CN203882951U - 阳极模块及射线管装置 - Google Patents
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Abstract
一种小型化的阳极模块及一种包含有该阳极模块的射线管装置，其中所述阳极模块包含有一靶件、一转子模块、一第一转轴、一第二转轴以及一隔热件。所述靶件用以接受一电子束，以激发一射线，所述转子模块用以驱动所述靶件旋转，所述第一转轴耦接于所述靶件。所述第二转轴耦接于所述第一转轴与所述转子模块，以使所述转子模块通过所述第二转轴驱动所述第一转轴与所述靶件同动旋转。所述隔热件设置在所述第一转轴与所述第二转轴之间，所述隔热件用以阻隔所述靶件在激发所述射线时所产生的热量，通过所述第一转轴传递至所述第二转轴。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种阳极模块及射线管装置，特别是有关小型化的阳极模块及射线管装置。
背景技术
射线管装置可发出射线(例如X射线)，以照射扫描物，例如机场的行李或人体骨骼等。一般来说，射线管装置利用阴极模块发射一电子束至阳极模块的靶，藉以激发阳极模块的靶产生射线，藉此射线管装置便可发出射线以照射扫描物。阳极模块的靶在产生射线的过程中会产生热量，因此射线管装置常利用转子模块带动阳极模块旋转，以散逸阳极模块的靶在产生射线时所产生的热量，藉以降低阳极模块的温度。
在实际应用上，射线管装置另具有由石墨材质所制成的散热鳍片结构，其连接于靶的一侧，散热鳍片结构用以散逸阳极模块的靶在产生射线时所产生的热量，藉以进一步降低阳极模块的温度。然而，散热鳍片结构具有一定的体积，导致射线管装置需具有足够的体积以容纳用来散热的散热鳍片结构，因此散热鳍片结构限制了阳极模块的尺寸而不利射线管装置小型化的应用。
发明内容
因此，本实用新型提供一种小型化的阳极模块及射线管装置，以解决上述问题。
为了达成上述目的，本实用新型公开一种小型化的阳极模块，其适用在一射线管装置，所述射线管装置包含有一阴极模块，其用以发射一电子束，所述阳极模块包含有一靶件、一转子模块、一第一转轴、一第二转轴以及一隔热件。所述靶件用以接受所述电子束，以激发一射线，所述转子模块用以驱动所述靶件旋转，所述第一转轴耦接于所述靶件。所述第二转轴耦接于所述第一转轴与所述转子模块，以使所述转子模块通过所述第二转轴驱动所述第一转轴与所述靶件同动旋转。所述隔热件设置在所述第一转轴与所述第二转轴之间，所述隔热件用以阻隔所述靶件在激发所述射线时所产生的热量，通过所述第一转轴传递至所述第二转轴。
根据本实用新型其中之一实施方式，本实用新型进一步公开所述第一转轴具有一第一端部及相对所述第一端部的一第二端部，所述第一端部用以耦接于所述靶件，所述第二转轴具有一轮毂部，且所述阳极模块进一步包含有一转子基座以及一连接件，所述转子基座结合于所述第二端部，所述连接件连接所述转子基座与所述轮毂部，以耦接所述第一转轴与所述第二转轴。
根据本实用新型其中之一实施方式，本实用新型进一步公开所述连接件为一螺丝元件，其用以在穿设过所述转子基座后锁附在所述轮毂部。
根据本实用新型其中之一实施方式，本实用新型进一步公开所述第一转轴进一步具有一凸缘部，其设置在所述第一端部与所述第二端部之间，且所述阳极模块进一步包含有一下压件，其可活动地设置在所述第一端部，所述下压件用以下压所述靶件在所述凸缘部上。
根据本实用新型其中之一实施方式，本实用新型进一步公开所述第一端部为一螺纹部，且所述下压件为一螺帽，其可活动地螺合于所述螺纹部。
根据本实用新型其中之一实施方式，本实用新型进一步公开所述阳极模块进一步包含有一传动件，其连接于所述靶件与所述凸缘部，以使所述第一转轴与所述靶件同动旋转。
根据本实用新型其中之一实施方式，本实用新型进一步公开所述靶件形成有一穿孔，所述凸缘部形成有对应所述穿孔的一插孔，所述传动件为一插销，且所述下压件进一步用以下压所述插销穿设在所述穿孔并插入所述插孔内。
根据本实用新型其中之一实施方式，本实用新型进一步公开所述转子模块包含有一转子壳体以及多个轴承元件，所述转子壳体用以包覆所述第二转轴，所述多个轴承元件设置在所述转子壳体内且可转动地套设在所述第二转轴。
根据本实用新型其中之一实施方式，本实用新型进一步公开所述第一转轴、所述第二转轴与所述隔热件彼此同轴设置。
根据本实用新型其中之一实施方式，本实用新型进一步公开所述隔热件由低热传导性材料所制成。
根据本实用新型其中之一实施方式，本实用新型进一步公开所述隔热件由陶瓷材料或合金材料所制成。
根据本实用新型其中之一实施方式，本实用新型进一步公开一种射线管装置，其包含有一外壳、一阴极模块以及一阳极模块，所述阴极模块设置在所述外壳内，所述阴极模块用以发射一电子束，所述阳极模块设置在所述外壳内。所述阳极模块包含有一靶件、一转子模块、一第一转轴、一第二转轴以及一隔热件。所述靶件用以接受所述电子束，以激发一射线，所述转子模块用以驱动所述靶件旋转，所述第一转轴耦接于所述靶件。所述第二转轴耦接于所述第一转轴与所述转子模块，以使所述转子模块通过所述第二转轴驱动所述第一转轴与所述靶件同动旋转。所述隔热件设置在所述第一转轴与所述第二转轴之间，所述隔热件用以阻隔所述靶件在激发所述射线时所产生的热量，通过所述第一转轴传递至所述第二转轴。
综上所述，本实用新型利用隔热件阻隔靶件在被电子束照射时所产生的热量传递至第二转轴，以防止轴承元件的温度升高，进而达成提升阳极模块及其轴承元件的使用寿命的目的，故本实用新型可无需借由散热鳍片结构来帮助散热，以降低阳极模块在运转时的温度。因此，本实用新型的阳极模块可省略散热鳍片结构的设置，以节省射线管装置的体积。也就是说，本实用新型的阳极模块可无需设置用来散热的散热鳍片结构，故而有利阳极模块及射线管装置小型化的应用。有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
附图说明
图1为本实用新型实施例射线管装置的外观示意图。
图2为本实用新型实施例射线管装置部分内部元件的爆炸示意图。
图3为本实用新型实施例射线管装置部分内部元件在另一视角的爆炸示意图。
图4为本实用新型实施例射线管装置的剖面示意图。
其中，附图标记说明如下：
30 射线管装置
32 外壳
321 透射部
34 阴极模块
341 电子束
36 阳极模块
38 靶件
381 射线
383 穿孔
40 转子模块
401 转子壳体
403 轴承元件
42 第一转轴
421 第一端部
423 第二端部
425 凸缘部
427 插孔
44 下压件
46 传动件
48 第二转轴
481 轮毂部
50 转子基座
52 连接件
54 隔热件
541 组装孔
X 组装轴线
具体实施方式
以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。请参阅图1至图3，图1为本实用新型实施例一射线管装置30的外观示意图，图2为本实用新型实施例射线管装置30部分内部元件的爆炸示意图，图3为本实用新型实施例射线管装置30部分内部元件在另一视角的爆炸示意图。如图1至图3所示，射线管装置30包含有一外壳32，其用以包覆射线管装置30的内部元件并密封射线管装置30的内部元件，以使射线管装置30的内部元件处于真空状态。
另外，外壳32具有一透射部321，射线管装置30进一步包含有一阴极模块34以及一阳极模块36，阴极模块34与阳极模块36均设置在外壳32内。需注意的是，图2以及图3省略外壳32的绘制，以清楚显示射线管装置30的部分内部元件。请参阅图1至图4，图4为本实用新型实施例射线管装置30的剖面示意图。如图1至图4所示，阳极模块36包含有一靶件38，阴极模块34用以发射一电子束341，阳极模块36的靶件38用以接受电子束341，以激发一射线381，且射线381可由透射部321射出外壳32外，以照射所欲扫描的扫描物，例如机场的行李或人体骨骼等。
在此实施例中，靶件38可由钛锆钴合金材料(Titanium Zirconium Molybdenum alloy,TZM alloy)所制成，且由钛锆钴合金材料所制成的靶件38上涂布有一铼钨层(tungstenrhenium coating)，所述铼钨层被电子束341照射时可被激发而产生X射线(即射线381可为一X射线)，也就是说射线管装置30可为一X射线管装置。此外，阳极模块36进一步包含有一转子模块40，阳极模块36的靶件38在激发射线381的过程中会产生热量，转子模块40可用以驱动阳极模块36的靶件38旋转，以使电子束341均匀地照射在整个靶件38上。
如图2至图4所示，阳极模块36进一步包含有一第一转轴42，其具有一第一端部421、一第二端部423以及一凸缘部425，第二端部423相对第一端部421，且凸缘部425设置在第一端部421与第二端部423之间。此外，阳极模块36进一步包含有一下压件44，其可活动地设置在第一转轴42的第一端部421。在此实施例中，第一端部421可为一螺纹部，且下压件44可为一螺帽，其可活动地螺合于所述螺纹部，以使第一端部421(即所述螺纹部)耦接于靶件38，借此第一转轴42便可耦接于靶件38。当下压件44(即所述螺帽)螺固于第一端部421(即所述螺纹部)时，下压件44便可下压靶件38在第一转轴42的凸缘部425上。这样一来，靶件38便可被固定在第一转轴42上。
另外，阳极模块36进一步包含有一传动件46，其连接于靶件38与第一转轴42的凸缘部425(如图4所示)。在此实施例中，靶件38可形成有一穿孔383，凸缘部425可形成有对应穿孔383的一插孔427(如图2所示)，且传动件46可为一插销。当下压件44(即所述螺帽)螺固于第一端部421(即所述螺纹部)时，下压件44可进一步用以下压所述插销(即传动件46)穿设于穿孔383并插入插孔427内。这样一来，传动件46便可将靶件38与第一转轴42连动，以使第一转轴42与靶件38同动旋转。在实际应用上，所述插销(即传动件46)可以紧配的方式穿设于穿孔383以及插入插孔427内，但本实用新型不受此限。
如图2至图4所示，阳极模块36进一步包含有一第二转轴48以及一转子基座50，第二转轴48具有一轮毂部481，且转子基座50结合于第一转轴42的第二端部423。在此实施例中，转子基座50与第一转轴42可以嵌入成型(insert molding)的方式一体成型，但本实用新型不受此限。此外，阳极模块36进一步包含有一连接件52，其用以连接转子基座50与第二转轴48的轮毂部481。在此实施例中，连接件52可为一螺丝元件，其用以在穿设过转子基座50后锁附在第二转轴48的轮毂部481，以连接第一转轴42的第二端部423与第二转轴48的轮毂部481，借此第二转轴48便可耦接于第一转轴42。
此外，转子模块40包含有一转子壳体401以及多个轴承元件403，转子壳体401用以包覆第二转轴48，多个轴承元件403设置在转子壳体401内且可转动地套设在第二转轴48，借此第二转轴48便可进一步以可转动的方式耦接于转子模块40。承上所述，本实用新型的阳极模块36利用连接件52耦接第二转轴48与第一转轴42以及利用传动件46连动第一转轴42与靶件38，因此当转子模块40运转时，转子模块40便可驱动第二转轴48转动且通过第二转轴48驱动第一转轴42与靶件38同动旋转，以使电子束341均匀地照射在整个靶件38上。
如图2至图4所示，阳极模块36进一步包含有一隔热件54，其设置在第一转轴42与第二转轴48之间。在此实施例中，隔热件54上可形成有一组装孔541(如图2以及图3所示)，其可供连接件52穿过，而使得连接件52锁附于第二转轴48的轮毂部481。这样一来，转子基座50与第二转轴48的轮毂部481便可抵接隔热件54的相反两侧(如图4所示)。当阳极模块36的靶件38在激发射线381时，隔热件54可用以阻隔阳极模块36的靶件38在激发射线381时所产生的热量，通过第一转轴42传递至第二转轴48以及转子模块40。借此，隔热件54便可阻止阳极模块36的靶件38在被电子束341照射时所产生的热量加轴承元件403，以防止轴承元件403的温度升高，进而提升阳极模块36及其轴承元件403的使用寿命。在实际应用上，由于隔热件54可阻隔热量的传递以防止轴承元件403的温度升高，因此本实用新型射线管装置30可适用在连续性大电流，其有助于提升射线管装置30的应用弹性。
承上所述，本实用新型利用隔热件54阻隔靶件38在被电子束341照射时所产生的热量传递至第二转轴48，以防止轴承元件403的温度升高，进而达成提升阳极模块36及其轴承元件403的使用寿命的目的，故本实用新型可无需借由散热鳍片结构来帮助散热，以降低阳极模块36在运转时的温度。因此，本实用新型的阳极模块36可省略散热鳍片结构的设置，以节省射线管装置30的体积。也就是说，本实用新型的阳极模块36可无需设置用来散热的散热鳍片结构，故而有利阳极模块36及射线管装置30小型化的应用。
值得一提的是，由于隔热件54可阻止靶件38在被电子束341照射时所产生的热量传递至第二转轴48，故靶件38在被电子束341照射时所产生的热量会累积在靶件38上，造成靶件38的温度升高，且由于散热鳍片结构可由石墨材质所制成，而由石墨材质所制成的散热鳍片结构需借由黄铜材料连接于由钛锆钴合金材料所制成的靶件38上，而黄铜材料的熔点低，无法承受靶件38在运转时的高温。因此，基于上述材质的熔点考虑，其会限制散热鳍片结构设置在阳极模块36的靶件38上。在实际应用上，靶件38可为由钛锆钴合金材料所制成的整体，由于靶件38的整体均由钛锆钴合金材料所制成，故其可承受较高的温度。
除此之外，由于靶件38在激发射线381时所产生的热量会累积在靶件38上，因此本实用新型阳极模块36的靶件38在使用时温度会大幅升高，而温度越高越有助于幅射散热。也就是说，本实用新型隔热件54会阻止靶件38在激发射线381时所产生的热量通过第二转轴48传导而散逸，使得靶件38在使用时温度会大幅升高，进而有助于靶件38本身幅射散热的进行。
如图2至图4所示，本实用新型第一转轴42、第二转轴48与隔热件54是彼此同轴设置，也就是说由于本实用新型第一转轴42、第二转轴48与隔热件54是位在如图2以及图3所示的一组装轴线X上，因此当转子模块40驱动第二转轴48转动，且转子模块40通过第二转轴48驱动第一转轴42与靶件38同动旋转时，上述的第一转轴42、第二转轴48与隔热件54同轴设置的结构设计可降低隔热件54相对第一转轴42以及第二转轴48的离心力，其有助于减少第一转轴42、第二转轴48与隔热件54之间的震动，并减少第一转轴42、第二转轴48与隔热件54之间的磨耗，进而增加本实用新型射线管装置30及其阳极模块36的可靠度及使用寿命。
在此实施例中，隔热件54可由低热传导性材料所制成，举例来说隔热件54可由陶瓷材料所制成，而适用于本实用新型隔热件54的陶瓷材料的热传导系数以及耐受温度列举如下表1所示：
| 热传导系数 | 耐受温度 | |
| 陶瓷材质(Sillimantin) | 1.4W/mK200℃ | 1350℃ |
| 硅酸铝(M120F) | 1.26W/mK300℃ | 1150℃ |
| 钛酸铝(Aluminum titanate) | 2W/mK100℃ | 900℃ |
| 二氧化铬(C530/Sipalox) | Max.2W/mK100℃ | 1350℃ |
表1
值得一提的是，隔热件54可不局限于上述陶瓷材料。举例来说，隔热件54也可由合金材料(例如铬镍铁材料)所制成，而适用于本实用新型隔热件54的合金材料的热传导系数以及耐受温度列举如下表2所示：
| 热传导系数 | 耐受温度 | |
| 铬镍铁材质(Inconel625) | 10.8W/mK100℃ | 约800℃ |
| 铬镍铁材质(Inconel321) | 15W/mK100℃ | 约1000℃ |
| 铬镍铁材质(Inconel1.4841) | 12W/mK100℃ | 约1300℃ |
表2
相较于现有技术，本实用新型利用隔热件阻隔靶件在被电子束照射时所产生的热量传递至第二转轴，以防止轴承元件的温度升高，进而达成提升阳极模块及其轴承元件的使用寿命的目的，故本实用新型可无需借由散热鳍片结构来帮助散热，以降低阳极模块在运转时的温度。因此，本实用新型的阳极模块可省略散热鳍片结构的设置，以节省射线管装置的体积。也就是说，本实用新型的阳极模块可无需设置用来散热的散热鳍片结构，故而有利阳极模块及射线管装置小型化的应用。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种阳极模块，其适用在一射线管装置，所述射线管装置包含有一用以发射一电子束的阴极模块，所述阳极模块包含有：
一靶件，其用以接受所述电子束，以激发一射线；
其特征在于，所述阳极模块进一步包含有：
一转子模块，其用以驱动所述靶件旋转；
一第一转轴，其耦接于所述靶件；
一第二转轴，其耦接于所述第一转轴与所述转子模块，以使所述转子模块通过所述第二转轴驱动所述第一转轴与所述靶件同动旋转；以及
一隔热件，其设置在所述第一转轴与所述第二转轴之间，所述隔热件用以阻隔所述靶件在激发所述射线时所产生的热量通过所述第一转轴传递至所述第二转轴。
2.如权利要求1所述的阳极模块，其特征在于，所述第一转轴具有一第一端部及相对所述第一端部的一第二端部，所述第一端部用以耦接于所述靶件，所述第二转轴具有一轮毂部，且所述阳极模块进一步包含有：
一转子基座，其结合于所述第二端部；以及
一连接件，其连接所述转子基座与所述轮毂部，以耦接所述第一转轴与所述第二转轴。
3.如权利要求2所述的阳极模块，其特征在于，所述连接件为一螺丝元件，其用以在穿设过所述转子基座后锁附在所述轮毂部。
4.如权利要求2所述的阳极模块，其特征在于，所述第一转轴进一步具有一凸缘部，其设置在所述第一端部与所述第二端部之间，且所述阳极模块进一步包含有：
一下压件，其可活动地设置在所述第一端部，所述下压件用以下压所述靶件在所述凸缘部上。
5.如权利要求4所述的阳极模块，其特征在于，所述第一端部为一螺纹部，且所述下压件为一螺帽，其可活动地螺合于所述螺纹部。
6.如权利要求4所述的阳极模块，其特征在于，所述阳极模块进一步包含有：
一传动件，其连接于所述靶件与所述凸缘部，以使所述第一转轴与所述靶件同动旋转。
7.如权利要求6所述的阳极模块，其特征在于，所述靶件形成有一穿孔，所述凸缘部形成有对应所述穿孔的一插孔，所述传动件为一插销，且所述下压件进一步用以下压所述插销穿设在所述穿孔并插入所述插孔内。
8.如权利要求1所述的阳极模块，其特征在于，所述转子模块包含有：
一转子壳体，其用以包覆所述第二转轴；以及
多个轴承元件，其设置在所述转子壳体内且可转动地套设在所述第二转轴。
9.如权利要求1所述的阳极模块，其特征在于，所述第一转轴、所述第二转轴与所述隔热件彼此同轴设置。
10.一种射线管装置，其包含有：
一外壳；
一阴极模块，其设置在所述外壳内，所述阴极模块用以发射一电子束；以及
如权利要求1至9中任一项所述的一阳极模块。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2014-04-23 CN CN201420202751.7U patent/CN203882951U/zh not_active Expired - Lifetime
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