WO2014029194A1 - 一体式飞点x光机 - Google Patents

Abstract

一种一体式飞点X光机，其包括：放射源发生装置（40），用于产生X射线；回转准直器装置（60），其上设置有至少一个小通孔并设置成围绕所述放射源发生装置（40）可旋转；无框架扭矩电机（80），用于驱动所述回转准直器装置（60）围绕所述放射源发生装置（40）转动；冷却装置（20），用于所述放射源发生装置（40）的冷却，其中所述放射源发生装置（40）、回转准直器装置（60）、无框架扭矩电机（80）和所述冷却装置（20）安装到一体安装框架（10、11）上。

Description

一体式飞点 X光机 本申请要求了 2012年 8月 21日提交的、 申请号为 201210299797.0、发明名 称为 "一体式飞点 X光机" 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结 合在本申请中。 技术领域

本发明属于 X射线发生器技术领域， 具体涉及一种一体式飞点 X光机。 背景技术

公知的 X光机主要是以锥束面、 扇面发出 X射线， 不能动态逐点扫描。 现 在的安检和医疗领域需要一体式飞点 X光机的扫描。 为了实现此功能的需要， 实有必要提出一种一体式飞点 X光机， 至少能够消除前述技术问题的至少一个 方面。 发明内容

针对上述现有技术存在的缺点， 为了实现对安检和医疗领域功能需求， 本发 明的目的是提供一种一体式飞点 X光机。

根据本发明的一个方面， 其提供一种一体式飞点 X光机， 其包括： 放射源 发生装置， 用于产生 X射线； 回转准直器装置， 其上述设置有至少一个小通孔 并设置成围绕所述放射源发生装置可旋转； 无框架扭矩电机， 用于驱动所述回转 准直器装置围绕所述放射源发生装置转动； 冷却装置， 用于所述放射源发生装置 的冷却， 其中所述放射源发生装置、 回转准直器装置、无框架扭矩电机和所述冷 却装置安装到一体安装框架上。

通过采用上述结构， 将 X光机发出扇面 X射线， 通过围绕扇面射线外面带 有的小孔回转准直器装置的转动， 实现射线的动态逐点扫描。

进一步地， 所述一体安装框架包括： 支撑架， 用于支撑无框架扭矩电机和 冷却装置； 和卡箍座， 与所述支承支撑架固定相连用于固定放射源发生装置。 通过采用上述技术方案，所述支撑架和卡箍座用来将上述的各部分功能装置集合 在一起， 形成结构紧凑的一体式 X光机结构。

具体地， 所述放射源发生装置包括： X射线球管； 用于驱动 X射线球管的 高压发生器； 设置在 X射线球管外部用于屏蔽和防护的内防护套筒； 设置在所 述内防护套筒外部用于防护的外套筒， 其中： 所述内防护套筒和外套筒各自具有 射线出口， 上述射线出口相互对正和连通以将来自 X射线球管的 X射线导出。

进一步地， 在所述 X射线球管的阳极靶一侧设置有阳极端盖， 在所述阳极 端盖与阳极靶之间进一步设置有第一阳极绝缘防护座和第二阳极绝缘防护座，其 组合形成迷宫通道； 在所述 X射线球管的阴极一侧设置有阴极防护端盖， 在所 述 X射线球管的阴极与阴极防护端盖之间进一步设置有迷宫防护环。

在上述技术方案中， 在所述内防护套筒和外套筒各自的射线出口中设置有 封堵窗， 所述封堵窗的材料为能被 X射线穿透的材料。

更具体地， 在 X射线球管周围的腔体内注满高压绝缘油； 以及在迷宫防护 环和阴极防护端盖之间进一步设置有膨胀鼓。

在上述技术方案中， 所述阴极防护端盖、 内防护套筒、 第二阳极绝缘防护 座、第一阳极绝缘防护座、迷宫防护环是用屏蔽射线材料制作的， 并且第二阳极 绝缘防护座和第一阳极绝缘防护座还具有绝缘性。

在一种实施方式中， 所述阴极防护端盖上开有折弯通孔， 该阴极防护端盖 与膨胀鼓装配后形成一个气室。 由此， 在膨胀鼓受到挤压时， 通过阴极防护端盖 的气孔进行排气。

具体地， 所述外套筒上开有一定角度的出束口， 在该外套筒外侧壁上还形 成带有轴肩的凸台。

更具体地， 所述第一阳极绝缘防护座与第二阳极绝缘防护座组合一体后形 成一个腔体，所述第一阳极绝缘防护座上的导流孔与第二阳极绝缘防护座的液体 注入孔错位， 以形成迷宫结构。 并且， 上述第一阳极绝缘防护座与第二阳极绝缘 防护座材料具有高压绝缘和防止射线外泄特点， 由此可以确保 X射线球管外部 腔体的高压绝缘和防止射线性能。

在一种实施方式中， 所述回转准直器装置包括： 支承在所述外套筒的带有 轴肩的凸台上的至少一个轴承； 由所述轴承支承并可围绕所述外套筒回转的飞点 回转防护环； 以及分别设置在飞点回转防护环两侧的侧防护板和左、 右端盖。 通 过采用上述技术方案，所述带有小孔的回转准直器装置围绕在放射源发生装置的 外套筒上， 通过轴承使其准直器装置做回转运动。进而， 所述带有小孔的回转准 直器装置通过无框架扭矩电机驱动，通过围绕放射源发生装置外面准直器装置上 的小孔回转， 实现射线动态逐点扫描。

具体地， 所述冷却装置包括： 磁力泵， 用于抽吸温度升高的高压绝缘油； 以 及用于对所述抽吸的高压绝缘油进行冷却的热交换器； 以及油路通道， 用于将抽 吸的高压绝缘油输送到热交换器中进行热交换，并将冷却的高压绝缘油回流到在

X射线球管周围的腔体内。在放射源发生装置腔体内注有高压绝缘油， 通过采用 上述串联构成的循环系统， 用于冷却球管的阳极靶， 保证了一体式 X光机的正 常运行。

由于本发明采用了上述技术方案， 因此具有如下至少一项有益效果： 其一， 可实现射线动态逐点扫描； 其二， 结构紧凑； 其三， 采用的材料可以有效屏蔽射 线。 附图说明

图 1是本发明实施例的主视图；

图 2是沿图 1的 A-A剖视图；

图 3是沿图 1的 B-B剖视图；

图 4是沿图 1的 C-C剖视图；

图 5是球管的主视图；

图 6是球管 A向视图；

图 7是带有射线出口的外套筒的三维视图；

图 8是第一阳极绝缘防护座和第二阳极绝缘防护座装配后的主视图； 图 9是第一阳极绝缘防护座和第二阳极绝缘防护座装配后的俯视图； 以及 图 10是飞点回转防护环的三维视图。 具体实施方式

下面结合附图， 对本发明实施例作进一步描述。 参见图 1， 其示出了根据本发明的一种具体实施例的总体结构。根据本发明 的一种一体式飞点 X光机， 其包括： 放射源发生装置 40， 用于产生 X射线； 回 转准直器装置 60， 其上述设置有至少一个小通孔并设置成围绕放射源发生装置 40可旋转； 无框架扭矩电机 80，用于驱动回转准直器装置 60围绕放射源发生装 置 40转动； 冷却装置 20， 用于放射源发生装置 40的冷却， 其中放射源发生装 置 40、 回转准直器装置 60、 无框架扭矩电机 80和冷却装置 20安装到一体安装 框架 10、 11上。 一体安装框架 10、 11包括： 支撑架 10， 用于支撑无框架扭矩 电机 80和冷却装置 20; 和卡箍座 11， 与支承支撑架 10固定相连用于固定放射 源发生装置 40。 支撑架 10用来支撑无框架扭矩电机 80、 冷却装置 20， 卡箍座 11用来支撑放射源发生装置 40。

参见图 2， 放射源发生装置 40可以包括阴极防护端盖 41、航空插头 42、带 有射线出口的外套筒 43、 带有射线出口的内防护套筒 44、 封堵窗 45、 O形密封 圈 46、 阳极端盖 47、 高压发生器 90、 管接头 49、 第二阳极绝缘防护座 50、 定 位销 51、 第一阳极绝缘防护座 52、 球管 53、 迷宫防护环 54和膨胀鼓 55。

如图 2所示， 放射源发生装置 40包括： X射线球管 53 ; 用于驱动 X射线球 管 53的高压发生器 90; 设置在 X射线球管 53外部用于屏蔽和防护的内防护套 筒 44; 设置在内防护套筒 44外部用于防护的外套筒 43， 其中： 内防护套筒 44 和外套筒 43各自具有射线出口， 上述射线出口相互对正和连通以将来自 X射线 球管 53的 X射线导出。 如图 2和图 7所示， 高压发生器 90通过航空插头 42将 高压加载在球管 53两端， 使其产生 X射线， 射线从外套筒 43上沿圆周方向开 有一定角度， 例如图 6中示出的 110度， 的扇形锥束口 72射出。 如图 2所示， 定位销 51用来定位球管 53的出束方位。

具体地， 在 X射线球管 53的阳极靶 56—侧设置有阳极端盖 47， 在阳极端 盖 47与阳极靶 56之间进一步设置有第一阳极绝缘防护座 52和第二阳极绝缘防 护座 50， 其组合形成迷宫通道； 在 X射线球管 53的阴极一侧设置有阴极防护端 盖 41， 在 X射线球管 53的阴极与阴极防护端盖 41之间进一步设置有迷宫防护 环 54。 如图 8所示， 第一阳极绝缘防护座 52与第二阳极绝缘防护座 50组合一 体后形成一个腔体 501， 第一阳极绝缘防护座 52上的导流孔 502与第二阳极绝 缘防护座 50的液体注入孔 502错位， 以形成迷宫结构。 如图 2所示， 迷宫防护 环 54的作用是对阴极引线出口和高压绝缘油回流出口形成迷宫，阻止射线泄露。 如图 2所示， 在内防护套筒 44和外套筒 43各自的射线出口中设置有封堵 窗 45， 封堵窗 45的材料为能被 X射线穿透的材料。 通过内防护套筒 44和外套 筒 43各自的射线出口以及封堵窗 45的射线沿与放射源发生装置 40的纵轴线垂 直的方向以预定角度， 例如图 5中的 4度的角度范围内射出。

如图 2所示， 阴极防护端盖 41、 内防护套筒 44、 第二阳极绝缘防护座 50、 第一阳极绝缘防护座 52、 迷宫防护环 54是用屏蔽射线材料制作的， 并且第二阳 极绝缘防护座 50和第一阳极绝缘防护座 52还具有绝缘性。阴极防护端盖 41上 开有折弯通孔 550， 该阴极防护端盖 41与膨胀鼓 55装配后形成一个气室 551。

参见图 7， 外套筒 43上开有一定角度的出束口 72， 在该外套筒外侧壁上还 形成带有轴肩的凸台 71。 如图 2、 图 7和图 10所示， 回转准直器装置 60包括： 支承在外套筒 43的带有轴肩的凸台 71上的至少一个轴承 63 ; 由轴承 63支承并 可围绕外套筒 43回转的飞点回转防护环 64;以及分别设置在飞点回转防护环 64 两侧的侧防护板 61和左、 右端盖 62、 65。

如图 2、 图 5、 图 6所示， 球管 53的阳极靶 56在产生射线同时放出大量的 热。 为了能加快散热效果， 阳极靶 56的圆周上分布着许多导流孔 57， 冷却液在 通过导流孔 57时， 将带走阳极靶 56的热量， 保证球管 53正常工作。

更进一步地， 如图 2、 图 8和图 9所示， 在 X射线球管 53周围的腔体内注 满高压绝缘油；以及在迷宫防护环 54和阴极防护端盖 41之间进一步设置有膨胀 鼓 55。 在球管 53周围的腔体内注满着高压绝缘油， 用来冷却球管 53产生的热 量。 由于绝缘油温度升高， 体积开始有一定量的膨胀， 就会挤压膨胀鼓 55， 与 此同时， 温度较高的绝缘油通过磁力泵 23， 从阳极端盖 47的管接头 49抽出， 经过热交换器 20的冷却后， 通过靠近迷宫防护环 54—端的管接头 48， 经第一 阳极绝缘防护座 52和第二阳极绝缘防护座 50组合一体后形成迷宫通道， 进而 通过导流孔 57回流到球管 53周围的腔体内， 使油的体积膨胀量保持恒定。

如图 1 -4所示， 冷却装置 20包括： 磁力泵 23， 用于抽吸温度升高的高压绝 缘油； 以及用于对抽吸的高压绝缘油进行冷却的热交换器 21 ; 以及油路通道， 用于将抽吸的高压绝缘油输送到热交换器 21中进行热交换， 并将冷却的高压绝 缘油回流到在 X射线球管 53周围的腔体内。在一种优选实施例中，如图 3所述， 该冷却装置还包括风扇 （22 ) ， 以进一步增强热交换器 21的热交换效率。

下面结合附图 2和 10， 对根据本发明具体实施方式中的一体式飞点 X光机 的操作进行说明。

如图 2和图 10所示， 带有小孔的回转准直器装置 60， 它包括侧防护板 61、 左端盖 62、轴承 63、 飞点回转防护环 64和右端盖 65。轴承 63安装在外套筒 43 外侧壁上带有轴肩的凸台 71，飞点回转防护环 64装在轴承 63，使之形成转动体。 飞点回转防护环 64上开有小通孔 75。 右端盖 65通过螺钉与无框架扭矩电机 80 的动子 81相连接， 定子 82通过螺钉固定在支撑架 10上。无框架扭矩电机 80驱 动带有小通孔 75的回转准直器装置 60转动， 通过围绕放射源发生装置 40外面 回转准直器装置 60上的小通孔 75回转， 实现射线动态逐点扫描。 如图 2所示， 位于两侧的侧防护板 61和飞点回转防护环 64使用屏蔽射线材料制作，并构成一 个屏蔽腔， 能有效防止射线外泄。

虽然在上述实施例中， 飞点回转防护环 64的径向上开有一个小通孔， 但是 本发明并不仅限于此， 其也可是多个。

虽然结合附图对本发明进行了说明， 但是附图中公开的实施例旨在对本发 明优选实施方式进行示例性说明， 而不能理解为对本发明的一种限制。虽然本总 体发明构思的一些实施例巳被显示和说明， 本领域普通技术人员将理解， 在不背 离本总体发明构思的原则和精神的情况下， 可对这些实施例做出改变， 本发明的 范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims

权 利 要 求

1. 一种一体式飞点 X光机， 其包括：

放射源发生装置 （40)， 用于产生 X射线；

回转准直器装置 （60)， 其上述设置有至少一个小通孔并设置成围绕所述放 射源发生装置 （40) 可旋转；

无框架扭矩电机 （80)， 用于驱动所述回转准直器装置 （60) 围绕所述放射 源发生装置 （40) 转动；

冷却装置 （20)， 用于所述放射源发生装置 （40) 的冷却，

其中所述放射源发生装置（40)、回转准直器装置（60)、无框架扭矩电机（80) 和所述冷却装置 （20) 安装到一体安装框架 （10、 11) 上。

2. 根据权利要求 1所述的一体式飞点 X光机， 其中所述一体安装框架（10、 11) 包括：

支撑架 （10)， 用于支撑无框架扭矩电机 （80) 和冷却装置 （20); 和 卡箍座（11)， 与所述支承支撑架 （10) 固定相连用于固定放射源发生装置 (40)。

3. 根据权利要求 1所述的一体式飞点 X光机，其中所述放射源发生装置 (40) 包括：

X射线球管 （53) ；

用于驱动 X射线球管 （53) 的高压发生器 （90) ；

设置在 X射线球管 （53) 外部用于屏蔽和防护的内防护套筒 （44) ； 设置在所述内防护套筒 （44) 外部用于防护的外套筒 （43) ， 其中- 所述内防护套筒 （44) 和外套筒 （43) 各自具有射线出口， 上述射线出口 相互对正和连通以将来自 X射线球管 （53) 的 X射线导出。

4. 根据权利要求 3所述的一体式飞点 X光机， 其中- 在所述 X射线球管 （53) 的阳极靶 （56) —侧设置有阳极端盖 （47) ， 在 所述阳极端盖（47)与阳极靶（56)之间进一步设置有第一阳极绝缘防护座（52) 和第二阳极绝缘防护座 （50) ， 其组合形成迷宫通道；

在所述 X射线球管 （53) 的阴极一侧设置有阴极防护端盖 （41) ， 在所述 X射线球管（53)的阴极与阴极防护端盖 (41)之间进一步设置有迷宫防护环 (54)。

5. 根据权利要求 3或 4所述的一体式飞点 X光机， 其中：

在所述内防护套筒 （44) 和外套筒 （43) 各自的射线出口中设置有封堵窗 (45) ， 所述封堵窗 （45) 的材料为能被 X射线穿透的材料。

6. 根据权利要求 5所述的一体式飞点 X光机， 其中- 在 X射线球管 （53) 周围的腔体内注满高压绝缘油； 以及

在迷宫防护环（54)和阴极防护端盖（41)之间进一步设置有膨胀鼓（55) 。

7. 根据权利要求 5所述的一体式飞点 X光机，其中所述阴极防护端盖 (41)、 内防护套筒 （44) 、 第二阳极绝缘防护座 （50) 、 第一阳极绝缘防护座 （52) 、 迷宫防护环 （54) 是用屏蔽射线材料制作的， 并且第二阳极绝缘防护座 （50)和 第一阳极绝缘防护座 （52)还具有绝缘性。

8.根据权利要求 6所述的一体式飞点 X光机，其中所述阴极防护端盖（41) 上开有折弯通孔 （550) ， 该阴极防护端盖 （41) 与膨胀鼓 （55) 装配后形成一 个气室 （551) 。

9. 根据权利要求 5-7中任何一项所述的一体式飞点 X光机， 其中所述外套 筒 （43)上开有一定角度的出束口 （72) ， 在该外套筒外侧壁上还形成带有轴肩 的凸台 （71) 。

10. 根据权利要求 2所述的一体式飞点 X光机， 其中所述第一阳极绝缘防 护座 （52) 与第二阳极绝缘防护座 （50) 组合一体后形成一个腔体 （501) ， 所 述第一阳极绝缘防护座 （52) 上的导流孔 （502) 与第二阳极绝缘防护座 （50) 的液体注入孔 （502) 错位， 以形成迷宫结构。

11. 根据权利要求 9所述的一体式飞点 X光机， 其中所述回转准直器装置 (60) 包括：

支承在所述外套筒（43) 的带有轴肩的凸台 （71) 上的至少一个轴承（63); 由所述轴承（63)支承并可围绕所述外套筒（43)回转的飞点回转防护环（64); 以及

分别设置在飞点回转防护环（64)两侧的侧防护板（61)和左、右端盖（62、

65)。

12. 根据权利要求 6所述的一体式飞点 X光机， 其中所述冷却装置 （20) 包括：

磁力泵 （23)， 用于抽吸温度升高的高压绝缘油； 以及

用于对所述抽吸的高压绝缘油进行冷却的热交换器 （21); 以及

油路通道， 用于将抽吸的高压绝缘油输送到热交换器 （21) 中进行热交换， 并将冷却的高压绝缘油回流到在 X射线球管 （53) 周围的腔体内。