DEP0048070DA - Röntgenanlage, bei der die Röntgenröhre in einem strahlensicheren Schutzbehälter angeordnet ist - Google Patents

Description

Der Schutzbehälter einer Röntgenröhre vermindert die Bruchgefahr, schützt Personen, die sich in der Nähe der Röhre befinden gegen die schädliche Wirkung von Röntgenstrahlen, die nicht zu dem Nutzstrahlenbündel gehören, und sichert sie gegen die Gefahr der Berührung mit Teilen, die eine hohe Spannung gegen Erde besitzen.

Schutzbehälter können aus Metall oder Isolierstoff hergestellt sein. Im letzteren Fall werden sie jedoch meistens mit einer leitenden äusseren Oberfläche versehen, die ebenso wie der metallene Schutzbehälter während des Gebrauchs mit Erde verbunden ist, sodass der Mantel ohne Gefahr angefasst werden kann.

Bei der Wahl der Abmessungen muss darauf geachtet werden, dass im Mantel keine Funkentladungen auftreten können. Ein bekanntes Mittel, diese Erscheinung bei Schutzbehältern aus Isolierstoff zu bekämpfen, besteht darin, dass man den Raum zwischen den Enden der Röntgenröhre und der Wand des Schutzbehälters mittels einer leitenden Schicht auf der inneren Oberfläche der Wand abschirmt. Gebräuchlicher ist es, den Raum zwischen der Röhre und der Wand des Mantels mit einer Flüssigkeit zu füllen, die ein besseres Isolationsvermögen als die Aussenluft besitzt. An Stelle einer Flüssigkeit kann der Raum auch durch ein gasförmiges Isoliermittel besser elektrostatisch belastbar gemacht werden.

Der elektrische Strom wird der Röntgenröhre durch Leiter zugeführt, die mit einer Isolierschicht umgeben sind, meistens aus Gummi, über die sicherheitshalber eine leitende Schicht angebracht ist, die ebenfalls im Gebrauch mit Erde verbunden wird.

Es wird oft gefordert, dass der Stand der Röntgenröhre bequem verändert werden kann, um dem Strahlenbündel jede gewünschte Richtung geben zu können. Darum verwendet man isolierte Leiter, die biegsam sind, also die Form von Kabeln besitzen. Man kann dann die Röhre mit dem Schutzmantel als Ganzes drehen. Wenn die Kabel biegsam genug und nicht zu straff gelegt sind, kann auf diese Weise bei nicht zu grossen Apparaten genügende Beweglichkeit erhalten werden.

Es sind auch Konstruktionen bekannt, die im besonderen für Röhren grosser Abmessungen von Bedeutung sind, wodurch die Möglichkeit erhalten wird, das Strahlenbündel in einer Ebene senkrecht zur Röhrenachse zu bewegen, dadurch dass die Röhre im Schutzbehälter drehbar angeordnet ist. In dem hier beschriebenen Fall besteht der Schutzbehälter meist aus zwei Kappen, an denen die Kabel befestigt sind und einem zylindrischen Mittelstück, das drehbar zwischen diesen Kappen befestigt und fest mit der Röntgenröhre verbunden ist.

Diese Konstruktion ist für Schutzbehälter, die mit einem besonderen Gas (z.B. Luft unter erhöhtem Druck) oder mit einer isolierenden Flüssigkeit gefüllt sind, weniger geeignet, da es schwierig ist, die Ränder, längs deren das zylindrische Mittelstück an den Kappen anschliesst, gasdicht oder flüssigkeitsdicht zu halten und doch eine bequeme Drehung zu ermöglichen.

Die Erfindung ermöglicht es, einen nicht leckenden Schutzbehälter zu konstruieren, in dem die Röntgenröhre auf solche Weise angeordnet ist, dass man sie um ihre Achse drehen kann, ohne dass der Schutzbehälter selbst gedreht wird.

Die Wand des mit einem flüssigen oder gasförmigen Isoliermittel gefüllten Schutzbehälters hat gemäss der Erfindung im Bereich des austretenden Nutzstrahlenbündels eine ringförmige Zone, die die Strahlen gut durchlässt. Diese Zone ist durch einen ringförmigen Schirm bedeckt, der bis auf eine oder mehrere Öffnungen, die das Nutzstrahlenbündel durchlassen, das Austreten von Röntgenstrahlen durch die ringförmige Zone verhindert. Wird bei dieser

Einrichtung die drehbar im Schutzbehälter angeordnete Röntgenröhre um ihre Achse gedreht, dann verändert sich die Lage des Fensters in bezug auf den Schutzbehälter und es nimmt das ausgestrahlte Bündel eine andere Richtung.

Es besteht meistens keine Schwierigkeit, Organe zum Drehen der Röntgenröhre anzubringen, die quer durch die Wand des Schutzbehälters gehen. Solch ein Organ in Form einer drehbaren Achse oder eines verschiebbaren Stabes kann bequem flüssigkeitsdicht oder gasdicht darin angebracht werden. Die Oeffnung in der Wand des Schutzmantels, durch die ein solches Organ nach innen führt, ist sehr viel kleiner als der ringförmige Anschlussrand bei Schutzmänteln mit drehbarem Mittelstück. Dadurch verursacht die Abdichtung nicht die Schwierigkeiten, die bei letztgenannter Type entstehen.

Es ist auch möglich, eine Einrichtung zur Bewegung der Röntgenröhre herzustellen, die keine Teile enthält, die in der Wand des Schutzbehälters gedreht oder verschoben zu werden brauchen. So könnte man beispielsweise eine Membran anwenden, die einen Teil der Wand des Mantels bildet und eine Deformation zulässt, wobei die Achse eine kegelförmige Bewegung macht. In dieser Achse kann an der völlig geschlossenen Membran ein Stab befestigt werden, dessen Ende in eine Oeffnung einer Scheibe greift, die im Schutzbehälter um die Achse der Kegelfläche drehbar ist, die der Stab beschreiben kann. Die durch die Bewegung des Stabes verursachte Drehung der Scheibe kann leicht in eine Drehung der Röntgenröhre umgesetzt werden, wozu z.B. eine Uebertragung mit Zahnrädern verwendet werden kann. Ferner könnte man zum selben Zweck einen kleinen Elektromotor im Schutzbehälter aufstellen, dessen Zuleitungsdrähte evtl. unter Verwendung von Durchführungsisolatoren durch die Wand des Schutzbehälters nach aussen geführt sind.

Die Erfindung wird näher erläutert unter Hinweis auf die Zeichnung, die zwei Ausführungsbeispiele von Schutzbehältern nach der Erfindung schematisch darstellt.

In Figur 1 ist ein Schutzbehälter abgebildet, bei dem sich nur an der Aussenseite ein Schirm befindet, der sich mit der Röntgenröhre mitbewegt.

Figur 2 stellt eine andere Ausführung dar, bei der zwei bewegbare Schirme, einer innerhalb und einer ausserhalb des Schutzbehälters, angebracht sind.

In Figur 1 ist 1 die im Schutzbehälter 2 drehbar angeordnete Röntgenröhre. Die Röhre ist eine solche mit versenktem Brennfleck, d. h. dass nur ein kegelförmiges Bündel der erzeugten Röntgenstrahlen ausgesandt und der Rest dieser Strahlen durch die Wände der den Brennfleck umgebenden Anode absorbiert wird. Die Strahlen, welche durch die Oeffnung fallen, durch die die Elektronen in die Anode eintreten, werden meistens durch eine hinter der Kathode aufgestellte Platte mit strahlenabsorbierendem Stoff aufgefangen. Die Stelle des Brennflecks ist durch eine gestrichelte Linie 3 angedeutet.

Soweit noch unerwünschte Strahlen durch die Röhre dringen, werden sie von der Wand des Schutzbehälters absorbiert. In Höhe des Brennflecks ist diese Wand jedoch mit einem ringförmigen Zwischenstück 4 versehen, das eine Einschnürung des Behälters bildet und aus einem Material besteht, das Röntgenstrahlen wenig oder garnicht zurückhält, wie Glas oder plastische Masse. Dieses Zwischenstück wird von einem Metallring 5 umschlossen, der in bezug auf Schutz eine Fortsetzung der Wand des Schutzbehälters bildet.

An der Stelle, an der das Nutzstrahlenbündel nach Passieren des Ringes 4 den Schirm 5 trifft, hat dieser eine Oeffnung 6, sodass die Strahlen ungehindert nach aussen treten können.

Will man nun dem Strahlenbündel in der Ebene senkrecht zur Röhrenachse eine andere Richtung geben, dann lässt man den Schutzmantel mit den daran befestigten Kabeln 12 und 13 still stehen, bewegt aber den Ring 5. An diesem Ring ist ein Bügel 7 befestigt, der am anderen Ende an einer Achse 8 befestigt ist, die durch die Wand des Schutzbehälters greift. Die Achse sitzt fest an einem Flansch 9, drehbar in einer Umspannung 10 an der Endwand 11 des Schutzmantels. Dieser Flansch bildet einen Teil des die Röntgenröhre tragenden Isolators 20. Bei der Schwenkung des Schirmes 5 wird also die Röntgenröhre mitgedreht.

Es bietet wenig Schwierigkeiten, die Achse 8 genügend dicht durch die Wand 11 zu führen. Der Mantel kann daher mit einer isolierenden Flüssigkeit wie Transformatoröl gefüllt werden. Glaszylinder 15 und 16, die an dem ringförmigen Mittelstück 4 befestigt sind, erschweren zugleich den Durchschlag. Dadurch können die Abmessungen des Ganzen stark verringert werden; das Drehen der Röhre wird erleichtert.

Rund um die Oeffnung 6 hat der Ring 5 einen vorstehenden Rand, an dem auswechselbare Strahlentrichter befestigt werden können. Die vertiefte Form des Ringes 4 hat den Vorteil, dass der Weg, den die Röntgenstrahlen durch die Isolierflüssigkeit zurücklegen müssen, verkürzt und die Absorption der Nutzstrahlung in dieser Flüssigkeit vermindert wird. Hierdurch wird zugleich in ausreichendem Maße dem Entstehen von sekundären Röntgenstrahlen entgegengewirkt.

Das Endstück des Kabels 12 trägt eine Bürste 17, die gegen einen Schleifring 18 auf dem Isolator 20 ruht. Dieser ist evtl. über einen im Teil 14 dieses Isolators angebrachten Dämpfungswiderstand mit der Anode der Röntgenröhre verbunden. Am anderen Pol führen zwei biegsame Drähte 19 den Strom vom Kabel 13 zur Glühkathode.

Bei der Ausführung nach Figur 2 ist die Röntgenröhre 21 an einem Tragbügel 22 von Isolierstoff befestigt. Dieser hat in der Mitte einen schüsselförmigen Teil 23, der mit seinem Rand flüssigkeitsdicht an einem Ring 24 befestigt ist, der nicht oder wenig durchlässig ist für Röntgenstrahlen. Dieser Ring hat aber ein kreisförmiges Fenster 25, durch das Strahlen ohne nennenswerte Absorption dringen können. Um den Ring 24 hat die Wand des Schutzbehälters 26 eine ringförmige Zone 27, die im Gegensatz zu den übrigen Teilen dieser Wand, welche aus Metall bestehen, die Röntgenstrahlen gut durchlässt. An der Stelle des Fensters 25 kann also ein Strahlenkegel durch die Wand des Schutzmantels dringen.

Auch ausserhalb des Schutzmantels ist ein drehbarer Ring 28 vorhanden, der mit einer Oeffnung gegenüber dem Fenster 25 des Ringes 24 versehen ist. Um diese Oeffnung herum ist ebenso wie bei dem Schirm 5 des Mantels nach Figur 1 ein vorstehender Rand vorhanden zum Befestigen des Strahlentrichters.

Der Ring 24 ist derart in dem Schutzmantel befestigt, dass er um seine eigene Achse verstellt werden kann. An einem seiner Ränder hat dieser Ring einen Zahnkranz, in dem ein Rad 30 greift, das auf einer Achse 31 befestigt ist. Auf diese Achse die durch die Wand des Schutzmantels nach aussen ragt, ist ein Dreh- knopf 32 gesetzt. Zugleich trägt die Achse 31 ausserhalb der Wand des Mantels ein zweites Rad 33, das in einen Zahnkranz am Rand des Schirms 28 eingreift. Dieser letztere Schirm ist ebenfalls so am Schutzbehälter angebracht, dass er um seine eigene Achse gedreht werden kann. Die Durchmesser der Räder 30 und 33 verhalten sich wie die Durchmesser der Schirme 24 und 28, sodass die Stelle der Oeffnung 29 in bezug auf die des Fensters 25 bei der Schwenkung unverändert bleibt. Die Achse 31 ist flüssigkeitsdicht durch die Wand des Mantels geführt und der Raum zwischen der Röntgenröhre und der Wand ist mit einem üblichen flüssigen Isoliermittel, z.B. Transformatoröl, gefüllt.

Auch bei dieser Ausführungsform bleiben der Schutzmantel 26 und die damit verbundenen Kabel 34 und 35 in Ruhe, wenn man das Strahlenbündel in einer Ebene senkrecht zur Achse der Röntgenröhre in Richtung verändert.

Der schüsselförmige Ansatz 23 umschliesst einen Raum, in den keine Flüssigkeit eindringen kann. Er hat den Zweck, den Weg den die Strahlen in der Flüssigkeit zurücklegen müssen, zu verkürzen, um die Absorption der Nutzstrahlung sowie das Auftreten von sekundärer Strahlung zu vermindern.

Claims (8)

1.) Röntgenanlage, bei der die Röntgenröhre in einem strahlensicheren Schutzbehälter mit ihrer Längsachse drehbar angeordnet und der Schutzbehälter mit einer Einrichtung versehen ist, die den Austritt der Nutzstrahlen in jeder gewünschten Richtstellung der Röhre zulässt, dadurch gekennzeichnet, dass der mit einem gasförmigen oder flüssigen Isoliermittel, z.B. Oel, gefüllte Schutzbehälter (2) in dem beim Schwenken der Röhre (1) in Betracht kommenden ringförmigen Bereich (4, 25) strahlendurchlässig ist, in diesem Bereich jedoch von einem zusammen mit der Röhre verstellbaren strahlenundurchlässigen Schirm oder dergleichen (5, 24) abgedeckt ist, der lediglich eine (oder gegebenenfalls mehrere) des Nutzstrahlenbündel hindurchlassende Strahlenaustrittsöffnung (6, 29) aufweist.

2.) Röntgenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Strahlenaustrittsöffnung (25) aufweisende, sonst strahlenundurchlässige Schirm oder dergleichen im Innern des Schutzbehälters (26) verstellbar gelagert ist (Fig. 2).

3.) Röntgenanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm oder dergleichen die Haltevorrichtung (22) für die um ihre Längsachse drehbare Röntgenröhre (21) trägt.

4.) Röntgenanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (22) für die Röntgenröhre (21) im Bereich der im Schirm oder dergleichen vorgesehenen Strahlenaustrittsöffnung (25) nach Art eines eine Luftkammer bildenden Topfes (23) ausgebildet ist, dessen Rand mit dem Schirm flüssigkeitsdicht abschliesst, sodass das Nutzstrahlenbündel zwecks Vermeidung einer unnötigen Streustrahlung nur eine dünne Schicht der Isolierflüssigkeit zu durchdringen braucht.

5.) Röntgenanlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm oder dergleichen und die von ihm getragene Röntgenröhre (21) mittels eines von aussen bedienbaren, durch die Wandung des Schutzbehälters (26) flüssigkeitsdicht nach innen geführten Stellgliedes (31) verstellbar sind.

6.) Röntgenanlage nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend dem Schirm oder dergleichen aussen um den Schutzbehälter (26) ein Haltering (28) mit Befestigungsstutzen (29) für Bestrahlungsansätze oder dergleichen drehbar angeordnet ist, der zusammen mit dem Schirm und der Röntgenröhre (21) mittels des durch die Wandung des Schutzbehälters flüssigkeitsdicht hindurchgeführten Stellgliedes (31) einstellbar ist.

7.) Röntgenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Strahlendurchtrittsöffnung (6) aufweisende, sonst strahlenundurchlässige Schirm oder dergleichen (5) den Schutzbehälter (2) der Röntgenröhre (1) aussen umgibt und mittels eines Gestänges (7) mit der flüssigkeitsdicht nach aussen geführten Drehachse (8, 20) der Röntgenröhre gekuppelt ist (Fig. 1).

8.) Röntgenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse der Röntgenröhre (1) als ein einem Dämpfungswiderstand (14) tragender Halterungsisolator (20) ausgebildet und die Röntgenröhre zur Erzielung eines symmetrisch gestalteten Schutzbehälters (2) derart ausgebildet ist, dass die Nutzstrahlung tief im Innern der Anode (3) entsteht und am anodenseitigen Röhrenende austritt.