将灯丝与钼杆焊接时，焊接点处的两种金属钨和钼会先熔融，再结合凝固形成合金；但这种合金是非常硬且脆的，当受到震动时，这种合金非常容易断裂或者开裂。④灯丝引脚只有较短部分插进钼杆中，当X射线球管处于高速旋转工作状态时，灯丝主体会很不稳定，从而造成灯丝变形甚至断裂，造成产品报废。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种医用X射线球管的阴极组件，其不仅结构简单，能对灯丝主体起到很好的保护作用，很好的提升了阴极组件及X射线球管的结构稳定性和可靠性，提升了X射线球管的工作品质，延长了灯丝及X射线球管的使用寿命；还操作简单，简化了加工设备，降低了加工难度和加工成本，提高了加工效率。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种医用X射线球管的阴极组件，包括阴极头组件和灯丝组件，所述阴极头组件包括阴极座和固定设于所述阴极座上的镍管；所述灯丝组件包括灯丝和铌管，所述灯丝的引脚插置于所述铌管中，所述铌管通过受外力作用产生形变以夹紧固定住所述引脚；另外，所述铌管还插装于所述镍管中，且所述镍管分别与所述铌管及所述引脚固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述灯丝具有灯丝主体，所述引脚一体连接于所述灯丝主体上；

所述铌管的两端均开口，所述引脚自所述铌管的一开口端插入所述铌管中，且所述铌管的一开口端在外部钳紧力作用下产生形变、以夹紧固定住所述引脚。

作为本发明的进一步改进，所述引脚和所述铌管的数量均分别为两个，并呈一一对应配合关系。

作为本发明的进一步改进，所述灯丝主体呈螺旋盘绕状，两个所述引脚均为长条状、并分别一体连接于所述灯丝主体的头尾两端上，同时两个所述引脚还相互平行、并均位于所述灯丝主体宽度方向的同一侧旁边。

作为本发明的进一步改进，两个所述铌管均为直管状；

在两个所述引脚分别插入两个所述铌管中后，两个所述引脚远离所述灯丝主体的一端分别延伸至两个所述铌管的另一开口端处。

作为本发明的进一步改进，在所述阴极座上间隔且并排设有两个分别贯穿其相对两侧面的安装孔；

所述镍管的数量亦为两个，并亦为两端均开口的直管状；两个所述镍管分别插装于两个所述安装孔中后、并与两个所述安装孔钎焊固连；

另外，两个所述铌管分别自两个所述镍管的一开口端紧配插装于两个所述镍管中，且两个所述铌管的另一开口端还分别对应与两个所述镍管的另一开口端及两个所述引脚远离所述灯丝主体的一端焊接固连。

作为本发明的进一步改进，两个所述镍管的一开口端分别内置于两个所述安装孔中，两个所述镍管的另一开口端分别伸出于两个所述安装孔外；

另外，两个所述镍管的另一开口端分别与两个所述铌管的另一开口端相齐平。

作为本发明的进一步改进，该阴极组件还包括绝缘瓷套和引线端子，所述绝缘瓷套内置于一所述安装孔中、并套设于一所述镍管外，同时所述绝缘瓷套还分别与所述安装孔及所述镍管钎焊固连；

所述引线端子钎焊固连于所述镍管伸出于所述绝缘瓷套外的部分上，且所述引线端子用于与其它器件电性连接。

作为本发明的进一步改进，该阴极组件还包括绝缘罩，所述绝缘罩定位罩设于所述阴极头组件及所述灯丝组件外，且所述绝缘罩上还设置有供与所述引线端子电性连接的连接引线。

本发明的有益效果是：相较于现有技术，本发明提供的医用X射线球管的阴极组件结构具有以下优点：①本发明优采用铌管代替钼杆，即利用铌材质柔性好、导电性好、熔点高等特性，实现在装配时可通过外力使铌管产生物理形变来夹紧固定住所述灯丝；这种通过物理形变来夹紧固定灯丝的固定方式，一方面，既可很好的避免目前因焊接产生高温/及形成硬脆的合金而造成灯丝连接处易断裂或熔断的风险，又可很好的避免目前因焊接导致连接处电阻较大、而易在灯丝加载电流时造成连接处产生高温断裂的风险，从而对灯丝主体起到很好的保护作用，很好的提升了阴极组件、乃至整个X射线球管的结构稳定性和可靠性，提升了X射线球管的工作品质，延长了灯丝、乃至整个X射线球管的使用寿命；另一方面，上述固定方式操作简单，简化了加工设备，降低了加工难度和加工成本，提高了加工效率。②本发明优采用铌管代替钼杆，并在组装时将灯丝的引脚插置于铌管中，即：采用套装的方式实现灯丝的引脚与铌管结合，从而可使灯丝与铌管之间的接触面积足够大，避免了灯丝工作时因温度集中于连接处而造成连接处熔断，进一步提升了阴极组件乃至整个X射线球管的结构稳定性和可靠性、及工作品质，延长了灯丝乃至整个X射线球管的使用寿命。

附图说明

图1为目前医用X射线球管的阴极组件的结构示意图；

图2为图1所示阴极组件的剖面结构示意图；

图3为图1所示阴极组件中的灯丝总装的结构示意图；

图4为图3所示灯丝总装的剖面结构示意图；

图5为钨丝晶粒正常情况下的结构示意图；

图6为钨丝晶粒发生滑移错位情况下的结构示意图；

图7为本发明所述医用X射线球管的阴极组件的结构示意图；

图8为图7所示阴极组件的剖面结构示意图；

图9为图7所示阴极组件的局部结构示意图(去掉了所述绝缘罩、连接引线及连接支架等)；

图10为图9所示阴极组件的局部结构的剖面结构示意图；

图11为本发明所述灯丝组件的结构示意图；

图12为本发明所述灯丝组件的分解结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1、阴极头组件；10、阴极座；100、安装孔；11、镍管；

2、灯丝组件；20、灯丝；200、引脚；201、灯丝主体；21、铌管；3、绝缘瓷套；4、引线端子；5、绝缘罩；6、连接引线；7、连接支架；80、灯丝A；81、钼杆；82、阴极座A；83、镍管A；84、绝缘罩A；85、引线。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

实施例1：

请参阅附图7至附图12所示，本发明提供了一种医用X射线球管的阴极组件，包括阴极头组件1和灯丝组件2，其中，所述阴极头组件1包括阴极座10和固定设于所述阴极座10上的镍管11；所述灯丝组件2包括灯丝20和铌管21，所述灯丝20的引脚200插置于所述铌管21中，所述铌管21通过受外力作用产生形变以夹紧固定住所述引脚200；另外，所述铌管21还插装于所述镍管11中，且所述镍管11分别与所述铌管21及所述引脚200固定连接，进而实现将所述灯丝组件2与所述阴极头组件1装配在一起。

相较于现有技术，本发明提供的医用X射线球管的阴极组件结构具有以下优点：①本发明优采用铌管代替钼杆，即利用铌材质柔性好、导电性好、熔点高等特性，实现在装配时可通过外力使铌管产生物理形变来夹紧固定住所述灯丝；这种通过物理形变来夹紧固定灯丝的固定方式，一方面，既可很好的避免目前因焊接产生高温/及形成硬脆的合金而造成灯丝连接处易断裂或熔断的风险，又可很好的避免目前因焊接导致连接处电阻较大、而易在灯丝加载电流时造成连接处产生高温断裂的风险，从而对灯丝主体起到很好的保护作用，很好的提升了阴极组件、乃至整个X射线球管的结构稳定性和可靠性，提升了X射线球管的工作品质，延长了灯丝、乃至整个X射线球管的使用寿命；另一方面，上述固定方式操作简单，简化了加工设备，降低了加工难度和加工成本，提高了加工效率。②本发明优采用铌管代替钼杆，并在组装时将灯丝的引脚插置于铌管中，即：采用套装的方式实现灯丝的引脚与铌管结合，从而可使灯丝与铌管之间的接触面积足够大，避免了灯丝工作时因温度集中于连接处而造成连接处熔断，进一步提升了阴极组件、乃至整个X射线球管的结构稳定性和可靠性、及工作品质，延长了灯丝、乃至整个X射线球管的使用寿命。

以下对本发明所述医用X射线球管的阴极组件的具体结构及组装方式进行详细说明。

首先，对所述阴极组件中的所述灯丝组件2的具体结构及组装方式进行详细说明。

见附图8至附图12所示，在所述灯丝组件2中，所述灯丝20具有灯丝主体201和一体连接于所述灯丝主体201上的所述引脚200，所述铌管21为两端均开口的管体。当将所述灯丝20与所述铌管21进行组装时，先将所述引脚200自所述铌管21的一开口端插入所述铌管21中，然后对所述铌管21的一开口端施加外部钳紧力，使得所述铌管21的一开口端在外部钳紧力作用下产生形变、以夹紧固定住所述引脚200。

说明：上述钳紧力由人工或机械手操作夹钳施力提供，具有操作简单、省力，生产效率高等优点。

进一步优选的，根据产品设计需求，所述引脚200和所述铌管21的数量均分别为两个，并呈一一对应配合关系。

更进一步优选的，见附图8至附图12所示，所述灯丝主体201呈螺旋盘绕状，两个所述引脚200均为长条状、并分别一体连接于所述灯丝主体201的头尾两端上(即：所述灯丝主体201与两个所述引脚200一体加工成型)，同时两个所述引脚200还相互平行、并均位于所述灯丝主体201宽度方向的同一侧旁边。说明：所述灯丝主体201及所述引脚200的形状、以及所述引脚200相对于所述灯丝主体201的布局关系等，均是根据产品设计需求来设定的，本发明并不局限于上述零件形状和布局方式。

两个所述铌管21均为直管状；并且在两个所述引脚200分别插入两个所述铌管21中后，两个所述引脚200远离所述灯丝主体201的一端分别延伸至两个所述铌管21的另一开口端处，这样可便于后续将所述引脚200与所述铌管21及所述镍管11一起进行一次性焊接固连。

接着，对所述阴极组件中的所述阴极头组件1的具体结构、以及所述阴极头组件1与所述灯丝组件2之间的组装方式进行详细描述。

见附图8至附图10所示，在所述阴极头组件1中，在所述阴极座10上间隔且并排设有两个分别贯穿其相对两侧面的安装孔100；所述镍管11的数量亦为两个，并亦为两端均开口的直管状；两个所述镍管11分别插装于两个所述安装孔100中后、并与两个所述安装孔100钎焊固连。

另外，当将所述灯丝组件2装配于所述阴极头组件1上时，先使两个所述铌管21分别自两个所述镍管11的一开口端紧配插装于两个所述镍管11中，然后将两个所述铌管21的另一开口端分别对应与两个所述镍管11的另一开口端及两个所述引脚200远离所述灯丝主体201的一端焊接固连，从而实现将所述灯丝组件2与所述阴极头组件1组装成一个整体。说明：上述铌管21与镍管11之间的紧配插装属于略紧配插装，这样既便于所述铌管装入所述镍管中，又使得所述铌管在后续焊接时不会发生晃动，从而利于焊接操作，确保焊接质量。

进一步优选的，见附图10所示，两个所述镍管11的一开口端分别内置于两个所述安装孔100中，两个所述镍管11的另一开口端分别伸出于两个所述安装孔100外；另外，两个所述镍管11的另一开口端还分别与两个所述铌管21的另一开口端相齐平。因所述铌管21的另一开口端、所述镍管11的另一开口端、及所述引脚200一端均远离于所述灯丝主体201，因此，在将所述铌管21的另一开口端、所述镍管11的另一开口端及所述引脚200一端进行焊接固连时，焊接产生的高温不会对所述灯丝主体201、以及所述引脚200与所述铌管21之间的连接处造成不利影响，从而有利于阴极组件的结构稳定性和可靠性。

再接着，对所述阴极组件中的其它零件结构及组装方式进行详细说明。

见附图7至附图10所示，除上述的阴极头组件1和灯丝组件2外，所述阴极组件还包括绝缘瓷套3、引线端子4和绝缘罩5，其中，所述绝缘瓷套3内置于一所述安装孔100中、并套设于一所述镍管11外，同时所述绝缘瓷套3还分别与所述安装孔100及所述镍管11钎焊固连；所述引线端子4钎焊固连于所述镍管11伸出于所述绝缘瓷套3外的部分上，且所述引线端子4用于与其它器件电性连接；所述绝缘罩5定位罩设于所述阴极头组件1及所述灯丝组件2外，且所述绝缘罩5上还设置有连接引线6，所述连接引线6能够与所述引线端子4电性连接。

通过将所述引线端子4与所述连接引线6电性连接，可避免现有技术中因将引线85与钼杆81及镍管A83尾端焊接固连而造成钼杆81及镍管A83尾端开裂的风险(因为钼杆81及镍管A83尾端经历了两次焊接，第一次焊接出现在灯丝组件A与阴极头组件A组装时，将钼杆81与镍管A83尾端焊接固连；第二次焊接出现在引线85与灯丝总装组装时，将引线85与钼杆81及镍管A83尾端焊接固连)，从而进一步确保了所述阴极组件的结构稳定性和可靠性，延长了X射线球管的使用寿命。

说明：①按照加工工序，在将所述灯丝组件2装配于所述阴极头组件1上之前，需先将所述阴极座10、所述绝缘瓷套3、所述镍管11和所述引线端子4钎焊固连成一个整体，然后再将所述灯丝组件2装配于所述阴极头组件1上。这样既利于组装，又不会使钎焊对所述灯丝组件2造成影响。②所述绝缘罩5相对于所述阴极头组件1及所述灯丝组件2的位置固定，可通过配设连接支架7来实现，即：所述连接支架7固定连接于所述绝缘罩5与所述阴极座10之间。

综上所述，本发明所述医用X射线球管的阴极组件不仅结构简单，能对灯丝主体起到很好的保护作用，很好的提升了阴极组件及X射线球管的结构稳定性和可靠性，提升了X射线球管的工作品质，延长了灯丝及X射线球管的使用寿命；还操作简单，简化了加工设备，降低了加工难度和加工成本，提高了加工效率。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种医用X射线球管的阴极组件，包括阴极头组件(1)和灯丝组件(2)，其特征在于：所述阴极头组件(1)包括阴极座(10)和固定设于所述阴极座(10)上的镍管(11)；所述灯丝组件(2)包括灯丝(20)和铌管(21)，所述灯丝(20)的引脚(200)插置于所述铌管(21)中，所述铌管(21)通过受外力作用产生形变以夹紧固定住所述引脚(200)；另外，所述铌管(21)还插装于所述镍管(11)中，且所述镍管(11)分别与所述铌管(21)及所述引脚(200)固定连接。

2.根据权利要求1所述的医用X射线球管的阴极组件，其特征在于：所述灯丝(20)具有灯丝主体(201)，所述引脚(200)一体连接于所述灯丝主体(201)上；

所述铌管(21)的两端均开口，所述引脚(200)自所述铌管(21)的一开口端插入所述铌管(21)中，且所述铌管(21)的一开口端在外部钳紧力作用下产生形变、以夹紧固定住所述引脚(200)。

3.根据权利要求2所述的医用X射线球管的阴极组件，其特征在于：所述引脚(200)和所述铌管(21)的数量均分别为两个，并呈一一对应配合关系。

4.根据权利要求3所述的医用X射线球管的阴极组件，其特征在于：所述灯丝主体(201)呈螺旋盘绕状，两个所述引脚(200)均为长条状、并分别一体连接于所述灯丝主体(201)的头尾两端上，同时两个所述引脚(200)还相互平行、并均位于所述灯丝主体(201)宽度方向的同一侧旁边。

5.根据权利要求3所述的医用X射线球管的阴极组件，其特征在于：两个所述铌管(21)均为直管状；

在两个所述引脚(200)分别插入两个所述铌管(21)中后，两个所述引脚(200)远离所述灯丝主体(201)的一端分别延伸至两个所述铌管(21)的另一开口端处。

6.根据权利要求5所述的医用X射线球管的阴极组件，其特征在于：在所述阴极座(10)上间隔且并排设有两个分别贯穿其相对两侧面的安装孔(100)；

所述镍管(11)的数量亦为两个，并亦为两端均开口的直管状；两个所述镍管(11)分别插装于两个所述安装孔(100)中后、并与两个所述安装孔(100)钎焊固连；

另外，两个所述铌管(21)分别自两个所述镍管(11)的一开口端紧配插装于两个所述镍管(11)中，且两个所述铌管(21)的另一开口端还分别对应与两个所述镍管(11)的另一开口端及两个所述引脚(200)远离所述灯丝主体(201)的一端焊接固连。

7.根据权利要求6所述的医用X射线球管的阴极组件，其特征在于：两个所述镍管(11)的一开口端分别内置于两个所述安装孔(100)中，两个所述镍管(11)的另一开口端分别伸出于两个所述安装孔(100)外；

另外，两个所述镍管(11)的另一开口端分别与两个所述铌管(21)的另一开口端相齐平。

8.根据权利要求6所述的医用X射线球管的阴极组件，其特征在于：该阴极组件还包括绝缘瓷套(3)和引线端子(4)，所述绝缘瓷套(3)内置于一所述安装孔(100)中、并套设于一所述镍管(11)外，同时所述绝缘瓷套(3)还分别与所述安装孔(100)及所述镍管(11)钎焊固连；

所述引线端子(4)钎焊固连于所述镍管(11)伸出于所述绝缘瓷套(3)外的部分上，且所述引线端子(4)用于与其它器件电性连接。

9.根据权利要求8所述的医用X射线球管的阴极组件，其特征在于：该阴极组件还包括绝缘罩(5)，所述绝缘罩(5)定位罩设于所述阴极头组件(1)及所述灯丝组件(2)外，且所述绝缘罩(5)上还设置有供与所述引线端子(4)电性连接的连接引线(6)。