DE1614162C3 - Röntgenstrahier mit einer Festanodenröntgenröhre, die in einer mit Isolieröl gefüllten Haube angeordnet ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Röntgenstrahier mit einer Festanodenröntgenröhre, deren Glaskolben in einer Haube angeordnet und mit dem Anodenschaft der Röhre über einen Anschmelzring aus einer Metallegierung mit einem dem des Glases des Röhrenkolbens angeglichenen Wärmeausdehnungskoeffizienten verbunden ist, wobei der Strahlenaustritt aus dem Anodenschaft sich außerhalb des Glaskolbens befindet und der Zwischenraum zwischen dem innerhalb der Haube liegenden Teil des Glaskolbens und der Haubenwand mit Isolieröl ausgefüllt ist. Ein solcher Röntgenstrahier ist bekannt.

Festanodenröntgenröhren mit außerhalb des Röhrenkolbens liegendem Strahlenaustritt werden vor allem dann benutzt, wenn die Strahlung nicht durch die Glaswand des Röhrenkolbens und das Isoliermedium geschwächt werden soll. Die Strahlung tritt dann in Höhe des Brennflecks durch ein in dem hohlzylinderförmigen Anodenkörper eingelassenes Berylliumfenster aus. Aus Sicherheitsgründen muß sich der nicht isolierte Anodenschaft auf Erdpotential befinden; deshalb ist eine Wasserumlaufkühlung der Anode möglich.

Bei dieser Bauart erfolgt nur hinter dem Anodenbrennfleck eine gute Kühlung der Anode; die weiter entfernt liegenden, also insbesondere in den Röhrenkolben hineinragenden Anodenteile hingegen werden durch die vom Brennfleck ausgehende Wärme beträchtlich erhitzt. Von den Metallteilen der Anode, die in den Haubenkörper hineinragen, wird die Wärme also zwangläufig an das umgebende Isolieröl abgegeben, so daß sich damit auch der Haubenkörper erwärmt. Aus diesem Grund ist die dem Anodenbrennfleck zuführbare elektrische Energie unabhängig von der spezifischen Belastbarkeit desselben begrenzt.

Man kann hier dadurch Abhilfe schaffen, daß man eine zusätzliche Wasserkühlung der Anode vor dem Brennfleck oder aber für den ganzen Haubenkörper vorsieht. Diese Kühlung ist aber sehr aufwendig und erhöht das Gewicht des Röntgenstrahlers wesentlich. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Volumen der Haube zu vergrößern, so daß die nach außen abgegebene Wärmemenge steigt und somit die zugeführte Energie vergrößert werden kann. Auch diese Ausführungsform ist sehr aufwendig und vergrößert das Gewicht des Röntgenstrahlers. Außerdem bedeuten alle diese Maßnahmen, daß mit der Lieferung einer Röhre höherer Leistung der Kunde ein neues Röhrenschutzgehäuse erwerben muß.

Aufgabe der vorliegenden Anordnung ist es, bei einem Röntgenstrahier der eingangs genannten Art die Wärmeübertragung von der Anode auf das die Röhrenhaube erfüllende Öl zu verhindern und damit die Erwärmung der Röhrenhaube zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird bei einem Röntgenstrahier der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anschmelzring von einer den Zwischenraum zwischen ihm und der Wand des an den Anodenschaft angrenzenden Haubenkopfes ausfüllenden Schaumstoffeinlage umgeben ist.

An dieser Stelle sei erwähnt, daß es an sich bekannt ist (USA.-Patentschrift 2 909 664), eine Röntgenröhre in einer Haube vollständig, d. h. auch ihren Anschmelzring, mit einem Kunststoff zu umhüllen; dieser dient jedoch, da keine ölfüllung vorliegt, zur Isolation und somit einer anderen Aufgabe.

Femer ist es aus der deutschen Auslegeschrift 1017 297 bekannt, an der Haube eines Röntgenstrahlers eine Schaumstoffeinlage als Füllkörper für eine Strahlenaustrittsöffnung vorzusehen. Auch hierbei liegt also eine von der des Anmeldungsgegenstandes verschiedene Aufgabe vor.

Die Erfindung soll an Hand eines in der F i g. 2 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 den anodenseitigen Teil eines Schnittes durch einen bekannten Röntgenstrahier mit außerhalb des Röhrenkolbens liegendem Strahlenaustritt,

F i g. 2 einen Ausschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen ausgebildeten Röntgenstrahlers.

F i g. 1 stellt einen bekannten Röntgenstrahier 9 mit Festanodenröntgenröhre dar. Er besteht aus einer Haube, die von einem Haubenmantel 7 und einem Haubenkopf 3 gebildet wird und einer Röntgenröhre 10 innerhalb der Haube, wobei der verbleibende Raum zwischen Haube und Röhre mit Isolieröl ausgefüllt ist. Die Anode 1 der Röntgenröhre 10 besteht aus einem hohlzylinderförmigen Körper, der an seinem unteren Ende mit einem Kupferzylinder 2 abgeschlossen ist, dessen oberes Ende abge-

schrägt ist und in das ein Auftreffplättchen 8, das meistens aus Wolfram besteht, eingebettet ist, während das untere Ende einen Anodenboden 6 bildet. Bei dieser Darstellung befindet sich das Strahlenaustrittsfenster in Richtung auf den Betrachter zu. Der Raum zwischen dem Schaft der Anode 1 und einem Glaskolben 5 ist mit einem Wickelring aus einer Metallegierung vakuumdicht abgeschlossen, deren Ausdehnungskoeffizient in etwa mit dem des Glases übereinstimmt. Da die Anode das gleiche Potential hat wie der Haubenkopf 3, also Erdpotential, kann die Kühlung des Anodenbodens 6 durch eine Wasserumlaufkühlung erfolgen, wie es in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet ist. Die Kühlwirkung erstreckt sich dabei insbesondere auf die dem Anodenboden 6 benachbarten Stellen; der in den Haubenkörper hineinragende Anodenteil jedoch und der mit ihm verbundene Einschmelzring erreichen Temperaturen, die zwar nicht das Metall oder die Lötungen gefährden können, die aber das umgebende Isolieröl beträchtlich erwärmen. Damit steigt auch die Haubentemperatur und die zugeführte elektrische Dauerleistung muß daher so klein sein, daß eine aus Sicherheitsgründen vorgeschriebene maximale Haubentemperatur nicht überschritten wird. Bei einem solchen Strahler wurde bei einer Dauerleistung von 3 kW und 20° C Raumtemperatur eine Haubentemperatur von 90° C gemessen.

Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Strahler, der eine den Ring und die aus dem Glaskörper herausragenden Anodenteile umgebenden und vor dem Kontakt mit dem Öl schützenden Schaumstoffeinlage 11 (F i g. 2) aufweist, stellte sich bei der gleichen Dauerleistung eine Haubentemperatur von weniger als 50° C ein, was darauf zurückzuführen ist, daß das Öl jetzt nur noch mit relativ kälteren Röhrenbauteilen zusammenkam. Als Schaumstoffmaterial eignet sich besonders Polyurethan, das auch bei den am Anodenschaft auftretenden Temperaturen und auch gegenüber dem warmen Frafoöl noch ges nügend beständig ist. Die Erfindung stellt eine besonders einfache Lösung der gestellten Aufgabe dar, ohne daß etwa bei nachträglichem Einbau irgendwelche Konstruktionsänderungen nötig sind. Falls die Erfindung auch bei einem Röntgenstrahier angewandt werden soll, bei dem die Einfüllung des Isolieröls durch den anodenseitigen Haubenkopf erfolgt, kann hierfür in der Schaumstoffeinlage ein unter der Einfüllöffnung liegender Kanal vorgesehen werden, wie in F i g. 2 gestrichelt angedeutet.

Zur Herstellung des Schaumstoffkragens benutzt man zweckmäßigerweise einen eigens für diesen Zweck vorgesehenen Haubenkopf, der im konischen Teil etwa 1 mm tiefer ausgedreht wird und in den die Röntgenröhre eingesetzt wird. Nach dem Einwachsen des Haubendeckels und dem Einfüllen der miteinander vermischten Schaumstoffkomponenten bildet sich nach wenigen Minuten der die Röhre kragenförmig umschließende feste, thermoplastische Schaumstoffring. Die Röhre kann nun leicht aus der gewachsten Form herausgezogen werden. Zum Einbringen in die eigentliche Haube muß der dazugehörige Haubenkopf erst erwärmt werden, damit der etwas breitere Schaumstoffkragen fugendicht hineingepreßt werden kann. Man kann einen direkten Kontakt zwischen dem Anodenschaft und dem Schaumstoff dadurch vermeiden, daß man beim Einschäumen zwischen dem Anodenschaft und dem Legierungsring ein Zwischenstück einlegt, das nach dem Einschäumen herausgezogen werden kann, wodurch der Raum zwisehen der Anode und dem Ring von Schaumstoff freibleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Röntgenstrahier mit einer Festanodenröntgenröhre, deren Glaskolben in einer Haube angeordnet und mit dem Anodenschaft der Röhre über einen Anschmelzring aus einer Metallegierung mit einem dem des Glases des Röhrenkolbens angeglichenen Wärmeausdehnungskoeffizienten verbunden ist, wobei der Strahlenaustritt aus dem Anodenschaft sich außerhalb des Glaskolbens befindet und der Zwischenraum zwischen dem innerhalb der Haube liegenden Teil des Glaskolbens und der Haubenwand mit Isolieröl ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschmelzring (4) von einer den Zwischenraum zwischen ihm und der Wand des an den Anodenschaft (1) angrenzenden Haubenkopfes (3) ausfüllenden Schaumstoffeinlage (11) umgeben ist.

2. Röntgenstrahier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaumstoffeinlage (11) ein Kanal zum Einfüllen des Isolieröls in die Haube vorgesehen ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines Röntgenstrahlen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschäumvorgang in einem gesonderten Haubenkopf erfolgt, der an den mit dem Schaumstoff in Berührung kommenden Stellen eingewachst ist und dort einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist als der Haubenkopf, in den die Röntgenröhre mit der Schaumstoffeinlage fugendicht eingepaßt werden soll.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschäumvorgang der Anodenschaft (1) und der Anschmelzring (4) der Röntgenröhre von Zwischenstücken bedeckt werden, die nach dem Erstarren des Schaumes entfernt werden können.