DE4225221C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Röntgenanlage mit einem Röntgenstrahler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Röntgenanlage mit einem Röntgenstrahler, der eine in einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Gehäuse aufgenommene Rönt­ genröhre aufweist, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung.

Bei derartigen Röntgenanlagen, deren Röntgenstrahler in der Regel eine elektrisch isolierende Flüssigkeit, nämlich ein isolierendes Öl, enthalten, tritt das Problem auf, daß sich das Öl unter der Einwirkung der Röntgenstrahlung zer­ setzt. Hierdurch werden Gase, unter anderem Wasserstoff, freigesetzt, die zunächst in dem Öl in Lösung gehen und nach Erreichung der Sättigung in Form von Gasblasen auf­ treten. Das Auftreten von Gasblasen ist zum einen deshalb von Nachteil, weil im Falle der Verwendung der Röntgenan­ lage für bildgebende Zwecke die erzielbare Bildqualität leidet, wenn sich Gasblasen im Bereich des Nutz-Röntgen­ strahlenbündels befindet. Zum anderen wird durch die An­ wesenheit von Gasblasen in dem Isolieröl die Isolierwir­ kung herabgesetzt, so daß die Gefahr von Spannungsüber­ schlägen und damit des Ausfalls des Röntgenstrahlers be­ steht.

Aus der US 5 086 449, der US 4 767 961, DE-PS 8 92 032, der DE-PS 8 89 195 und dem DE-GM 17 11 479 sind zwar Röntgen­ anlagen mit einer in einem mit einer Flüssigkeit gefüll­ ten Gehäuse aufgenommenen Röntgenröhre bekannt, bei denen Maßnahmen getroffen sind, durch die im Bereich der Rönt­ genröhre in der Flüssigkeit vorhandene Gasblasen abgeführt werden. Diese Maßnahmen sind ein permanenter Bestandteil der Röntgenanlagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch solche Röntgenanlagen vor einer zu großen Konzentration von Gas in der Kühlflüssigkeit zu schützen, die keine per­ manente Entgasungsvorrichtung enthalten.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst. Die Dauer der Intervalle ist derart gewählt, daß eine Entgasung jeweils erfolgt, bevor sich Gasblasen in nennenswertem Umfang in der Flüssigkeit angesammelt haben. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, die Dauer der Intervalle in Abhängig­ keit von der Betriebsdauer des Röntgenstrahlers und/oder der abgegebenen Strahlendosis zu wählen. Vorzugsweise han­ delt es sich bei den Intervallen um die Wartungsintervalle der Röntgenanlage. In diesem Falle entstehen in vorteil­ hafter Weise keine zusätzlichen Wartungskosten, da die Wartung der Röntgenanlage und die Entgasung des Röntgen­ strahlers gleichzeitig erfolgen. Dabei muß der Wartungs­ techniker zur Durchführung der Entgasung lediglich eine Entgasungsanlage an den Röntgenstrahler anschließen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß bei der Entgasungsvorrichtung ein Entgasungsgefäß vorgesehen ist, das wenigstens teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist, daß das Ent­ gasungsgefäß einerseits mittels einer Leitung derart an den Röntgenstrahler anschließbar ist, daß das in dem Entgasungsgefäß befindliche Flüssigkeitsvolumen mit dem mit der Flüssigkeit gefüllten Gehäuse verbunden ist, und daß bei der Entgasungsvorrichtung eine Unterdruckquelle vorgesehen ist, die andererseits derart an das Entgasungsgefäß angeschlossen ist, daß das in dem Entgasungsgefäß oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindlichen Volumen mit Unterdruck beaufschlagbar ist. Beim Entgasen wird gemäß einer Variante der Erfindung so vorgegangen, daß das in dem Entgasungsgefäß oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindliche Volumen mehrfach mit Unterdruck beaufschlagt und jeweils anschließend mit der umgebenden Atmosphäre verbunden wird. Auf diese Weise wird eine besonders effektive Entgasung bewirkt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der beigefügten Zeichnung erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt von einer Röntgen­ anlage nur den Röntgenstrahler, der ein mit einer elek­ trisch isolierenden Flüssigkeit, z. B. Isolieröl, gefülltes Schutzgehäuse 1 aufweist, in dem eine Röntgenröhre 2 ange­ ordnet ist. Diese ist in an sich bekannter Weise als Dreh­ anoden-Röntgenröhre ausgebildet, die einen Anodenteller 3, eine Kathode 4 und einen Motor zum Antrieb der Drehanode enthält, der einen Rotor 5 und einen außerhalb des Vakuum­ gehäuses der Röntgenröhre 2 angeordneten Stator 6 auf­ weist. Das Schutzgehäuse 1 ist mit einem Strahlenaus­ trittsfenster 7 für die vom Anodenteller 3 ausgehende Röntgenstrahlung versehen. Die zum Betrieb der Röntgen­ röhre erforderliche Spannungsversorgung und die Verbin­ dungen zwischen Spannungsversorgung und Röntgenröhre 2 sind nicht dargestellt.

Zum Umwälzen des Isolieröls, das nicht nur Isolierzwecken dient, sondern außerdem die von der Röntgenröhre 2 abge­ gebene Verlustwärme ableitet, ist eine Umwälzpumpe 8 vor­ gesehen, an die Leitungen 9 und 10 angeschlossen sind.

Innerhalb des Schutzgehäuses 1 ist eine Querwand 11 vorge­ sehen, an der eine den Innenraum des Schutzgehäuses 1 flüssigkeitsdicht verschließende nachgiebige Membran 12 angebracht ist, die dazu dient, temperaturbedingte Volu­ menschwankungen des Isolieröls aufzunehmen.

Infolge der Beaufschlagung des in dem Schutzgehäuse 1 be­ findlichen Isolieröls mit Röntgenstrahlung beim Betrieb des Röntgenstrahlers zersetzt sich das Isolieröl allmäh­ lich, was schließlich zur Bildung von Gasblasen, insbe­ sondere von Wasserstoff-Gasblasen, führt. Um nachteilige Auswirkungen der Gasblasen auf die Hochspannungsfestigkeit des Röntgenstrahlers und im Falle von Röntgendiagnostikan­ lagen auch auf die erzielbare Bildqualität zu verhindern, wird das in dem Rönt­ genstrahler befindliche Isolieröl in Intervallen entgast wird.

Um die hierzu erforderliche Entgasungsvorrichtung an den Röntgenstrahler anschließen zu können, ist dessen Schutz­ gehäuse 1 mit einem entsprechenden Anschlußstutzen 13 ver­ sehen. Dieser kann so ausgebildet sein, daß er im normalen Betrieb mit einer Verschlußschraube flüssigkeitsdicht ver­ schlossen ist, die zur Durchführung der Entgasung entfernt wird. Der Anschlußstutzen 13 kann aber auch derart aufge­ führt sein, daß er ein nicht dargestelltes Ventil auf­ weist, das im normalen Betrieb geschlossen ist und zur Entgasung geöffnet werden kann.

Die Entgasungsvorrichtung weist als wesentlichste Bestand­ teile ein Entgasungsgefäß 14, eine Vakuumpumpe 15 und ein Ventil 16 auf.

Das Entgasungsgefäß 14 weist einen oberen und einen unte­ ren Anschluß auf. Mit seinem unteren Anschluß wird das Entgasungsgefäß über eine Leitung 17, beispielsweise einen geeigneten Schlauch, mit dem Anschlußstutzen 13 verbunden. Es ist wesentlich, daß in dem Entgasungsgefäß 14 so viel Isolieröl vorhanden ist, daß sich ein Flüssigkeitsspiegel unterhalb des oberen Anschlusses ausbildet. Der obere An­ schluß des Entgasungsgefäßes 14 ist über eine geeignete Leitung 18 mit der Vakuumpumpe 15 verbunden. In die Lei­ tung 18 ist das Ventil 16 eingefügt, das derart ausge­ bildet ist, daß der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Entgasungsgefäß 14 befindliche Raum wahlweise mit der Vakuumpumpe oder über einen Entlüftungsstutzen 20 mit der umgebenden Atmosphäre verbunden werden kann.

Um sicherzustellen, daß der Entgasungsvorgang ohne Auswir­ kung auf die Menge des in dem Röntgenstrahler befindlichen Isolieröls bleibt, ist es zweckmäßig, die Membran 12 in ihrer Lage zu fixieren, was in der Figur durch eine sche­ matisch angedeutete Membranblockierung 19 veranschaulicht ist, die vor Beginn des Entgasungsvorganges angebracht und nach Abschluß desselben wieder entfernt wird.

Zur Entgasung des Isolieröls wird wie folgt vorgegangen:
Zunächst wird die Entgasungsvorrichtung mittels der Lei­ tung 17 an den Röntgenstrahler angeschlossen und sicher­ gestellt, daß eine flüssigkeitsleitende Verbindung zwi­ schen dem Inneren des Schutzgehäuses 1 und dem Entgasungs­ gefäß 14 besteht. Anschließend wird erforderlichenfalls dafür gesorgt, daß eine zur Ausbildung eines Flüssigkeits­ spiegels ausreichende Menge Isolieröls in dem Entgasungs­ gefäß 14 enthalten ist. Im Anschluß hieran wird das Ventil 16 in diejenige Stellung gebracht, in der der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindliche Raum des Entgasungsge­ fäßes 14 mit der Vakuumpumpe 15 verbunden ist und diese betätigt. Etwa in dem Isolieröl befindliche Gasblasen wer­ den nun abgesaugt. Zusätzlich findet auch eine Entgasung des Isolieröls in dem Sinne statt, daß in dem Isolieröl gelöste Gase entfernt werden. Hierzu ist es jedoch erfor­ derlich, daß der Druck in dem Entgasungsgefäß 14 mittels der Vakuumpumpe 15 so weit abgesenkt wird, daß er unter­ halb der Gas-Partialdrücke der aus dem Isolieröl zu ent­ fernenden Gase liegt.

Nach einer gewissen Zeit würde sich ein Gleichgewicht da­ hingehend einstellen, daß infolge der aus dem Isolieröl herausgelösten Gase in dem Entgasungsgefäß oberhalb des Flüssigkeitsspiegels bezüglich der zu entfernenden Gase Gas-Partialdrücke vorliegen, die gleich den Gas-Partial­ drücken der entsprechenden Gase in der Flüssigkeit sind, so daß keine weitere Entgasung der Flüssigkeit mehr statt­ finden könnte. Um dies zu verhindern, wird von Zeit zu Zeit das Ventil 16 derart betätigt, daß der Innenraum des Entgasungsgefäßes 14 belüftet wird, so daß anschließend eine erneute Entgasung möglich ist, wenn das Ventil 16 wieder in seine ursprungliche Stellung gebracht wird. Es genügt übrigens jeweils eine kurzzeitige Belüftung.

Die Absaugung von Gasblasen sowie die Entgasung des Iso­ lieröls können dadurch unterstützt werden, daß die Um­ wälzpumpe 8 während des Entgasungsvorganges zumindest zeitweise in Betrieb ist.

Nach Abschluß des Entgasungsvorganges wird die Entgasungs­ vorrichtung von dem Anschlußstutzen 13 getrennt, der wie­ der flüssigkeitsdicht verschlossen wird. Außerdem wird die Membranblockierung 19 entfernt. Der Röntgenstrahler kann nun wieder seinen Betrieb aufnehmen.

Vorzugsweise erfolgt die Entgasung des Isolieröls in Intervallen, die den Wartungsintervallen der Röntgenan­ lagen entsprechen, so daß keine zusätzlichen Servicekosten entstehen.

Um es dem Servicepersonal zu ermöglichen, während des Ent­ gasungsvorganges anderen Wartungsaufgaben an der Röntgen­ anlage nachzugehen, kann in nicht dargestellter Weise vor­ gesehen sein, daß eine Steuerung die Vakuumpumpe 15, das Ventil 16 und die Umwälzpumpe 8 selbsttätig in der be­ schriebenen Weise zur Durchführung des Entgasungsvorganges betätigt. Es versteht sich, daß der Röntgenstrahler in diesem Falle einen Anschluß aufweisen muß, der der Ent­ gasungsvorrichtung die Betätigung der Umwälzpumpe 8 er­ möglicht. Falls eine derartige Steuerung vorgesehen ist, beschränkt sich die Tätigkeit des Wartungspersonals, die im Zusammenhang mit der Entgasung anfällt, also darauf, die Entgasungsvorrichtung mit dem Röntgenstrahler zu ver­ binden, ggf. die Membran 12 zu blockieren, die Entgasungs­ vorrichtung in Betrieb zu setzen und nach erfolgter Ent­ gasung wieder von dem Röntgenstrahler zu trennen und even­ tuell die Blockierung der Membran 12 wieder aufzuheben.

Es versteht sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch bei Röntgenstrahlern angewendet werden kann, deren Rönt­ genröhren eine feststehende Anode aufweisen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betrieb einer Röntgenanlage mit einem Röntgenstrahler, der eine in einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Gehäuse (1) aufgenommene Röntgenröhre (2) auf­ weist, wobei in Intervallen die Flüssigkeit entgast wird, dadurch gekennzeichnet, daß nur während dieser Intervalle eine Entgasungsvorrichtung an den Röntgenstrahler angeschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Intervalle die War­ tungsintervalle der Röntgenanlage sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Umwälz­ pumpe (8) für die Flüssigkeit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit mittels der Umwälzpumpe (8) während des Entgasens zumindest zeitweise umgewälzt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Entgasungsvorrichtung ein Entgasungsgefäß (14) vorgesehen ist, das wenigstens teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist, daß das Entgasungsgefäß (14) einerseits mittels einer Leitung (17) derart an den Röntgenstrahler anschließbar ist, daß das in dem Entgasungsgefäß (14) be­ findliche Flüssigkeitsvolumen mit dem mit der Flüssigkeit gefüllten Gehäuse (1) verbunden ist, und daß bei der Entgasungsvorrichtung eine Unterdruckquelle (15) vorgesehen ist, die andererseits derart an das Entgasungsgefäß (14) angeschlossen ist, daß das in dem Entgasungsgefäß (14) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindliche Volumen mit Unterdruck beaufschlagbar ist.

5. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entgasung der Flüssigkeit mehrfach das in dem Entgasungs­ gefäß (14) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindliche Volumen mit Unterdruck beaufschlagt und jeweils an­ schließend mit der umgebenden Atmosphäre verbunden wird.