DE9115583U1

DE9115583U1 - Anordnung zum Kühlen einer Röntgenröhre

Info

Publication number: DE9115583U1
Application number: DE9115583U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-12-16
Filing date: 1991-12-16
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2001-12-17
Also published as: DE4237260A1; DE4237260C2

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Anordnung zum Kühlen einer Röntgenröhre 5

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Kühlen einer Röntgenröhre gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Röntgenröhren von Röntgengeräten, z. B. von Röntgenspektrometern, müssen im allgemeinen gekühlt werden. Hierzu liegt, die Röntgenröhre im allgemeinen in einem geschlossenen Kühlkreis, in dem eine Kühlflüssigkeit umläuft. Ein geschlossener Kühlkreis ist deswegen erforderlich, weil die Anode der Röhre auf Hochspannung liegt und daher eine Kühlflüssigkeit verwendet werden muß, die einen sehr hohen spezifischen elektrischen Widerstand hat und nur in beschränkter Menge wirtschaftlich zur Verfügung steht. Häufig wird als Kühlflüssigkeit deionisiertes Wasser verwendet. Bei einer bekannten, üblicherweise verwendeten Anordnung wird aus dem die Röntgenröhre enthaltenden Kühlkreis die Wärme mittels eines Wärmetauschers, dessen Primärseite an die öffentliche Wasserversorgung angeschlossen ist, abgeführt. Der Kühlwasserverbrauch ist dabei erheblich, da der Strömungswiderstand auf der Primärseite so bemessen sein muß, daß die Kühlleistung für die maximale Röhrenleistung auch dann noch ausreicht, wenn die Temperatur des primären Kühlwassers hoch und sein Druck niedrig ist. Bei normalen Verhältnissen ist aber dann der Verbrauch unnötig groß. Außerdem führen Änderungen der Röhrenleistung, des Kühlwasserverbrauchs oder der Kühlwassertemperatur zu einer Änderung der Temperatur der Kühlflüssigkeit und damit zu einer Änderung der Intensität bei den Meßwerten des Röntgengerätes.

In einer anderen bekannten Anordnung, die aus dem Siemens-Prospekt "Kühlwasser-Aggregate für Siemens-Röntgenanalyse-Systeme" bekannt ist, wird aus dem die Röntgenröhre enthaltenden Kühlkreis die Wärme mittels eines Wärmetauschers in einen zweiten Kühlkreis abgeführt, der seinerseits einen Kühler enthält, der aus einem großen Behälter von etwa einem Kubikmeter besteht und dessen Inhalt mittels einer an die öffentliche Wasserver-

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sorgung angeschlossenen Kühlschlange gekühlt wird. Ein Temperaturfühler in diesem großen Behälter des Zwischenkühlkreises steuert den Durchfluß des Kühlwassers durch die Kühlschlange und hält damit die Kühlwassertemperatur konstant. Es ist auch eine Kühlung des Zwischenkühlkreises mittels eines elektrisch betriebenen Kühlaggregates möglich.

Der Zwischenkühlkreis nimmt viel Raum in Anspruch, was, sofern überhaupt genügend Platz für ihn vorhanden ist, zumindest störend ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die sich durch kleines Bauvolumen und geringen Kühlwasserverbrauch bei guter Konstanz der Temperatur in dem die Röntgenröhre enthaltenden Kühlkreis auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

In der neuen Anordnung wird die Temperatur des Kühlmittels in dem die Röhre enthaltenden Kühlkreis über den Durchfluß des primären Kühlwassers ohne Zwischenkühlkreis geregelt. Die Anordnung kann daher so klein gehalten werden, daß sie im Gehäuse eines Röntgenmeßgerätes, z. B. eines Röntgenspektrometer, untergebracht werden kann.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist, werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert.

Mit 1 ist ein Röntgenmeßgerät bezeichnet, das eine Röntgenröhre 2 enthält, die gekühlt werden muß. Hierzu liegt sie in einem Kühlkreis mit einer Pumpe 3 und einem kleinen Kühlflüssigkeitsbehälter 4. Aus diesem sekundären Kühlkreis wird die Wärme über einen Wärmetauscher 5 an primäres Kühlwasser abgeführt, das über einen Anschluß 6 der öffentlichen Wasser-

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Versorgung entnommen wird. An einen Anschluß 7 ist ein Ablauf angeschlossen.

Da die zu kühlende Anode der Röntgenröhre auf hohem elektrischem Potential liegt, muß die sekundäre Kühlflüssigkeit einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand haben; bewährt hat sich deionisiertes Wasser.

In dem Behälter 4, vorzugsweise im Bereich des Kühlmittelzuflusses, ist ein Temperaturfühler 10 angebracht, dessen Signal einem Regler 9 zugeführt ist, der ein Ventil 8 steuert, das in der Zuleitung der Primärkühlflüssigkeit liegt. Selbstverständlich könnte das Ventil auch in der Ableitung liegen. Die Temperatur der der Röhre 2 zugeführten Kühlflüssigkeit wird somit durch Einstellen des mittleren Durchflusses der primären Kühlflüssigkeit konstant gehalten. Schwankungen des Drucks oder der Temperatur der primären Kühlflüssigkeit haben daher keinen wesentlichen Einfluß auf die Temperatur der der Röhre zugeführten Kühlflüssigkeit und damit auf die Intensitatsmeßwerte. Dabei wird nur die geringstmögliche Menge an Primärkühlwasser verbraucht.

Im Ausführungsbeispiel wird die Temperatur der in die Röhre fließenden Kühlflüssigkeit konstant gehalten. Vor allem dann, wenn ein Monochromator in der Nähe der Kathode der Röhre angeordnet ist, wird die Kühlflüssigkeit vorteilhaft so geführt, daß sie zuerst die Röhrenkathode kühlt und dann die Anode, damit die Kathode und damit der temperaturempfindliche Monochromator auf konstanter Temperatur gehalten wird. Soll in erster Linie die Temperatur der Anode konstant gehalten werden, bringt man den Temperaturfühler zweckmäßig am Ausgang des Anodenkühlers an, so daß die Ausgangstemperatur der Kühlflüssigkeit an der Anode konstant gehalten wird. Schließlich ist es auch möglich, den Temperaturfühler zwischen dem Kathoden- und dem Anodenkühler anzubringen, um in diesem Bereich die Temperatur der Kühlflüssigkeit konstant zu halten. Vorteilhaft liegt der Behälter hinsichtlich der Strömungsrichtung jeweils hinter dem Temperaturfühler, damit die Totzeit der Regelstrecke nicht unnötig groß ist. Es genügt aber, wenn der

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Temperaturfühler im Behälter, vorzugsweise im Bereich der einströmenden Flüssigkeit, angebracht ist. Im Falle des Ausführungsbeispiels, bei dem die Temperatur der in die Röhrenkühlung einströmenden Kühlflüssigkeit konstant gehalten wird, ist demgemäß der Behälter zwischen Wärmetauscher und Röhre angeordnet. Befindet sich dagegen der Temperaturfühler am Kühlflüssigkeitsausgang der Röhre, wird man den Behälter zwischen Röhre und Wärmetauscher anordnen.

Das Ventil 8 kann von einem Stellmotor betätigt sein, so daß der Durchfluß kontinuierlich verändert werden kann. Zweckmäßig ist das Ventil 8 ein Magnetventil und der Regler 9 ein schaltender Regler. Die Pufferwirkung des Gefäßes 4 verhindert ein zu häufiges Schalten des Ventils 8.

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Claims

GR 91 G 4451 DE 5 Schutzansprüche

1. Anordnung zum Kühlen einer Röntgenröhre mit einem die Röntgenröhre und einen Kühler enthaltenden Sekundärkühlkreis, in dem ein Sekundärkühlmittel umläuft, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Kühler ein Wärmetauscher (5) ist, dessen Sekundärseite im Sekundärkühlkreis liegt, dessen Primärseite in Reihe mit einem steuerbaren Ventil (8) liegt und an eine Wasserversorgungsleitung angeschlossen ist, und

- daß im Sekundärkühlkreis ein Temperaturfühler (10) zur Messung der Temperatur des Sekundärkühlmittels angebracht ist, an den ein Regler (9) angeschlossen ist, der das Ventil (8) im Sinne einer Konstanthaltung der Temperatur des Sekundärkühlmittels betätigt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß das im Sekundärkreislauf umlaufende Kühlmittel deionisiertes Wasser ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,

- daß im Sekundärkreislauf ein Behälter (4) enthalten ist, in dem die Temperatur des Kühlmittels als Istwert für den Regler (9) gemessen wird.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet ,

- daß der Behälter (4) bezüglich der Strömungsrichtung des Kühlmittels zwischen Wärmetauscher (5) und Röntgenröhre (2) angeordnet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 3, , dadurch gekenn zeichnet,

- daß der Wärmetauscher bezüglich der Strömungsrichtung des Kühlmittels zwischen dem Behälter und der Röhre angeordnet ist.

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