DE102006054057A1 - X-ray emitter connecting device, has tube connection contact that is contacted with high voltage line guided into high voltage chamber by external housing, where line is connected with shielded retainer in electrically conductive manner - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Anschluss eines Röntgenstrahlers an eine Hochspannung. Diese Einrichtung wird nachfolgend kurz als Hochspannungsanschluss bezeichnet.The The invention relates to a device for connecting a X-ray source to a high voltage. This facility will be briefly referred to as High voltage connection referred to.
Röntgenstrahler werden üblicherweise mit Steckkontakten entsprechend der IEC-Norm 526 oder mittels so genannter Sondersteckverbindungen kontaktiert. Bei solchen Sondersteckverbindungen wird der Röntgenstrahler in der Regel zentrisch kontaktiert, wobei die Kontaktstelle durch konische oder flache Isolationsflächen zum Erdpotenzial hin isoliert ist. Zur Absicherung von Kriechstrecken zwischen dem Röntgenstrahler und der Hochspannungsleitung ist ein solcher Sonderstecker in der Regel mit Isolierpaste (Silikonpaste) oder Isolieröl umgeben oder mit einem geeignet geformten Silikonteil verpresst. Gemeinsam ist diesem System, dass der Hochspannungsanschluss ein von dem eigentlichen Röntgenstrahler separates Teil darstellt, das ausschließlich der Zuführung der Hochspannung in das eigentliche Strahlergehäuse dient. Herkömmliche Hochspannungsanschlüsse für Röntgenstrahler und die diesen Röntgenstrahlern zugehörigen Strahlergehäuse sind in der Regel vergleichsweise platzaufwändig, insbesondere zumal auf vergleichsweise große Mindestabstände zwischen spannungsführenden Teilen und dem Gehäuse des Hochspannungsanschlusses bzw. dem Strahlergehäuse geachtet werden muss, um Kriechstrecken oder einen Stromdurchschlag auszuschließen.X-ray become common with plug contacts according to IEC standard 526 or by means of such contacted special connectors. In such special connectors is the X-ray source usually contacted centric, the contact point by conical or flat insulating surfaces is isolated to earth potential. To protect creepage distances between the X-ray source and the high voltage line is such a special plug in the Usually surrounded with insulating paste (silicone paste) or insulating oil or pressed with a suitably shaped silicone part. Together this system is that the high voltage connection is one of the actual X-ray is a separate part dedicated exclusively to the supply of High voltage in the actual radiator housing is used. conventional High-voltage connections for X-ray source and those X-ray tubes associated spotlight housing are usually relatively space consuming, especially especially on comparatively large minimum distances between live Parts and the housing the high-voltage connection or the radiator housing respected must be in order to exclude creepage distances or a power breakdown.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Anschluss eines Röntgenstrahlers an eine Hochspannung, d.h. einen Hochspannungsanschluss für einen Röntgenstrahler anzugeben, der eine besonders kompakte Realisierung der aus dem Röntgenstrahler und dem Spannungsanschluss gebildeten Baueinheit ermöglicht.Of the Invention is based on the object, a device for connection an X-ray source to a high voltage, i. a high voltage connection for a X-ray specify a particularly compact realization of the X-ray and the unit formed voltage connection allows.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die Einrichtung umfasst danach ein geerdetes Außengehäuse aus einem elektrisch leitenden Material sowie einen gegenüber diesem Außengehäuse elektrisch isolierten und mit Abstand zu dem Außengehäuse in dessen Innenraum angeordneten Abschirmkäfig. Der Abschirmkäfig besteht ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Material und bildet die Wand einer Hochspannungskammer. In dieser ist ein Röhrenanschlusskontakt angeordnet, über den einer insbesondere rotierenden Röntgenröhre des Röntgenstrahlers die für den Betrieb der Röntgenröhre erforderliche Hochspannung zugeführt werden kann. Der Röhrenanschlusskontakt ist zur Zuführung der Hochspannung mit einer Hochspannungsleitung kontaktiert, die durch das Außengehäuse hindurch in die Hochspannungskammer hineingeführt ist. Die Hochspannungsleitung ist hierbei gegenüber dem Außengehäuse elektrisch isoliert, um einen Kurzschluss zwischen der Hochspannungsleitung und dem Außengehäuse zu vermeiden. Die Hochspannungsleitung ist andererseits mit dem Abschirmkäfig elektrisch leitend verbunden.These The object is achieved by the features of claim 1. The device then includes a Grounded outer housing made an electrically conductive material and one opposite to this External housing electrical isolated and spaced from the outer housing in its interior Shielding cage. The shield cage also consists of an electrically conductive material and forms the wall of a high voltage chamber. In this is a tube connection contact arranged over that of a particular rotating X-ray tube of the X-ray source for the operation the X-ray tube required high voltage supplied can be. The tube connection contact is to the feeder the high voltage contacted with a high voltage line through the outer casing through is led into the high voltage chamber. The high voltage line is here opposite the outer casing electrically isolated to a short circuit between the power line and to avoid the outer housing. On the other hand, the high voltage line is electrically connected to the shielding cage conductively connected.
Durch den Anschluss des Abschirmkäfigs an die Hochspannungsleitung wird erfindungsgemäß erreicht, dass die gesamte Wand der Hochspannungskammer auf einem konstanten durch die Hochspannung vorgegebenen elektrischen Potenzial liegt. Hierdurch ist innerhalb der Hochspannungskammer ein zumindest im Wesentlichen feldfreier Raum geschaffen, so dass zwischen spannungsführenden Teilen innerhalb der Hochspannungskammer und dem Abschirmkäfig keine oder nur eine gegenüber der Hochspannung geringfügige elektrische Spannung bestehen kann. Dies führt wiederum dazu, dass innerhalb der Hochspannungskammer die Gefahr eines Stromdurchschlags ausgeschlossen oder zumindest drastisch reduziert ist, so dass innerhalb der Hochspannungskammer keine oder nur geringfügige Sicherheitsabstände zwischen spannungsführenden Teilen vorgesehen werden müssen. Zudem muss bei der Anordnung oder Formgebung der in der Hochspannungskammer angeordneten spannungsführenden Teile, insbe sondere des Röhrenanschlusskontakts, keinerlei Beschränkungen beachtet werden.By the connection of the shielding cage to the high voltage line is achieved according to the invention that the entire Wall of high voltage chamber on a constant by the high voltage predetermined electrical potential. This is within the high voltage chamber at least substantially free of field Created space so that between live parts within the High-voltage chamber and the shielding cage no or only one opposite the High voltage minor electric voltage can exist. This in turn causes that within the high-voltage chamber, the risk of electricity breakdown excluded or at least drastically reduced, so that within the high-voltage chamber no or only slight safety distances between live parts must be provided. In addition, in the arrangement or shaping in the high-voltage chamber arranged live Parts, in particular the tube terminal, no restrictions get noticed.
Der Hochspannungsanschluss kann daher vergleichsweise kompakt realisiert werden. Um die Durchschlagfestigkeit des zwischen dem Außengehäuse und dem Abschirmkäfig gebildeten Isolationsraums zu verbessern, ist dieser Isolationsraum in einer bevorzugten Ausbildung der Einrichtung mit einem festen Isolierstoff ausgefüllt. Hierfür ist der Isolationsraum insbesondere mit einer elektrisch isolierenden Gussmasse ausgegossen oder mit einer isolierenden Keramik ausgefüllt. Ein als Gussmasse für diesen Zweck vorteilhaftes Material ist durch ein hochisolierendes Epoxydharz oder Polyuretan gegeben.Of the High voltage connection can therefore be realized comparatively compact become. To the dielectric strength of between the outer case and the shielding cage is formed isolation space, this isolation space in a preferred embodiment of the device with a fixed Insulated filled. Therefor is the insulation space in particular with an electrically insulating Casting poured or filled with an insulating ceramic. One as a casting material for this Purpose beneficial material is a highly insulating epoxy resin or polyuretan.
Indem der Abschirmkäfig zweckmäßigerweise im Wesentlichen als Rundform ausgebildet ist, werden Ecken, Kanten und Spitzen an der Wand der Hochspannungskammer vermieden und somit in der äußeren Umgebung des Abschirmkäfigs ein gleichmäßiger Feldverlauf mit durchwegs vergleichsweise niedriger Feldstärke erzielt. Im Bereich von Ecken, Kanten und Spitzen eines leitenden, spannungsführenden Körpers käme es zu einer lokalen Überhöhung des elektrischen Feldes, die wiederum mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit einer Lichtbogenbildung einherginge. Durch die runde Formgebung des Abschirmkäfigs wird im Gegensatz hierzu vorteilhafterweise das Risiko eines Stromüberschlags verringert. Dies führt wiederum dazu, dass zwischen dem Außengehäuse und dem Abschirmkäfig ein vergleichsweise nur geringer Sicherheitsabstand gewahrt werden muss, so dass der Hochspannungsanschluss besonders kompakt realisiert werden kann. Als rund im obigen Sinne wird insbesondere eine Formgebung bezeichnet, in der der Abschirmkäfig im Wesentlichen die Form einer idealen oder abgeflachten Kugel, eines Rotationsellipsoids, eines Rotationsovals oder dergleichen bezeichnet, wobei der Abschirmkäfig auch eine unsymmetrische oder nur teilsymmetrische Rundform, insbesondere eine Eiform, aufweisen kann.By the shielding cage is expediently designed substantially as a circular shape, corners, edges and tips are avoided on the wall of the high-voltage chamber and thus achieved in the outer environment of Abschirmkäfigs a uniform field profile with consistently comparatively low field strength. In the area of corners, edges and tips of a conductive, live body there would be a local elevation of the electric field, which in turn was accompanied by an increased probability of arcing. The round shape of the shielding cage, in contrast, advantageously reduces the risk of a current flashover. This in turn causes a comparison between the outer housing and the shielding cage only a small safety distance must be maintained, so that the high-voltage connection can be realized very compact. As in the above sense, in particular a design is referred to, in which the shielding cage substantially the shape of an ideal or flattened ball, an ellipsoid of revolution, a rotation oval or the like, wherein the shielding cage also have an asymmetrical or only partially symmetrical round shape, in particular an egg shape can.
Der Abschirmkäfig ist hierbei nicht als vollständig geschlossene Rundform ausgebildet, sondern weist zwangsweise mindestens eine Öffnung zur Einführung des mit dem Röhrenanschlusskontakt versehenen Endes der Röntgenröhre sowie ferner vorteilhafterweise eine zweite Öffnung zur Einführung des Hochspannungsleiters auf. Als vorteilhaft hat sich insbesondere eine Formgebung des Abschirmkäfigs erwiesen, bei der die Oberflächenkrümmung des Abschirmkäfigs einen minimalen Krümmungsradius von 3 cm, in noch zweckmäßigerer Ausführung sogar einen minimalen Krümmungsradius von 5 cm nicht unterschreitet. Ausgenommen hiervon sind lediglich die um die Öffnung bzw. Öffnungen herum angeordneten Randbereiche des Abschirmkäfigs, in denen dieser bevorzugt zu einem die Öffnung flankierenden Kragen aus- oder eingewölbt ist.Of the shielding cage is not considered complete closed round shape formed, but forcibly has at least an opening to the introduction of the provided with the tube terminal contact End of the X-ray tube as well Further, advantageously, a second opening for introducing the High voltage conductor on. In particular, has proven advantageous a shape of the shielding cage in which the surface curvature of the shielding cage a minimum radius of curvature of 3 cm, in even more appropriate execution even a minimum radius of curvature of 5 cm does not fall below. Exceptions are only those around the opening or openings around arranged edge regions of the Abschirmkäfigs in which this preferred to a flanking the opening Collar out or arched is.
In zweckmäßiger Ausführung enthält der Hochspannungsanschluss als spannungsführende Teile neben der Hochspannungsleitung und dem Röhrenanschlusskontakt ein oder mehrere elektrische Funktionsbauteile, wobei dieser Begriff im weitesten Sinne zur Bezeichnung jeglicher elektrischer Schaltungskomponenten, z.B. eines Transformators, eines galvanischen Schleifkontakts, einer Elektronikkomponente oder eines ganzen Schaltungsteils verwendet wird. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass das oder jedes Funktionsbauteil gemeinsam mit dem Röhrenanschlusskontakt in der Hochspannungskammer angeordnet ist. Infolge der zumindest weitgehenden Feldfreiheit innerhalb der Hochspannungskammer können das bzw. die Funktionsbauteile in der Hochspannungskammer frei und mit geringem Abstand zueinander positioniert werden, wodurch wiederum eine besonders kompakte Ausführung des Hochspannungsanschlusses ermöglicht wird.In expedient embodiment contains the high voltage terminal as live parts next to the high voltage line and the tube connection contact on or several electrical functional components, this term being the furthest Meaning to designate any electrical circuit components, e.g. a transformer, a galvanic sliding contact, a Electronic component or a whole circuit part used becomes. According to the invention here is provided that the or each functional component together with the Tube connecting contact is arranged in the high voltage chamber. As a result of the at least extensive field clearance within the high-voltage chamber can or the functional components in the high-voltage chamber freely and with be positioned at a small distance from each other, which in turn a particularly compact design of the high voltage terminal allows becomes.
In einer vorteilhaften Ausführung des Hochspannungsanschlusses ist zusätzlich eine im Wesentlichen hohlzylindrische Mantelelektrode vorgesehen, die den Röhrenanschlusskontakt mit geringem Abstand konzentrisch umgibt und durch die zur Aufnahme des Röhrenanschlusskontakts in dem Abschirmkäfig vorgesehene Öffnung hindurchsteht. Die Mantelelektrode ist mit dem Abschirmkäfig leitend verbunden und homogenisiert hierdurch das elektrische Feld im Bereich der Öffnung auf einem geringen bis verschwindenden Betrag. Die Mantelelektrode ist optional vorteilhaft als Trägerelement für die gegebenenfalls vorhandenen Funktionsbauteile herangezogen, wobei die vorhandenen Funktionsbauteile hierbei zweckmäßigerweise über die Mantelelektrode mit der Hochspannung kontaktiert sind.In an advantageous embodiment the high voltage terminal is in addition a substantially hollow cylindrical sheath electrode provided the the tube terminal contact concentrically surrounds at a small distance and through which for recording of the tube connection contact in the shielding cage provided opening protrudes. The sheath electrode is conductively connected to the shielding cage and homogenized thereby the electric field in the area of the opening on a low to disappearing amount. The sheath electrode is optionally advantageous as a carrier element for the optionally used existing functional components, wherein the existing functional components expediently via the sheath electrode with the High voltage are contacted.
Der Abschirmkäfig steht bevorzugt außenseitig in vollflächigem Kontakt zu dem Isolierstoff, so dass innerhalb des Isolationsraums eine homogene Dielektrizitätskonstante gegeben ist. Infolge dieser Ausführung ergibt sich innerhalb des Isolationsraums eine homogene und stetige räumlich Verteilung des elektrischen Felds, was wiederum der Durchschlagfestigkeit des Hochspannungsanschlusses zugute kommt.Of the shielding cage is preferably on the outside in full-surface Contact with the insulating material so that inside the insulation space a homogeneous dielectric constant given is. As a result of this design results within the isolation room a homogeneous and steady spatial Distribution of the electric field, which in turn the dielectric strength the high voltage terminal benefits.
Die Hochspannungskammer ist in einer besonders einfach ausgeführten Variante des Hochspannungsanschlusses mit Luft gefüllt. Für eine bessere Isolierung der spannungsführenden Teile innerhalb der Hochspannungskammer ist alternativ hierzu vorgesehen, dass die Hochspannungskammer ebenfalls ganz oder teilweise mit einem festen Isolierstoff, insbesondere einer Gussmasse oder einem Isolieröl gefüllt ist.The High-voltage chamber is in a particularly simple version of the high voltage terminal filled with air. For a better isolation of the live Parts inside the high-voltage chamber are provided alternatively, that the high-voltage chamber also completely or partially with a solid insulating material, in particular a casting material or an insulating oil is filled.
Eine besonders kompakte Ausführung des Spannungsanschlusses wird vorteilhafterweise ferner dadurch erreicht, dass das Außengehäuse Bestandteil eines Strahlergehäuses des Röntgenstrahlers ist. Das Außengehäuse ist hierbei wahlweise ein einstückiger Bestandteil des Strahlergehäuses oder dichtend auf ein Rumpfteil des Strahlergehäuses aufgesetzt.A particularly compact design the voltage connection is advantageously further characterized achieved that the outer housing component a radiator housing of the X-ray source is. The outer casing is here either a one-piece Part of the radiator housing or sealingly mounted on a body part of the radiator housing.
Anliegend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:fitting Be exemplary embodiments of the invention explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.
Der
in
Zur
Kontaktierung der Röntgenröhre
Der
Hochspannungsanschluss
Der
Abschirmkäfig
Der
Abschirmkäfig
Zur
Zuführung
der Hochspannung V umfasst der Hochspannungsanschluss
Zur
berührungslosen Übertragung
der Hochspannung V auf die rotierende Röntgenröhre
Anstelle
des Transformators kann als Funktionsbauteil
Die
Hochspannungskammer
In
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