DD241676A1

DD241676A1 - Roentgenstrahler mit fluessigkeitskuehlung

Info

Publication number: DD241676A1
Application number: DD28160385A
Authority: DD
Inventors: Guenter Krannich; Konrad Apel
Original assignee: Rudolstadt Roehrenwerk
Priority date: 1985-10-10
Filing date: 1985-10-10
Publication date: 1986-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Roentgenstrahler mit Fluessigkeitskuehlung. Sie ist anwendbar bei ein- und mehrpoligen Strahlereinheiten fuer Grobstruktur Untersuchungen und besonders geeignet fuer Roentgenstrahler mit Metall-Keramik-Roentgenroehren. Das Ziel der Erfindung bestand darin, die Nennleistung von Roentgenroehren durch intensivere Kuehlung wesentlich zu verbessern. Ausgehend davon bestand die Aufgabe, neue konstruktive Loesungen zu schaffen, die gleichzeitig einen geringeren Materialeinsatz und Fertigungsaufwand erfordern sowie eine einfache, aber genaue Zentrierung der Roentgenroehre im Schutzgehaeuse ermoeglichen. Erfindungsgemaess wurde die Aufgabe dadurch geloest, dass der anodenseitige Teil der Roentgenroehre und der entsprechende Teil des Schutzgehaeuses als Kuehlkopf sowie als Zentrier- und Halteelement ausgebildet sind. Dabei ist das Zentrierelement gleichzeitig mit Kuehlmittelkanaelen versehen und der Kuehlmitteleintritt liegt der Rueckseitige der Anode gegenueber, der Kuehlmittelaustritt ist am katodenseitigen Teil des Schutzgehaeuses angeordnet.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Röntgenstrahier mit Flüssigkeitskühlung. Sie ist anwendbar bei ein- und mehrpoligen Strahlereinheiten für Grobstrukturuntersuchungen und besonders geeignet für Röntgenstrahier mit Metall-Keramik-Röntgenröhren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei Röntgenstrahlern mit Hochleistungs-Röntgenröhren ist eine intensive Kühlung unbedingte Voraussetzung für ein stabiles Betriebsverhalten. Bei Metall-Keramik-Röntgenröhren wird neben der Anode und dem Röntgenstrahlen-Austrittsfenster auch die metallische Außenhülle, besonders in der Nähe der Anode, stark erwärmt.

Zur Flüssigkeitskühlung von Röntgenröhren sind zahlreiche Lösungen bekannt. In der DE-OS 2833093 wird z.B. ein Kühlmittelkreislauf auf eine Röntgenröhre mit strahlungsundurchlässiger Außenhülle aus Metall beschrieben, wobei das Strahlenaustrittsfenster aus zwei hintereinanderliegenden Teilen besteht, die einen Kühlmittelkanal einschließen. Durch diese Kühlung des Fensters soll eine wesentlich höhere Ausgangsleistung der Röntgenröhre möglich sein, da das Glühen des Fensters bei dieser hohen Leistung vermieden wird. Diese Lösung erfordert jedoch einen sehr hohen Fertigungsaufwand. Es ist nicht nur das Einbringen besonderer Kühlmittelkanäle im Bereich der Anode erforderlich, es muß auch beim Einbau der Strahlenaustrittsfenster äußerste Präzision und eine komplizierte Verbindungstechnologie angewandt werden.

Die Kühlung erstreckt sich dabei nicht auf die metallische Außenhülle. In der DE-OS 2934870 ist eine Röntgenröhre beschrieben, die auf der Anoden-Rückseite eine Wölbung zur Oberflächenvergrößerung aufweist. Dieser Wölbung gegenüber ist eine entsprechend geformte Kühldüse mit mehreren Bohrungen angeordnet. Auch hier ist ein sehr hoher Fertigungsaufwand notwendig und eine Kühlung der Außenhülle der Röhre nicht möglich.

In der DE-OS 2813860 ist eine Strahleneinheit beschrieben, bei der die Umlaufkühlung mittels Gummischlauch im Röhrenschutzgehäuse realisiert wird. Diese Lösung erfordert zahlreiche zusätzliche Bauteile und einen hohen Fertigungsaufwand.

Die bekannten technischen Lösungen zur Zentrierung von Röntgenröhren in Schutzgehäusen beinhalten immer gesonderte, aufwendige Baugruppen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung bestand darin, die Nennleistung von Röntgenröhren, insbesondere solcher mit metallischer Außenhülle, durch intensivere Kühlung wesentlich zu verbessern. Dabei sollte der Fertigungsaufwand so gering wie möglich gehalten werden und gleichzeitig der Ein-und Ausbau der Röntgenröhre in bzw. aus dem Röhrenschutzgehäuse erleichtert werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ausgehend vom Ziel der Erfindung bestand die Aufgabe, durch neue konstruktive Lösungen der Ausgangsleistung von Röntgenröhren, insbesondere von Röntgenröhren mit metallischer Außenhülle, zu steigern und dabei gleichzeitig den Materialeinsatz und Fertigungsaufwand sowie die Abmessungen zu verringern sowie eine einfache, aber genaue Zentrierung der Röntgenröhre im Schutzgehäuse zu erreichen.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß der anodenseitige Teil der Röntgenröhre und der entsprechende Teil des Schutzgehäuses als Kühlkopf sowie als Zentrier- und Halteelement ausgebildet sind. Dabei ist das Zentrierelement gleichzeitig mit Kühlmittelkanälen versehen und der Kühlmittel-Eintritt liegt der Rückseite der Anode gegenüber, der Kühlmittel-Austritt ist am katodenseitigen Teil des Schutzgehäuses angeordnet.

Ausführungsbeispiel

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird sie anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:

In Abb. 1 ist eine erfindungsgemäße Röntgen-Strahlereinheit im Schnitt dargestellt. Die Strahlereinheit besteht aus der Röntgenröhre 1 und dem Röhrenschutzgehäuse (RSG) 2. Die Röntgenröhre 1 ist eine Festanodenröhre mit metallischer Außenhülle 3 und ihr anodenseitiger Teil besteht aus der Anode 4 und dem Target 5, dem Anodenträger 6 und dem Strahlenaustrittsfenster 7. Das Röhrenschutzgehäuse 2 besteht aus dem Kühlkopf 8, der Verschlußkappe 9, dem zylinderförmigen strahlenundurchlässigen Außenmantel 10, dem Kühlmittelaustritt 11 sowie dem Armierungsflansch 17.

In Abb. 2 ist der Mittelteil des Kühlkopfes 8 vergrößert dargestellt; in Abb. 3 ist der Kühlkopf 8 im Schnitt in der Draufsicht dargestellt.

Der Kühlkopf 8 ist vorzugsweise in der Mitte als Zentrierelement 8a ausgebildet. Im Kühlkopf 8 sind die Kühlmittelkanäle 8 b angebracht. Im Zentrierelement 8a ist die Kühlmittelzuleitung 12 angeordnet. Die Zentrierstifte 8c garantieren eine eindeutige Einbaulage der Röhre.

Die Verschlußkappe 9 wird durch einen Rundring 13 abgedichtet, der in entsprechenden Befestigungsflanschen eingelegt ist. Die Verschlußkappe 9 besteht vorzugsweise aus Material, das weiche Röntgenstrahlung absorbiert. Dadurch wird aus dem Strahlenspektrum die Extrafokalsteuerung ausgefiltert und die Bildgüte verbessert.

Auch der Zwischenraum zwischen metallischer Außenhülle 3 der Röntgenröhre 1 und der Innenwand der RSG 2 am katodenseitigen Teil von Röhre 1 und RSG 2 wird durch einen Rundring 14 abgedichtet.

Zur Realisierung der Erfindung ist der Kühlkopf 8 des RSG 2 zum anodenseitigen Teil der Röntgenröhre 1 so geformt, daß beim Einbau der Röntgenröhre 1 in das RSG 2 durch die Form des Zentrierelementes 8a eine unkomplizierte und genaue Zentrierung erfolgt. Die Röhrenhalterung wird vorzugsweise mittels Befestigungsschrauben 15 vorgenommen, die mit Dichtungen 16 versehen sind. Durch die Zentriervorrichtung 8a und die Befestigungsschrauben 15 wird der Abstand zwischen der metallischen Außenhülle 3 der Röntgenröhre und der Innenwand des RSG 2 eindeutig fixiert. Dieser Zwischenraum wird als Kühlkanal für die metallische Außenhülle genutzt.

Dadurch wird nicht nur die Rückseite der Anode und der Außenkopf intensiv gekühlt, sondern auch das Strahlenaustrittsfenster 7 und die gesamte metallische Außenhülle 3 der Röntgenröhre. Als Kühlmittel kann bei einpoligen Strahlereinheiten Wasser verwendet werden, bei zweipoligen Transformatoröl. Die metallische Außenhülle 3 der Röntgenröhre ist mit einer metallischen oder polymeren Schutzschicht zur Verhinderung von Korrosion überzogen.

Die Erfindung ermöglicht eine wesentliche Vereinfachung der Konstruktion von Röntgenröhren und damit eine hohe Einsparung an Fertigungsaufwand.

Claims

-1 - £.Hl O/O

Erfindungsanspruch:

1. Röntgenstrahier mit Flüssigkeitskühlung, bestehend aus einer Metall-Keramik-Röntgenröhre mit einem Röntgen-Schutzgehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der anodenseitige Teil der Röntgenröhre (1) und der entsprechende Teil des Schutzgehäuses (2) als Kühlkopf (8) sowie als Zentrier- und Halteelement (8a) ausgebildet sind und die Außenhülle (3) der Röntgenröhre (1) teilweise oder vollständig gekühlt wird.
2. Röntgenstrahier nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierelement (8a) so gestaltet ist, daß es die Röntgenröhre (1) in Rohrlängsachse im Röntgen-Schutzgehäuse (2) zentriert und fixiert und gleichzeitig die Größe der Querschnitte der Kühlmittelkanäle (8 b) quer zur Röhrenlängsachse festlegt.
3. Röntgenstrahier nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrierelement (8a) Kühlmittelkanäle (8 b) angeordnet sind.
4. Röntgenstrahier nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittel-Eintritt (12) der Rückseite der Anode (4) gegenüberliegt und der Kühlmittel-Austritt (11) am katodenseitigen Teil des Schutzgehäuses angeordnet ist.
5. Röntgenstrahier nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlte Oberfläche der Röntgenröhre (1) aus korrosionsfestem Material besteht oder mit einer Schutzschicht aus organischem oder anorganischem Material versehen ist.