DE3533906A1

DE3533906A1 - Power supply device for cathodes of X-ray tubes

Info

Publication number: DE3533906A1
Application number: DE19853533906
Authority: DE
Inventors: Helmut H Spruck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-23
Filing date: 1985-09-23
Publication date: 1987-04-02

Abstract

A power supply device for cathodes of X-ray tubes has a housing in which one or more insulating transformers are cast whose primary coils are at earth potential and whose secondary coils are at high-voltage potential. In this case, the housing forms a structural unit which is connected to the X-ray tube by means of known high-voltage connections in a mechanically fixed manner and electrically by means of a plurality of poles, but such that it is easily detachable. The high-voltage supply itself is effected via a single-pole cable, which is likewise connected to the housing by means of known connections; the currents which are produced at high-voltage potential can additionally be rectified and smoothed, the switching elements being located in a metallic housing, preferably in the form of a bush (socket), which housing or bush can easily be replaced for repair purposes after releasing the connection between the housing and the X-ray tube.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung für Kathoden von Röntgenröhren nach dem Oberbegriff des Anspru ches 1.The invention relates to a power supply device for X-ray tube cathodes according to the preamble of claim ches 1.

Mobile Röntgenanlagen bestehen im wesentlichen aus den Bau gruppen Hochspannungstank, Hochspannungskabel und Röntgen schutzhaube mit Röntgenröhre und Steuereinheit, wobei die einzelnen Baugruppen durch flexible Kabel zusammengeschal tet sind. Bei solchen Anlagen wird auf das Gesamtgewicht, die Handhabung und die Bewegbarkeit der Röntgenröhre beson derer Wert gelegt. Es wurden auch immer wieder Anstrengun gen unternommen, das Gewicht zu mindern und die Bewegbar keit zu erhöhen. Eines der Hauptprobleme hierbei ist das Hochspannungskabel, das bei den bekannten Ausführungen im mer mehrpolig ist und zur Übertragung der Hochspannung und der Heizströme zur Röntgenröhre, in seltenen Fällen auch noch zur Übertragung einer Gitterspannung dient. Aufgrund der Mehrpoligkeit und der Hochspannungsisolation sind diese Kabel sehr steif und in der Herstellung wesentlich teuerer als einpolige Kabel, da sie regelmäßig Sonderanfertigung sind. Mobile X-ray systems essentially consist of construction groups high voltage tank, high voltage cables and x-ray protective hood with X-ray tube and control unit, the individual assemblies interconnected by flexible cables are. In such systems, the total weight, the handling and mobility of the x-ray tube in particular value. There was always an effort made to reduce weight and move increase. One of the main problems here is that High-voltage cable, which in the known versions in is multipolar and for the transmission of high voltage and of the heating currents to the X-ray tube, in rare cases also is still used to transmit a grid voltage. Because of the multipole and the high voltage insulation are these Cable very stiff and much more expensive to manufacture as a single-pole cable, as they are regularly made to order are.

In einer ortsfesten Anlage, wie sie in der DE-OS 28 18 750 beschrieben ist, wird deshalb ein mehrpoliges Kabel benutzt. Hierbei befinden sich ein oder mehrere Heiz stromtransformatoren mit der Röntgenröhre in einem gemein samen Gehäuse, das mit flüssigem Isoliermittel gefüllt ist. Diese Anordnung bringt jedoch aufgrund ihres großen Volu mens und ihres Gewichts für ortsbewegliche Anlagen keine Vorteile, obwohl ein einadriges Kabel benutzt wird. Zudem sind Reparaturen solcher Anordnungen wegen des Einsatzes flüssiger Isolationsmittel sehr erschwert.In a fixed system, as in the DE-OS 28 18 750 is described, is therefore a multi-pole Cable used. There is one or more heaters here current transformers in common with the x-ray tube seed casing filled with liquid insulating material. However, this arrangement brings due to its large volume and their weight for portable systems Advantages even though a single-core cable is used. In addition are repairs of such arrangements because of the use liquid insulation very difficult.

Gemäß der Erfindung soll daher eine Stromversorgungseinrich tung für Kathoden von Röntgenröhren geschaffen werden, durch welche bei ortsbeweglichen Röntgenanlagen die Vortei le aufgrund der Verwendung eines einadrigen Hochspannungs kabels genutzt werden können, ohne daß die eingeschlossene Röntgenröhre mit ihrer Schutzhaube eine wesentliche Ge wichts- oder Volumenzunahme erfährt; ferner soll gemäß der Erfindung die Stromversorgungseinrichtung so gestaltet wer den, daß betriebsmäßig gefährdete Bauteile, wie Heizstrom gleichrichter und Siebmittel, bei einem Defekt schnell und einfach am Betriebsort ausgewechselt werden können. Durch die Erfindung ist dies bei einer Stromversorgungseinrich tung für Kathoden von Röntgenröhren durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention, therefore, a power supply device device for cathodes of X-ray tubes, through which the advantage of portable X-ray systems le due to the use of a single core high voltage cables can be used without the enclosed X-ray tube with its protective hood an essential Ge experiencing weight or volume gain; furthermore according to the Invention designed the power supply device so who the that operationally endangered components, such as heating current rectifier and screen, quickly and in the event of a defect can be easily replaced on site. By the invention is this in a power supply device device for cathodes of x-ray tubes through the object of claim 1 solved. Advantageous further developments are Subject of the subclaims.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind bei einer Stromversorgungseinrichtung für Kathoden von Röntgenröhren in einem Gehäuse ein oder mehrere Isolier transformatoren zur Speisung der Kathodenheizung in Gieß harz gebettet, und dieses Gehäuse bildet für sich eine hochspannungsfeste Baueinheit, die, wie ein herkömmliches mehrpoliges Kabel, mit der Röntgenröhre oder mit der Haube verbunden ist. Die Isoliertransformatoren werden dabei durch eine Versorgung auf Erdpotential gespeist. According to a preferred embodiment of the invention in a power supply device for cathodes of X-ray tubes in a housing one or more insulating transformers for feeding the cathode heating in casting resin bedded, and this housing forms one high-voltage resistant unit that, like a conventional one multipole cable, with the X-ray tube or with the hood connected is. The isolating transformers will be there fed by a supply to earth potential.

Eine andere, vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß in einem hochspannungssicheren Raum in nerhalb des Gehäuses ein metallischer Behälter, beispiels weise in Form einer Büchse untergebracht ist, in dem bzw. in der sich Gleichrichter und Siebmittel befinden, und daß der Behälter in Form einer Büchse über Steckkontakte mit den Isoliertransformatoren einerseits und mit der Röntgen röhre andererseits verbunden ist.Another advantageous development of the invention is that in a high voltage safe room in a metallic container within the housing, for example is housed in the form of a can in which in which there are rectifiers and sieving means, and that the container in the form of a box with plug contacts the insulating transformers on the one hand and with the X-ray tube on the other hand is connected.

Durch die Anordnung und Unterbringung von Isoliertransfor matoren in einem Gehäuse, das direkt mit der Röntgenröhre verbunden ist, entfällt die Zuführung der Heizströme für die Kathoden über das Hochspannungskabel. Damit wird zur Zuführung der Hochspannung lediglich ein einpoliges Kabel benötigt. Der Hochspannungstank kann volumenmäßig kleiner gehalten werden, da der Raum für die Heiztransformatoren entfällt.By arranging and accommodating insulating transfor mators in a housing that directly with the x-ray tube is connected, the supply of heating currents for the cathodes over the high voltage cable. This becomes High voltage supply only a single-pole cable needed. The high voltage tank can be smaller in volume be kept as the space for the heating transformers not applicable.

Durch den Wegfall der Verlustleistung des Röhrenheizstroms im Kabel und durch die Verwendung von Gießharz zur Isola tion der Isoliertransformatoren, sind die Abmessungen des Stromversorgungsgehäuses etwa so groß wie der Durchmesser der angeschlossenen Röntgenröhre. Die Gesamtabmessungen einer Röntgenröhre, an die eine erfindungsgemäße Stromver sorgung angeschlossen ist, bleiben also im Durchmesser et wa erhalten, und die Gesamtlänge wird nur um etwa den Röh rendurchmesser größer.By eliminating the power loss of the tube heating current in the cable and through the use of cast resin for insulation tion of the isolation transformers, are the dimensions of the Power supply housing about the size of the diameter the connected X-ray tube. The overall dimensions an X-ray tube to which a Stromver supply is connected, so remain in diameter et wa obtained, and the total length is only around the tube diameter larger.

Ein weiterer Vorteil gemäß der Erfindung besteht darin, daß die für die Gleichrichtung und Siebung des Röhrenheizstroms benötigten Schaltelemente in einem allseits geschlossenen und metallischen Behälter in Form einer Büchse unterge bracht sind, die nach Lösen einer üblichen Hochspannungsver bindung aus einer Steckverbindung, welche im Gehäuse sitzt, abziehbar ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, im Falle des Defekts von Gleichrichter oder Siebmittel, diese am Betriebsort sofort zu reparieren, beispielsweise dadurch, daß ein komplettes Gehäuse ausgetauscht wird.Another advantage according to the invention is that those for the rectification and sieving of the tube heating current required switching elements in a closed on all sides and metallic container in the form of a can are brought up after loosening a usual high voltage ver binding from a plug connection, which sits in the housing, is removable. This arrangement makes it possible to If the rectifier or sieve is defective, this to be repaired immediately at the operating location, for example by that a complete housing is replaced.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aus führungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeich nungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention based on preferred from management forms with reference to the attached drawing explained in detail. Show it:

Fig. 1 schematisch im Schnitt eine Ausführungsform einer Stromversorgungseinrichtung gemäß der Er findung für eine mit einer radialen Hochspan nungsdichtung versehenen Röntgenröhre, und Fig. 1 shows schematically in section an embodiment of a power supply device according to the invention for an X-ray tube provided with a radial high-voltage seal, and

Fig. 2 schematisch ebenfalls im Schnitt eine weitere Ausführungsform einer Stromversorgungseinrich tung gemäß der Erfindung für eine Röntgenröhre mit einem axial-konischen Hochspannungsan schluß. Fig. 2 shows schematically also in section a further embodiment of a Stromversorgungseinrich device according to the invention for an X-ray tube with an axially-conical high-voltage circuit.

In Fig. 1 ist die Seite der Kathode einer handelsüblichen Röntgenröhre 1 dargestellt, an welche normalerweise ein dreipoliges Hochspannungskabel über eine radial angeordne te Hochspannungsdichtung 2 angeschlossen ist; das Hoch spannungskabel trägt an seinem Ende drei Kontaktringe, mit tels welchen an die auf Hochspannungspotential liegenden Anschlußkontakte der Röntgenröhre 1 die Versorgungsströme zur Kathode weitergeleitet werden.In Fig. 1 the side of the cathode of a commercially available X-ray tube 1 is shown, to which a three-pole high-voltage cable is normally connected via a radially arranged high-voltage seal 2 ; the high voltage cable carries at its end three contact rings, with means to which the supply currents to the cathode are forwarded to the high voltage potential of the X-ray tube 1 .

Gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 statt des bisher üblichen Hochspannungskabels ein Gehäuse 3 über die Hochspannungs dichtung 2 mit der Röntgenröhre 1 mechanisch fest verbun den. Die mechanischen Verbindungselemente sind im einzel nen nicht näher dargestellt. Im Gehäuse 3 sind zwei Iso liertransformatoren 4 und 5 in Gießharz eingebettet; deren Primärspulen 7 befinden sich in einem sicheren Abstand von einem auf Hochspannung liegenden Transformatorkern 8, auf welchen direkt Sekundärspulen 9 aufgebracht sind. Die Transformatorkerne 8 sind, was ebenfalls nicht näher darge stellt ist, mechanisch fest mit einer Potentialscheibe 10 verbunden. Die Potentialscheibe 10 trägt die notwendige An zahl von Steckbuchsen 11, an welche die einzelnen Poten tiale der Isoliertransformatoren 4 und 5 geführt sind.According to the invention is in Fig. 1 instead of the usual high-voltage cable, a housing 3 on the high-voltage seal 2 with the X-ray tube 1 mechanically firmly connected. The mechanical fasteners are not shown in detail. In the housing 3 , two insulating transformers 4 and 5 are embedded in cast resin; whose primary coils 7 are located at a safe distance from a transformer core 8 which is at high voltage and to which secondary coils 9 are applied directly. The transformer cores 8 are, which is also not shown Darge, mechanically fixed to a potential disc 10 . The potential washer 10 carries the necessary number of sockets 11 to which the individual potentials of the insulating transformers 4 and 5 are guided.

In einer Ausnehmung im vorgesehenen Gießharz 6 befindet sich eine Steckbüches 13, in welcher (nicht näher darge stellte) Gleichrichter und Siebelemente untergebracht sind. Weiterhin befinden sich in der Steckbüchse 13 Steck kontakte, über welche die Potentiale von den Isoliertrans formatoren 4 und 5 an die Bauelemente der Gleichrichter schaltung gelegt werden, und Kontaktringe 14, über welche die gleichgerichteten Heizströme der Kathode der Röntgen röhre 1 zugeführt werden.In a recess in the intended casting resin 6 there is a socket 13 , in which (not shown Darge presented) rectifiers and sieve elements are housed. Furthermore, there are 13 plug contacts in the socket, via which the potentials of the isolating transformers 4 and 5 are placed on the components of the rectifier circuit, and contact rings 14 , via which the rectified heating currents of the cathode of the X-ray tube 1 are supplied.

Ein Hochspannungsanschluß 15 eines Kabels 16 erfolgt über einen Flansch 17 bei radialen Hochspannungsverbindungen üblicher Bauart, was daher nicht näher erläutert zu werden braucht. Die primärseitige Versorgung der Isoliertransfor matoren 4 und 5 erfolgt über einen Anschluß 18.A high-voltage connection 15 of a cable 16 takes place via a flange 17 in the case of radial high-voltage connections of a conventional type, which therefore need not be explained in more detail. The primary supply of the Isoliertransfor mators 4 and 5 takes place via a connection 18th

In Fig. 2 erfolgt die Heizstromversorgung über einen Adap ter 30 an eine Röntgenröhre 32, die einen axial-konischen Hochspannungsanschluß 31 besitzt. Der Adapter 30 aus festem Kunststoff sitzt mit dem axial-konischen Hochspannungsan schluß 31 hochspannungsdicht buchsenseitig in der Röntgen röhre 32. Das Gehäuse 3 der Stromversorgung ist über die radiale Hochspannungsdichtung mit dem Adapter 30 mechanisch fest verbunden. Befestigungselemente für das GEhäuse 3 am Adapter 30 und für den Adapter 30 an der Röntgenröhre 32 sind nicht näher dargestellt. Der Kontaktübergang von der Steckbüchse 13 erfolgt wieder über die Kontaktringe 14 auf eine dreipolige Durchführung 33 zu Kontaktringen 34, welche auf die (nicht näher dargestellten) Sockelkontakte der Rönt genröhre 32 passen. Die in Fig. 2 wiedergegebene Stromver sorgungseinrichtung gemäß der Erfindung ist im übrigen völlig baugleich mit der in Fig. 1 dargestellten Stromver sorgungseinrichtung.In FIG. 2, the heating current via an adapter is installed 30 on an X-ray tube 32 having an axially-conical high voltage terminal 31. The adapter 30 made of solid plastic sits with the axially-conical high-voltage connection 31 high-voltage-tight socket side in the X-ray tube 32nd The housing 3 of the power supply is mechanically fixed to the adapter 30 via the radial high-voltage seal. Fastening elements for the housing 3 on the adapter 30 and for the adapter 30 on the X-ray tube 32 are not shown in detail. The contact transition from the socket 13 again takes place via the contact rings 14 on a three-pole bushing 33 to contact rings 34 , which fit on the (not shown) base contacts of the X-ray tube 32 . The shown in Fig. 2 Stromver supply device according to the invention is otherwise completely identical to the Stromver supply device shown in Fig. 1.

Claims

1. Power supply device for cathodes of Röntgenröh ren, in particular for single and double focus tubes supplied via high-voltage cables, which have a housing with one or more ren insulating transformers, a connection for a high-voltage cable and a further connection to the cathode tube, characterized in that the Ge housing ( 3 ) with the Isoliertrans transformers ( 4 , 5 ; 5 to 7 ) embedded in cast resin ( 6 ) forms a unit that with its tube-side connection ( 14 ) mechanically rigid, multipole and high voltage resistant with the X-ray tube ( 1 ) ver is bound, and to which a single-core high-voltage cable ( 16 ) is connected.

2. Power supply device according to claim 1, characterized in that the multi-pole connection ( 14 ) to an X-ray tube ( 1 ) with radial high-voltage seal ( 2 ) takes place directly.

3. Power supply device according to claim 1, characterized in that the multi-pole connection ( 14 ) to an X-ray tube ( 32 ) with an axially-conical connection via an adapter ( 30 ) with a housing-side radial and with a tube-side axial-conical connection.

4. Power supply device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the single-wire high-voltage cable connection on the housing ( 2 ) is arranged axially or perpendicular to the housing axis.

5. Power supply device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the currents generated by the insulating transformers ( 4 , 5 ) in a downstream device ( 12 , 13 ) can be rectified and smoothed, the switching means ( 12 ) required therefor a metallic sleeve ( 13 ), which is designed as a Faraday cage, and that this Büch se ( 13 ) is protected against high voltage in the housing ( 3 ).

6. Power supply device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the metallic bush ( 13 ), in which the switching means are located, is pluggable ( 11 ) in the housing ( 3 ) of the power supply device, and that the bushing ( 13 ) after loosening the mechanical connection between the housing ( 3 ) of the power supply device and the X-ray tube ( 1 ) or the adapter ( 30 ) can be pulled out of the housing and exchanged for another socket.

7. Power supply device according to one of claims 1 to 6, characterized in that one of the insulating transformers ( 4 to 5 ; 7 to 9 ) generates a controllable voltage which is used to feed a control grid of the X-ray tube ( 1 ; 32 ).