FR2599555A1 - Tube radiogene tournant - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN TUBE RADIOGENE DU TYPE OU L'ENCEINTE 3 ETANCHE DU TUBE RADIOGENE 1 EST FORMEE POUR PARTIE PAR UNE ANODE 15, ET TOURNE AUTOUR D'UN AXE DE SYMETRIE 19 DE L'ANODE 15. L'ENCEINTE 3 CONTIENT UNE CATHODE 20 QUI EST MAINTENUE EN POSITION FIXE PAR RAPPORT A UNE GAINE 2, DE MANIERE QUE LE FAISCEAU D'ELECTRONS 21 GENERE PAR LA CATHODE 20 BOMBARDE L'ANODE 15 A UNE POSITION FIXE PAR RAPPORT A LA GAINE 2.

Description

TUBE RADIOGENE TOURNANT
L'invention concerne un tube radiogène du type où l'ensemble du tube est mis en rotation de manière, notamment, à faciliter le refroidissement de l'anode par un fluide.

Les tubes radiogènes comportent une enceinte où règne le vide, contenant une cathode émettant des électrons, et une anode.

La production des rayons X se fait en bombardant sous vide par le faisceau d'électrons incidents, un matériau solide appelé cible, disposé sur l'anode ; la surface bombardée est appelée foyer et constitue la source du rayonnement X. Une très faible partie de la puissance du faisceau d'électrons est ainsi transformée en puissance de rayonnement X, le reste est transformé en chaleur et échauffe l'anode.

En général, on souhaite que le foyer soit de petite dimension et que le rayonnement X soit le plus intense possible, ce qui conduit à adopter une densité de puissance de bombardement électronique la plus grande possible compatible avec les propriétés thermiques du matériau cible et de l'anode.

Dans le cas des anodes tournantes, et pour éviter que le matériau cible ne soit porté au-dessus de son point de fusion à l'impact du faisceau d'électrons, on fait tourner l'anode rapidement pour que chaque point ne soit bombardé que pendant un temps insuffisant pour le porter au point de fusion.

En l'absence de disposition particulière, la chaleur accumulée par l'anode est évacuée uniquement sous la forme d'un rayonnement thermique. Le refroidissement de l'anode, qui résulte de ce rayonnement thermique, ne permet pas de retirer tous les avantages apportés par la rotation de l'anode.

Dans le but d'améliorer le refroidissement de l'anode tournante, il est connu de réaliser des anodes tournantes creuses et d'introduire dans l'enceinte étanche au vide, par l'intermédiaire d'un premier joint tournant, un fluide de refroidissement qui circule dans l'anode tournante pour la refroidir, et qui ressort de l'enceinte par un second joint tournant pour être refroidi à son tour. Un tel montage est exposé dans un brevet U.S N" 4 405 876. Ce brevet U.S décrit un tube radiogène dont l'enveloppe étanche au vide contient une cathode et une anode tournante creuse. L'anode tournante creuse est solidarisée à un arbre support creux qui s'étend à l'extérieur de l'enveloppe sous vide, grâce à un joint tournant qui permet d'isoler l'enveloppe sous vide du milieu à pression atmosphérique.L'enveloppe sous vide comprend un ajutage par lequel elle communique avec un dispositif de pompe à vide destiné à compenser les fuites du joint tournant. En effet, les techniques actuelles ne permettent pas de réaliser de joints tournants exempts de fuites.

Aussi, I'un des inconvénients de cette configuration réside notamment en ce qu'elle exige de compenser les fuites du joint tournant à l'aide d'un ensemble de pompage à vide secondaire, ayant une puissance d'aspiration très importante, et ayant par conséquent un encombrement et un coût importants ; il est en outre nécessaire d'utiliser un joint tournant ayant de très hautes qualités vis à vis du vide et non susceptible d'usure dans le temps, afin de ne pas compromettre l'efficacité de la compensation réalisée par l'en- semble de pompage.

Une autre méthode permet de refroidir efficacement l'anode tournante, par un fluide, sans exiger de joint tournant ayant les qualités d'étanchéité au vide qui sont nécessaires dans l'exemple précédent. Dans cette dernière méthode la cathode et l'anode sont disposées selon un même axe, qui constitue l'axe de symétrie de l'anode. La cathode et l'anode sont contenues dans une enceinte étanche au vide dont l'extrémité opposée à la cathode est généralement formée par une partie de l'anode elle-même.Dans ces conditions il est facile de refroidir efficacement l'anode, par un fluide de refroidissement amené au contact de la paroi extérieure de la partie d'anode qui constitue une partie de l'enceinte, et plus particulièrement au contact de la zone où est constituée le foyer le foyer étant situé à la périphérie de l'anode, à une distance de l'axe de symétrie qui constitue le rayon de la couronne focale engendrée par la rotation de l'anode. La rotation de l'anode est obtenue par une rotation de l'enceinte étanche autour de l'axe de symétrie de l'anode, c'est-à-dire par une rotation de l'ensemble du tube radiogène, grâce à des moyens moteurs disposés à ltextérieur de l'enceinte.

Cette disposition présente néanmoins un inconvénient, qui réside en ce qu'elle exige de réalisér une déflexion du faisceau d'électrons incidents pour que les électrons, émis par la cathode selon l'axe de symétrie de l'anode, décrivent une trajectoire fixe, et bombardent l'anode à la périphérie de cette dernière, en un point qui doit rester fixe malgré la rotation du tube radiogène. Ceci impose un dispositif de déviation du faisceau d'électrons d'une grande qualité, qui doit être porté en position fixe par rapport au tube radiogène tournant. D'autre part il est à remarquer qu'en général, les cathodes sont conçues pour conférer au faisceau d'électrons une section compatible avec les dimensions que doit comporter le foyer.

Mais dans le cas ci-dessus cité où le faisceau d'électrons est recourbé par un champ magnétique créé par un déviateur, il est nécessaire d'utiliser des moyens de focalisation supplémentaires, afin de donner au faisceau électronique une section appropriée à l'endroit de son impact sur la cible anodique pour conférer au foyer les dimensions requises ; ces moyens de focalisation devant également être supportés de manière. à conserver une position fixe, malgré la rotation du tube radiogène. Il faut remarquer que ces moyens de déviation et de focalisation ont une action qui est fonction de l'énergie du faisceau d'électrons.

Par exemple, si ce sont des moyens électromagnétiques, il faut leur fournir un courant proportionnel à la racine carrée de l'énergie du faisceau électronique. Si cette énergie, varie, soit par l'instabilité du générateur de la haute tension accélerant le faisceau, soit parce que les différents examens radiologiques demandent des rayons X d'énergies différentes, le courant des moyens de déflexion et de focalisation doit être asservi à l'énergie du faisceau électronique.

Aussi, ces moyens de déviation et de focalisation, ainsi que des moyens d'alimentation qui leur sont nécessaires, augmentent de manière importante la complexité, l'encombrement et le coût d'un tube radiogène tournant.

La présente invention concerne un tube radiogène tournant agencé d'une manière nouvelle de sorte à permettre le refroidissement de l'anode d'une manière simple et efficace, par un fluide de refroidissement, tout en évitant l'utilisation de moyens de déviation et de focalisation supplémentaires du faisceau d'électrons incidents.

Selon l'invention, un tube radiogène tournant dans une gaine, comportant, une enceinte où règne le vide, une cathode contenue dans l'enceinte et émettant un faisceau d'électrons, une anode bombardée par le faisceau d'électrons en un point constituant un foyer, L'anode formant une partie de l'enceinte, l'anode comportant un axe de symétrie autour duquel l'enceinte est mise en rotation, est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour maintenir la cathode en position fixe, par rapport à la gaine.

L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui suit, fait à titre d'exemple non limitatif, et par les deux figures annexées parmi lesquelles:
- la figure 1 montre schématiquement à titre d'exemple non limitatif, par une vue en coupe, une première version d'un tube radiogène tournant conforme à l'invention.

- La figure 2 montre shématiquement, une version préférée du tube radiogène de l'invention.

La figure 1 représente un tube radiogène tournant 1 contenu dans une gaine 2 formant, de manière classique, une enceinte de protection. Le tube radiogène 1 comporte une enceinte 3 étanche, à l'intérieur de laquelle règne le vide. L'enceinte 3 peut être mise en rotation autour d'un axe longitudinal 4 du tube radiogène par des moyens moteurs 5 classiques, comportant par exemple un stator 6 et un rotor 7 disposés selon l'axe longitudinal 4. Dans l'exemple non limitatif décrit le rotor 7 est d'une part, rendu solidaire de l'en ceinte 3 par un arbre support 8 disposé selon l'axe longitudinal 4; le rotor 7 est d'autre part porté par un axe fixe 9, par l'intermédiaire de paliers de roulement 10.L'axe fixe 9 est solidarisé à la gaine 2 de manière à être disposé selon l'axe longitudinal 4, et le stator 6 est également solidarisé à la gaine 2 par des moyens de fixation 11 en eux-mêmes classiques. En fonctionnement, le stator 6 crée un champ magnétique tournant qui, de manière conventionnelle, provoque la rotation du rotor 7 et de l'enceinte 3 autour de l'axe longitudinal 4, comme représenté par la flèche 12.

Dans l'exemple non limitatif de la description, l'enceinte 3 est formée par deux parties 15, 16 : une première partie 15, métallique par exemple, est située du côté du rotor 7, auquel elle est solidarisée par l'arbre support 8 ; la première partie 15 est solidaire d'une seconde partie 16, en verre par exemple, et qui constitue la partie de l'enceinte 3 opposée au rotor 7.

La première partie 15, métallique, outre qu'elle forme une partie de l'enceinte 3, constitue l'anode du tube radiogène 1. Dans exemple non limitatif décrit, la première partie d'enceinte ou anode 15 comporte, sur une surface 17 intérieure, c'est à dire à l'intérieur de l'enceinte 3, un revêtement 18 d'un matériau réfractaire et à haut numéro atomique, de type approprié à produire un rayonnement X sous un bombardement éléctronique ; ce matériau, appelé dans la description "matériau cible", étant consitué par exemple par du tungstène. Dans l'exemple non limitatif représenté à la figure 1, le matériau cible 18 est formé selon une couronne qui est disposée centrée autour d'un axe de symétrie 19 de l'anode 15 l'axe de symétrie 19 étant confondu avec l'axe longitudinal 4- autour duquel l'anode 15 est mise en rotation par la rotation de l'enceinte 3.

L'enceinte 3 contient une cathode 20 d'un type classique qui, en fonctionnement émet des électrons. Les électrons émis par la cathode 20 forment un faisceau d'électrons 21 qui bombarde le matériau cible 18 et engendre sur ce dernier un foyer 22. Le foyer 22 constitue la source d'un rayonnement X (non représenté) qui, dans l'exemple non limitatif décrit, sort du tube radiogène 1 dans une direction moyenne 23 sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal 4, et en traversant une paroi périphérique 25 de l'enceinte 3, formée par un retour de l'anode 15.

Selon une caractéristique de l'invention, la cathode 20 est maintenue en position fixe par rapport à la gaine 2, durant la rotation de l'enceinte 3.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la cathode 20 est portée en position excentrée par rapport à l'axe longitudinal 4 ou axe de symétrie 19, de manière que le faisceau d'électrons 21 soit directement orienté vers le foyer 22. Cette dispostion permet d'éviter l'utilisation de moyens de déviation du faisceau d'électrons 21 et permet d'éviter l'utilisation de moyens supplémentaires de focalisation.

A cette fin, le tube radiogène 1 comporte des moyens pour maintenir la cathode 20 en position fixe par rapport à la gaine 2, durant la rotation du tube radiogène 1 et plus précisemment de l'enceinte 3.

Dans une prerlière version du tube radiogène 1 de l'invention les moyens pour maintenir la cathode 20 en position fixe comportent des moyens de roulement 38, par l'intermédiaire desquels la cathode 20 est portée par l'enceinte 3.

Dans l'exemple non limitatif décrit, la cathode 20 est sup portée par un support 26, 27 formé par un bras 26 et par un tube 27.

Le bras 26 est disposé dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal 4, et porte à une extrémité 28 la cathode 20, de sorte que cette dernière est sensiblement en vis à vis du matériau cible 18 sur lequel doit être formé le foyer 22 la seconde extrémité 29 du bras 26 étant solidarisée à une première extrémité 30 du tube 27. Le tube 27 est disposé selon l'axe longitudinal 4 autour duquel il est centré, à l'intérieur de l'enceinte 3 et plus précisément de la seconde partie 16 de l'enceinte 3.La seconde partie 16 affecte la forme d'un col dont la première extrémité 32, située vers la cathode 20, est reliée à la première partie 15 contenant la cathode 20 ; la première partie 15 ayant perpendiculairement à l'axe longitudinal 4, un premier diamètre D1 supérieur au diamètre D2 du col formant la seconde partie 16. La seconde partie 16, à saseconde extrémité 35, est fermée sur un axe tournant 36 disposé selon l'axe longitudinal 4; l'axe tournant 36 est fixé à la seconde extrémité 35 par des moyens de scellement 39 en eux-mêmes classiques, appropriés à assurer l'étanchéité au vide.

L'axe tournant 36 s'étend à l'intérieur du tube 27 et, selon une caractérisitiques de l'invention, le tube 27 est solidarisé à l'axe tournant 36 par l'intermédiaire des moyens de roulement 38 qui sont d'un type classique, comportant par exemple des roulements à billes.

Dans ces conditions, la cathode 20 peut tourner autour de l'axe longitudinal 4 de façon indépendante par rapport à l'enceinte 3, ce qui permet de maintenir la cathode 20 dans une position fixe par rapport à la gaine 2, malgré la rotation de l'enceinte 3 et de l'axe tournant 36. A cette fin, le tube radiogène 1 comporte un dispositif d'attraction magnétique 42,43 qui permet à la cathode 20 de conserver une position fixe, par rapport à la gaine 2, durant la rotation de l'enceinte 3 et donc de l'anode 15.Dans l'exemple non limitatif de la description, le dispositif d'attraction magnétique 42,43 comporte d'une part,-une pièce magnétique 42 solidarisée à la cathode 20, et d'autre part un aimant ou un électro-aimant 43, su porté à extérieur de l'enceinte 3 par une pièce de fixation 44 par laquelle il est solidarisé à la gaine 2 ; la pièce magnétique 42 étant fixée dans l'exemple non limitatif décrit à un second bras 14, solidaire du tube 27.

Dans cette configuration, la cathode 20 étant portée à une polarité négative - HT par rapport à l'anode 15, le faisceau d'électrons 21 bombarde le matériau cible 18 sur lequel il engendre le foyer 22, à une position qui reste fixe par rapport à la gaine 2 durant la rotation de l'enceinte 3 et donc de l'anode 15 ; la cathode 20 étant elle-même maintenue en position fixe grâce à l'attraction magnétique exercée sur la pièce magnétique 42. Il est à noter que, en outre, la partie de l'anode 15 revêtue du matériau cible 18 doit être à symétrie de révolution pour que le foyer 21 conserve une -position fixe par rapport à la gaine 2.D'autre part, il est entendu que d'une part, si la première partie 15 qui constitue l'anode est en métal, la paroi périphérique 25 traversée par le rayonnement X doit être de faible épaisseur; et que d'autre part, la paroi 45, opposée au matériau cible 18, doit être amagnétique et de faible conductivité électrique pour permettre l'établissement du champ magnétique entre la pièce magnétique 42 et rélectroaimant 43.

Le tube radiogène 1 est alimenté en haute tension par un générateur haute tension 50 d'un type classique. Le générateur 50 comporte une première borne de sortie 51 délivrant la polarité positive + HT de la haute tension, et une seconde borne 52 délivrant la polarité négative - HT. Dans l'exemple non limitatif de la description, la première borne 51 délivrant la polarité positive + HT est reliée d'une part à la masse, et d'autre part à la gaine 2 ; l'anode 15 étant portee à la polarité positive + HT de la haute tension, c'est à dire la masse, par l'intermédiaire de l'arbre support 8, du rotor 7, des paliers de roulement 10 et de l'axe fixe 9. La cathode 20 peut être reliée à la polarité négative - HT do la haute tension de différentes manières, en elles-mêmes connues de l'homme de métier.Dans l'exemple non limitatif décrit, la seconde borne 52, délivrant la polarité négative - HT, est reliée à la cathode 20 par une liaison 53 qui traverse la paroi 54 de la gaine 2 grâce à une traversée 58 étanche et isolée. La liaison 53 est reliée à un contact tournant 55 en lui-même classique, dans lequel tourne l'axe tournant 36 ; le contact tournant 55 étant fixé à la gaine 2 par un support isolant 56. La polarité négative moins HT est ensuite conduite jusqu'à la cathode 20 par l'intermédiaire de l'axe tournant 36, des moyens de roulement 38, du tube 27 et du premier bras 26.

L'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de la cathode 20 est fournie par un générateur d'alimentation classique (non représenté sur la figure 1). L'energie électrique nécessaire à la cathode 20 peut également être amenée d'une manière en elle même classique grâce à des contacts tournants (non représentés).

Dans une réalisation préférée de l'invention, l'allmentation de la cathode 20 par cette énergie électrique, destinée par exemple au chauffage d'un filament (non représenté), et réalisée par induction de courant entre un primaire 60 et un secondaire 61 d'un transformateur 62. Dans l'exemple non limitatif décrit, le secondaire 61 est disposé dans l'enceinte 3 c'est à dire au vidè, et le primaire 60 est disposé à l'extérieur de l'enceinte 3 autour du secondaire 61, où il est alimenté d'une manière en elle même conventionnelle.Le transformateur 62 comporte un circuit magnétique 63, 64 divisé en deux parties, dont la première partie 63 entoure le bobinage 67 du primaire 61, et donc la seconde partie 64 entoure le bobinage 65 du secondaire 61 le demi-circuit magnétique 63 du primaire 60 étant fixé par un support isolant 40 à la gaine 2, et le demi-circuit magnétique 64 du secondaire 61 étant fixé au tube 27 ; l'espace entre les deux demi-circuits magnétiques 63,64 constitue un entrefer 66 qui laisse passer la paroi 77 en rotation de la seconde partie 16 de l'enceinte 3.Dans l'exemple non limitatif décrit, l'énergie induite au secondaire 61 est conduite jusqu'à la cathode 2) Far deux liaisons isolées 70, qui sont disposées le long du tube 27 jusqu'à rencontrer le premier bras 26 ; le premier bras 26 étant creux, les deux liaisons 70 sont conduites à l'intérieur de ce dernier jusqu'à la cathode 20.

La gaine 2 qui contient le tube radiogène 1,- a notamment pour fonction de protéger l'utilisateur vis-à-vis de la haute tension et visà-vis du rayonnement X. A cet effet la gaine 2 contient un fluide 72 liquide ou gazeux ayant les propriétés d'un diélectrique. Ce fluide peut-être constitué, ainsi que dans l'exemple non limitatif décrit, par de l'huile dans laquelle baigne l'enceinte 3 étanche du tube radiogène 1 ; le fluide étant symbolisé sur le dessin par des ensembles de traits parallèles à l'axe longitudinal 4.

La gaine étant constituée d'un matériau absorbant fortement le rayonnement X, elle comporte une fenêtre de sortie 81 perméable au rayonnement X, centrée sur la direction 23 selon laquelle le rayonnement X sort de la gaine 2, après avoir traversé la paroi 25, le fluide 72 et la fenêtre de sortie 81.

Dans ces conditions, l'ensemble de l'enceinte 3 est en contact avec le fluide diélectrique 72 qui constitue en outre un fluide de refroidissement. On observe que l'anode 15, par sa surface extérieure 83, et particulièrement la zone où est constitué le foyer 22,est en contact direct avec le fluide 72 de refroidissement et,ainsi est refroidie avec une grande efficacité de l'extérieur de l'enceinte 3, soit par convection naturelle, soit par convection forcée ; le fluide pouvant être lui-même refroidi à l'extérieur de la gaine 2 par des moyens en eux mêmes connus (non représentés).

Il est à remarquer que cette configuration permet de mettre en mouvement le fluide, directement par le mouvement de rotation de l'enceinte 3, de manière à favoriser davantage l'évacuation de la chaleur créée dans la zone du foyer 22.

La géometrie de l'enceinte 3 où règne le vide peut également être très différente de celle ci-dessus décrite, et il doit être entendu que le principe de l'invention consistant à maintenir la cathode 20 fixe durant la rotation de l'enceinte, s'applique à tout type de tube radiogène tournant, quelle que soit la forme de l'enceinte.

Ainsi par exemple, l'enceinte où règne le vide peut être formée, pour partie, d'une anode dont la paroi externe, non soumise au vide, constitue d'une manière connue une seconde enceinte (non représentée) dans laquelle aboutissent deux conduits; l'un des conduits sert à amener un fluide de refroidissement et l'autre sert à évacuer ce fluide, comme il est décrit par exemple dans le brevet
US 4 405 876 précédement cité. Une telle forme de l'enceinte étanche et de l'anode est particulièrement favorable pour réaliser un circuit de refroidissement de l'anode du type connu par l'article "Boiling burn out with water in vortex flow" de W.R. GAMBILL et
N.D. GREENE, publié dans "Chemical Engineering Progress", volume 54 nO 10 de Octobre 1958. Cet article révèle que l'éfficacité du refroidissement d'une paroi, par un liquide, peut être considérablement augmentée lorsqu'un mécanisme d'ébullition crée des bulles à l'interface liquide - paroi, et que ce mécanisme exige qu'un gradient de pression existe à l'interface, la pression la plus élevée se trouvant à la paroi.

La figure 2 illustre, à titre d'exemple non limitatif, une version préférée de l'invention dans laquelle les moyens pour maintenir fixe la cathode 20 comporqtent un dispositif de suspension magnétique 74, servant à porter la cahtode 20.

Le dispositif de suspension magnétique 74 présente l'avantage de n'exiger aucun contact matériel avec l'enceinte 3 pour porter la cathode 20. Ceci permet d'augmenter considérablement la durée de vie du tube radiogène 1, en évitant d'incorporer dans l'enceinte 3, où règne le vide, des moyens de roulement classiques dont les billes s'usent plus ou moins rapidement, du fait notamment des difficultés liées àleur lubrification dans le vide.

Des suspensions magnétiques sont couramment utilisées dans différents domaines, comme par exemple : dans les essais en soufflerie où l'objet à étudier est maintenu sans contact matériel dans la veine d'air, par une telle suspension ; ou encore dans les paliers magnétiques qui servent, dans les tubes radiogènes, à assurer la rotation de l'anode tournante.

Le dispositif de suspension magnétique 74 est dun type classique et comporte une première pièce 75 ou générateur de champs, et une seconde pièce 76 constituant élément suspendu. Le générateur de champs 75 est alimenté d'une manière conventionnelle (non représentée) et produit des champs magnétiques opposés entre lesquels l'élément suspendu 76 est maintenu en équilibre. Le générateur de champs 75 et l'élement suspendu 76 sont disposés selon l'axe longitudinal 4 et sont séparés par la paroi 77 de la seconde partie 16 en forme de col de l'enceinte 3.L'élément suspendu 76 est contenu dans la seconde partie 16, et le générateur de champs 75 est disposé à l'extérieur de cette dernière où il est fixé rigidement à la gaine 2 par un support 59 ; la paroi 77 étant constituée, comme dans l'exemple précédent, en un matériau isolant amagnétique comme par exemple le verre ou la céramique.

Dans l'exemple non limitatif décrit, l'élément suspendu 76 est solidarisé à la phériphérie du tube 27 par l'intermédiaire duquel il porte la cathode 20; la cathode 20 étant maintenue sensiblement dans la même position que dans l'exemple précédent.

Le potentiel négatif - HT de la cathode 20 peut être fixé de différentes manières, en elles-mêmes connues de l'homme du métier, en utilisant par exemple un autre contact tournant disposé dans l'enceinte 3. Dans ce cas, la seconde partie 16 peut-être fermée, à sa seconde extrémité 35, sur l'axe tournant 36 d'une même manière que dans la première version de l'invention, de sorte que la polarité négative -HT étant reliée par le premier contact tournant 55 à l'axe tournant 36, cet autre contact tournant établisse le contact électrique entre l'axe tournant 36 solidaire de l'enceinte 3 et le tube 27 solidaire de la cathode 20.

Une telle solution, ou une autre qui utiliserait aussi un contact tournant disposé dans l'enceinte 3, présente l'inconvénient d'introduire dans l'enceinte 3 un élément mécaniquement plus fragile que les autres, faisant ainsi perdre une partie du bénéfice apporté par une suspension magnétique de la cathode 20, sans contact matériel entre la cathode 20 et l'enceinte 3.

Aussi, selon une réalisation préférée de cette seconde version de l'invention, la cathode 20 ou cathode principale est fixée a S potentiel négatif -HT de la haute tension, sans contact matériel avec l'enceinte 3, grâce à l'utilisation d'une cathode auxiliaire 78 et d'une anode auxiliaire 79 contenues dans l'enceinte 3. L'anode auxiliaire 79 et reliée mécaniquement et électriquement à la cathode principale 20 ; et la cathode auxiliaire 78 est reliée méca- niquement à l'enceinte 3 (avec laquelle elle est mise en rotation) et, électriquement au potentiel négatif -HT qui est transmis à la cathode principale 20 grâce à des électrons (non représentés) qui sont fournis par la cathode auxiliaire 78, et qui sont captés par l'anode auxiliaire 79.

Dans l'exemple non limitatif de la description, l'enceinte 3, du côté de la seconde extrémité 35 de sa seconde partie 16, est fermée de manière étanche sur l'axe tournant 36, par l'intermédiaire d'une colerette 84 métallique dont la partie centrale comporte un canon métallique 85 contenant lui-même un second canon isolant 86. L'axe tournant 36 métallique est engagé dans le canon isolant 86 selon l'axe longitudinal 4, et supporte, à l'intérieur de l'enceinte 3, un filament qui représente la cathode auxiliaire 78. La cathode auxiliaire 78 est portée par l'axe tournant 36 de préférence en position axiale (mais non nécessairement), de sorte à tourner avec l'axe tournant 36 en étant en vis à vis de l'anode auxiliaire 79.

L'anode auxiliaire 79 est portée par le tube 27, dans le prolongement de ce dernier, et comporte, dans l'exemple non limitatif décrit, la forme d'une cuvette dont la partie creuse 87 est orientée vers la cathode auxiliaire 78 la cathode auxiliaire 78 étant contenue dans la partie creuse 87.

Le canon métallique 85 et l'axe tournant 36 sont coaxiaux, et s'étendent à l'extérieur de l'enceinte 3 où l'axe tournant 36 a une plus grande longueur (non représentée) que le canon métallique 85, de sorte à permettre son engagement dans le contact tournant 55.

Le canon métallique 85 est également engagé dans un second contact tournant 89 d'un type classique, les deux contacts tournants 55, 89 étant portés par le support isolant 56 fixé à la gaine 2.

L'axe tournant 36 est relié, comme dans l'exemple précédent, à la polarité négative -HT, par le-premier contact tournant 55 qui, par l'intermédiaire de la traversée 58 isolée, est connecté à la seconde borne 52 du générateur haute tension 50 grâce à la liaison 53.

L'énergie nécessaire au chauffage du filament représentant la cathode auxiliaire 78, est fournie entre les deux sorties 88, 90 d'une source de tension 91 connue en soi. La première sortie 88 est reliée à la seconde borne 52, c'est-à-dire à la polarité négative -HT, et la seconde sortie 90 est reliée au canon métallique 85, par une liaison 92, par l'intermédiaire du second contact tournant 89 et d'une seconde traversée étanche et isolée 93 montée sur la gaine 2.

L'axe tournant 36 est ainsi relié à la fois à la polarité négative -HT de la haute tension et à l'un des pôles de la source de tension 91 l'autre pôle 90 de la source de tension 91 étant relié au canon métallique 85. L'axe tournant 36 est relié à une première extrémité 68 du filament constituant la cathode auxiliaire 78, dont la seconde extrémité 69 est reliée au canon métallique 85.

L'alimentation de la cathode principale 20 peut-être réalisée de différentes manières ainsi qu'il a déjà été mentionné, mais dans cette dernière configuration où la cathode 20 principale est portée sans contact matériel, il est particulièrement intéressant d'alimenter la cathode principale 20 par induction de courant entre le primaire 60 et le secondaire 61 du transformateur 60, comme il a été expliqué précédemment ; l'énergie induite au secondaire 61 pouvant être conduite jusqu'à la cathode principale 20 d'une même manière (non représentée sur la figure 2) que dans l'exemple précédent. L'alimentation du primaire 60 est réalisée d'une manière conventionnelle, à partir d'un second générateur basse tension 94 dont les sorties 95, 96 sont reliées au primaire 60 par l'intermédiaire respectivement d'une troisième et quatrième traversée isolante 97, 98.

L'anode 15 est reliée de manière classique à la polarité positive + HT de la haute tension. il est à remarquer que le tube radiogène 1 selon l'invention peut-être indifféremment du type monopolaire ou bipolaire. Dans l'exemple de la première version de l'invention où l'anode et la gaine 2 sont au même potentiel, le tube radiogène 1 est du type monopolaire, mais il pourrait tout aussi bien être du type bipolaire, ainsi que dans l'exemple non limitatif décrit pour cette seconde version, où l'anode 15 ou anode principale et la cathode principale 20 sont à des potentiels différents de celui de la gaine 2.

Dans l'exemple non limitatif décrit, l'arbre support 8 par lequel l'enceinte 3 est solidarisée au rotor 7, est constitué, selon sa longueur en deux tronçons successifs 47, 48, dont le premier 47 est métallique, et dont le second 48 est en un matériau électriquement isolant ; le premier tronçon 47, métallique étant du côté de l'enceinte 3 c'est-à-dire en contact avec l'anode 15, et le second tronçon 48 étant du côté - du rotor 7. Le premier tronçon 47 métallique tourne dans un troisième contact tournant 49, par lequel il est relié à la polarité positive +HT de la haute tension, c'est-àdire à la première borne 51 du générateur haute tension 50, par une liaison 57 qui passe dans la gaine 2 par une cinquième traversée isolée 68 ; le troisième contact tournant 49 étant fixé à la gaine 2 par un support isolant 99.

En fonctionnement:
- l'enceinte 3 est mise en rotation autour de l'axe longitudinal 4, et entraine la rotation de la cathode auxiliaire 78 qui tourne dans l'anode auxiliaire 79.

- la cathode principale 20 étant rendu indépendante de l'en- ceinte 3 par le dispositif de suspension magnétique 74, elle conserve une position fixer par rapport à la gaine durant la rotation de l'enceinte 3, du fait qu'elle est mécaniquement solidaire de l'élément suspendu 76 qui lui-même est fixe par rapport au générateur de champs 75; la suspension magnétique 74 ne permettant pas, d'une manière classique, la rotation de l'élément suspendu 76.En conséquence, le dispositif d'attraction magnétique 42, 43 montré sur la figure 1 n'est pas nécessaire dans cette version préférée de l'invention, mais bien entendu pourrait ête utilisé si l'élément suspendu 76 comportait un degré de liberté en rotation; - la cathode principale 20 est alimentée en basse tension par le second générateur 94;
- la cathode auxiliaire 78 est chauffée par l'énergie fournie par la source basse tension 91.

Dans ces conditions, quand la haute tension est appliquée entre l'anode principale 15 et la cathode auxiliaire 78, cette dernière étant chauffée elle libère des électrons qui sont captés par l'anode auxiliaire 79 de sorte a établir le courant anodique du tube radiogène 1 dans l'espace cathode auxiliaire - anode auxiliaire 78-79. La diode que constitue l'ensemble cathode auxiliaire - anode auxiliaire 78, 79 détermine une chute de tension par laquelle la haute tension négative - HT' appliquée à la cathode principale 20 a une valeur un peu plus faible que la valeur - HT délivrée par le générateur haute tension 50 ; l'essentiel de la différence de potentiel haute tension
HT étant entre la cathode principale 20 et anode principale 15.

Il est à remarquer que le montage décrit, dans lequel la cathode auxiliaire 78 tourne dans l'anode auxiliaire 79 creuse, est particulièrement favorable à obtenir une faible chute de tension, du fait notamment que l'anode auxiliaire creuse 79 présente, en vis de la cathode auxiliaire 78, une surface interne 80 importante.

La cathode auxiliaire 78 et l'anode auxiliaire 79 constituent un
dispositif pour fixer le potentiel de la cathode principale 20, sans
contact matériel, qui peut également s'appliquer à la première
version de l'invention.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Tube radiogène tournant dans une gaine, comportant, une enceinte (3) où règne le vide, une cathode (20) contenue dans l'enceinte (3) et émettant un faisceau d'électrons (21), une anode (15) bombardée par le faisceau d'électrons (21) en un point constituant un foyer (22), l'anode (15) formant une partie de l'enceinte (3), l'anode (15) comportant un axe de symétrie (19,4) autour duquel l'enceinte (3) est mise en rotation, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (42, 43, 38, 74) pour porter la cathode (20) en position fixe par rapport à la gaine (2).

2. Tube radiogène selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (42, 43, 38, 74) pour porter la cathode (20) en position fixe comportent un dispositif de suspension magnétique (74).

3. Tube radiogène selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de suspension magnétique (74) comporte un générateur de champs (75) fixé à la gaine (2) et un élément suspendu (76) solidarisé à la cathode (20).

4. Tube radiogène selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (42, 43, 38) pour porter la cathode (20) en position fixe comportent des moyens de roulement (38) contenus dans l'enceinte (3) et par l'intermédiaire desquels la cathode (20) est solidarisée à l'enceinte (3).

5. Tube radiogène selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cathode est portee en position excentrée par rapport à l'axe de symétrie de manière à orienter le faisceau d'électrons (21) vers le foyer (22).

6. Tube radiogène selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (42, 43, 38, 74) pour maintenir la cathode (20) fixe comportant un dispositif d'attraction magnétique (42, 43).

7. Tube radiogène selon ia revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif magnétique (42,43) comporte une pièce magnétique (42) solidaire de la cathode (20) et soumise à une attraction magnétique d'un aimant (43) fixé à la gaine (2).

8. Tube radiogène selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'énergie électrique nécessaire à la cathode (20) est transmise dans l'enceinte (3) étanche par induction de courant entre un enroulement primaire (60) et un enroulement secondaire (61) d'un transformateur (62), le secondaire (61) étant contenu dans l'enceinte et le primaire (60) étant à l'extérieur de cette dernière.

9. Tube radiogène selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un circuit magnétique (63-64) du transformateur (62) comporte un entrefer (66) dans lequel passe la paroi (77) de l'enceinte (3).

10. Tube radiogène selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (78, 79) pour fixer le potentiel de la cathode (20) sans contact matériel avec l'enceinte (3).

11. Tube radiogène selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif (78, 79) pour fixer le potentiel de la cathode (20) comporte une cathode auxiliaire (78) solidarisée à l'enceinte (3) et une anode auxiliaire (79) solidarisée à la cathode (20).

12. Tube radiogène selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'anode auxiliaire (79) est creuse et en ce que la cathode auxiliaire (78) tourne dans l'anode auxiliaire (79).

13. Tube radiogène selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine (2) contient un fluide (72) avec lequel l'anode (15) est mise directement en contact par sa surface extérieure (83).

14. Tube radiogène selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le fluide (72) contenu dans la gaine (2) est mis en mouvement par le mouvement de rotation de l'enceinte (3).