NL7907527A

NL7907527A - Draaianode roentgenbuis met een platte konstruktie.

Info

Publication number: NL7907527A
Application number: NL7907527A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1978-10-16
Filing date: 1979-10-11
Publication date: 1980-04-18
Also published as: JPS5553862A; DE2845007A1; GB2038539A; IT1123836B; US4413356A; FR2439476B1; BE879424A; CA1155899A; DE2845007C2; FR2439476A1; GB2038539B; IT7926480A0

Description

<*; PHD 78-139 1

Draaianode röntgenbuis met een platte konstruktie.

De uitvinding beeft betrekking op een röntgenbuis met een metalen buis -waarbinnen een op een as bevestigde draaianode draaibaar is opgesteld met bebulp van twee lagers waarvan één lager enerzijds met bet metalen huis en ander-5 zijds door middel van een elektrische isolator met de as is verbonden terwijl bet andere lager enerzijds met de as en anderzijds door middel van een elektrische isolator met het buis is verbonden.

Een dergelijke röntgenbuis is bekend uit bet Duitse 10 Offenlegungsschrift Zk 55 97^·» waarbij als lagers kogellagers zijn toegepast. Via deze kogellagers kan slechts een relatief kleine warmtestroom worden afgevoerd. Daarom is bet aan de anodeschijf toevoerbare elektrische vermogen en daarmee het op te wekken stralingsvermogen begrensd.

15 De kogellagers moeten verder een relatief grote afstand ten opzichte van de anodeschijf hebben, om ze tijdens bedrijf niet te sterk te laten opwarmen. Daardoor is de konstruktie-lengte van een dergelijke röntgenbuis in de richting van de aandrijfas relatief groot. Ook is de belastbaarheid 20 van de bekende röntgenbuis begrensd, omdat om deze te vergroten, de diameter van de anodeschijf belangrijk zou moeten worden vergroothetgeen een belangrijke vergroting van het traagheidsmoment tot gevolg zou hebben en een veel zwaardere aandrijfmotor zou vereisen.

25 Het doel van de uitvinding is, een röntgenbuis met draaianode van de aan het begin genoemde soort te verschaffen met in axiale richting een kleine konstruk-tiehoogte en een verbeterde warmteafvoer via de lagers.

Een röntgenbuis volgens de uitvinding heeft daartoe als 30 kenmerk, dat tenminste één van de lagers is uitgevoerd als een glijlager met dwars, op de as gerichte schotelvormige onderling samenwerkende metalen draagvlakken die onderling gescheiden zijn door een als smeermiddel dienende laag 7S0 75 27 ΐ PHD 78-139 2 bestaande uit een vloeibaar metaal of een vloeibare metaal-legering, terwijl de ermee verbonden elektrische isolator een dwars op de as gerichte platte schijf is.

Het lager - dat op zichzelf een geringe warmte-g weerstand vertoont - vormt met de ermee verbonden elektrische isolator een platte konstruktie waarvan de warmte-weerstand in de richting van de as gering is, zodat in de draaianode ontwikkelde warmte goed kan worden afgevoerd.

Een voorkeursuitvoering van een röntgenbuis volgens 10 de uitvinding heeft als kenmerk, dat de met het metaal gesmeerde glijlager verbonden elektrische isolator een platte conus is met een in de richting van de draaianode afnemende diameter. De afstand tussen de draaianode en de isolator kan klein zijn omdat beschadiging van de isolator 15 door, ten gevolge van deze korte afstand, eventueel optredende ontladingen is tegengegaan. Omdat van de isolator de diameter in de richting van de draaianode de diameter afneemt, zal elk, de isolaier bereikend elektron een van de isolator naar de draaianode gericht elektrisch veld 20 ondervinden, waardoor -een de isolator bereikend (bijvoorbeeld' van het metalen huis afkomend) elektron naar de anode toe wordt versneld, waarbij het zich niet langs het isolatoroppervlak zal bewegen. Een dergelijk elektron zal daarom geen andere elektronen vrijmaken, die zelf 25 weer andere elektronen zouden vrijmaken, zodat geen naar het isolator oppervlak gerichte elektronenlawine zal ontstaan. Storingen, onder bepaalde omstandigheden gaserupties en doorslag van de isolator zijn aldus vermeden.

Opgemerkt wordt, dat glijlagers, zoals deze bij 30 de uitvinding worden gebruikt, reeds onderwerp van de oudere Nederlandse Octrooiaanvrage 77. 13 634 zijn. Dergelijke glijlagers hebben een veel langere levensduur dan kogellagers . Het is daarom niet noodzakelijk, dat, zoals bij röntgenbuizen met kogellagers, de anodeschijf vóór de aan-35 vang van de opname op hét nominale toerental wordt versneld en daarna weer tot stilstand moet worden gebracht, om lagersli jtage - die van invloed is op de levensdtiur Tan de draaianode-röntgenbuis - te vermijden. Het is mogelijk, 790 7 5 27 ' "e PHD 78-139 3 bij Het begin van een compleet röntgenonderzoek de aandrijving voor de anodeschijf in te schakelen en deze pas na be- " eindiging van dat onderzoek uit te schakelen, zodat de anodeschijf bij tijdens dat onderzoek uitgevoerde röntgen-5 opnamen reeds het nominale toerental heeft bereikt en niet vanuit de stilstand moet "worden versneld. De anodeschijf behoeft hierbij dus niet in korte tijd op het nominale * toerental te worden gebracht, zodat een belangrijk geringer aandrijf vermogen dan bij de normale röntgenbuizen met draai-10 anoden nodig is .

De uitvinding wordt onder staan aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld nader toegelicht.

De tekening toont een rönt genbuis met draai anode 6, en een uit metaal bestaande huis 1. Het huis 1 is met uit-15 zondering van een in de nabijheid van een stralingsuitgangs-venster 2 liggende deel rotatiesymmetrisch opgebouwd.

Een binnen het metalen huis 1 opgestelde rotor 3 is op bekende wijze met behulp van een buiten het metalen huis 1 opgestelde stator 18 aandrijfbaar. De rotor 3 is star 20 verbonden met een isolator 4, die zelf weer met een bij voorkeur holle as 5 is verbonden, die de anode 6 met een diameter van circa 300 mm draagt.

Een kathode 7 is op de buitenomtrek van het metalen huis 1 in het vlak van de anodeschijf 6 op een isolator 8 25 aangebracht. Tussen de kathode 7 en de anode 6 opgestelde stuurelektroden 19 en 20 zijn geen onderwerp van deze uitvinding. Ze zijn in de oudere duitse octrooiaanvrage P 28 07 735 beschreven. Er wordt hier afgezien van een nadere weergave. De door een op de buitenomtrek van de anode-3Q schijf 6 aangebracht focusbaan 21 geëmitteerde straling treedt door het venster 2 naar buiten op de van de isolator 4 afgekeerde zijde van het huis 1, zoals met de streeplijn 9 aangegeven is. De straling kan echter ook aan de naar de isolator 4 gekeerde zijde van de buisballon uittreden, 35 als de anodeschijf 6 om een ten opzichte van de draaiingsas ervan loodrecht staande as over 180° ten opzichte van het vlak van de tekening is gedraaid.

De isolator 4 in onmiddellijke nabijheid van de ano- 790 7 5 27 * ♦ F "" - - £ PHD 78-139 4 deschijf opgesteld en direkt verbonden met een cirkel-vormige schijf 10a, die op geringe afstand van de anode-schijf 6 is geplaatst en die verhindert, dat de isolator door straling uit het centrale gebied van de anodeschijf g wordt verwarmd. Een overeenkomstige schijf 10b is aan de tegenoverliggende zijde van de anodeschijf 6 aangebracht.

De isolator 4, die bij voorkeur uit aluminium-oxide -keramiek bestaat, is relatief vlak, zodat de warmte-weerstand in de richting Van de as 5 klein is. De isolator IQ loopt naar de anodeschijf 6 respectievelijk naaf de schijf 10a taps toe, zodat ontladingsverschijnselen, die het isolator oppervlak zouden kunnen vernietigen, zijn tegengegaan. De as 5 is door middel van een met isolator 4 verbonden glijlager 22 gelagerd in de metalen ballon. Dit glijlager 15 22 bestaat uit een eerste met de isolator 4 verbonden schótelvormig draagvlak 11, dat zich naar de anodeschijf 6 toe verbreedt. Het metalen huis is van een overeenkomstig gevormd draagvlak 12 voorzien, waarbij tussen de beide draag vlakken 11 en 12 een smalle spleet blijft bestaan. Een van 20 de draagvlakken, in het uitvoeringsvoorbeeld het lagervlak 11, is van een spiraalgr oef patroon voorzien, bestaande uit twee groepen', onder een hoek met de draaiingsas verlog* pende spiraalgroeven, die visgraatpatroon vormen. Tussen de beide draagvlakken 11 en 12 bij voorkeur van ¥ of Mo 25 bevindt zich een laag bestaande uit bij kamertemperatuur vloeibaar metaal of vloeibare metaallegering, bij voorkeur een eutectische legering van gallium enerzijds en indium en/of tin anderzijds. Deze legeringen kenmerken zich door een laag smeltpunt, een lage dampdruk en een hoge oppervlak-2Q tespanning, zodat de metaallegering ook bij stilstand niet kan weglopen uit het lager, en in bedrijfstoestand de beide lagervlakken van elkaar gescheiden zijn. Door de spiraalgroeven wordt het metaal of dé metaallegering in het lager gestuwd waardoor dit een extra grote dynamische stabiliteit 35 bezit. Een dergelijk glijlager heeft behalve een lange levensduur bovendien een lage warmteweerstand en een lage elektrische weerstand.

Het is ook mogelijk, de rotor als een lagerdraagvlak 790 7 5 27 % PHD 78-139 5 te gebruiken. Deze rotor is dan bij voorkeur van een groef-patroon voorzien. Omdat koper als materiaal voor de lager-vlakken ongeschikt is, maar voor de rotormantel uitstekend geschikt is, is de koperen mantel van de rotor dan bij voor-5 keur bedekt met een dunne laag geschikt metaal, dat door de als smeermiddel gebruikte metaallegering niet wordt aangetast, zoals bijvoorbeeld wolfraam of molybdeen.

Deze metaalbedekking bevat dan de groeven van het glijla-ger of de groeven zijn op het metalen huis aangebrachte 10 lagervlak aangebracht.

Aan de andere zijde van de anode 6 is een glijlager 13 met vloeibaar metaal smering opgesteld. Een lagerhelft is op de holle as 5 en de andere lagerhelft is bevestigd op een isolator 14, die met het metalen huis 1 vacuumdicht 15 is verbonden. Via de holle as 5 en het lager 13 en door een hoogspanningssteker 15 wordt hoogspanning toegevoerd aan de anodeschijf 6. De hoogspanningssteker 15 is onder tussenplaatsing van een rubbermanchet 16 op de isolator 14 geschoven. , 20 25 30 35 79075 27

Claims

1. Röntgenbuis met een metalen buis waarbinnen een op een as bevestigde draaianode draaibaar is opgesteld met behulp van twee lagers waarvan één lager enerzijds met het metalen huis en anderzijds door middel van een elektrische 5 isolator met de as is verbonden, terwijl het andere lager enerzijds met de as en anderzijds door middel van een elektrische isolator met het huis is verbonden, met het kenmerk, dat ten minste één van de lagers is uitgevoerd als een glijlager met dwars op de as gerichte schotelvormige 10 onderling samenwerkende metalen draagvlakken die onderling gescheiden zijn door een als smeermiddel dienende laag bestaande uit een vloeibaar metaal of een vloeibare metaal-legering, terwijl de ermee verbonden elektrische isolator een dwars op de as gerichte platte .schijf is. 15

2. Röntgenbuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de met het metaal gesmeerde glijlager verbonden elektrische isolator een platte conus is met een in de richting van de draaianode afnemende diameter.

3. .Röntgenbuis volgens conclusie 1 of 2, met het ken-20 merk, dat ten minste één van de onderling samenwerkende draagvlakken van het glijlager is voorzien van spiraal-groeven.

4. Röntgenbuis volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het schotelvormige metalen draagvlak 25 van het met de as verbonden deel van het glijlager een rotor is van een elektromotor voor aandrijving van de draaianode.· 30 35 790 7 5 27