CN204946856U - 一种阴极金属液态滑环式x射线管装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种阴极金属液态滑环式X射线管装置，主要由旋转阳极靶面（1）、真空腔体壳（2）、陶瓷绝缘盘（3）、阴极灯丝（4）、束流罩（5）、阴极支座（6）、阴极轴承（7）、液态滑环模块（8）、阴极定位盘（9）、阴极轴杆（10）及定位磁极（11）组成。阴极支座（6）通过两个阴极轴承（7）固定在阴极轴杆（10）上，通过液态滑环模块（8）向阴极灯丝供电；阴极定位盘（9）安装在阴极支座（6）上，其上安装有硅钢片（9-1），与真空腔体外的定位磁极（11）互相作用，在腔体转动时以保持阴极支座（6）静止。本实用新型通过旋转阳极靶面将热量直接通过热传导向外侧散热，有效提高X射线管的散热效率，满足X光设备工作要求。

Description

一种阴极金属液态滑环式X射线管装置

技术领域

本实用新型涉及到X射线管装置，尤其是一种阴极金属液态滑环式X射线管装置。

背景技术

现有的X光管无论是应用在医疗设备上或是应用在工业探测设备上的，其结构都是由固定的或旋转的阳极靶面和装有灯丝的阴极相对，封装在一个真空的玻璃壳内或者是一个由玻璃、陶瓷和金属组成的一个真空腔体内，给阴极灯丝加电压后发出电子束，轰击在阳极靶面上，形成X射线，从阳极侧面射出，照射在被测人体或物体上，此种结构的X光管其阴极都是固定的，阳极是旋转靶面的结构。X射线管工作时产生的大量热量均由旋转阳极靶面结构通过热辐射的方式经过真空腔体散发到X射线管外面。这种散热方式效率很低，在很大程度上影响了X射管的工作效率和工作寿命。

如申请号201210216494.8的中国专利所描述的外壳旋转CT-X射线管，具有以下不足：1、其磁固定装置为一个开放性的磁固定装置，而且该装置离X射线管的阴极灯丝较近，所以在该装置工作时，容易对电子束产生电磁干扰，影响X射线管工作的稳定性能。

2、X射线管内阴极与外面电源相连接的滑环，为接触式滑环，能产生磨损，具有一定的使用寿命。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种金属液态滑环式X射线管装置，其旋转阳极靶面的热量直接通过热传导的方式向外侧散热，能有效的提高X射线管的散热效率，在提高X射线管扫描热容量的同时能很大程度地缩小X射线管的尺寸。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

一种阴极金属液态滑环式X射线管装置，主要由旋转阳极靶面、真空腔体壳、陶瓷绝缘盘、阴极灯丝、束流罩、阴极支座、阴极轴承、液态滑环模块、阴极定位盘、阴极轴杆及定位磁极组成。

所述陶瓷绝缘盘与真空腔体壳，陶瓷绝缘盘与阴极轴杆均通过钎焊焊接，从而使旋转阳极靶面、真空腔体壳、陶瓷绝缘盘、阴极轴杆形成一体化密闭的真空腔体。

所述液态滑环模块由陶瓷绝缘环、陶瓷绝缘柱、滑环旋转部分、滑环静止部分组成。

绝缘陶瓷环、绝缘陶瓷柱隔在多组滑环旋转部分和滑环静止部分之间。

滑环旋转部分和滑环静止部分之间存在0.2-0.4mm的间隙。

所述滑环旋转部分的两个面刻有叶轮状沟。

所述阴极支座通过两个阴极轴承固定在阴极轴杆上，同时通过液态滑环模块向阴极灯丝供电。

所述阴极定位盘安装在阴极支座上，其上安装有一条硅钢片，与真空腔体外的定位磁极互相作用，在腔体转动时以保持阴极支座静止。

所述束流罩位于阴极支座的另一侧下方。

所述阴极灯丝位于束流罩内部。

所述定位磁极由U型硅钢片和线圈组成。

将线圈通上一定的电流，定位磁极的U型硅钢片的未端形成两个极性相反的磁极。

阴极灯丝通过液态滑环模块和阴极轴杆接在高压电源的阴极-，旋转阳极靶面的末端接在高压电源的阳极+，真空腔体壳为外壳部分接地。

本实用新型的有益效果是

本实用新型通过旋转阳极靶面将热量直接通过热传导的方式向外侧散热，能有效的提高X射线管的散热效率。

本实用新型能满足高端人体断层摄影扫描仪CT、数字X光机DR、工业断层摄影扫描仪、工业探测探伤设备及其他移动X光设备等设备的工作要求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进行进一步说明。

图1是本实用新型剖视结构图。

图2是图1中局部A的放大图。

图3是图1中局部B的放大图。

图4是本实用新型结构展开图。

图5是本实用新型立体图1。

图6是本实用新型立体图2。

具体实施方式

为了让实用新型的上述目的、特征及优点能更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和图4所示，本X射线装置主要由旋转阳极靶面（1）、真空腔体壳（2）、陶瓷绝缘盘（3）、阴极灯丝（4）、束流罩（5）、阴极支座（6）、阴极轴承（7）、液态滑环模块（8）、阴极定位盘（9）、阴极轴杆（10）及定位磁极（11）组成。

所述真空腔体壳（2）为铝质外壳，与阳极靶面（1）铝质外壳通过焊接为一体化密封结构。

如图1所示，阳极靶面（1）、真空腔体壳（2）、绝缘罩（3）与阴极轴杆（10）形成一个密闭的真空腔体。该真空腔体可以随着转阳极靶面一起旋转，整个X射线管设置于冷却油中。

X射线管工作时，整个腔体会随旋转阳极一起旋转。阴极支座（6）通过两个阴极轴承（7）固定在阴极轴杆（10）上，同时通过液态滑环模块（8）向阴极灯丝供电。阴极支座（6）安装有阴极定位盘（9），定位盘由陶瓷制作而成，其上安装有一条硅钢片（9-1），与真空腔体外的定位磁极（11）互相作用，在腔体转动时以保持阴极支座（6）静止。

阴极支座（6）的另一侧下方安装有束流罩（5），其内安装有阴极灯丝（4），阴极灯丝（4）呈螺线管状，由液态滑环模块（8）供电。束流罩（5）对所述阴极灯丝（4）起到保护作用,同时控制电子束的方向和形状，使所述阴极灯丝（4）发射的电子集中成束状飞向阳极靶盘（1）。

如图1所示，阴极灯丝（4）通过液态滑环模块（8）和阴极轴杆（10）接在高压电源的阴极-，阳极靶面（1）的末端接在高压电源的阳极+，真空腔体壳（2）为外壳部分接地处理。

本X射线管在工作时，所述液态滑环模块（8）供电加阴极灯丝（4）升温到一定程度后，产生自由电子并云集在阴极灯丝（4）周围。

当向两极提供高压电时，阴极与阳极间的电势陡增，处于活跃状态的自由电子，受强有力的吸引，成束的电子在真空中以高速由阴极向转动中的阳极靶面（1）飞行，对所述阳极靶面（1）进行轰击，所形成的X射线由X射线管窗口射出，阳极靶面（1）产生大量的热量可直接传导到壳体表面，并进而传递到冷却油中，大大提高了X射线管的散热效率。

同时真空腔体壳（2）随着转阳极靶面一起旋转，使电子束能轰击在阳极靶面（1）的斜面的不同部位，提高了阳极靶面（1）使用寿命。

同时阴极支座（6）通过阴极定位盘（9）和定位磁极（11）作用，使得整个真空腔体旋转时，阴极支座（6）能保持静止，使电子束轰击靶面（1）的位置也是保持静止的，从而保证X射线的焦点也是相对固定的。

图2是X射线管的封闭式磁场固定机构局部放大图。

如图2所示，将定位磁极（11）上的线圈（11-2）通上一定的电流，定位磁极（11）的U型硅钢片（11-1）的未端可以形成两个极性相反的磁极，两个磁极之间形成了一个封闭的磁场，如磁力线所示，该磁场能穿过真空腔体的外壳与阴极定位盘（9）上的硅钢条（9-1）发生作用，通过固定在阴极支座（6）的阴极定位盘盘面（9-2）使阴极支座（6）保持静止。该封闭式磁场不会影响到真空腔体的电子束的运动。

图3是X射线管的液态滑环模块的放大图，其右上方为其局部放大图，左上方为C向剖视图。

如图3所示，它是由多组的绝缘陶瓷环(8-1)、绝缘陶瓷柱(8-2)、滑环旋转部分(8-3)和滑环静止部分(8-4)组成。

绝缘陶瓷环(8-1)、绝缘陶瓷柱(8-2)隔在多组滑环旋转部分(8-3)和滑环静止部分(8-4)之间，起绝缘作用。滑环旋转部分(8-3)和滑环静止部分(8-4)之间存在0.2-0.4mm的间隙，保证滑环旋转部分(8-3)和滑环静止部分(8-4)不直接接触，不会产生摩擦和磨损。

在滑环旋转部分(8-3)和滑环静止部分(8-4)的间隙中填充适量的铟镓合金，如图3上右方放大图阴影部分所示。铟镓合金熔点不超过28度，沸点较高，达2000度。所以在X射线管的工作环境中，铟镓合金呈液体状，由于铟镓合金的沸点达2000度，所在在X射线管的工作环境中不会产生气体，不会影响到X射线管的真空环境。

滑环旋转部分(8-3)的两个面刻有叶轮状沟，如图3上左方剖面C-C图所示，滑环旋转部分(8-3)旋转时，可以把填充在间隙中的铟镓合金从中间流动到间隙的边缘。与滑环旋转部分(8-3)和滑环静止部分(8-4)发生接触，并起到导电作用。

图5和图6分别为本实用新型的立体图。该图为本实用新型组装后的立体结构。

综合所述，本实用新型具有以下优势：采用封闭式磁场固定机构，能有效防止磁场对真空腔内电子束运动的影响，有更好的电磁兼容性和稳定性。

磁场固定机构远离球管工作的高温区，减小了热量对磁体的影响，提高了球管工作的稳定性。

工作的高温区阳极靶面、阳极和真空腔体均不一体体化纯金属设计，能有效防止电子束反跳，提高了球管的散热效率，并且避免了球管钎焊及焊接部分处于球管的高温区，有效解决了球管焊接部分漏气，影响球管寿命的难题。

普通铜片滑环存在磨损问题，有一定的使用寿命，且该滑环位于高真空腔内，不能更换，一旦滑环故障将导致整个球管报废，而本装置阴极采用金属液态滑环机构，与铜片滑环相比，避免了滑环磨损的问题，提高灯丝电流的稳定性。使本X射线装置有更长的使用寿命和稳定性能。

本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改型和改变。因此，本实用新型覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。

Claims (7)

1.一种阴极金属液态滑环式X射线管装置，主要由旋转阳极靶面（1）、真空腔体壳（2）、陶瓷绝缘盘（3）、阴极灯丝（4）、束流罩（5）、阴极支座（6）、阴极轴承（7）、液态滑环模块（8）、阴极定位盘（9）、阴极轴杆（10）及定位磁极（11）组成；所述陶瓷绝缘盘（3）与真空腔体壳（2），陶瓷绝缘盘（3）与阴极轴杆（10）均通过钎焊焊接，从而使旋转阳极靶面（1）、真空腔体壳（2）、陶瓷绝缘盘（3）、阴极轴杆（10）形成一体化密闭的真空腔体，其特征是：所述液态滑环模块（8）由陶瓷绝缘环（8-1）陶瓷绝缘柱（8-2），滑环旋转部分（8-3），滑环静止部分（8-4）组成，绝缘陶瓷环(8-1)、绝缘陶瓷柱(8-2)隔在多组滑环旋转部分(8-3)和滑环静止部分(8-4)之间；所述阴极支座（6）通过两个阴极轴承（7）固定在阴极轴杆（10）上，同时通过液态滑环模块（8）向阴极灯丝供电；所述阴极定位盘（9）安装在阴极支座（6）上，其上安装有一条硅钢片（9-1），与真空腔体外的定位磁极（11）互相作用，在腔体转动时以保持阴极支座（6）静止。

2.根据权利要求1所述的一种阴极金属液态滑环式X射线管装置，其特征是：所述滑环旋转部分(8-3)和滑环静止部分(8-4)之间存在0.2-0.4mm的间隙。

3.根据权利要求2所述的一种阴极金属液态滑环式X射线管装置，其特征是：所述滑环旋转部分(8-3)的两个面刻有叶轮状沟。

4.根据权利要求1所述的一种阴极金属液态滑环式X射线管装置，其特征是：所述束流罩（5）位于阴极支座（6）的另一侧下方。

5.根据权利要求4所述的一种阴极金属液态滑环式X射线管装置，其特征是：所述阴极灯丝（4）位于束流罩（5）内部。

6.根据权利要求1所述的一种阴极金属液态滑环式X射线管装置，其特征是：所述定位磁极（11）由U型硅钢片（11-1）和线圈（11-2）组成，将线圈（11-2）通上一定的电流，定位磁极（11）的U型硅钢片（11-1）的未端形成两个极性相反的磁极。

7.根据权利要求1所述的一种阴极金属液态滑环式X射线管装置，其特征是：阴极灯丝（4）通过液态滑环模块（8）和阴极轴杆（10）接在高压电源的阴极-，旋转阳极靶面（1）的末端接在高压电源的阳极+，真空腔体壳（2）为外壳部分接地。