CN209766355U - 一种新型x射线ct管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型X射线CT管，属于医疗器械技术领域。所述新型X射线CT管包括阳极靶盘、管壳和阴极，还包括陶瓷轴承，陶瓷轴承通过法兰与阳极靶盘连接，并能够带动阳极靶盘转动；陶瓷轴承包括阳极底座，阳极底座与陶瓷轴承以及阳极靶盘电导通，一方面通过外接高压发生器或接地，为阳极靶盘赋予阳极电压；另一方面将撞击到阳极靶盘上的电子导出。相比目前的金属轴承，陶瓷轴承具备自润滑、耐高温的特性，无需银或者铅镀层工艺，且极限工作温度比金属轴承高。陶瓷滚珠变形量更小，因此噪音更小。另外，陶瓷轴承可以承受更高的转速，且在适当的工作环境下寿命是全钢轴承的3至5倍。因此使用陶瓷轴承，可以提升X射线CT管的可连续加载功率以及寿命。

Description

一种新型X射线CT管

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种新型X射线CT管。

背景技术

CT（Computed Tomography）即X射线计算机断层摄影，是现代医疗中不可或缺的医学诊断手段。CT系统的核心器件是X射线CT管，X射线CT管通过对阴极灯丝进行加热激发出热电子，并在阴极和阳极之间的加速电场作用下，高速撞击到靶面，从而产生X射线。用于产生X射线的这部分能量仅占据总能量的1%，而剩余约99%的能量全部转化为热能，因此，靶盘上受电子撞击的部位升温很快。

通常阳极靶盘在真空管壳内进行高速旋转，这样可以将热量分散到整个靶盘，从而避免局部过热。在高真空高温条件下，靶盘上的热量主要通过热辐射传递给真空管壳，由流经真空管壳的循环冷却液带走；同时还有一部分热量不可避免地传导至阳极轴承上。当X射线CT管大功率长时间加载时，易造成轴承处滚珠过热，从而导致轴承卡死，整个CT管失效的后果。

普通X射线CT管的阳极轴承采用金属轴承。滚珠材料为钢，并使用银或者铅进行干润滑。这两种润滑方式所对应的极限工作温度分别为450℃和350℃。这极大地限制了X射线CT管所能承受的加载功率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型X射线CT管，以解决现有的X射线CT管在长时间大功率加载时易造成轴承处滚珠过热，从而导致轴承卡死，整个CT管失效的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种新型X射线CT管，包括阳极靶盘、管壳和阴极，在所述管壳所形成的高真空条件下，从所述阴极发射出的热电子在加速电场作用下，高速撞击到阳极靶盘，从而产生X射线，所述新型X射线CT管还包括：

陶瓷轴承，通过法兰与所述阳极靶盘连接，并能够带动所述阳极靶盘转动；

所述陶瓷轴承包括阳极底座，所述阳极底座与所述陶瓷轴承以及所述阳极靶盘电导通，并外接高压发生器或接地。

可选的，所述陶瓷轴承还包括轴承外圈、轴承内圈和滚珠；其中，

所述轴承外圈的外部设有轴承套，所述轴承内圈中穿过有轴承内轴；所述滚珠位于所述轴承外圈和所述轴承内圈围成的圆环中。

可选的，所述轴承外圈、所述轴承内圈和所述滚珠均为陶瓷材料；或者，

所述滚珠为陶瓷材料，所述轴承外圈和所述轴承内圈为金属材料。

可选的，所述陶瓷轴承还包括轴承外圈和滚珠；其中，

所述轴承外圈的外部设有轴承套，所述轴承外圈中穿过有轴承内轴；所述滚珠位于所述轴承外圈和所述轴承内轴围成的圆环中。

可选的，所述滚珠为陶瓷材料，所述轴承外圈为金属材料。

可选的，所述陶瓷材料为包括氮化硅在内的非导电陶瓷材料。

可选的，所述陶瓷材料为包括钛硅碳在内的导电陶瓷材料。

可选的，所述陶瓷轴承还包括导电组件，位于所述轴承内轴和所述阳极底座之间，并将两者导通。

可选的，所述导电组件为金属滚珠导电组件，包括金属滚珠和轴承圈，所述金属滚珠位于所述轴承圈中；所述阳极底座上开有冷却槽，用于流通冷却液。

可选的，所述导电组件为液态金属导电组件，包括液态金属和储存槽，所述轴承内轴与所述阳极底座间的间隙为5~80μm，所述液态金属为镓铟锡合金。

在本实用新型中提供了一种新型X射线CT管，包括阳极靶盘、管壳和阴极，在所述管壳所形成的高真空条件下，从所述阴极发射出的热电子在加速电场作用下，高速撞击到阳极靶盘，从而产生X射线，所述新型X射线CT管还包括陶瓷轴承，所述陶瓷轴承通过法兰与所述阳极靶盘连接，并能够带动所述阳极靶盘转动；所述陶瓷轴承包括阳极底座，所述阳极底座与所述陶瓷轴承以及所述阳极靶盘电导通，一方面通过外接高压发生器或接地，为所述阳极靶盘赋予阳极电压；另一方面将撞击到阳极靶盘上的电子导出。相比目前采用的金属轴承，陶瓷轴承具备自润滑、耐高温的特性，无需银或者铅镀层工艺，且极限工作温度比较高；陶瓷滚珠变形量更小，因此噪音更小。另外，陶瓷轴承可以承受更高的转速，且在适当的工作环境下寿命是全钢轴承的3至5倍。因此使用陶瓷轴承，可以大大提升X射线CT管的可连续加载功率以及寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的新型X射线CT管的结构示意图；

图2是金属滚珠导电组件的结构示意图；

图3是液态金属导电组件的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二提供的新型X射线CT管中陶瓷轴承的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种新型X射线CT管作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例一

本实用新型实施例一提供了一种新型X射线CT管，其结构如图1所示。所述新型X射线CT管包括阳极靶盘1、管壳5和阴极6，其原理为，在所述管壳5所形成的高真空条件下，从所述阴极6发射出的热电子，在阴极和阳极之间的加速电场作用下，高速撞击到所述阳极靶盘1，从而产生X射线。所述新型X射线CT管还包括陶瓷轴承2，所述陶瓷轴承2通过法兰4与所述阳极靶盘1连接，并能够带动所述阳极靶盘1转动，将高速电子撞击所述阳极靶盘1产生的热量均匀散布到整个阳极靶盘1上，并通过热辐射将热量传递给所述管壳5散发出去；另外，所述陶瓷轴承2包括阳极底座3，所述阳极底座3与所述陶瓷轴承2以及所述阳极靶盘1电导通，一方面通过外接高压发生器或接地，为所述阳极靶盘1赋予阳极电压；另一方面将撞击到阳极靶盘1上的电子导出。相比目前采用的金属轴承，陶瓷轴承能够在更高的旋转频率、更高的温度下进行工作；并且陶瓷轴承变形量较小，噪音更小，以及具备更长的寿命，可以显著提升X射线CT管的可连续加载功率以及寿命。

具体的，所述陶瓷轴承2包括轴承外圈21、轴承内圈22和滚珠23；其中，所述轴承外圈21的外部设有轴承套24，所述轴承内圈22中穿过有轴承内轴25；所述滚珠23位于所述轴承外圈21和所述轴承内圈22围成的圆环中。进一步的，所述轴承外圈21、所述轴承内圈22和所述滚珠23均为陶瓷材料；或者，所述滚珠23为陶瓷材料，所述轴承外圈21和所述轴承内圈22为金属材料。

具体的，所述陶瓷材料为非导电陶瓷材料或者导电陶瓷材料。当选用非导电陶瓷材料时，优选为氮化硅，能够在高达800℃的温度环境下工作。并且在适当的工作环境下，寿命是全钢轴承的3至5倍；并且所述陶瓷轴承2还包括导电组件26，所述导电组件26位于所述轴承内轴25和所述阳极底座3之间，并将两者导通，所述阳极靶盘1通过所述轴承内轴25和所述导电组件26与所述阳极底座3电导通。

其中所述导电组件26为金属滚珠导电组件，如图2所示，包括金属滚珠261和轴承圈262，所述金属滚珠261位于所述轴承圈262中；由于大部分负载集中在陶瓷滚珠23上，金属滚珠261只有较小的负载。请继续参阅图1，所述阳极底座3上开有用于流通冷却液的冷却槽31，冷却液按照如图2中箭头所示方向流过所述冷却槽31，通过所述金属滚珠261和所述轴承圈262与其之间的热传导将所述金属滚珠261的热量带走的设计，将金属滚珠261保持在较低的温度。因此金属滚珠导电组件具备较长的寿命，不会影响到整个陶瓷轴承的寿命。

所述导电组件26也可以为液态金属导电组件，如图3所示，包括液态金属263和存储槽264，所述轴承内轴25与所述阳极底座3间的间隙为5~80μm，这样通过毛细力将液态金属263吸附在如图3虚线框所示区域内，避免液态金属263溢出对其他部件产生影响或者引发打火；同时设计了液态金属的储存槽264，即便有液态金属263有微量溢出时，也可在储存槽264储存起来。所述液态金属263为镓铟锡合金。

当选用导电陶瓷材料时，优选为钛硅碳，既具备陶瓷的耐高温，热膨胀系数低等优异性能，能够在约1000℃的温度环境下工作；亦具备导电性能，在选用导电陶瓷材料时无需导电组件，所述阳极靶盘1通过轴承内轴25、轴承内圈22、滚珠23、轴承外圈21、轴承套24与阳极底座3电导通。在所述阳极底座3处连接高压发生器或接地即可为阳极靶盘1赋予阳极电压。在加载的时候，大量电子轰击到所述阳极靶盘1上也通过此方式与阳极底座3连接，从而将这些电子通过电流导通出去从而保证所述阳极靶盘1的稳定电位。

实施例二

本实用新型实施例二提供了一种新型X射线CT管的另一种实现方式，其陶瓷轴承的结构如图4所示。与本实用新型实施例一相比，其区别在于：所述陶瓷轴承2包括轴承外圈21和滚珠23；其中，所述轴承外圈21的外部设有轴承套24，所述轴承外圈21中穿过有轴承内轴25；所述滚珠23位于所述轴承外圈21和所述轴承内轴25围成的圆环中；所述轴承内轴25同时起轴承内圈的作用。进一步的，所述滚珠23为陶瓷材料，所述轴承外圈21为金属材料。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型X射线CT管，包括阳极靶盘、管壳和阴极，在所述管壳所形成的高真空条件下，从所述阴极发射出的热电子在加速电场作用下，高速撞击到阳极靶盘，从而产生X射线，其特征在于，所述新型X射线CT管还包括：

陶瓷轴承，通过法兰与所述阳极靶盘连接，并能够带动所述阳极靶盘转动；

所述陶瓷轴承包括阳极底座，所述阳极底座与所述陶瓷轴承以及所述阳极靶盘电导通，并外接高压发生器或接地。

2.如权利要求1所述的新型X射线CT管，其特征在于，所述陶瓷轴承还包括轴承外圈、轴承内圈和滚珠；其中，

所述轴承外圈的外部设有轴承套，所述轴承内圈中穿过有轴承内轴；所述滚珠位于所述轴承外圈和所述轴承内圈围成的圆环中。

3.如权利要求2所述的新型X射线CT管，其特征在于，所述轴承外圈、所述轴承内圈和所述滚珠均为陶瓷材料；或者，

所述滚珠为陶瓷材料，所述轴承外圈和所述轴承内圈为金属材料。

4.如权利要求1所述的新型X射线CT管，其特征在于，所述陶瓷轴承还包括轴承外圈和滚珠；其中，

所述轴承外圈的外部设有轴承套，所述轴承外圈中穿过有轴承内轴；所述滚珠位于所述轴承外圈和所述轴承内轴围成的圆环中。

5.如权利要求4所述的新型X射线CT管，其特征在于，所述滚珠为陶瓷材料，所述轴承外圈为金属材料。

6.如权利要求3或5所述的新型X射线CT管，其特征在于，所述陶瓷材料为包括氮化硅在内的非导电陶瓷材料。

7.如权利要求3或5所述的新型X射线CT管，其特征在于，所述陶瓷材料为包括钛硅碳在内的导电陶瓷材料。

8.如权利要求6所述的新型X射线CT管，其特征在于，所述陶瓷轴承还包括导电组件，位于所述轴承内轴和所述阳极底座之间，并将两者导通。

9.如权利要求8所述的新型X射线CT管，其特征在于，所述导电组件为金属滚珠导电组件，包括金属滚珠和轴承圈，所述金属滚珠位于所述轴承圈中；所述阳极底座上开有冷却槽，用于流通冷却液。

10.如权利要求8所述的新型X射线CT管，其特征在于，所述导电组件为液态金属导电组件，包括液态金属和储存槽，所述轴承内轴与所述阳极底座间的间隙为5~80μm，所述液态金属为镓铟锡合金。