SU890482A1

SU890482A1 - X-ray tube anode

Info

Publication number: SU890482A1
Application number: SU802892547A
Authority: SU
Inventors: Владимир Дмитриевич Набойщиков; Тадеуш Янович Гораздовский; Владимир Николаевич Твердохлебов
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Интроскопии
Priority date: 1980-03-05
Filing date: 1980-03-05
Publication date: 1981-12-15

Description

1one

Изобретение относитс к рентгенотехнике и может быть использовано как в дефектоскопии , так и рентгеноструктурном анализе .The invention relates to X-ray technology and can be used both in inspection and X-ray analysis.

Известны аноды рентгеновской трубки, состо щие из вольфрамового зеркала, припа нного к металлическому корпусу, в котором имеютс отверсти дл прокачки жидкости 1 .The anodes of the X-ray tube are known, consisting of a tungsten mirror, soldered to a metal body in which there are openings for pumping a fluid 1.

Наиболее близким к изобретению вл етс анод рентгеновской трубки, состо щий из металлического корпуса с камерой охлаждени , снабженной входный и выходным патрубками , внутри которой установлена перегородка с двум параллельными стенками, и припа нного к корпусу круглого вольфрамового зеркала 2.Closest to the invention is an x-ray tube anode consisting of a metal body with a cooling chamber, provided with an inlet and an outlet, inside which there is a partition with two parallel walls, and soldered to the body of a round tungsten mirror 2.

Недостатком такой проточной части вл етс наличие мертвых объемов с теплоносителем , резконеравномерной эпюры скоростей , привод щей к неравномерности охлаждени поверхности анода, и, следовательно , возникновению местных перегревов. В результате этого средний коэффициент теплоотдачи от поверхности охлаждени к охлаждающей жидкости невелик, и поэтому с целью увеличени отводимой мощности необходимо увеличивать поверхность охлаждени , а это влечет за собой увеличение габаритов рентгеновской трубки и ее веса.The disadvantage of such a flow-through part is the presence of dead volumes with coolant, a sharply uniform velocity profile, leading to an uneven cooling of the anode surface, and, consequently, local overheating. As a result, the average heat transfer coefficient from the cooling surface to the coolant is small, and therefore, in order to increase the output power, it is necessary to increase the cooling surface, and this entails an increase in the size of the X-ray tube and its weight.

Целью изобретени вл етс повышение удельного теплосъема.The aim of the invention is to increase the specific heat removal.

Цель достигаетс тем, что в аноде рентгеновской трубки, состо щем из металлическокого корпуса с камерой охлаждени , снабженной входным и выходным патрубками, внутри которой установлена перегородка с двум параллельными стенками, и припа н д кого к корпусу круглого вольфрамового зеркала , камера охлаждени выполнена цилиндрической с диаметром цилиндра, равным радиусу анода, и глубиной, равной 0,6 радиуса анода, плоскости стенок перегородки переход т в боковую поверхностьThe goal is achieved by the fact that in the anode of an X-ray tube consisting of a metal case with a cooling chamber, equipped with inlet and outlet nozzles, inside which there is a partition with two parallel walls, and attached to the body of a round tungsten mirror, the cooling chamber is cylindrical cylinder diameter equal to the anode radius and a depth equal to 0.6 of the anode radius, the plane of the walls of the partition passes into the side surface

J5 цилиндра с радиусом, равным 0,3 радиуса анода, и высотой, совпадающей с высотой цилиндрической камеры, высота одной стенки равна 0,6 радиуса анода, а второй - 0,25 радиуса анода, в перегородке выполнены горизонтальное и вертикальное сверлени , диаметром 0,2-0,25 радиуса анода, а входной патрубок подсоединен к горизонтальному сверлению и расположен под углом 45-50° к выходному патрубку.J5 cylinder with a radius equal to 0.3 of the anode radius, and the height coinciding with the height of the cylindrical chamber, the height of one wall is equal to 0.6 of the anode radius, and the second - 0.25 of the anode radius, horizontal and vertical drilling is made in the partition, with a diameter of 0 , 2-0.25 of the anode radius, and the inlet is connected to horizontal drilling and is located at an angle of 45-50 ° to the outlet of the pipe.

На основании обобщени экспериментальных данных определ ют величины геометрических соотношений проточной части анода, причем за определ ющую прин та величина радиуса основани анода, определ ема на основании теплового расчета.On the basis of a generalization of experimental data, the geometric ratios of the flow section of the anode are determined, and the radius of the anode base, which is determined on the basis of the thermal calculation, is determined for the accepted standard.

На фиг. 1 показан анод, вертикальное сечение; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows the anode, vertical section; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one.

Проточна часть анода рентгеновской трубки, котора состоит из вольфрамового зеркала 1, впа нного в корпус анода 2, в котором имеетс камера охлаждени 3, в которой расположена перегородка с переменным сечением 4, котора укреплена на заглушки камеры охлаждени 5. Дл подвода охлаждающей жидкости в камеру охлаждени служит подводной штуцер б, а дл отвода штуцер 7.The flow part of the anode of the x-ray tube, which consists of a tungsten mirror 1, is inserted into the body of the anode 2, in which there is a cooling chamber 3, in which there is a partition with a variable cross-section 4, which is fixed to the plugs of the cooling chamber 5. To supply coolant to the chamber cooling serves as an underwater fitting b, and for removal fitting 7.

Охлаждение анода рентгеновской трубки осушествл етс следующим образом.The cooling of the anode of the x-ray tube is carried out as follows.

Охлаждающа жидкость по шлангам от водопровода или от системы охлаждени подаетс в подводной штуцер 6, затем через вертикальное отверстие, расположенное в перегородке с переменным сечением 4, попадает в камеру охлаждени . За счет имеющегос среза в перегородке с переменным сечением 4 охлаждающа жидкость попадает в правую полость камеры охлаждени 3. Затем, обогнув перегородку с переменным сечением 4, жидкость попадает в левую часть камеры охлаждени 3 и затем через выходной штуцер 7 - в сливной бак системы охлаждени или в слив водопровода. Такое расположение входного патрубка 6, перегородки с переменным сечением 4 и выходного патрубка 7 позвол ет ликвидировать мертвые зоны, где скорость охлаждающей жидкости практически равна нулю, а это в свою очередь увеличивает охлаждающую поверхность анода. За счет повышени средней скорости течени охлаждающей жидкости увеличиваетс средний коэффициент теплоотдачи от охлаждаемой поверхности анода к теплоносителю, а это увеличивает величину отводимой от анода мощности и поэтому понижает температуру всех точек анода. Выравнивание среднего коэффициента теплоотдачи приводит к выравниванию температуры отдельных точек анода, а это в свою очередь уменьщает веро тность местного перегрева отдельных частей анода рентгеновской трубки. Камера охлаждени 3 представл ет собой цилиндрическое сверление , произведенное с торца корпуса анода 2, Внутри камеры охлаждени устанавливаетс перегородка с переменным сечением 4. Экспериментально установлено, что величина коэффициента теплоотдачи становитс максимально возможной при следующих геометрических соотношени х камеры охлаждени 3. Диаметр цилиндрического сверлени камеры охлаждени равен радиусу анода рентгеновской трубки, глубина равна не менее 0,6 радиуса анода. Ширина перегородки равна 0,6 радиуса анода, диаметр подводного и отводного сверлений равен 0,2- 0,25 радиуса анода. Величина угла среза перегородки с переменым сечением 4 зависит от расхода прокачиваемой жидкости. Дл расходов 0,5-1,5 10 , позвол ющих отвести от фокусного п тна выпускаемых рентгеновсих трубок мощность до 2,5 кВт, величина угла определена равной 25-30°. При этом наблюдаетс прокачка жидкости без образовани мертвых зон. Величина угла между входным и выходным патрубками определена из услови ликвидации мертвых объемов теплоносителей, причем учитываетс , что изготовление должно быть простым. На основании этого величина угла оказы ваетс равной 45-50°.Cooling fluid through the hoses from the water supply system or from the cooling system is supplied to the underwater fitting 6, then through a vertical hole located in a partition with a variable cross-section 4, enters the cooling chamber. Due to the existing slice in the partition with a variable cross section 4, the cooling fluid enters the right cavity of the cooling chamber 3. Then, rounding the partition with a variable cross section 4, the liquid enters the left part of the cooling chamber 3 and then through the outlet fitting 7 - into the drain tank of the cooling system or in the plumbing plumbing. Such an arrangement of the inlet nozzle 6, partitions with a variable cross section 4 and the outlet nozzle 7 allows eliminating dead zones, where the coolant velocity is almost zero, and this in turn increases the cooling surface of the anode. By increasing the average coolant flow rate, the average heat transfer coefficient from the anode cooling surface to the coolant increases, and this increases the power removed from the anode and therefore lowers the temperature of all the anode points. The equalization of the average heat transfer coefficient leads to the equalization of the temperature of individual points of the anode, and this in turn reduces the likelihood of local overheating of individual parts of the anode of the x-ray tube. The cooling chamber 3 is a cylindrical drilling made from the end of the anode body 2. A partition with a variable cross section is installed inside the cooling chamber. It is experimentally established that the value of the heat transfer coefficient becomes maximum possible with the following geometrical ratios of the cooling chamber 3. The diameter of the cylindrical drilling of the cooling chamber equal to the radius of the anode of the x-ray tube, the depth is not less than 0.6 of the radius of the anode. The width of the septum is equal to 0.6 of the anode radius, the diameter of underwater and bypass drilling is 0.2-0.25 of the anode radius. The magnitude of the cut-off angle of the partition with a variable cross-section 4 depends on the flow rate of the pumped liquid. For expenditures of 0.5-1.5 10, allowing power from up to 2.5 kW to be diverted from the focal spot of the X-ray tubes being produced, the angle is determined to be 25-30 °. In this case, pumping of the liquid is observed without the formation of dead zones. The angle between the inlet and outlet nozzles is determined from the condition for eliminating dead volumes of heat carriers, and it is taken into account that manufacturing should be simple. Based on this, the angle is 45-50 °.

Использование изобретени приводит к увеличению срока работы рентгеновской трубки, что дает значительный экономический эффект народному хоз йству.The use of the invention leads to an increase in the lifetime of the X-ray tube, which gives a significant economic effect to the national economy.

Claims

1.Rakov V.I. Electronic X-ray tubes. Gosenergoizdat, 1952, p. 58i

2. USSR author's certificate

No. 168801, cl. H 01 J 35/12, 1965 (prototype.