WO2019201507A1 - Röntgenstrahler - Google Patents

Röntgenstrahler Download PDF

Info

Publication number
WO2019201507A1
WO2019201507A1 PCT/EP2019/055656 EP2019055656W WO2019201507A1 WO 2019201507 A1 WO2019201507 A1 WO 2019201507A1 EP 2019055656 W EP2019055656 W EP 2019055656W WO 2019201507 A1 WO2019201507 A1 WO 2019201507A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
ray source
protection element
radiator
rotary anode
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/055656
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Maric
Jan Matschulla
Lothar Werner
Original Assignee
Siemens Healthcare Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Healthcare Gmbh filed Critical Siemens Healthcare Gmbh
Publication of WO2019201507A1 publication Critical patent/WO2019201507A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/02—Constructional details
    • H05G1/04—Mounting the X-ray tube within a closed housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/16—Vessels; Containers; Shields associated therewith

Definitions

  • the invention relates to an X-ray source.
  • the X-ray source comprises a radiator housing in which a Röntgenröh re is arranged with a vacuum housing.
  • a cathode and an anode are arranged in the vacuum housing.
  • a radiation exit window is arranged both in the radiator housing and in the vacuum housing.
  • the anode can be designed as a standing anode (fixed anode) or as a rotary anode. In high-performance X-ray steels, the anode is designed as a rotary anode.
  • the beam exit area lies in the ro tationsebne the rotary anode.
  • the X-ray radiation is generated in the vacuum housing of the X-ray tube.
  • the electric generated by the cathode NEN are accelerated to the rotary anode.
  • Upon impact of the electrons on the anode surface is formed in the residence area of the focal spot, which forms a burning web at a rotary anode, an all-directed X-ray.
  • the deformation of the vacuum housing may even be so embossed that the vacuum housing in this area touches the radiator housing. Due to the kinetic energy of the fragments of the cracked rotary anode, there is a risk that the vacuum housing of this site could be leak-beaten. If, in addition, the radiator housing is damaged, then hot cooling medium escapes from the X-ray source.
  • the X-ray tube comprises a vacuum housing, in which a cathode and a rotary anode are arranged.
  • a first radiation exit window and in the radiator housing a second radiation exit window is arranged.
  • the Strah lergePFuse in the periphery of the opposite part of a multiple coating (armored laminate) on.
  • the disclosure DE 10 2016 213 336 A1 further discloses an X-ray source with a radiator housing, in which an X-ray tube is held in the radiator housing via a fastening device.
  • the fastening device to summarizes a cathode side arranged fixed bearing and a anode-side floating bearing.
  • the fixed bearing has a tube flange and a two-part mounting flange, wherein the tube flange is rigidly secured to the X-ray tube and the mounting flange is out as part of the radiator housing leads.
  • the fixed bearing is exclusively part of the fastening device and has no burst protection function.
  • the utility model JP S57 136200 U describes a stereo X-ray emitter which has a component in the radiation exit area which ensures a separate passage of the two generated useful steel areas through the radiation exit window. In a bursting of the rotary anode fractions of the rotary anode damage the construction element and thus the beam exit window.
  • Radiation shield provided. If the rotating anode bursts, the resulting fragments may damage the X-ray tube and then the lamp housing.
  • the radiator shield is unable to absorb the kinetic energy of the fragments and therefore can not serve as an anti-burst element.
  • Object of the present invention is therefore to provide an X-ray source, a further improved operating reliability guaranteed.
  • the object is achieved by an X-ray source according to claim 1.
  • Advantageous embodiments of the invention are the subject matter of further claims.
  • the X-ray source according to claim 1 has a Strahlergeophu se, in which an X-ray tube is arranged, which includes a Va kuumgephaseuse in which at least one cathode and we least one rotary anode are arranged, wherein in one
  • Radiation exit region in the vacuum housing at least a first beam exit window and in the radiator housing at least a second beam exit window are arranged.
  • at least one Berstterrorismelement outside the Vakuumgephaseu ses and within the radiator housing is arranged such that in a bursting of the rotary anode, the kinetic energy of the fragments in a region within the Strahlergephaseu ses and outside the beam exit area by means of at least one Berstschutzettis transferable.
  • the burst protection element according to claim 1 is thus an energy gieabilityelement which absorbs at least partially the kinetic energy of the resulting at a rupture of the rotary anode fragments.
  • the Berstschutzelement is arranged outside the radiation exit region, the X-ray radiation generated in the rotary anode can pass freely through the second Strahlaustrittsfens ter. A weakening of the X-radiation by the anti-burst element as well as an associated reduction in image quality thus does not occur.
  • the X-ray radiation generated in the material of the rotary anode exits from the radiation outlet window in the vacuum housing and into the radiator housing, in order subsequently to exit through the radiation exit window in the radiator housing and thus out of the X-ray source.
  • This area is therefore also referred to as a radiation exit area Radiation passage area.
  • the radiation exit area which represents the mechanically sensitive area of an X-ray source, is achieved by the solution according to the invention protected against mechanical deformation.
  • an X-ray source with an even more times increased rotation of the rotary anode up to about 200 Umdre movements per second
  • At least egg nes Berstschutzettis outside of the vacuum housing but within the radiator housing two alternatives are possible (claims 2 and 3), which are also simultaneously feasible (claim 4).
  • at least one burst protection element is arranged on at least one inner wall of the Strah lergephaseuses arranged (claim 2).
  • the Berstterrorismele element, which is arranged on at least one inner wall of the radiator housing is an additional component, which is preferably made of a metal and is fastened non-positively near the region of the beam exit window in the radiator housing on the inner wall of the radiator housing.
  • the Berstschutzelement is thus rich in Strahlenaustrittsbe between the vacuum housing and the radiator housing ordered, but without hindering the beam exit.
  • Ge suitable non-positive fasteners can be realized for example by means of screws, pressure terminals, snap connections or cable ties.
  • cohesive fasteners for example, by gluing, welding or soldering, are in the framework of the invention possible.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that at least one Berstterrorismele element is arranged on at least one outer wall of the vacuum housing is (claim 3). The connection between the outer wall of the vacuum housing and the Berstterrorismelement can be done in turn cohesively, so for example by gluing,
  • X-ray source are at least one Berst protection element on at least one inner wall of the Strahlerge housing and arranged at least one burst protection element on at least one outer wall of the vacuum housing (claim 4).
  • the design of the Berstterrorismelements and its location within the radiator housing or on the outer wall of the Va kuumgephaseuses is implemented so that impinging fragments of the ruptured rotary anode is not in Direction of the radiation outlet area but in the direction of the massive (dickwandi gene) radiator housing are directed.
  • This direction represents a so-called deformation path in which further components are arranged, e.g. Deflection coils for deflecting the electrons emitted by the cathode.
  • the inventively provided Berst protection element is arranged on such a deflection coil. (Claim 5)
  • the Berstschutzelement can also be arranged at a different location within the radiator housing.
  • the deformation of the radiator housing is significantly lower in the inventions to the invention X-ray source, so that if necessary, be difficult to repair consequential damage to immediacy bar adjacent components, e.g. the aperture, very unlikely.
  • the Berstschutzelement adeffenzhou tion (claim 6).
  • the flow of the cooling medium is thereby braked as little as possible.
  • a coolant guide is eg by openings through which the cooling medium can flow, or by a corresponding outer contour rea lisierbar.
  • the anti-burst element deforms upon impact of the fragments of the ruptured rotary anode and thus at least part of the kinetic energy of the broken fragments receives (claim 7).
  • deformation of the bursting protection element may be a plastic deformation or an elastic deformation. The erfindungsge accordance provided deformation in the direction of massive areas of the radiator housing is further improved.
  • FIG. 2 shows a partial section of an embodiment of an X-ray emitter according to the invention.
  • the illustrated in FIG 1 X-ray source 1 has a radiator housing 2, in which an X-ray tube 3 is arranged, which comprises a vacuum housing 4.
  • a cathode and a rotary anode 5 are arranged in the vacuum housing 4.
  • the cathode is not visible on the basis of the selected representation in FIG.
  • the rotary anode 5 is rotationally mounted on a driven anode shaft 6.
  • deflection coils 13 and 14 are arranged in the region of the rotary anode 5 on the inside of the radiator housing 2.
  • the deflection coils 13 and 14 serve to deflect the electrons emitted by the cathode in the direction of the rotary anode 5.
  • the radiator housing 2 circulates a liquid cooling medium 7 to perform the heat generated during operation reliably.
  • a beam exit window 8 is arranged to.
  • a radiation outlet window 9 is also arranged, which is held in the emitter housing 2 via a tube 10.
  • the beam exit window 8 in the vacuum housing 4 and the beam exit window 9 in the radiator housing 2 are in egg nem beam exit region 11 and are spaced apart only ge ring, typically a few millimeters.
  • the X-ray source 1 according to the invention shown in FIG 2 has a radiator housing 2, in which an X-ray tube 3 is arranged, which comprises a vacuum housing 4.
  • a cathode and a rotary anode 5 angeord net are in the Vaku housing 4 and a cathode and a rotary anode 5 angeord net.
  • the cathode is not visible in the selected representation in FIG.
  • the rotary anode 5 is rotationally mounted on a driven anode shaft 6.
  • deflection coils 13 and 14 are arranged in the region of the rotary anode 5 on the inside of the radiator housing 2.
  • the deflection coils 13 and 14 serve to deflect the electrons emitted by the cathode in the direction of the rotary anode 5.
  • the radiator housing 2 circulates a liquid cooling medium 7 to perform the heat generated during operation reliably.
  • a beam exit window 8 is arranged to.
  • a radiation outlet window 9 is also arranged, which is held in the emitter housing 2 via a tube 10.
  • the beam exit window 8 in the vacuum housing 4 and the beam exit window 9 in the radiator housing 2 are in egg nem beam exit region 11 and are spaced apart only ge ring, typically a few millimeters.
  • the Strahlerge housing 2 at least in the radiation exit region 11 on at least one inner wall at least one Berstschutzelement 12.
  • the radiation exit region 11 comprises a region in which the x-ray radiation generated in the material of the rotary anode 5 exits the radiation exit window 8 in the vacuum housing 4 and enters the radiator housing 2, in order then to exit through the radiation exit window 9 in the radiator housing 2 and thus out of the x-ray emitter 1.
  • the burst protection element 12 is an additional Liches component, which is preferably made of a metal and is fastened in a force-locking manner near the region of the radiation exit window 9 in the radiator housing 2 on the inner wall of the radiator housing 2.
  • the burst protection element 12 is thus arranged in the radiation exit region 11 between the housing 4 and the vacuum housing 2, but without hindering the escape of the X-ray radiation.
  • Suitable non-positive fasteners are e.g. by means of screws, pressure clamps or cable ties feasible.
  • the burst protection element 12 is arranged so that impinging fragments of the cracked rotary anode 5 are not directed in the direction of the beam exit area 11 but in the direction of the thick-walled radiator housing 2 ge.
  • This direction represents a so-called deformation path, in which further components are arranged, for example the deflection coils 13 and 14 for deflecting the electrons emitted by the cathode.
  • deflection coil 14 is shown in the exemplary embodiment from the Berstschutzelement 12 is arranged.
  • the deformation of the radiator housing 2 is also significantly lower in the case of the X-ray source 1 according to the invention, so that consequential damage which may be complicated to be repaired on directly adjacent components, e.g. the aperture or other adjacent components are very unlikely.

Landscapes

  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Röntgenstrahler (1) mit einem Strahlergehäuse (2), in dem eine Röntgenröhre (3) angeordnet ist, die ein Vakuumgehäuse (4) umfasst, in dem wenigstens eine Kathode und wenigstens eine Drehanode (5) angeordnet sind, wobei in einem Strahlenaustrittsbereich (11) in dem Vakuumgehäuse (4) wenigstens ein erstes Strahlenaustrittsfenster (8) und in dem Strahlergehäuse (2) wenigstens ein zweites Strahlenaustrittsfenster (9) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Rotationsbereich der Drehanode (5) wenigstens ein Berstschutzelement (12) außerhalb des Vakuumgehäuses (4) und innerhalb des Strahlergehäuses (2) derart angeordnet ist, dass bei einem Bersten der Drehanode (5) die kinetische Energie der Bruchstücke in einen Bereich innerhalb des Strahlergehäuses (2) und außerhalb des Strahlenaustrittsbereiches (11) mittels des wenigstens eines Berstschutzelementes (12) übertragbar ist. Ein derartiger Röntgenstrahler (1) gewährleistet eine nochmals verbesserte Betriebssicherheit.

Description

Beschreibung
Röntgenstrahler
Die Erfindung betrifft einen Röntgenstrahler.
Ein derartiger Röntgenstrahler ist beispielsweise aus der Pa tentanmeldung DE 10 2013 210 967 Al bekannt. Der Röntgen strahler umfasst ein Strahlergehäuse, in dem eine Röntgenröh re mit einem Vakuumgehäuse angeordnet ist. Im Vakuumgehäuse (Vakuumhülle) sind eine Kathode und eine Anode angeordnet. Im Strahlenaustrittsbereich des Röntgenstrahlers ist sowohl im Strahlergehäuse als auch im Vakuumgehäuse jeweils ein Strah- lenaustrittsfenster angeordnet. Die Anode kann als Stehanode (Festanode) oder als Drehanode ausgebildet sein. Bei Hoch- leistungsröntgenstahlern ist die Anode als Drehanode ausge führt. Der Strahlenaustrittsbereich liegt hierbei in der Ro tationsebne der Drehanode.
Im Vakuumgehäuse der Röntgenröhre wird die Röntgenstrahlung erzeugt. Hierzu werden die von der Kathode erzeugten Elektro nen zur der Drehanode hin beschleunigt. Beim Auftreffen der Elektronen auf der Anodenoberfläche entsteht im Aufenthalts bereich des Brennflecks, der bei einer Drehanode eine Brenn bahn bildet, eine allseitig gerichtete Röntgenstrahlung.
Hierbei entsteht eine hohe Wärmeentwicklung. Die beim Elekt ronenbeschuss entstehende Wärme erhitzt die Anode und damit auch die Röntgenröhre während des Betriebs entsprechend stark. Zur Kühlung ist der Raum zwischen dem Strahlergehäuse und dem Vakuumgehäuse mit einem zirkulierenden Kühlmedium ge füllt. Beim Abführen der Wärme aus dem Vakuumgehäuse der Röntgenröhre erhitzt sich das Kühlmedium selbst.
Aufgrund der hohen Rotation der Drehanode (bis zu ca. 160 Um drehungen pro Sekunde) sowie der starken Erwärmung der Dreh anode (bis zu ca. 1.900°C) treten bei einem Hochleistungs- Röntgenstrahler während des Betriebs entsprechend hohe mecha nische und thermische Belastungen auf. Damit besteht bei Ma- terialfehlern die Gefahr eines Berstens der Drehanode. Tref fen Bruchstücke der geborstenen Drehanode im Strahlenaus- trittsbereich auf die Innenseite des Vakuumgehäuses, so ver formt sich das Vakuumgehäuse aufgrund der kinetischen Energie der Bruchstücke. Der geringe Abstand zwischen Vakuumgehäuse und Strahlergehäuse im Strahlenaustrittsbereich (ca. 3 mm) verringert sich durch diese Verformung nochmals, wodurch sich die Kühlung im Strahlenaustrittsbereich entsprechend verrin gert. Die Verformung des Vakuumgehäuses kann sogar so ausge prägt sein, dass das Vakuumgehäuse in diesem Bereich das Strahlergehäuse berührt. Aufgrund der kinetischen Energie der Bruchstücke der geborstenen Drehanode besteht die Gefahr, dass das Vakuumgehäuse dieser Stelle leckgeschlagen werden könnte. Wird außerdem das Strahlergehäuse beschädigt, so tritt dann heißes Kühlmedium aus dem Röntgenstrahler aus.
In dem Gebrauchsmuster DE 77 15 604 Ul ist ein Röntgenstrah ler mit einem Strahlergehäuse beschrieben, in dem eine Rönt genröhre angeordnet ist. Die Röntgenröhre umfasst ein Vakuum gehäuse, in dem eine Kathode und eine Drehanode angeordnet sind. In einem Strahlenaustrittsbereich des Röntgenstrahlers ist im Vakuumgehäuse ein erstes Strahlenaustrittsfenster und im Strahlergehäuse ein zweites Strahlenaustrittsfenster ange ordnet. Um bei einem Zerspringen der Drehanode ein Durch schlagen des Strahlerhäuses zu verhindern, weist das Strah lergehäuse in dem der Peripherie gegenüberliegenden Teil eine Mehrfachbeschichtung (Panzerlaminat) auf. Zur Vervollständi gung des Schutzes ist es erforderlich, das zweite Strahlen- austrittsfenster ebenfalls zu verstärken. Damit ist der Nach teil einer Schwächung der erzeugten Röntgenstrahlung verbun den, wodurch sich die erzielbare Bildqualität entsprechend reduziert .
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2016 213 336 Al ist weiter hin ein Röntgenstrahler mit einem Strahlergehäuse offenbart, in dem eine Röntgenröhre über eine Befestigungseinrichtung im Strahlergehäuse gehalten ist. Die Befestigungseinrichtung um fasst ein kathodenseitig angeordnetes Festlager sowie ein anodenseitiges Loslager. Das Festlager weist einen Röhren flansch und einen zweiteiligen Befestigungsflansch auf, wobei der Röhrenflansch starr an der Röntgenröhre befestigt ist und der Befestigungsflansch als Teil des Strahlergehäuses ausge führt ist. Das Festlager ist ausschließlich Bestandteil der Befestigungseinrichtung und hat keine hat Berstschutzfunkti- on .
Weiterhin ist in dem Gebrauchsmuster JP S57 136200 U ein Ste- reo-Röntgenstrahler beschrieben, der im Strahlenaustrittsbe reich ein Bauelement aufweist, das einen getrennten Durch tritt der zwei erzeugten Nutzstahlbereiche durch das Strah- lenaustrittsfenster gewährleistet. Bei einem Bersten der Drehanode beschädigen die Bruchteile der Drehanode das Bau element und damit das Strahlenaustrittsfenster.
Aus der Patentanmeldung EP 3 264 441 Al ist ein Röntgenstrah ler mit einem Strahlergehäuse bekannt, in dem eine Röntgen röhre angeordnet ist. Innerhalb der Röntgenröhre sind eine Kathode und eine Drehanode angeordnet. Zum Schutz vor Rönt genstrahlung ist die Innenwand des Strahlergehäuses im Be reich außerhalb des Strahlenaustrittsfensters mit einer
Strahlenabschirmung versehen. Bei einem Bersten der Drehanode können durch die entstehenden Bruchstücke die Röntgenröhre und anschließend das Strahlergehäuse beschädigt werden. Die Strahlerabschirmung ist nicht in der Lage, die kinetische Energie der Bruchstücke aufzunehmen und kann deshalb nicht als Berstschutzelement dienen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Röntgenstrahler zu schaffen, eine nochmals verbesserte Be triebssicherheit gewährleistet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Röntgenstrahler gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Er findung sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen. Der Röntgenstrahler gemäß Anspruch 1 weist ein Strahlergehäu se auf, in dem eine Röntgenröhre angeordnet ist, die ein Va kuumgehäuse umfasst, in dem wenigstens eine Kathode und we nigstens eine Drehanode angeordnet sind, wobei in einem
Strahlenaustrittsbereich in dem Vakuumgehäuse wenigstens ein erstes Strahlenaustrittsfenster und in dem Strahlergehäuse wenigstens ein zweites Strahlenaustrittsfenster angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist im Rotationsbereich der Drehanode wenigstens ein Berstschutzelement außerhalb des Vakuumgehäu ses und innerhalb des Strahlergehäuses derart angeordnet, dass bei einem Bersten der Drehanode die kinetische Energie der Bruchstücke in einen Bereich innerhalb des Strahlergehäu ses und außerhalb des Strahlenaustrittsbereiches mittels des wenigstens eines Berstschutzelementes übertragbar ist.
Das Berstschutzelement gemäß Anspruch 1 ist somit ein Ener gieaufnahmeelement, das die kinetische Energie der bei einem Bersten der Drehanode entstehenden Bruchstücke zumindest teilweise aufnimmt.
Dadurch, dass bei dem Röntgenstrahler gemäß Anspruch 1 das Berstschutzelement außerhalb des Strahlenaustrittsbereiches angeordnet ist, kann die in der Drehanode erzeugte Röntgen strahlung ungehindert durch das zweite Strahlenaustrittsfens ter austreten. Eine Schwächung der Röntgenstrahlung durch das Berstschutzelement sowie eine damit verbundene Reduzierung der Bildqualität tritt somit nicht auf.
Im Rotationsbereich der Drehanode tritt die im Material der Drehanode erzeugte Röntgenstrahlung aus dem Strahlenaus- trittsfenster im Vakuumgehäuse aus und in das Strahlergehäuse ein, um anschließend durch das Strahlenaustrittsfenster im Strahlergehäuse und damit aus dem Röntgenstrahler auszutre ten. Dieser Bereich wird deshalb auch als Strahlenaustritts bereich bzw. Strahlendurchtrittsbereich bezeichnet.
Der Strahlenaustrittsbereich, der den mechanisch empfind lichsten Bereich eines Röntgenstrahlers darstellt, wird durch die erfindungsgemäße Lösung vor mechanischen Deformationen geschützt. Die Wahrscheinlichkeit, dass bei einem Hochleis- tungs-Röntgenstrahler im Fall eines Berstens der Drehanode das Strahlergehäuse leckgeschlagen wird und in der Folge hei ßes Kühlmedium austreten könnte, ist deshalb erheblich gerin ger, wodurch sich die Funktionssicherheit des Röntgenstrah lers entsprechend erhöht.
Durch die Erfindung ist ein Röntgenstrahler mit einer noch mals erhöhten Rotation der Drehanode (bis zu ca. 200 Umdre hungen pro Sekunde) realisierbar.
Im Rahmen der Erfindung sind für die Anordnung wenigstens ei nes Berstschutzelements verschiedene vorteilhafte Alternati ven realisierbar.
Für die erfindungsgemäß vorgesehene Anordnung wenigstens ei nes Berstschutzelementes außerhalb des Vakuumgehäuses aber innerhalb des Strahlergehäuses sind zwei Alternativen möglich (Ansprüche 2 und 3) , die auch gleichzeitig realisierbar sind (Anspruch 4). Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers ist wenigstens ein Berstschutzelement an wenigstens einer Innenwand des Strah lergehäuses angeordnet (Anspruch 2). Bei dem Berstschutzele ment, das an wenigstens einer Innenwand des Strahlergehäuses angeordnet ist, handelt es sich um ein zusätzliches Bauteil, das vorzugsweise aus einem Metall gefertigt ist und nahe dem Bereich des Strahlenaustrittsfensters im Strahlergehäuse an der Innenwand des Strahlergehäuses kraftschlüssig befestigt ist. Das Berstschutzelement ist somit im Strahlenaustrittsbe reich zwischen dem Vakuumgehäuse und dem Strahlergehäuse an geordnet, ohne jedoch den Strahlenaustritt zu behindern. Ge eignete kraftschlüssige Befestigungen können z.B. mittels Schrauben, Druckklemmen, Schnappverbindungen oder Kabelbinder realisiert werden. Auch Stoffschlüssige Befestigungen, bei spielsweise durch Kleben, Schweißen oder Löten, sind im Rah men der Erfindung möglich. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Berstschutzele ment an wenigstens einer Außenwand des Vakuumgehäuses ange ordnet ist (Anspruch 3) . Die Verbindung zwischen der Außen wand des Vakuumgehäuses und dem Berstschutzelement kann wie derum stoffschlüssig erfolgen, also z.B. durch Kleben,
Schweißen oder Löten.
Bei einem ebenfalls vorteilhaften Ausführungsbeispiel des er findungsgemäßen Röntgenstrahlers sind wenigstens ein Berst schutzelement an wenigstens einer Innenwand des Strahlerge häuses und wenigstens ein Berstschutzelement an wenigstens einer Außenwand des Vakuumgehäuses angeordnet (Anspruch 4).
Bei dem Röntgenstrahler nach Anspruch 1 sowie dessen vorteil haften Ausgestaltungen, insbesondere gemäß den Ansprüchen 2 bis 4, ist das Design des Berstschutzelements und dessen Lage innerhalb des Strahlergehäuses bzw. an der Außenwand des Va kuumgehäuses so umgesetzt, dass auftreffende Bruchstücke der geborstenen Drehanode nicht in Richtung des Strahlenaus- trittsbereichs sondern in Richtung des massiven (dickwandi gen) Strahlergehäuses gelenkt werden. Diese Richtung stellt einen sogenannten Verformungspfad dar, in dem weitere Bautei le angeordnet sind, z.B. Ablenkspulen zur Ablenkung der von der Kathode emittierten Elektronen. Vorzugsweise ist an einer derartigen Ablenkspule das erfindungsgemäß vorgesehene Berst schutzelement angeordnet. (Anspruch 5) Im Rahmen der Erfin dung kann das Berstschutzelement jedoch auch an einer anderen Stelle innerhalb des Strahlergehäuses angeordnet sein.
Auch die Verformung des Strahlergehäuses ist bei dem erfin dungsgemäßen Röntgenstrahler wesentlich geringer, so dass ge gebenenfalls aufwendig zu behebende Folgeschäden an unmittel bar benachbarten Komponenten, z.B. der Blende, sehr unwahr scheinlich sind.
Vorzugsweise weist das Berstschutzelement eine Kühlmittelfüh rung auf (Anspruch 6) . Die Strömung des Kühlmediums wird dadurch möglichst wenig gebremst. Eine derartige Kühlmittel führung ist z.B. durch Öffnungen, durch die das Kühlmedium strömen kann, oder durch eine entsprechende Außenkontur rea lisierbar .
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn sich das Berstschutzele- ment beim Aufprall der Bruchstücke der geborstenen Drehanode verformt und damit zumindest einen Teil der kinetischen Ener gie der Bruchstücke aufnimmt (Anspruch 7) . Durch die zumin dest teilweise Aufnahme der kinetischen Energie der Bruchstü cke wird deren Flugbahn verändert sowie die Wucht der Bruch stücke entsprechend verringert. Bei Verformung des Berst schutzelementes kann es sich um eine plastische Verformung oder um eine elastische Verformung handeln. Die erfindungsge mäß vorgesehene Deformation in Richtung massiver Bereiche des Strahlergehäuses wird dadurch nochmals verbessert.
Nachfolgend wird ein schematisch dargestelltes Ausführungs beispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es zeigen:
FIG 1 einen Teilschnitt eines Röntgenstrahlers gemäß dem
Stand der Technik,
FIG 2 einen Teilschnitt einer Ausführungsform eines Röntgen strahlers gemäß der Erfindung.
Der FIG 1 dargestellte Röntgenstrahler 1 weist ein Strahler gehäuse 2 auf, in dem eine Röntgenröhre 3 angeordnet ist, die ein Vakuumgehäuse 4 umfasst. In dem Vakuumgehäuse 4 sind eine Kathode und eine Drehanode 5 angeordnet. Die Kathode ist auf grund der gewählten Darstellung in FIG 1 nicht sichtbar. Die Drehanode 5 ist verdrehfest auf einer angetriebenen Anoden welle 6 montiert.
Weiterhin sind in auf der Innenseite des Strahlergehäuses 2 Ablenkspulen 13 und 14 im Bereich der Drehanode 5 angeordnet. Die Ablenkspulen 13 und 14 dienen zur Ablenkung der von der Kathode emittierten Elektronen in Richtung der Drehanode 5.
Im Strahlergehäuse 2 zirkuliert ein flüssiges Kühlmedium 7, um die während des Betriebs entstehende Wärme zuverlässig ab zuführen .
In dem Vakuumgehäuse 4 ist ein Strahlenaustrittsfenster 8 an geordnet. In dem Strahlergehäuse 2 ist ebenfalls ein Strah- lenaustrittsfenster 9 angeordnet, das über einen Tubus 10 im Strahlergehäuse 2 gehalten ist.
Das Strahlenaustrittsfenster 8 im Vakuumgehäuse 4 und das Strahlenaustrittsfenster 9 im Strahlergehäuse 2 liegen in ei nem Strahlenaustrittsbereich 11 und sind voneinander nur ge ring beabstandet, typischerweise wenige Millimeter.
Der FIG 2 dargestellte erfindungsgemäße Röntgenstrahler 1 weist ein Strahlergehäuse 2 auf, in dem eine Röntgenröhre 3 angeordnet ist, die ein Vakuumgehäuse 4 umfasst. In dem Vaku umgehäuse 4 sind eine Kathode und eine Drehanode 5 angeord net. Die Kathode ist in der gewählten Darstellung in FIG 2 nicht sichtbar. Die Drehanode 5 ist verdrehfest auf einer an getriebenen Anodenwelle 6 montiert.
Weiterhin sind in auf der Innenseite des Strahlergehäuses 2 Ablenkspulen 13 und 14 im Bereich der Drehanode 5 angeordnet. Die Ablenkspulen 13 und 14 dienen zur Ablenkung der von der Kathode emittierten Elektronen in Richtung der Drehanode 5.
Im Strahlergehäuse 2 zirkuliert ein flüssiges Kühlmedium 7, um die während des Betriebs entstehende Wärme zuverlässig ab zuführen .
In dem Vakuumgehäuse 4 ist ein Strahlenaustrittsfenster 8 an geordnet. In dem Strahlergehäuse 2 ist ebenfalls ein Strah- lenaustrittsfenster 9 angeordnet, das über einen Tubus 10 im Strahlergehäuse 2 gehalten ist. Das Strahlenaustrittsfenster 8 im Vakuumgehäuse 4 und das Strahlenaustrittsfenster 9 im Strahlergehäuse 2 liegen in ei nem Strahlenaustrittsbereich 11 und sind voneinander nur ge ring beabstandet, typischerweise wenige Millimeter.
Bei dem Röntgenstrahler 1 gemäß FIG 2 weist das Strahlerge häuse 2 zumindest im Strahlenaustrittsbereich 11 an wenigs tens einer Innenwand wenigstens ein Berstschutzelement 12 auf .
Der Strahlenaustrittsbereich 11 umfasst einen Bereich, in dem die im Material der Drehanode 5 erzeugte Röntgenstrahlung aus dem Strahlenaustrittsfenster 8 im Vakuumgehäuse 4 austritt und in das Strahlergehäuse 2 eintritt, um anschließend durch das Strahlenaustrittsfenster 9 im Strahlergehäuse 2 und damit aus dem Röntgenstrahler 1 auszutreten.
Bei dem Berstschutzelement 12 handelt es sich um ein zusätz liches Bauteil, das vorzugsweise aus einem Metall gefertigt ist und nahe dem Bereich des Strahlenaustrittsfensters 9 im Strahlergehäuse 2 an der Innenwand des Strahlergehäuses 2 kraftschlüssig befestigt ist. Das Berstschutzelement 12 ist somit im Strahlenaustrittsbereich 11 zwischen dem Vakuumge häuse 4 und dem Strahlergehäuse 2 angeordnet, jedoch ohne den Austritt der Röntgenstrahlung zu behindern. Geeignete kraft schlüssige Befestigungen sind z.B. mittels Schrauben, Druck klemmen oder Kabelbinder realisierbar.
Wie in FIG 2 gezeigt, ist das Berstschutzelement 12 so ange ordnet, dass auftreffende Bruchstücke der geborstenen Dreh anode 5 nicht in Richtung des Strahlenaustrittsbereichs 11 sondern in Richtung des dickwandigen Strahlergehäuses 2 ge lenkt werden. Diese Richtung stellt einen sogenannten Verfor mungspfad dar, in dem weitere Bauteile angeordnet sind, z.B. die Ablenkspulen 13 und 14 zur Ablenkung der von der Kathode emittierten Elektronen. An einer derartigen, im Bereich der Drehanode 5 angeordneten Ablenkspule 14 ist im gezeigten Aus führungsbeispiel das Berstschutzelement 12 angeordnet.
Der Strahlenaustrittsbereich 11, der den dünnwandigsten und damit den mechanisch empfindlichsten Bereich eines Strahler gehäuses 2 dargestellt, wird durch die erfindungsgemäße Lö sung vor mechanischer Deformation geschützt. Die Wahrschein lichkeit, dass bei dem erfindungsgemäßem Röntgenstrahler 1 im Fall eines Berstens der Drehanode 5 das Strahlergehäuse 2 leckgeschlagen wird und in der Folge heißes Kühlmedium 7 aus treten könnte, ist deshalb wesentlich geringer, wodurch sich Funktionssicherheit des Röntgenstrahlers 1 deutlich erhöht.
Auch die Verformung des Strahlergehäuses 2 ist bei dem erfin- dungsgemäßen Röntgenstrahler 1 wesentlich geringer, so dass gegebenenfalls aufwendig zu behebende Folgeschäden an unmit telbar benachbarten Komponenten, z.B. der Blende oder weite rer benachbarter Komponenten, sehr unwahrscheinlich sind.

Claims

Patentansprüche
1. Röntgenstrahler mit einem Strahlergehäuse (2), in dem eine Röntgenröhre (3) angeordnet ist, die ein Vakuumgehäuse (4) umfasst, in dem wenigstens eine Kathode und wenigstens eine Drehanode (5) angeordnet sind, wobei in einem Strahlenaus- trittsbereich (11) in dem Vakuumgehäuse (4) wenigstens ein erstes Strahlenaustrittsfenster (8) und in dem Strahlergehäu se (2) wenigstens ein zweites Strahlenaustrittsfenster (9) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Rotationsbe reich der Drehanode (5) wenigstens ein Berstschutzelement (12) außerhalb des Vakuumgehäuses (4) und innerhalb des
Strahlergehäuses (2) derart angeordnet ist, dass bei einem Bersten der Drehanode (5) die kinetische Energie der Bruch stücke in einen Bereich innerhalb des Strahlergehäuses (2) und außerhalb des Strahlenaustrittsbereiches (11) mittels des wenigstens eines Berstschutzelementes (12) übertragbar ist.
2. Röntgenstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Berstschutzelement (12) an wenigstens ei ner Innenwand des Strahlergehäuses (2) angeordnet ist.
3. Röntgenstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Berstschutzelement an wenigstens einer Außenwand des Vakuumgehäuses (4) angeordnet ist.
4. Röntgenstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Berstschutzelement (12) an wenigstens ei ner Innenwand des Strahlergehäuses (2) und wenigstens ein Berstschutzelement an wenigstens einer Außenwand des Vakuum gehäuses (4) angeordnet sind.
5. Röntgenstrahler nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das Berstschutzelement (12) an wenigstens ei ner im Strahlergehäuse (2) gehaltenen Ablenkspule (14) ange ordnet ist.
6. Röntgenstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Berstschutzelement (12) eine Kühl mittelführung aufweist.
7. Röntgenstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Berstschutzelement (12) bei einer Energieeinwirkung durch die Bruchstücke verformbar ist.
PCT/EP2019/055656 2018-04-16 2019-03-07 Röntgenstrahler WO2019201507A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18167566.1A EP3557954A1 (de) 2018-04-16 2018-04-16 Röntgenstrahler
EP18167566.1 2018-04-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019201507A1 true WO2019201507A1 (de) 2019-10-24

Family

ID=62002570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/055656 WO2019201507A1 (de) 2018-04-16 2019-03-07 Röntgenstrahler

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3557954A1 (de)
WO (1) WO2019201507A1 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7715604U1 (de) 1977-05-16 1978-11-02 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Röntgenröhren-Schutzgehäuse
JPS57136200U (de) 1981-02-20 1982-08-25
JP2008084697A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Toshiba Corp 回転陽極ｘ線管装置
JP2010244941A (ja) * 2009-04-08 2010-10-28 Toshiba Corp 回転陽極型ｘ線管装置
DE102013210967A1 (de) 2013-06-12 2014-12-18 Siemens Aktiengesellschaft Röntgenstrahler
EP3264441A1 (de) 2015-02-27 2018-01-03 Toshiba Electron Tubes & Devices Co., Ltd. Röntgenröhrenvorrichtung
DE102016213336A1 (de) 2016-07-21 2018-01-25 Siemens Healthcare Gmbh Röntgenstrahler

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7715604U1 (de) 1977-05-16 1978-11-02 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Röntgenröhren-Schutzgehäuse
JPS57136200U (de) 1981-02-20 1982-08-25
JP2008084697A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Toshiba Corp 回転陽極ｘ線管装置
JP2010244941A (ja) * 2009-04-08 2010-10-28 Toshiba Corp 回転陽極型ｘ線管装置
DE102013210967A1 (de) 2013-06-12 2014-12-18 Siemens Aktiengesellschaft Röntgenstrahler
EP3264441A1 (de) 2015-02-27 2018-01-03 Toshiba Electron Tubes & Devices Co., Ltd. Röntgenröhrenvorrichtung
DE102016213336A1 (de) 2016-07-21 2018-01-25 Siemens Healthcare Gmbh Röntgenstrahler

Also Published As

Publication number Publication date
EP3557954A1 (de) 2019-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69814574T2 (de) Einrichtung zur Vermeidung einer Überhitzung des Fensters einer Röntgenröhre
DE102005049270B4 (de) Drehkolbenröhre mit einer von Kühlflüssigkeit durchströmten Kühleinrichtung sowie Verwendung der Kühlflüssigkeit
DE3840398C2 (de)
DE2803347C2 (de) Röntgenstrahlenquelle für eine Tomographie-Einrichtung
DE102008038569A1 (de) Röntgenröhre
DE102006060135A1 (de) Struktur zum Einfangen von gestreuten Elektronen
DE10240628A1 (de) Röntgenröhre mit Ringanode und deren Anwendung
WO2005096341A1 (de) Anodenmodul für eine flüssigmetallanoden-röntgenquelle sowie röntgenstrahler mit einem anodenmodul
EP3793330A1 (de) Röntgenstrahler
EP0021441A2 (de) Elektronenbeschleuniger zur Röntgenstrahlentherapie
WO2019201507A1 (de) Röntgenstrahler
EP3629361A1 (de) Röntgenanode, röntgenstrahler und verfahren zur herstellung einer röntgenanode
DE102004056110A1 (de) Drehkolben-Röntgenstrahler
DE102012221638B4 (de) Röntgenstrahler
DE102016213336B4 (de) Röntgenstrahler
DE102005018342B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Röntgenstrahlung
EP1477991B1 (de) Strahlenschutzkabine für eine Röntgenvorrichtung
DE202021103476U1 (de) Modulare Kathodeneinrichtung mit einem Schachtblech
WO2009143887A1 (de) Explosionsschutz für hochdrucklampe
EP1923900A1 (de) Drehbare, wassergekühlte Röntgenquelle
DE102006062451A1 (de) Mikrofocus-Röntgenröhre
DE102010010054A1 (de) Röntgenröhre
DE102013223787A1 (de) Röntgenröhre
US9494181B2 (en) High temperature secondary torque retention for bolted assemblies
DE19900467A1 (de) Röntgenröhre mit Elektronenfänger

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19714102

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19714102

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1