CN219626587U - 固定阳极冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种固定阳极冷却装置；该装置包括水冷装置和风冷装置，将水冷装置中的散热片装设在球管中的外露阳极上，从而实现对外露阳极的初步冷却；然后风冷装置通过设置转子和定子，并且将球管以及水冷装置安装在转子上，使得转子相对于定子的转动过程中，转子内部空腔中空气高速流通带走外露阳极上的热量，从而实现对阳极进一步的冷却。

Description

固定阳极冷却装置

技术领域

本实用新型涉及球管应用技术领域，特别是涉及一种固定阳极冷却装置。

背景技术

球管是产生X射线的核心部件，固定阳极是球管中最重要的部件之一。阳极在输出X射线时会产生大量的热量，需要及时将这些热量散发出去，球管中产生射线的阳极才可以正常工作。

在安检CT放射装置中，经常使用球管高压一体源固定阳极装置，固定阳极输出X射线时，阳极释放大量的热，为了稳定X射线参数，需要对阳极冷却。对于固定阳极的散热的主要方式是将固定阳极浸泡在绝缘油中，但使用绝缘油的方式要求循环油中不能产生气泡，对封装技术有一定技术，使得冷却方式的难度与成本都增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种固定阳极冷却装置，采用风冷却和水冷却相结合的复合冷却的方式，具有降低成本，增强冷却效果的特点。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种固定阳极冷却装置，包括：

球管，所述球管包括球管本体，所述球管本体上装设有外露阳极，所述外露阳极开设有射线孔；

水冷装置，所述水冷装置包括散热片，所述散热片装设在所述外露阳极未设有射线孔处；

风冷装置，所述风冷装置包括相互转动连接的风冷转子和风冷定子，所述球管本体、外露阳极和散热片均设置在所述风冷转子上。

在其中一个实施例中，所述水冷装置还包括换热器，所述散热片内具有液体流道，所述散热片开设有均与所述液体流道连通的进水口和出水口，所述进水口和所述出水口与换热器相连通，所述换热器设于所述风冷转子。

在其中一个实施例中，所述液体流道采用蛇形结构。

在其中一个实施例中，还包括高压装置与控制盒，所述高压装置与控制盒均设置在所述风冷转子内，所述控制盒和所述高压装置均与所述球管本体电性连接，所述控制盒、球管本体以及高压装置依次紧密布置形成射线发生装置。

在其中一个实施例中，所述射线发生装置与换热器沿风冷转子周向间隔布置且间隙形成散热风道，所述外露阳极以及与其相连的所述散热片均位于所述散热风道内。

在其中一个实施例中，所述散热片为钨铜合金散热片。

在其中一个实施例中，所述散热片采用翅片式结构。

在其中一个实施例中，所述外露阳极呈圆柱形，所述外露阳极的第一底面与所述球管本体相连，所述外露阳极的第二底面设有所述射线孔，所述外露阳极的曲面上装设所述散热片。

在其中一个实施例中，所述散热片开设有散热槽，所述外露阳极插入所述散热槽内，所述散热槽的长度、宽度与所述外露阳极的直径一致，所述散热槽的深度与所述外露阳极的高度一致。

在其中一个实施例中，所述外露阳极与散热槽的装配方式采用卡扣连接、焊接或粘接。

本实用新型提供了一种固定阳极冷却装置，具备以下有益效果：首先，该装置包括水冷装置和风冷装置，将水冷装置中的散热片装设在球管中的阳极上，从而实现对阳极的初步冷却；其次，风冷装置通过设置转子和定子，然后将球管以及水冷装置安装在转子上，在转子相对于定子的转动过程中，转子内部空腔中空气高速流通带走所述外露阳极上的热量，从而实现对阳极进一步的冷却。

附图说明

图1为本实用新型一实施例在一视角下的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例在另一视角下的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的散热片在一视角下的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例的球管本体与固定阳极在一视角下的结构示意图；

图5为本实用新型一实施例的球管本体与固定阳极在另一视角下的结构示意图。

附图标记说明：

10、球管本体；20、外露阳极；201、第一底面；202、第二底面；30、水冷装置；301、散热片；302、换热器；303、进水口；304、出水口；40、风冷装置；401、风冷转子；402、风冷定子；50、控制盒；60、高压装置；70、散热风道；80、散热槽。

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。

本实用新型在某些实施例中提供了一种固定阳极冷却装置，如图1所示，包括球管，球管包括球管本体10，球管本体10上装设有外露阳极20，外露阳极20开设有射线孔；水冷装置30，水冷装置30包括散热片301，散热片301装设在外露阳极20未设有射线孔处；风冷装置40，风冷装置40包括相互转动连接的风冷转子401和风冷定子402，球管本体10、外露阳极20和散热片301均设置在风冷转子401上。

本实用新型的工作流程为：当球管工作时，外露阳极20从射线孔处输出X射线并散发大量的热能，由于外露阳极20上装设有散热片301，因此热量直接传导至散热片上，从而完成对外露阳极20的初步冷却；

与此同时，风冷转子401开始转动，由于风冷转子401的转轴与外表面之间为空腔结构，球管和散热片301设置在风冷转子401的空腔内部，因此风冷转子401在转动过程中空腔内不断地流入冷空气与空腔内安装的球管以及散热片301强制对流，不仅可以从散热片301与外露阳极20之间的缝隙中吸收外露阳极20所散发的热量，同时还能吸收散热片301本身产生的热量，从而实现外露阳极20和散热片301的双重冷却。

冷空气吸收完热量后变为热气，通过风冷转子401的转动将热气排出的同时吸入新的冷空气对风冷转子401内的装置再次进行冷却，以此往复从而实现风冷装置的冷却功能。当风冷转子401的转速越快时，空气的流速越大、循环越快，那么对于散热片301和外露阳极20的冷却效果就越佳。

在一些实施方式中，水冷装置30还包括换热器302，散热片301内具有液体流道，散热片301开设有均与液体流道连通的进水口303和出水口304，进水口303和出水口304与换热器302相连通，换热器302设于风冷转子401。

散热片301外表面吸收足够多的热量饱和后，通过将热量传导至内部的冷却液实现降温，当冷却液吸收足够多热量后温度升高从而导致冷却效果降低，然后温度较高的冷却液通过出水口304进入换热器302内，换热器302用于吸收冷却液的热量，冷却液在换热器302内完成热量传递实现降温后从换热器302内流出，降温后的冷却液能产生良好的冷却效果，然后冷却液通过进水口303流入散热片301内再次进行吸热，吸收足够热量后再次从出水口304流出进入换热器302内进行换热，以此往复。

在一些实施方式中，所述液体流道采用蛇形结构，蛇形结构蜿蜒曲折，可以增加冷却液流经散热片301的时间，同时还能够增加液体流道与散热片301的接触面积，进而提升对外露阳极20的冷却效果。

在一些实施方式中，还包括高压装置60与控制盒50，高压装置60与控制盒50均设置在风冷转子401内，控制盒50和高压装置60均与球管本体10电性连接，控制盒50、球管本体10以及高压装置60依次紧密布置形成射线发生装置。

高压装置60用于给球管提供高压，使得球管运行产生X射线。控制盒50用于控制高压装置60的开关进而控制球管输出X射线，高压装置60、控制盒50与球管一同设置在风冷转子401内，球管本体10设置在高压装置与控制盒之间且三者紧密连接形成一个整体，这样设置不仅有利于三者之间的连接，避免在风冷转子401内部形成杂乱的线路，同时由于三者形成的紧固整体，可以增加高压装置60、控制盒50以及球管本体10在风冷转子401转动时的稳定性，进而保证整体装置的稳定性。

在一些实施方式中，射线发生装置与换热器302沿风冷转子401周向间隔布置且间隙形成散热风道70，外露阳极20以及与其相连的散热片301均位于散热风道70内。

散热风道70的面积小于风冷转子401空腔的面积，因此散热风道70内产生压强较大的空气，压强越大，那么流经散热风道70的风力就越强，风力越强对外露阳极20和散热片301的吸热效果就更好，从而增加对外露阳极20的冷却效果。

在一些实施方式中，散热片301为钨铜合金散热片。首先，钨铜合金具有很好的导电导热性，较好的高温强度和一定的塑性。在很高的温度下，如3000℃以上，合金中的铜被液化蒸发，吸收大量热量，能够降低材料表面温度。因此散热片301采用钨铜合金能够及时有效的吸收外露阳极20所产生的热量，并将热量传递至散热片301内的冷却液，通过冷却液降低温度后继续吸收外露阳极20表面产生的热量。

其次，钨铜合金吸收高射线能力较强，球管工作时，外露阳极20会散发大量的散射线需要屏蔽，而装设在外露阳极20上的钨铜合金散热片301能够直接将散射线屏蔽，减少射线对环境所产生的影响。

最后，钨铜合金还具有质量较轻的特点，减小占用空间的同时可以减少装置的整体重量。

在一些实施方式中，散热片301采用翅片式结构。散热片301采用翅片式结构可以增加散热片301的散热性能，进而增强散热片301的冷却效果。同时翅片式的设计可以增加散热片301的机械强度和承压能力，保证散热片301的稳定性。

在一些实施方式中，参照图5，外露阳极20呈圆柱形，外露阳极20的第一底面201与球管本体10相连，外露阳极20的第二底面202设有射线孔，所述外露阳极20的曲面上装设所述散热片301。将散热片301装设在外露阳极20的曲面上时，不仅能够起到吸热和屏蔽外露阳极20输出的散射线，还不会遮挡射线孔内射线的输出。同时还具有容易拆装、节省安装时间以及提高生产效率等优点。

在一些实施方式中，散热片301开设有散热槽80，外露阳极20插入散热槽内，散热槽80的长度和宽度均与外露阳极20的直径一致，散热槽80的深度与外露阳极20的高度H一致。此种设置可以保证外露阳极20完全插入散热片301内，即散热片301能够完全包裹外露阳极20。当外露阳极20与散热片301接触面增大时，就能够吸收更多热量，冷却效果也相应提升。

在一些实施方式中，散热片301可根据外露阳极20的体积、形状或尺寸特别定制。定制的散热片301能够完全包裹外露阳极20，只在散热片301上开设与射线孔相对应的窗口，能够保证外露阳极20输出射线即可，这样不仅能够保证外露阳极20最大面积的接触散热片301，从而达到最佳的散热效果，还能够最大限度地吸收外露阳极20除射线孔外输出的散射线，将射线对环境的影响降到最低。

在一些实施方式中，外露阳极20与散热槽80的装配方式采用卡扣连接、焊接或粘接，外露阳极20与散热槽80之间的连接越紧密那么二者在风冷转子内转动时就不容易脱离，保证装置运行的稳定性。外露阳极20与散热槽80通过卡口连接具有便于拆卸或更换散热片301的优势。外露阳极20与散热槽80之间通过焊接连接能够保证外露阳极20与散热片301连接足够稳固，防止二者在风冷装置运行时发生脱离，降低冷却效果。

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。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，上面结合附图对本实用新型的具体实施方式做了详细的说明。在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种固定阳极冷却装置，其特征在于：包括：

球管，所述球管包括球管本体(10)，所述球管本体(10)上装设有外露阳极(20)，所述外露阳极(20)开设有射线孔；

水冷装置(30)，所述水冷装置(30)包括散热片(301)，所述散热片(301)装设在所述外露阳极(20)未设有射线孔处；

风冷装置(40)，所述风冷装置(40)包括相互转动连接的风冷转子(401)和风冷定子(402)，所述球管本体(10)、外露阳极(20)和散热片(301)均设置在所述风冷转子(401)上。

2.根据权利要求1所述的固定阳极冷却装置，其特征在于：所述水冷装置(30)还包括换热器(302)，所述散热片(301)内具有液体流道，所述散热片(301)开设有均与所述液体流道连通的进水口(303)和出水口(304)，所述进水口(303)和所述出水口(304)与换热器(302)相连通，所述换热器(302)设于所述风冷转子(401)。

3.根据权利要求2所述的固定阳极冷却装置，其特征在于：所述液体流道采用蛇形结构。

4.根据权利要求2所述的固定阳极冷却装置，其特征在于：还包括高压装置(60)与控制盒(50)，所述高压装置(60)与控制盒(50)均设置在所述风冷转子(401)内，所述控制盒(50)和所述高压装置(60)均与所述球管本体(10)电性连接，所述控制盒(50)、球管本体(10)以及高压装置(60)依次紧密布置形成射线发生装置。

5.根据权利要求4所述的固定阳极冷却装置，其特征在于：所述射线发生装置与换热器(302)沿风冷转子(401)周向间隔布置且间隙形成散热风道(70)，所述外露阳极(20)以及与其相连的所述散热片(301)均位于所述散热风道(70)内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的固定阳极冷却装置，其特征在于：所述散热片(301)为钨铜合金散热片。

7.根据权利要求1-5任一项所述的固定阳极冷却装置，其特征在于：所述散热片(301)采用翅片式结构。

8.根据权利要求1-5任一项所述的固定阳极冷却装置，其特征在于：所述外露阳极(20)呈圆柱形，所述外露阳极(20)的第一底面(201)与所述球管本体(10)相连，所述外露阳极(20)的第二底面(202)设有所述射线孔，所述外露阳极(20)的曲面上装设所述散热片(301)。

9.根据权利要求8所述的固定阳极冷却装置，其特征在于：所述散热片(301)开设有散热槽(80)，所述外露阳极(20)插入所述散热槽内，所述散热槽(80)的长度、宽度与所述外露阳极(20)的直径一致，所述散热槽(80)的深度与所述外露阳极(20)的高度一致。

10.根据权利要求9所述的固定阳极冷却装置，其特征在于：所述外露阳极(20)与散热槽(80)的装配方式采用卡扣连接、焊接或粘接。