IT201800005279A1

IT201800005279A1 - Gruppo emettitore di raggi-X con una pluralità di aperture per raggi-X e per liquido refrigerante e apparecchiature radiologiche

Info

Publication number: IT201800005279A1
Application number: IT102018000005279A
Authority: IT
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2019-11-11
Also published as: US20210267041A1; EP3791695A1; WO2019215683A1; US11582855B2; CN112106449A

Description

"Gruppo emettitore di raggi-X con una pluralità di aperture per raggi-X e per liquido refrigerante e apparecchiature radiologiche"

DESCRIZIONE CAMPO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione riguarda un gruppo emettitore di raggi-X con una pluralità di aperture le quali servono per raggi-X e per liquido refrigerante (naturalmente, ognuna di queste aperture è progettata per il passaggio solo di raggi-X oppure solo di liquido refrigerante), nonché apparecchiature radiologiche che lo utilizzano.

STATO DELLA TECNICA

Gruppi emettitori di raggi-X sono noti da tempo.

Questi gruppi sono usati, ad esempio, sia nelle apparecchiature radiologiche per applicazioni industriali sia nelle apparecchiature radiologiche per applicazioni medicali.

E' importante che il tubo a raggi-X, che fa parte del gruppo, sia raffreddato efficacemente e uniformemente affinché possa funzionare bene e per lungo tempo.

Inoltre, è importante che il gruppo irradi raggi-X solo dalla sua apposita apertura.

SOMMARIO

Scopo generale della presente invenzione è migliorare l'arte nota, in particolare fornire un gruppo che consenta un ottimo raffreddamento del tubo a raggi-X.

Scopo più specifico della presente invenzione è consentire un ottimo raffreddamento del tubo a raggi-X e, al contempo, evitare irraggiamenti indesiderati.

Questi ed altri scopi sono sostanzialmente raggiunti grazie a quanto espresso nelle rivendicazioni annesse che formano parte integrante della presente descrizione.

L’idea alla base della presente invenzione è di prevedere una pluralità di aperture per l'ingresso e l'uscita di liquido refrigerante nel e dal contenitore del gruppo.

Vantaggiosamente, queste aperture sono dotate di mezzi che consentono flusso di liquido refrigerante attraverso le aperture, ma evitano irraggiamenti attraverso le aperture.

ELENCO DELLE FIGURE

La presente invenzione risulterà più chiara dalla descrizione dettagliata che segue da considerare assieme ai disegni annessi in cui:

Fig. 1 mostra una vista tridimensionale di un esempio di realizzazione del gruppo emettitore di raggi-X secondo la presente invenzione con contenitore chiuso,

Fig. 2 mostra una vista tridimensionale del gruppo di Fig.1 con contenitore aperto, e

Fig. 3 mostra una vista bidimensionale dall'alto del gruppo di Fig.1 con contenitore aperto.

Come si comprende facilmente, vi sono vari modi di implementare in pratica la presente invenzione che è definita nei suoi principali aspetti vantaggiosi nelle rivendicazioni annesse e non è limitata né dalla descrizione dettagliata che segue né dai disegni annessi.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Le figure mostrano un gruppo 100 emettitore di raggi-X secondo la presente invenzione.

Fig. 1 mostra anche un generatore 200 atto ad alimentare elettricamente il gruppo 100 e situato sotto il gruppo 100.

Il gruppo 100 comprende un contenitore scatolare 110; nell'esempio delle figure, il contenitore 110 si compone di un fondo (sostanzialmente piano, detto anche "parete inferiore"), un coperchio (sostanzialmente piano, detto anche "parete superiore") e un corpo con fianchi (sostanzialmente piani), ad esempio quattro fianchi (detti anche "quattro pareti laterali"); vi sono poi lastre (ad esempio le lastre 117A, 117B) che sporgono da alcune delle pareti contenitore 110. Il contenitore 110 ha una camera 120 all'interno in cui è situato un tubo 130 a raggi-X.

Il contenitore 110 è dotato di una apertura 111 per raggi-X dalla quale fuoriescono i raggi-X emessi dal tubo 130, e di una pluralità di aperture per liquido refrigerante.

Nell'esempio delle figure, sono previste le seguenti aperture:

- una prima apertura principale 112A pensata per l'ingresso di liquido refrigerante, ma che potrebbe anche essere usata per l'uscita di liquido refrigerante; l'apertura 112A è situata su un primo fianco del contenitore 110,

- una seconda apertura principale 112B pensata per l'uscita di liquido refrigerante, ma che potrebbe anche essere usata per l'ingresso di liquido refrigerante; l'apertura 112B è situata su un secondo fianco del contenitore 110 opposto al primo fianco,

- due aperture secondarie 114A e 114B di primo tipo per liquido refrigerante le quali, ad esempio, possono essere usate indifferentemente per l'ingresso o per l'uscita di liquido refrigerante; le aperture 114A e 114B sono situate rispettivamente sul primo fianco e sul secondo fianco del contenitore 110,

- due aperture secondarie 116A e 116B di secondo tipo per liquido refrigerante le quali, ad esempio, possono essere usate solo per l'uscita di liquido refrigerante; le aperture 116A e 116B sono situate sul coperchio del contenitore 110,

- una apertura secondaria 118 di terzo tipo per liquido refrigerante la quale, ad esempio, può essere usata indifferentemente per l'ingresso o per l'uscita di liquido refrigerante; l'apertura 118 è situata sul secondo fianco del contenitore 110.

Nell'esempio delle figure non vi è alcuna apertura per liquido refrigerante sul fondo del contenitore 110 (ma vi sono due aperture per il passaggio rispettivamente di due cavi elettrici).

Un'apertura per liquido refrigerante di un gruppo secondo la presente invenzione può essere vantaggiosamente atta a fungere da ingresso o da uscita indifferentemente; tuttavia, tipicamente, non è atta a fungere da ingresso e da uscita in tempi diversi di funzionamento del gruppo. Il contenitore 110, ossia il suo fondo e il suo coperchio e il suo corpo, è fatto di un materiale schermante che può essere vantaggiosamente piombo, una lega di piombo o, più in generale, un materiale a base di piombo; alternativamente, il materiale schermante può essere, ad esempio, un materiale plastico radioassorbente a base di tungsteno, in particolare contenente almeno il 90% in peso di tungsteno quale il Gravi-Tech™ prodotto da PolyOne.

Il contenitore 110 è a sua volta contenuto in un involucro a tenuta stagna fatto preferibilmente di alluminio (non mostrato nelle figure); il liquido refrigerante circola all'interno dell'involucro; in questo modo, la dissipazione termica è ottimale ed eventuali alette di raffreddamento possono essere integrate nelle pareti dell'involucro. L'involucro è vantaggiosamente realizzato mediante un processo di estrusione.

Le pareti del contenitore 110 possono essere vantaggiosamente ricoperte internamente e interamente da primi strati 140 di un materiale schermante. Il materiale schermante può essere vantaggiosamente piombo, una lega di piombo o, più in generale, un materiale a base di piombo; alternativamente, il materiale schermante può essere, ad esempio, un materiale plastico radioassorbente a base di tungsteno, in particolare contenente almeno il 90% in peso di tungsteno quale il Gravi-Tech™ prodotto da PolyOne.

Vantaggiosamente, le pareti di detto contenitore 110 sono ricoperte internamente e selettivamente da secondi strati 150 di materiale isolante elettrico. Infatti, con il passare del tempo (giorni o settimane di funzionamento del gruppo), molte cariche elettrostatiche potrebbero accumularsi sul tubo (in particolare in corrispondenza dell'estremo dove si trova l'anodo) e dare origine a dannose scariche elettriche tra tubo e contenitore. Nell'esempio delle figure, vi è del materiale isolante elettrico non solo sulle pareti laterali, ma anche, tra l'altro, sul fondo e/o sul coperchio, in particolare in corrispondenza degli estremi del tubo a raggi-X.

Tale materiale isolante elettrico può essere, ad esempio, PEEK perché non solo ha buone proprietà di isolamento elettrico, ma anche resiste bene ai raggi-X.

Vantaggiosamente possono essere fatte in PEEK anche tutte o alcune delle viti del contenitore scatolare, in particolare le viti di serraggio degli elementi di supporto del tubo a raggi-X.

Tutte le aperture per liquido refrigerante del contenitore 110 (ossia le aperture 112A, 112B, 114A, 114B, 116A, 116B e 118) sono a forma di fessura, ossia sono strette e lunghe; tale forma consente il passaggio del liquido refrigerante, ma tende a ostacolare il passaggio dei raggi-X. Le aperture secondarie di primo tipo (si vedano le aperture 114A e 114B) presentano una lastra (si vedano le lastre 115A e 115B) di materiale schermante situata frontalmente rispetto all'apertura stessa all'interno della camera.

Le aperture secondarie di secondo tipo (si vedano le aperture 116A e 116B) presentano una lastra (si vedano le lastre 117A e 117B) di materiale schermante situata frontalmente rispetto all'apertura stessa all'esterno della camera.

Invece, le aperture secondarie di terzo tipo (si veda l'apertura 118) presentano una lastra di materiale schermante molto sottile oppure, al limite, non presentano alcuna lastra di materiale schermante situata frontalmente rispetto all'apertura stessa.

Tali lastre sono mezzi che consentono flusso di liquido refrigerante attraverso le aperture, ma evitano (più precisamente riducono molto) irraggiamenti attraverso le aperture. Le aperture secondarie di terzo tipo sono adatte per quelle posizioni del contenitore scatolare dove è utile avere flusso di liquido refrigerante, ma l'irraggiamento è nullo o piccolo anche senza specifici mezzi.

Tali lastre sono tipicamente piane (come, ad esempio, le lastre 115B, 117A e 117B), ma possono anche essere curve (come, ad esempio, la piccola lastra 115A).

Le lastre 115A, 115B, 117A, 117B sono posizionate in modo da occludere le apertura 114A, 114B, 116A, 116B, in particolare sono vicino ad una parete del contenitore 110 e tipicamente parallele alla parete stessa; in tal modo, il gruppo non irradia raggi-X o quasi e il liquido refrigerante fluisce impedito o con piccola perdita di carico.

Tali lastre sono vantaggiosamente fissate al contenitore mediante elementi di collegamento (si vedano gli elementi 119), ad esempio di forma arcuata, in particolare del medesimo materiale. Tipicamente e vantaggiosamente, tali lastre e tali elementi di collegamento sono realizzati in un pezzo unico.

La possibilità di scegliere e usare tre diversi tipi di aperture secondarie per liquido refrigerante permette di progettare liberamente l'interno della camera del contenitore scatolare del gruppo e la disposizione dei componenti del gruppo contenuti nella camera.

In corrispondenza della prima apertura principale 112A e della seconda apertura principale 112B, il contenitore 110 presenta almeno una lastra 113A e 113B (in particolare piana) di materiale schermante disposta in modo tale da guidare (nel senso che la direzione di flusso e la superficie della parete sono parallele) flusso di liquido refrigerante verso l'interno e/o verso l'esterno della camera 120.

In particolare, le lastre 113A e 113B si estendono da una parete del contenitore 110 nella camera 120 con direzione perpendicolare (oppure obliqua) rispetto alla parete stessa.

In particolare, le lastre 113A e 113B sono parallele a un'altra parete del contenitore 110 e sono vicine alla parete stessa; in tal modo, il liquido refrigerante è guidato da un lato dalla lastra e dall'altro lato dalla parete e quindi non servono due lastre.

Anche le lastre 113A e 113B possono essere ricoperte internamente e selettivamente da strati 150 di materiale isolante elettrico.

Il contenitore 110 comprende parti strutturali interne costituite da colonnine 160 situate in corrispondenza di spigoli (in particolare spigoli verticali) del contenitore. Tali colonnine possono essere fatte di materiale isolante elettrico con buone proprietà meccaniche e buone proprietà di resistenza ai raggi-X come ad esempio la vetronite.

In generale, il contenitore scatolare del gruppo secondo la presente invenzione comprende e/o è associato a parti fatte di piombo e/o una lega di piombo e/o polietere-estere-chetone e/o vetroresina (in particolare resina epossidica rinforzata con fibre di vetro) e/o materiale plastico a base di tungsteno.

Un gruppo emettitore di raggi-X secondo la presente invenzione, come ad esempio il gruppo 100 delle figure, può essere impiegato in un'apparecchiatura radiologica per applicazioni industriali.

Un gruppo emettitore di raggi-X secondo la presente invenzione, come ad esempio il gruppo 100 delle figure, può essere impiegato in un'apparecchiatura radiologica per applicazioni medicali.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo (100) emettitore di raggi-X comprendente un contenitore scatolare (110) con una camera (120) all'interno e un tubo (130) a raggi-X posto in detta camera (120), in cui detto contenitore scatolare (110) è dotato di una apertura (111) per raggi-X e di una pluralità di aperture per liquido refrigerante, in cui è prevista: una prima apertura principale (112A) per liquido refrigerante, una seconda apertura principale (112B) per liquido refrigerante; caratterizzato dal fatto che prevede: almeno una apertura secondaria (114A, 114B) di primo tipo per liquido refrigerante, e/o almeno una apertura secondaria (116A, 116B) di secondo tipo per liquido refrigerante.
2. Gruppo (100) secondo la rivendicazione 1, in cui le pareti di detto contenitore scatolare (110) sono fatte di materiale schermante e/o ricoperte internamente e interamente da primi strati (140) di materiale schermante.
3. Gruppo (100) secondo la rivendicazione 2, in cui le pareti di detto contenitore scatolare (110) sono ricoperte internamente e selettivamente da secondi strati (150) di materiale isolante elettrico.
4. Gruppo (100) secondo la rivendicazione 1 oppure 2 oppure 3, in cui detta prima apertura principale (112A) e/o detta seconda apertura principale (112B) e/o detta apertura secondaria (114A, 114B) di primo tipo e/o detta apertura secondaria (116A, 116B) di secondo tipo è/sono a forma di fessura.
5. Gruppo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui in corrispondenza di detta prima apertura principale (112A) e/o di detta seconda apertura principale (112B) detto contenitore scatolare (110) presenta almeno una lastra (113A, 113B) di materiale schermante disposta in modo tale da guidare flusso di liquido refrigerante verso l'interno e/o verso l'esterno di detta camera (120).
6. Gruppo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui in corrispondenza di una apertura secondaria (114A, 114B) di primo tipo detto contenitore scatolare (110) presenta almeno una lastra (115A, 115B) di materiale schermante situata frontalmente rispetto all'apertura, all'interno di detta camera (120).
7. Gruppo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui in corrispondenza di una apertura secondaria (116A, 116B) di secondo tipo detto contenitore scatolare (110) presenta almeno una lastra (117A, 117B) di materiale schermante situata frontalmente rispetto all'apertura, all'esterno di detta camera (120).
8. Gruppo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui una apertura secondaria (114A, 114B, 116A, 116B) di primo tipo o di secondo tipo è atta indifferentemente per l'ingresso e l'uscita di liquido refrigerante.
9. Gruppo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto contenitore scatolare (110) comprende parti strutturali interne costituite da colonnine (160) situate in corrispondenza di spigoli di detto contenitore scatolare (110).
10. Gruppo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto contenitore scatolare (110) comprende parti fatte di piombo e/o una lega di piombo e/o polietere-estere-chetone e/o vetroresina e/o materiale plastico a base di tungsteno.
11. Apparecchiatura radiologica (1000) per applicazioni industriali comprendente un gruppo (100) emettitore di raggi-X secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 10.
12. Apparecchiatura radiologica per applicazioni medicali comprendente un gruppo (100) emettitore di raggi-X secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 10.