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Aus Isoliermaterial bestehendes Hochspannungsschutzgehäuse für flüssigkeitsgekühlte
Vakuum-, insbesondere Röntgenröhren Die Erfindung betrifft ein aus Isoliermaterial
bestehendes Hochspannungsschutzgehäuse für flüssigkeitsgekühlte Vakuum-, insbesondere
Röntgenröhren, und besteht darin, daß das mit Kabelanschluß versehene Gehäuse in
zwei Räume unterteilt ist, deren einer als Behälter für die Röhre und deren anderer
als gegebenenfalls vielfach unterteilter Behälter für das flüssige Kühlmittel dient.
Die Kammer zur Aufnahme des Hochspannung führenden Oberflächenkühlers der Röhre
ist entweder einseitig offen, oder sie besitzt durchbrochene Wände, wobei der Kühler
von einem die offene Seite verschließenden oder die Durchbrechungen umhüllenden
großflächigen geerdeten metallischen Luftkühler durch das flüssige Kühlmittel isoliert
ist. -Der großflächige metallische Luftkühler wird dabei zweckmäßig elastisch ausgebildet,
so daß er zum Ausgleich von Volumenänderungen dienen kann. Die vom flüssigen Kühlmittel
durchströmte Kammer kann gleichzeitig als Endverschluß für ein Anschlußkabel dienen,
durch welches in an sich bekannter Weise das isolierende flüssige Kühlmittel zu-
und abgeführt wird. Als Kühlkanäle können in den Wänden des Isoliergehäuses vorgesehene
schraubenförmig gewundene Rohre dienen. Bei Verwendung von halbleitenden flüssigen
Kühlmitteln werden die Durchlaßrichtungen für Zu- und Ableitung zweckmäßig so gewählt,
daß ein Spannungsgefälle von einem Hochspannung führenden Ende des Isoliermantels
nach der- geerdeten Mitte zu vorhanden ist. Das Gehäuse wird vorzugsweise aus Porzellan
hergestellt.
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Bei einigen der bisher bekanntgewordenen Röntgenanlagen hat man die
Röntgenröhre bereits durch einen Isolierzylinder von einem geerdeten metallischen
Schutzmantel zum Zwecke des Hochspannungsschutzes getrennt und einen Luftmotor angeordnet,
der einen Kühlluftstrom durch den Isolierzylinder hindurchtreibt. Solche hochspannungsgeschützten
Röntgenröhren hat man auch schon mit einer Umlaufkühlung gekühlt, indem man die
als Hochspannungszuleitung dienenden hochspannungsgeschützten Kabel doppelkonzentrisch
ausgeführt hat und den hohlen Innenleiter als Zuführungsleitung und den geerdeten
Mantel als Rückführungsleitung des flüssigen Kühlmittels benutzt hat. Man hat also
bisher immer die ganze Röhre in das Kühlmittel gesetzt und die Nachteile in Kauf
genommen, die sich aus dieser Anordnung ergaben. Die Röntgenröhre wird nämlich bei
einer
Ölfüllung durch das anhaftende Öl verschmutzt, und bei einer
Druckluftkühlung werden diejenigen Stellen der Röntgenröhre, die der Eintrittsöffnung
des Kühlmittels gegenüberliegen, stärker abgekühlt als entfernter davon liegende,
so daß Temperaturdifferenzen innerhalb der Röntgenröhre entstehen, die zu Glassprüngdn
Veranlassung geben. Allen diesen bekannten Anordnungen gegenüber hat die Erfindung
den Vorteil, daß eine normal ausgebildete Röntgenröhre unter normalen Verhältnissen
in einer besonderen Abteilung des Isoliergehäuses liegt und durch das flüssige Kühlmittel
nicht beeinträchtigt wird. Trotzdem ist hierfür nur ein einziges Isoliergehäuse
erforderlich. Bei der Oberflächenkühlung wird der Hochspannung führende Oberflächenkühler
durch das flüssige Kühlmittel von dem großflächigen geerdeten metallischen Luftkühler
auf Durchschlag und für Längsüberschlag durch die Innenwandung des Isoliermantels
isoliert. Durch das sich ausbildende Feld in dem Isoliermittel zwischen Hochspannung
führendem Oberflächenkühler und Luftkühler wird die Zirkulation in dem flüssigen
Kühlmittel weiter erhöht.
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In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt.
Die Abbildungen zeigen nur die Anodenhälfte von Röntgenröhren mit den nur an dieser
Stelle vorzusehenden Kühleinrichtungen. Nach Abb. i ist die Haube i i, beispielsweise
aus Porzellan, mit einer Erweiterung 40 versehen, die Durchbrechungen 51 in ihren
Wandungen besitzt und die von einem geerdeten metallischen großflächigen Rippenluftkühler
5o umgeben ist. In der Erweiterung befindet sich der an dem Hochspannungsanschluß
45 der Röntgenröhre 12 ansetzende Oberflächenkühler 49. Die Wandung der Erweiterung
setzt sich noch nach rechts in den Isolator 33 der Haube i i fort, der als Endverschluß
für das Kabel 14 dient. Die Haube i z und der Isolator 33 sind außen noch mit einer
Metallisierung 15 versehen, die untereinander über den geerdeten metallischen Rippenkühler
50 verbunden werden.
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In Abb. 2 wird der Oberflächenkühler 49 in eine nach rechts offene
kelchartige Erweiterung 52 der Röhrenhaube i i gesetzt und durch die Wand i 6 von
dem eigentlichen Röhrenraum getrennt und flüssigkeitsdicht in diesen eingesetzt
und gehalten. Die Erweiterung wird durch den elastisch ausgebildeten metallischen
Luftkühler 53 abgeschlossen, der gleichzeitig zum Ausgleich von Volumenänderungen
des isolierenden flüssigen Kühlmittels dient. Mit der Röhrenhaube i i hängt wieder
der als Kabelendverschluß ausgebildete Isolator 33 für das Kabel 14 zusammen.
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Während die Abb. i und 2 Beispiele für die Oberflächenkühlung der
Antikathode der Röntgenröhre gezeigt haben, geben die Abb.3 und 4 Ausführungsformen
der Erfindung bei einer Umlaufkühlung wieder.
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' Nach Abb.3 strömt in dem rohrförmig ausgebildeten Innenleiter 47
die isolierende Kühlflüssigkeit zur Antikathode und tritt an dem Hochspannungsanschluß
45, wie durch Pfeile angedeutet, in den Raum 29 der Isolierhaube i i aus und isoliert
auf diese Weise das Kabelende von dem geerdeten Mantel 48 des Hochspannungskabels
35 von dem Hochspannungsanschluß 45. Zwischen Mantel 4& und Kabe135 fließt das
Kühlmittel zurück. In diesem Falle ersetzt also das isolierende Kühlmittel die sonst
bei Kabelendverschlüssen erforderlichen Vergußmassen.
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Nach Abb.4 sind in der Wandung der Röhrenhaube i i schraubenförmig
gewundene Rohre 42, 43 vorhanden. Der Anfang der Rohrleitung 42 liegt an dem Anschlußstutzen
44 und das Ende an dem Hochspannungsanschluß 45 der Röhre. Hier liegt der Anfang
des anderen Rohres 43, das sich in entgegengesetzter Richtung zu seinem Ende an
dem Rohranschlußstutzen 46 hindurchwindet. Bei Beschicken dieser Rohrleitungen,
die bei Herstellung der Isolierhaube aus Porzellan in diesen eingeformt werden,
fließt ein halbleitendes Kühlmittel, etwa Wasser, in der durch die Pfeile angegebenen
Richtung, so daß ein Spannungsgefälle durch die Isolierhaube auf diesem Kühlweg
geschaffen -wird. Mit dieser Kühlhaube hängt wieder der als Kabelendverschluß ausgebildete
Isolator 33 zusammen.