DE2813935A1

DE2813935A1 - Roentgenroehre hoher leistung mit einer drehanode

Info

Publication number: DE2813935A1
Application number: DE19782813935
Authority: DE
Inventors: Walter Eckers; Herbert Lindner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-03-31
Filing date: 1978-03-31
Publication date: 1979-10-11
Also published as: NL7902508A; GB2018503A; JPS54134589A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA

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Röntgenröhre hoher Leistung mit einer Drehanode

Die Erfindung bezieht sich auf eine Röntgenröhre hoher Leistung mit einer flüssigkeitsgekühlten Drehanode, wobei die Drehanoden-Hochvakuumkammer mit einer durch einen Elektromotor angetriebenen Hochvakuum-Turbomolekularpumpe in Verbindung steht.

Bei Drehanoden-Röntgenröhren ist es erforderlich, die rotierende Welle der Drehanode gegen das von der Hochvakuum-Turbomolekularpumpe erzeugte Hochvakuum gegenüber dem Außenraum gut abzudichten. Die Drehanoden-Röntgenröhre befindet sich in einer Hochvakuum-Kammer, welche einen Stutzen zur Aufnahme einer Elektronenkanone aufweist. Das in der Hochvakuum-Kammer herrschende Va-

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kuum beträgt < 10 ^ bar. Hohe Röntgenleuchtdichten können nur bei hohen Drehzahlen von 10 - 1,4 . 10 Upm bei entsprechendem Durchmesser der Drehanode erreicht werden. Die z.Zt. als Dichtungen für die Drehanodenwelle benutzten Lippendichtungen (Simmerringe) zeigen eine vergleichsweise niedrige Lebensdauer; die Verwendung von z.B.

GiI 1 Kow / 29.3.1978

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magnetischen Flüssigkeiten als Dichtungen sind als Dichtmittel bei den genannten Drehzahlen ebenfalls nicht geeignet. Erschwerend ist es, daß die Dichtungen sowohl bei waagerechter wie auch bei senkrechter Lage der Drehanodenwelle ihre Funktion erfüllen müssen. Die Drehanode muß während ihres Betriebes ständig mit Wasser gekühlt werden. Auch diese Forderung wirkt zusätzlich erschwerend hinsichtlich der Lagerung und Dichtung der Drehanodenwelle zur Gewährleistung eines gleichbleibenden im Drehanodengehäuse herrschenden Hochvakuums.

Bei Turbomolekularpumpen zum Erzeugen eines Hochvakuums ist es bekannt, diese mit einer Vorstufe, nämlich einer Vorvakuumpumpe auszurüsten, wobei die Turbomolekularpumpe und die Vorvakuumpumpe in Tandemanordnung von einem Elektromotor angetrieben auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Er-20, findung die Aufgabe zugrunde, eine mit einer wie oben angegebenen hohen Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit betriebene Drehanoden-Röntgenröhre derart weiterzubilden, daß sie in einem gleichmäßig hoch evakuiertem Raum zu betreiben ist; ferner soll die Röntgenröhre in jeder gewünschten Lage betriebssicher arbeiten. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß sie

a) eine Vorvakuumpumpe aufweist und

b) die Läuferwelle der Hochvakuumpumpe, der Vorvakuumpumpe und des Motors mit der Drehanodenwelle fluchten und alle gemeinsam mit gleicher Drehzahl umlaufen, sowie

c) die Drehanode, die Hochvakuumpumpe, die Vorvakuumpumpe und der Motor eine gemeinsame gegenüber der Außenatmosphäre geschlossene Gehäusekammer aufweisen.

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Durch diese erfinderische Weiterbildung einer Drehanoden-Röntgenröhre wird es ermöglicht, die Drehanode in einem konstanten Hochvakuum in jeder gewünschten Lage- zu betreiben. Da die Drehanode, die Hochvakuumpumpe und die Vorvakuumpumpe einschließlich des Antriebsmotors in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und man insbesondere eine Vorvakuumpumpe benutzt, welche der Turbomolekularpumpe vorgeschaltet ist, erzielt man innerhalb der Hochvakuumkammer ein vergleichsweise hohes Vakuum

von 1O~° -r 10 bar. Durch die Kompaktbauweise wird auch die Handhabung der Röntgenröhre in Jeder gewünschten Stellung bzw. Winkellage zu ihrer Drehachse ermöglicht, ohne daß dadurch besondere Vorkehrungen hinsichtlich der Wellendichtungen der die Drehanode aufnehmenden Hochvakuumkammer erforderlich werden.

Die Drehanode, die Turbomolekularpumpe, die Vorvakuumpumpe und der elektrische Antriebsmotor besitzen einen gemeinsamen Läufer; er ist luftgelagert und hohl ausgebildet; durch die hohle Läuferwelle erstreckt sich ein Zuführungsrohr zum Zuführen eines Kühlmittels zur Drehanode .

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus den ünteransprüchen ersichtlich.
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Eine gemäß der Erfindung gebildete Röntgenröhre ist in der Zeichnung, teilweise schematisch, dargestellt.

Die Röntgenröhre besteht aus der Drehanode 1, welche in einer Hochvakuumkammer 2 um ihre Drehachse 3 mit einer Geschwindigkeit, d.h. mit mehr als 10 000 Upm umläuft. In der Wandung 2^f der Hochvakuumkammer befinden sich Fenster 4 zum Austritt der Röntgenstrahlen 5. Erzeugt werden die Röntgenstrahlen mittels einer hier nicht dargestellten, im Tubus 6 eingebrachten Elektronenstrahlkanone. Die Drehanode trägt eine Buchse 7> mittels welcher

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sie auf der Läuferwelle 8 befestigt ist. Letztere ist hohl ausgebildet; in ihr erstreckt sich ein Zuführungsrohr 9 zur Zuführung einer Kühlflüssigkeit. Die Kühlflüssigkeit tritt aus der Mündung 10 des Rohres aus, umfließt den Wasserzuführungsteil 22 und fließt bei 11 durch die hohle Läuferwelle ab. Die Hochvakuumkammer steht mit einer Turbomolekularpumpe 12 in Verbindung, deren Läuferschaufeln 13 auf der Welle 8 in bekannter Weise befestigt sind. Die , Leitschaufeln 14 stehen mit dem Gehäuse 15 in fester Verbindung. Eine Vorvakuumpumpe 16 ist ebenfalls im Gehäuse 15 gelagert und bildet gemäß dem Beispiel mit der Läuferwelle 8 eine Baueinheit. Wie ersichtlich, ist der Läufer 17 der Vorvakuumpnmpe topfförmig gebildet, zur Aufnahme uines Luftlagers, nämlich einer Pinole 18. Ein Elektromotor 20 treibt über die koaxial zur Läuferwelle 8 gelagerte Motorwelle 8' die Drehanode 1, die Turbomolekularpumpe 12 νηά die Vorvakuumpumpe 16 an.

Gemäß dem vorliegenden Beispiel wird der beim Betrieb der Drehanode auftretende Axialdruck durch ein Luftaxiallager 21 aufgefangen. Durch den Stutzen 22 erfolgt die Zufuhr von Druckluft für die Luftlager 18 und 21; dadurch entsteht im Räume 23 und 24 ein geringer Luftüberdruck. Die Ableitung dieser Druckluft erfolgt über den Absaugstutzen der Kammer 26 und durch Öffnungen 25 im Gehäuse 15 des Motors 20; sie kühlt auch den letzteren. Der Kühlwassereinlaß für die Drehanode erfolgt über die Kappe 30, welche das Kühlwasserrohr zum Einlaß hin abdeckt. Der Kühlwasserauslaß erfolgt über die Kronenkappe 31, welche die hohle Antriebswelle 8¹ übergreift.

3 Patentansprüche
1 Figur

Claims

Pt t ·■„ "¹" 78P7O33^^J3935 Patentansprüche

Röntgenröhre hoher Leistung mit einer flüssigkeitsgekühlten Drehanode, wobei die Drehanoden-Hochvakuumkammer mit einer durch einen Elektromotor angetriebenen Hochvakuum-Turbomolekularpumpe in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet , daß sie

a) eine Vorvakuumpumpe (16) aufweist und

b) die Läuferwelle (8) der Hochvakuumpumpe (12), der

Vorvakuumpumpe (16) und des Motors (20) mit der Drehanode (1) fluchten und alle gemeinsam mit gleicher Drehzahl umlaufen, sowie

c) die Drehanode (1), die Hochvakuumpumpe (Ϊ2), die Vorvakuumpumpe (16) und der Motor (20) eine gemeinsame, gegenüber der Außenatmosphäre geschlossene Gehäusekammer (15) aufweisen.
2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehanode (1) die Turbomolekularpumpe (12), die Vorvakuumpumpe (16) und der elektrische Antriebsmotor (20) einen gemeinsamen Läufer (8, 8') besitzen, wobei der Läufer luftgelagert und hohl ausgebildet ist.
3. Röntgenröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e kennzeichnet , daß sich durch die hohle Läuferwelle ein Zuführungsrohr zum Zuführen eines Kühlmittels zur Drehanode erstreckt.

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