DE2308508A1

DE2308508A1 - Roentgenroehre

Info

Publication number: DE2308508A1
Application number: DE19732308508
Authority: DE
Inventors: Heinz-Guenther Haubold; Eckart Kuessel; Peter Wombacher
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1973-02-21
Filing date: 1973-02-21
Publication date: 1974-09-05
Also published as: US3870915A; GB1445791A; DE2308508B2; FR2218649B1; FR2218649A1; JPS5041487A

Description

Kernforschungsanlage Julien Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Röntgenröhre

Die Erfindung bezieht sich auf eine Röntgenröhre, bei der eine von einem Kühlmittel durchströmte, in einem über einen Stutzen mit einer Vakuumpumpe verbundenen, hochevakuierten Raum angeordnete, rotationssymmetrische Anode, lösbar mit einer das Gehäuse durchdringenden, zugleich als Kühlmittelhinlauf und Kühlmittelrücklauf dienenden, in zwei Lagern, von denen das eine in einer Vorvakuumkammer liegt, drehbar gelagerten, angetriebenen Hohlwelle verbunden ist, wobei zur Abdichtung der Durchdringung der Hohlwelle durch das Gehäuse zwischen Außenraum und Vorvakuumkammer eine Sperrflüssigkeit, wie öl oder dergleichen, enthaltende Kammer vorgesehen ist.

Röntgenröhren, bei denen zur Herabsetzung der Erwärmung die Anode als angetriebener drehbar gelagerter Rotationskörper ausgebildet ist, damit ständig andere Stellen der Anode dem auftreffenden Elektronenstrahl ausgesetzt werden, sind bekannt. Dabei ist bei einer bekannten Röntgenröhre mit Drehanode eines der beiden Lager der Welle, an der die Anode angeordnet ist, innerhalb des hochevakuierten Röhrenraums angeordnet. Das hat den Nachteil, daß es infolge Erwärmung des für dieses Lager verwendeten Schmiermittels zur Entstehung von Öldämpfen kommt. Um die sich daraus ergebende Beeinträchtigung des Vakuums zu vermindern, hat man bei dieser bekannten Röntgenröhre Ölabscheider vorgesehen, die durch Spaltdich-

409836/0494

tungen von dem hochevakuierten Raum der Röntgenröhre abgedichtet waren. Doch konnte auch durch diese Maßnahme keine" ausreichende Verbesserung erzielt werden. Um diese Nachteile zu vermeiden, ist bei einer gleichfalls zum Stande der Technik gehörenden Röntgenröhre mit Drehanode eine besondere Vorvakuumkammer vorgesehen worden, in der das eine der beiden Lager der Welle für die Drehanode angeordnet ist. Auch bei dieser bekannten Röntgenröhre ist jedoch nicht gewährleistet, daß infolge aus der Vorvakuumkammer austretender Dämpfe des öls der daran angeschlossenen Vorpumpe und infolge der Lagerschmierung entstehende Öldämpfe in den hochevakuierten Röhrenraum gelangen können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Röntgenröhre mit hoher Leistungsfähigkeit zu schaffen, bei der mit Sicherheit gewährleistet ist, daß keine Öldämpfe in den hochevakuierten Röhrenraum eindringen können. .

Diese Aufgabe wird bei einer Röntgenröhre der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß zwischen der Vorvakuumkammer und dem hochevakuierten Raum eine mit der Hochvakuumpumpe über eine Rohrleitung in Verbindung stehende, gegenüber der Vorvakuumkammer durch einen Simmering oder dergleichen und von dem hochevakuierten Raum durch eine von der Außenfläche oder einem Teil der Außenfläche der Drehanode und einer mit sehr geringem Abstand parallel dazu geführten Wandung gebildeten Spaltabdichtung abgetrennten, den Simmering übergreifende Wandung zugleich eine Wandung eines von einem Kühlmittel durchströmten Kühlkanals bildet. Dadurch werden etwa in die der Vorvakuumkammer nachgeschaltete, hochevakuierte Kammer ein-

409836/0494

dringende öldämpfe mit Sicherheit an der der Antriebsstelle gegenüberliegenden gekühlten Wandung niedergeschlagen oder infolge der Verbindung der hochevakuierten Kammer mit der Hochvakuumpumpe für das Röhrenhochvakuum abgesaugt. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Röntgenröhre gemäß der Erfindung besteht darin, daß an der Außenfläche der Drehanode eine in die hochevakuierte Kammer hineinragende, die die hochevakuierte Kammer von der Vorvakuumkammer trennende, Dichtung übergreifende ringförmige Leiste oder dergleichen mit einem in Richtung auf die gekühlte Fläche der hochevakuierten Kammer weisenden scharfkantigen Kragen angeordnet ist. Diese Ausbildung dient dazu, die ölabscheidung auch bei gegebenenfalls auftretendem stärkeren ölaustritt aus der Dichtung zu gewährleisten.

Um zu erreichen, daß für die Erzeugung des Hochvakuums in dem hochevakuierten Raum der Röntgenröhre und in der hochevakuierten Kammer nur eine Hochvakuumpumpe angeordnet zu werden braucht, gleichwohl jedoch sichergestellt wird, daß auch aus der hochevakuierten Kammer abgesaugte öldämpfe nicht in den Hochvakuumraum der Röntgenröhre gelangen können, ist es zweckmäßig, daß die von der hochevakuierten Kammer zur Hochvakuumpumpe führende Leitung in den an der Röntgenröhre vorgesehenen, mit der Hochvakuumpumpe verbundenen, Stutzen einmündet, wobei in dem Stutzen ein die Einmündung der Leitung übergreifendes Leitblech vorgesehen ist. Auf diese Weise wird im Bereich des Elektronenstrahls mit Sicherheit ein völlig ölfreies Vajikuum erzielt.

409836/0494

Zweckmäßig ist es ferner, daß zur Bildung von Kühlwasserhinlauf und Kühlwasserrücklauf in der Hohlwelle eine, in einem in der Drehanode angeordneten Drehlager gelagerte, an sich bekannte Steckachse vorgesehen ist.

Es zeigte sich, daß bei einer Röntgenröhre mit den Merkmalen der Erfindung, die mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Drehanode von maximal 3 ooo U/min betrieben wurde, wobei der Durchmesser der Drehanode 25 cm betrug, ein völlig ölfreies Röhrenvakuum von Io ^J Torr erreicht werden konnte. Ohne Leistung betrug das gemessene Röhrenvakuum Io Torr.

Ein Ausführungsbeispiel der Röntgenröhre gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Dabei gibt die Zeichnung einen Längsschnitt durch die Röntgenröhre ohne Strahlenschutzmantel wieder.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, trifft der von der Kathode 2 durch den in dem Gehäuse 1 vorgesehenen Durchlaß ausgesandte Elektronenstrahl in einem Brennfleck auf die Mantelfläche 3 einer an dem einen Ende einer in Lagern 4 und 5 gelagerten Hohlwelle 6 angeordneten rotationssymmetrisch ausgebildeten Anode 7 auf. Zur Schmierung des Lagers 5 ist zweckmäßig eine Tauchschmierung vorgesehen. Die Drehanode 7 ist so gelagert, daß sie in einen über einen Stutzen 8 mit einer - in der Zeichnung nicht dargestellten Hochvakuumpumpe verbundenen, hochevakuierten Raum 9 hineinragt. Von den beiden Lagern der Hohlwelle 6 ist das Lager 4, das zweckmäßig als Festlager ausgebildet ist, außerhalb des Gehäuses 1 angeordnet. Das als Rollenlager ausgebildete La-

409836/0494

ger 5 ist - wie aus der Zeichnung hervorgeht - in einer über eine Leitung mit einer - in der Zeichnung nicht dargestellten - Vakuumpumpe verbundenen Vorvakuumkammer 11 gelagert. Die Vorvakuumkammer 11 ist einer mit einem öl oder eine andere Sperrflüssigkeit enthaltenden Behälter 12 in Verbindung stehenden Kammer 13 nachgeschaltet, wobei die Kammer gegenüber dem Raum außerhalb des von dem Gehäuse 1 umschlossenen Raumes und von der Vorvakuumkammer 11 durch Simmeringe 14 und 15 abgetrennt ist. Statt dessen können selbstverständlich auch andere geeignete Dichtungen vorgesehen sein.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist der Vorvakuumkammer eine hochevakuierte Kammer 16 nachgeschaltet. Beide Kammern sind durch den Simmering 17 voneinander abgetrennt. Die Hochvakuumkammer 16 steht über eine in den mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Hochvakuumpumpe vorgesehenen Stutzen einmündenden Rohrleitung 18 in Verbindung. Damit vermieden wird, daß aus der Leitung 18 in den Stutzen 8 gelangende öldämpfe in den hochevakuierten Raum 9 der Röntgenröhre eindringen können, ist innerhalb des Stutzens 8 ein die Einmündung der Rohrleitung 18 übergreifendes Leitblech 19 vorgesehen. Die dem Simmering 17 gegenüberliegende Wandung der hochevakuierten Kammer 16 bildet zugleich eine Wandung eines von einer Kühlflüssigkeit durchströmten Kühlkanals 2o. Die hochevakuierte Kammer 16 ist von dem hochevakuierten Raum 9 der Röntgenröhre durch eine an sich bekannte, aus der Seitenfläche de**Anode 7 und einer Seitenwandung des Kühlkanals 2o gebildeten Spaltdichtung 21 abgetrennt, öldämpfe, die sich innerhalb der Hochvakuumkammer 16 bilden, schlagen sich mit

409836/0494

Sicherheit an der gemeinsamen Wandung des Kühlkanals 2o und der Hochvakuumkammer 16 nieder. Um dies auch unter extremen .

Bedingungen sicherzustellen, ist außerdem an der der hochevakuierten Kammer zugewandten Seitenfläche der Anode 7 eine ringförmige Leiste 22 mit einem in Richtung der gekühlten Wandung der Hochvakuumkammer 16 weisenden scharfkantigen Kragen 23 vorgesehen. Dabei ist die Leiste 22 so angeordnet, daß sie die durch den Simmering 17 abzudichtende Stelle übergreift,

Die Hohlwelle wird mittels des Antriebs 24 angetrieben. In der Hohlwelle 6 ist eine Steckachse 25 so angeordnet, daß sie zugleich mit der Hohlwelle 6 den Kühlwasserhinlauf 26 und den Kühlwasserrücklauf 27 zur Kühlung der Drehanode 7 bildet, Um zu erreichen, daß die Steckachse 25 während der Drehbewegung der Hohlwelle 6 ihre Lage unverändert beibehält, ist an der Anode zur Lagerung der Steckachse ein Drehlager 28 angeordnet.

409836/0494

Claims

Patentansprüche

/f 1.^Röntgenröhre, bei der die von einem Kühlmittel durchströmte, in einem über einen Stutzen mit einer Vakuumpumpe verbundenen, hochevakuierten Raum angeordnete, rotationssymmetrische Anode, lösbar mit einer das Gehäuse durchdringenden, zugleich als Kühlmittelhinlauf und Kühlmittelrücklauf dienenden, in zwei Lagern, von denen das eine in einer Vorvakuumkammer liegt, drehbar gelagerten, angetriebenen Hohlwelle verbunden ist, wobei zur Abdichtung der Durchdringung der Hohlwelle durch das Gehäuse zwischen Außenraum und Vorvakuumkammer eine Sperrflüssigkeit, wie öl oder dergleichen, enthaltende Kammer vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vorvakuumkammer (11) und dem hochevakuierten Raum (9) eine von der Vorvakuumkammer durch einen Simmering (17) oder dergleichen und von dem hochevakuierten Raum (9) durch eine von der Seitenfläche oder einem Teil der Seitenfläche der Drehanode (7) und einer mit sehr geringem Abstand parallel dazu geführten Wandung gebildeten Spaltabdichtung (21) abgetrennten, den Simmering (17) übergreifende Kammer (16) angeordnet ist, deren dem Simmering (17) gegenüberliegende Wandung zugleich eine Wandung eines von einem Kühlmittel durchströmten Kühlkanals (2o) bildet.

— 8 —

409836/0494
2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der der hochevakuierten Kanuner zugewandten Seitenfläche der Drehanode (7) eine in die hochevakuierte Kanuner (16) hineinragende, die die hochevakuierte Kanuner (16) von der Vorvakuumkammer (11) trennende Dichtung übergreifende ringförmige Leiste (22) oder dergleichen mit einem in Richtung auf die gekühlte Fläche der hochevakuierten Kammer (16) weisenden scharfkantigen Kragen (23) angeordnet ist.
3. Röntgenröhre nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der hochevakuierten Kammer (16) zur Hochvakuumpumpe führende Rohrleitung (18) in den einen an der Röntgenröhre vorgesehenen, mit der Hochvakuumpumpe verbundenen Stutzen (8) einmündet, wobei in dem Stutzen (8) ein die Einmündung der Leitung übergreifendes Leitblech (19) vorgesehen ist.

Ij. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von Kühlwasserhinlauf (26) und Kühlwasserrücklauf (27) in der Hohlwelle (6) eine, in einem in der Drehanode (7) angeordneten Drehlager (28) gelagerte, an sich bekannte Steckachse (25) vorgesehen ist.

409836/0494