CN210123714U - X射线管及医疗成像设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种X射线管及医疗成像设备。X射线管，包括壳体及封盖，所述壳体包括焊接部以及凸设于所述焊接部内壁上的台阶部，所述封盖抵持于所述台阶部并焊接于所述焊接部，所述封盖密封所述壳体并与所述壳体围设形成管腔，所述封盖与所述焊接部及台阶部之间形成封装间隙；所述封盖与所述台阶部之间还形成有排气通道，所述排气通道连通所述管腔及封装间隙。该X射线管能够使封装间隙内的杂质气体能够同时与X射线管的管腔内的杂质气体一同排除，进而使得X射线管内的杂质气体能够排除彻底，从而避免X射线管工作异常甚至被高压击穿等问题，延长X射线管的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗设备领域，特别是涉及一种X射线管及医疗成像设备。
背景技术
现有的封闭式X射线管包括壳体及用于封闭壳体的封盖。常将X射线管的壳体及封盖相互焊接，而焊接后壳体与封盖的连接处都会留存狭小的封装间隙，而封装间隙内的大量杂质气体在后续的X射线管的排气处理中很有可能难以彻底排除，进而造成X射线管工作异常甚至被高压击穿等问题，影响X射线管的使用寿命。
实用新型内容
基于此，有必要针对上述的问题，提供一种改进的X射线管及医疗成像设备，通过将焊接留存的封装间隙与X射线管之间设置相连通的排气通道，以使封装间隙内的杂质气体能够同时与X射线管的管腔内的杂质气体一同排除，进而使得X射线管内的杂质气体能够排除彻底，从而避免X射线管工作异常甚至被高压击穿等问题，延长X射线管的使用寿命。
本实用新型提供一种X射线管，包括壳体及封盖，所述壳体包括焊接部以及凸设于所述焊接部内壁上的台阶部，所述封盖抵持于所述台阶部并焊接于所述焊接部，所述封盖密封所述壳体并与所述壳体围设形成管腔，所述封盖与所述焊接部及台阶部之间形成封装间隙；所述封盖与所述台阶部之间还形成有排气通道，所述排气通道连通所述管腔及封装间隙。
进一步地，所述台阶部开设有第一凹槽，所述第一凹槽的壁面与所述封盖的表面围设形成所述排气通道。如此设置，便于存留在封装间隙内的杂质气体排出。
进一步地，所述台阶部具有端面及侧面，所述封盖抵持于所述台阶部的端面，所述第一凹槽贯穿所述端面及侧面。如此设置，便于第一凹槽的开设。
进一步地，所述第一凹槽的数量为多个，且多个所述第一凹槽沿所述壳体内壁的周向相间隔设置。如此设置，多个所述第一凹槽能够使得狭长的封装间隙34内的杂质气体顺利排出。
进一步地，所述第一凹槽的数量为四个，每相邻两个所述第一凹槽之间的周向间距相等。如此设置，封装间隙与管腔之间能够有足够的排气通道，且不过度增加壳体的加工过程。
进一步地，所述焊接部与所述台阶部之间形成有倒角，所述端面的宽度大于或等于所述倒角的半径。如此设置，端面能够较好地支撑封盖，避免台阶部过短致使无法有效卡抵在台阶上。
进一步地，所述端面的宽度为1mm至2mm。如此设置，在保证能够抵持封盖的前提下，台阶部的端宽度不宜设置过宽而影响X射线管的整体性能。
进一步地，所述封盖上开设有第二凹槽，所述第二凹槽的壁面与所述台阶部(312)的表面围设形成所述排气通道。如此设置，第二凹槽能够易于开设。
进一步地，所述X射线管包括阴极组件及阳极组件，所述阴极组件及阳极组件相对设置并容置于所述管腔内。
本实用新型还提供一种医疗成像设备，所述医疗成像设备包括如上述的任意一项所述的X射线管。
本实用新型提供的一种X射线管，通过将焊接留存的封装间隙与X射线管之间设置相连通的排气通道，够使封装间隙内的杂质气体同时与X射线管的管腔内的杂质气体一同排除，进而使得X射线管内的杂质气体能够排除彻底，从而避免X射线管工作异常甚至被高压击穿等问题，延长X射线管的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型一实施例中X射线管的剖视示意图；
图2为图1所示的X射线管中封盖及局部壳体拆解后的立体示意图；
图3为图2所示壳体及封盖的剖视示意图；
图4为图3所示壳体及封盖在A处的放大示意图；
图5为本实用新型另一实施例中壳体及封盖局部的立体示意图。
主要元件符号说明
| X射线管 | 100 |
| 阴极组件 | 10 |
| 灯丝 | 11 |
| 阳极组件 | 20 |
| 靶盘 | 21 |
| 转轴 | 22 |
| 轴承 | 23 |
| 壳体组件 | 30 |
| 壳体 | 31 |
| 焊接部 | 311 |
| 台阶部 | 312 |
| 端面 | 3121 |
| 侧面 | 3122 |
| 第一凹槽 | 3123、3123a |
| 封盖 | 32 |
| 密封面 | 321 |
| 连接部 | 322 |
| 管腔 | 33 |
| 封装间隙 | 34 |
| 排气通道 | 35 |
以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请一并参阅图1，图1为本实用新型一实施例中X射线管100的剖视示意图。
本实用新型提供一种X射线管100，X射线管100用于发射X射线，其能够利用加速后的电子撞击金属靶，通过电子在撞击过程中的动能损失将电子的部分能量(约为其中的1％)以光子的形式放出(轫致辐射)，从而发射出具有连续X光光谱的X射线。又或者通过电子对金属原子内层电子的撞出以使得原子的外层电子能够向内层跃迁(特性辐射)，从而发射出具有特性X光光谱(特性辐射)的X射线。
本实施例中，X射线管100应用至医学成像设备中，其既可以用于单模态的医学成像设备的X射线发射，如CT机、CR机以及DR机等；还可以用于多模态医疗成像设备的X射线发射，如PET/CT机等。
可以理解，本实用新型并不限制X射线管100仅能够应用至医学成像设备中；在其他的实施方式中，X射线管100还可以应用工业探伤、安全检测、生物大分子分析、X射线卫星导航等领域中。
具体地，X射线管100包括阴极组件10、阳极组件20以及壳体组件30，壳体组件30围设形成封闭的管腔33，阴极组件10与阳极组件20均容置于壳体组件30的管腔33内，且阴极组件10与阳极组件20之间相对设置。
阴极组件10用于发射电子束，阳极组件20用于承受阴极组件10发射的电子束，壳体组件30用于容置和承载阴极组件10与阳极组件20。阴极组件10发射的电子束能够在壳体组件30所提供的密闭的管腔33下以低损耗的状态传输，并在外加电场的作用下经过加速轰击至阳极组件20的表面，利用特性辐射或者轫致辐射的原理发射出X射线。
阴极组件10包括灯丝11以及灯丝驱动电路(图未示)，灯丝驱动电路连接于灯丝11，其用于为灯丝11供电，从而驱动灯丝11发射电子束。灯丝11的结构可以为螺旋线圈、D形或平面发射体等，只要其能在通电后实现电子束的发射即可。灯丝11的材料可以是钨或者其他通电后能够发射电子束的材料。
灯丝11在灯丝驱动电路的驱动作用下产生高温(一般大于2000K)，此时灯丝11的表面电子因为高温而具有足够的逸出能量，并通过热运动的形式逸出灯丝11的表面，从宏观上即表现为灯丝11发射出电子束。
可以理解，本实用新型并不限制阴极组件10的数量仅能够采用上述实施例中所描述的一组。在其他实施方式中，为了延长阴极组件10的使用寿命，阴极组件10的数量可以设置为多个，例如两个或者三个以上。其中，多个阴极组件10中的其中一个阴极组件10可以在X射线管100排气处理时使用，也可以在其他阴极组件10损坏时作为备用的阴极组件10使用以维持X射线管100的正常运行。
在其中一个实施例中，为使阴极组件10与壳体组件30之间相互电隔离，阴极组件10与壳体组件30的连接处通过陶瓷件(未标号)连接。可以理解，在其他实施方式中，阴极组件10与壳体组件30之间的电隔离还可以通过其他绝缘材料实现，例如耐高温玻璃等。
阳极组件20包括靶盘21、转轴22、轴承23以及轴承套(未标号)，靶盘21与灯丝11相对设置并连接于转轴22，轴承23设置于转轴22与轴承套之间，轴承套固定连接于壳体组件30且轴承套的内壁套设轴承23。
靶盘21用于接收并承受灯丝11所发射出的电子束，靶盘21上直接承受电子束轰击的表面(常被称为焦点)即产生和发射X射线；转轴22用于驱动靶盘21转动；轴承23用于支撑转轴22，并使得转轴22能够以较小的摩擦系数进行转动；轴承套用于实现阳极组件20在壳体组件30上的固定设置，并且为轴承23提供安装设置的空间。转轴22在外部驱动源的驱动作用下转动，并在轴承23的润滑以及减摩擦作用下带动靶盘21转动，从而实现靶盘21相对灯丝11的快速转动。
本实施例，X射线管100内的阳极组件20为旋转式的阳极组件20，其内部的灯丝11所发射出的电子束轰击靶盘21的表面，在遭遇到靶盘21表面的阻挡后将自身的绝大部分动能(99％以上)以热能的逸散掉；由于靶盘21的高速旋转，靶盘21上直接承载电子束的焦点位置不停转换，从而提高了散热效果并且延长了靶盘21的寿命。
可以理解，在其他实施方式中，X射线管100的阳极组件20可以采用固定式的阳极组件，只要能够实现在接收阴极组件10的电子束后，发射X射线即可。
靶盘21的本身形状既可以采用盘状，也可以采用柱状等其他形状。由于靶盘21在承载电子束轰击时会集聚大量的热量，靶盘21的工作温度一般在1200℃以上，甚至会达到1800℃。因此靶盘21的材料优选铜、钻、镍、铁、铝等具有较佳传热性以及高熔点的合金材料。可以理解，在其他实施方式中，为了增加靶盘21的导热效率，靶盘21的内部可以相应填充有用于增加散热效果的材料。
本实施例，靶盘21与灯丝11偏心设置，也即灯丝11并不与靶盘21的轴心(也即转轴22的轴心)直接相对。此时靶盘21的轰击承受区域具有较大的回转线速度，散热效果较佳。
请一并参阅图2，图2为图1所示的X射线管100中封盖32及局部壳体31拆解后的立体示意图。
壳体组件30包括壳体31及封盖32，壳体31用于容置阴极组件10及阳极组件20，封盖32用于密封壳体31并与壳体31围设形成管腔33。优选地，为减少或避免运行时产生的二次电子对X射线管100的影响，壳体31与封盖32均采用金属材料制备，并通过焊接相互密封。当然，在其他实施方式中，壳体31可以采用玻璃或者陶瓷材质制成。
壳体31大致为中空的筒状结构，壳体31的开口处通过封盖32焊接并密封，壳体31与封盖32之间相互围设从而形成上述的管腔33。阴极组件10及阳极组件20容置在壳体31内。壳体31与封盖32所围设的管腔33形状可根据所安装的阴极组件10及阳极组件20的结构而对应设置。
封盖32大致呈圆盘状，封盖32包括密封面321及连接于密封面321边缘的连接部322，密封面321用于密封壳体31的开口，连接部322用于与壳体31相互焊接。封盖32嵌设于壳体31内，壳体31的外壁面套设连接部322的内壁面。
可以理解，在其他实施方式中，封盖32的形状可以根据壳体31开口的截面形状而相应设置为其他形状，例如方形等，只要能够实现与封盖32相互焊接并密封即可。密封面321可以设置为平面，也可以设置为带有弧度的曲面。
在其中一个实施例中，为便于壳体31与封盖32之间的焊接，且利于壳体31与封盖32的重新回收利用，封盖32的连接部322设置为外翻的翻边，封盖32通过翻边与壳体31相互焊接。对应地，为与封盖32的翻边相互焊接，包括焊接部311，焊接部311对应连接于封盖32的连接部322，且为限制封盖32嵌入壳体31的深度，焊接部311的内壁上设有沿壳体31径向凸起的台阶部312，封盖32抵持于台阶部312，且封盖32的连接部322与焊接部311通过焊接密封。
本实施例中，连接部322与焊接部311均为薄壁且具有一定的长度，因此，在壳体31与封盖32焊接后，若焊接存在质量问题，则可以切除连接部322与焊接部311之间的焊接部311分，重新回收壳体31与封盖32。
可以理解，在其他实施方式中，若不考虑壳体31与封盖32的重新回收利用，则连接部322可以直接为密封面321的侧沿，只要能够实现与壳体31之间的焊接密封即可。
优选地，封盖32与壳体31之间采用氩弧焊进行焊接密封，以避免其他焊接方式造成的过度氧化和热量沉积问题。
可以理解，若壳体31及封盖32的氧化或者热量沉积可以控制在一定范围内，则封盖32与壳体31之间也可以通过其他焊接方式进行密封，例如激光焊等。
可以理解，X射线管100的内部还会设置供X射线外射的窗口结构、用于连接抽真空设备的连接件等功能部件，这些功能部件并非本发明的重点，在此不作赘述。
请一并参阅图3至图4，图3为图2所示壳体31及封盖32的剖视示意图；图4为图3所示壳体31及封盖32在A处的放大示意图。
X射线管100制备工艺的其中一步是将封盖32与安装有阴极组件10及阳极组件20的壳体31通过焊接封装，而现有X射线管100的封装技术中，壳体31的焊接部311及封盖32的连接部322在进行焊接密封时，由于焊料本身的熔透力不足，难以均匀渗入台阶部进行填充，因此，焊接后壳体31与封盖32的连接处都会留存狭小的封装间隙34，而封装间隙34内的大量杂质气体在后续的X射线管100的排气处理中难以彻底排除，进而造成X射线管100工作异常甚至被高压击穿等问题，影响X射线管100的使用寿命。
为了消除封装间隙内杂质气体对X射线管管腔内的真空度的影响，X射线管100的封盖32与壳体31的台阶部312之间还形成有排气通道35，排气通道35连通管腔33及封装间隙34。在X射线管100进行排气处理时，封装间隙34通过排气通道35与X射线管100的管腔33连通，外部抽真空设备能够一并排除封装间隙34内的杂质气体，从而获得较好的排气效果。
在其中一个实施例中，壳体31的台阶部312在壳体31的内壁上沿周向凸起，并形成一个环状的台阶。台阶部312具有端面3121及连接于端面3121的侧面3122，端面3121用于承托封盖32的表面。封盖32抵持于台阶部312的端面3121，台阶部312的端面3121与封盖32的表面之间形成有封装间隙34，为使封装间隙34与X射线管100管腔33之间能够相互连通，台阶部312的端面3121上开设有第一凹槽3123，且第一凹槽3123贯穿台阶部312的端面3121及侧面3122，第一凹槽3123的壁面与封盖32的表面围设形成排气通道35，以便于存留在封装间隙34内的杂质气体排出。
在其中一个实施例中，第一凹槽3123的延伸方向与台阶部312的端面3121之间相倾斜设置，且第一凹槽3123为U形凹槽。
可以理解，在其他实施方式中，第一凹槽3123可以设置为其他形状的凹槽，例如方形槽或者燕尾槽，只要与封盖32的表面形成排气通道35即可。
在其中一个实施例中，为便于狭长的封装间隙34内的杂质气体能够顺利排出，台阶部312上开设有多个第一凹槽3123，且多个第一凹槽3123沿壳体31内壁的周向相间隔设置，以使残留于封装间隙34内的杂质气体的排出路径大致相同。优选地，为使封装间隙34与管腔33之间能够有足够的排气通道35，且不过度增加壳体31的加工过程，第一凹槽3123的数量为四个，且每个相邻的第一凹槽3123之间的周向间距相等。
可以理解，在其他实施方式中，第一凹槽3123的数量可以设置为一个、两个或者三个以上，只要能实现与封盖32的表面之间形成排气通道35即可。
在其中一个实施例中，壳体31的焊接部311与台阶部312之间形成有倒角，端面3121的宽度大于或等于倒角的半径，以便于较好地支撑封盖32，避免台阶部312过短致使无法有效卡抵在台阶部312上。
在保证能够抵持封盖32且不易滑移至管腔33的前提下，台阶部312端面3121的宽度不宜设置过宽而影响X射线管的整体性能，优选地，端面3121的宽度设置为1mm至2mm。
请一并参阅图5，图5为本实用新型另一实施例中壳体31及封盖32局部的立体示意图；在本实用新型另一实施例中，第一凹槽3123a的延伸方向与台阶部312的端面3121之间平行设置，此时第一凹槽3123a沿端面3121延伸至台阶部的侧面3122。
可以理解，在其他实施方式中，第一凹槽3123a的数量可以是一个或者两个以上，只要与封盖32的表面形成排气通道35即可。
在其中一个实施例中，封盖32上开设第二凹槽(图未示)，第二凹槽的壁面与台阶部312的表面围设形成排气通道35。第二凹槽直接开设于封盖32，能够降低开设难度。
其中，第二凹槽的设置形式与第一凹槽3123相近，在此不做赘述。
本实用新型还提供一种医疗成像设备，医疗成像设备包括X射线管100。
本实用新型提供的一种X射线管100，通过将焊接留存的封装间隙34与X射线管100之间设置相连通的排气通道35，够使封装间隙34内的杂质气体同时与X射线管100的管腔33内的杂质气体一同排除，进而使得X射线管100内的杂质气体能够排除彻底，从而避免X射线管100工作异常甚至被高压击穿等问题，延长X射线管100的使用寿命。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种X射线管，包括壳体(31)及封盖(32)，所述壳体(31)包括焊接部(311)以及凸设于所述焊接部(311)内壁上的台阶部(312)，所述封盖(32)抵持于所述台阶部(312)并焊接于所述焊接部(311)，所述封盖(32)密封所述壳体(31)并与所述壳体(31)围设形成管腔(33)，所述封盖(32)与所述焊接部(311)及台阶部(312)之间形成封装间隙(34)；其特征在于，所述封盖(32)与所述台阶部(312)之间还形成有排气通道(35)，所述排气通道(35)连通所述管腔(33)及封装间隙(34)。
2.根据权利要求1所述的X射线管，其特征在于，所述台阶部(312)开设有第一凹槽(3123)，所述第一凹槽(3123)的壁面与所述封盖(32)的表面围设形成所述排气通道(35)。
3.根据权利要求2所述的X射线管，其特征在于，所述台阶部(312)具有端面(3121)及侧面(3122)，所述封盖(32)抵持于所述台阶部(312)的端面(3121)，所述第一凹槽(3123)贯穿所述端面(3121)及侧面(3122)。
4.根据权利要求3所述的X射线管，其特征在于，所述第一凹槽(3123)的数量为多个，且多个所述第一凹槽(3123)沿所述壳体(31)内壁的周向相间隔设置。
5.根据权利要求4所述的X射线管，其特征在于，所述第一凹槽(3123)的数量为四个，每相邻两个所述第一凹槽(3123)之间的周向间距相等。
6.根据权利要求3所述的X射线管，其特征在于，所述焊接部(311)与所述台阶部(312)之间形成有倒角，所述端面(3121)的宽度大于或等于所述倒角的半径。
7.根据权利要求6所述的X射线管，其特征在于，所述端面(3121)的宽度为1mm至2mm。
8.根据权利要求1所述的X射线管，其特征在于，所述封盖(32)上开设有第二凹槽，所述第二凹槽的壁面与所述台阶部(312)的表面围设形成所述排气通道(35)。
9.根据权利要求1所述的X射线管，其特征在于，所述X射线管包括阴极组件(10)及阳极组件(20)，所述阴极组件(10)及阳极组件(20)相对设置并容置于所述管腔(33)内。
10.一种医疗成像设备，其特征在于，所述医疗成像设备包括如权利要求1至9任意一项所述的X射线管。
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| CN201921577723.2U CN210123714U (zh) | 2019-09-20 | 2019-09-20 | X射线管及医疗成像设备 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113990729A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-28 | 郑州航空工业管理学院 | 一种准宏观冷场发射电子枪及其制造方法 |
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2019
- 2019-09-20 CN CN201921577723.2U patent/CN210123714U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113990729A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-28 | 郑州航空工业管理学院 | 一种准宏观冷场发射电子枪及其制造方法 |
| CN113990729B (zh) * | 2021-10-28 | 2023-06-06 | 郑州航空工业管理学院 | 一种准宏观冷场发射电子枪及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 201807 Shanghai City, north of the city of Jiading District Road No. 2258 Patentee after: Shanghai Lianying Medical Technology Co., Ltd Address before: 201807 Shanghai City, north of the city of Jiading District Road No. 2258 Patentee before: SHANGHAI UNITED IMAGING HEALTHCARE Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |