蕊冷式x線管的製作方法

2023-06-01 05:52:01

專利名稱：蕊冷式x線管的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於醫療器械中X光機的重要元件X線管的改迸。
背景技術：
目前X光機使用較多的X線管是固定陽極X線管和旋轉陽極X線管。固定 陽極X線管由美國人柯立支在1913年發明，以後改進發明了旋轉陽極X線管。
固定陽極X線管的結構，主要由陽極、陰極、和玻璃殼三部分組成。
陽極的結構，由陽極頭、陽極帽、陽極柄三部分組成。陽極頭由鴇耙面和 銅體組成，鎢靶面由鎢或錸鎢合金製成，熔焊在用無氧銅製成的銅體上構成 陽極。陽極柄是陽極引出管外的部分，由紫銅製成，並與銅體連接，陽極帽 是由紫銅製罩在陽極頭的一個罩子。
陰極結構，由燈絲、陰極頭、陰極套組成。燈絲是將鎢絲按一定幾何尺寸 繞制而成，其作用是加熱發射電子，雙焦點X線管的陰極有兩個燈絲，有三 根引線， 一根作公用線，另兩根作為大、小燈絲的引線，陰極頭由純鐵或鎳 製成，並開有直槽或階梯槽，稱集射槽，燈絲置於槽中。
X線管殼(或稱玻璃殼)由耐高溫、絕緣強度高，膨脹係數小的鉬組硬 質玻璃製成，是支撐陽極、陰極、和保持管內真空的構件。
X線的產生是由陰極燈絲加熱產生電子，由高壓電場加速後轟擊陽極耙 面產生，電子轟擊靶面99%的能量變為熱能只有少部分轉換為X線,所以焦點、 陽極和其它部分Mjg升高很快，固定陽極X線管靠陽極柄將靶面的熱量傳出 去，陽極柄浸在管套的絕緣油中，將熱量傳給油而達到散熱目的。而陽極柄 不能快速將熱量傳出去，所以固定陽極X線管的瞬間熱容量很小，瞬間負荷小，因此人們發明了旋轉陽極x線管。
旋轉陽極x線管的結構由陽極、陰極、玻璃殼組成。與固定陽極x管相
比，除了陽極結構有明顯差別外，其餘的差別不大。
陽極的結構由陽極靶面、轉子、轉軸、軸承、軸承座等組成。陽極耙面
的結構由盤狀純鎢製成，在靶的表面塗上一層錸鎢合金，當X線管工作時，
陽極靶面高速旋轉，電子轟擊在一個旋轉的圓盤上，靶面的面積增大，體積 增大，所以熱容量增大，瞬間功力增大。但是陽極的轉子、軸承的溫度不能
超過4601C，為了避免過多的熱量傳導到軸承，靶面與轉子連接的鉬杆的直徑 較細且是管狀鉬杆，靶面的散熱主要靠熱輻射，其效率低，所以靶面的連續 負荷能力低，X線管不能長時間工作，旋轉陽極X線管的型號不同，連續工作 的時間也不同， 一般為幾分鐘至十幾分鐘，
X線管管套是放置X線管的一種特殊容器，其結構隨用途不用而所差別， 整個管套由薄銅板或鋁等金屬金屬製成，管內壁襯有薄鉛皮，以防散射線射 出，管內兩端裝有脹縮器以適應油的彭脹，管套中央開一窗口作為放射窗， 並裝有透明塑料或有機玻璃製成的凹形窗口，以使此處的油層變薄，減少油 層對X線的吸收，靠近管套兩端處裝有高壓插座，以連接高壓電纜，X線管用
絕緣支架和高壓插座固定在管套中，其陽極焦點中心對準放射窗口中心。兩 極引線分別接到兩個高壓插座上，管套兩端各有一個端蓋，整個管套內灌滿 高壓絕緣油，作為絕緣和冷卻用，灌油孔開在放射窗附近或管套一端。
當前使用的X線管的主要缺陷是陽極的散熱效率不高，散熱慢，X線管溫 度升高快，易燒壞，X線管的瞬間負荷和連續負荷小，管套體積大，管套內裝 滿油，重量大。發明內容
為了克服現有x線管的散熱效率不高、散熱慢，x線管溫度升高快，易燒
壞，X線管的瞬間負荷和連續負荷小，管套內裝滿油、管套體積大,、重量大 的缺點。本實用新型提供了一種蕊冷式X線管，其改變了陽極的散熱方式， 提高了散熱率，提高了 x線管的瞬間負荷和連續負荷，管套內不用裝滿油，
體積和重量減少了一半。
本實用新型解決其技術問題所採用的方案是蕊冷式X線管的陽極柄是用
中空的銅管制成，(固定陽極x線管的陽極柄為實心的銅柱且與陽極頭是一體
的)銅管中間用一長條狀銅板將銅管內空間從縱向隔成上下兩半，銅管一端 加工成斜面，另一端熔焊上銅製封蓋，封蓋外側的中心焊上高壓插座的接線 柱，銅管中的隔板一端與銅管斜面端留有一間隙，隔板的另一端與封蓋內側 相互抵緊，在銅管靠近封蓋端的上下兩側各開一個注油孔，接上注油管，
陽極頭用一橢圓形的銅板作靶基，靶面用鎢，或錸鎢合金製成熔焊在靶 基的一面，另一面上焊上幾條方形小銅條以增加散熱面積。將陽極頭焊接在 陽極柄即銅管的斜面端上，靶面向外，
用一u形或c形銅管作油箱，管壁要薄以便散熱，銅管兩端加上封蓋，封 蓋中心開注油孔，接上注油管，油箱的體積在500ml 800邁l之間，用兩根絕 緣橡膠管將陽極柄的兩個注油管與油箱的兩個注油管連接，油箱放在管套外 面，在一根橡膠管的中間接上一臺小油泵，陽極柄內和油箱內注滿高壓絕緣 油，當油泵工作時，陽極柄內的油和油箱內的油就循環流動起來，陽極頭內 側不斷有油流過，陽極頭產生的熱量被油及時即時帶走，陽極頭的散率大大 高，陽極頭的溫度就不容易升高，X線管99l以上的熱量由陽極產生，只要陽 極的溫度不升高，整個X線管的溫度就不會升高，高壓插座加工在X線管的兩端與X線管連成一體。
本帝用新型的有益效果是陽極頭的散熱率高、散熱快，陽極頭溫度不易 升高，提高X線管的瞬時負荷，和連續負荷，X線管不用浸在絕緣油中，管套 內不用灌滿絕緣油，所以管套的密閉性要求不高，體積變小，重量變輕，管 套的放射窗不再用透明塑料或有機玻璃密封，X線通過放射窗時不再被有機玻 璃和油吸收，其質和量都有很大提高，與傳統X線管相比，產生相相同質量 的X線，所用的毫安和千伏有所減少，
以下結合附圖和實施例對本帝用新型作進一步說明。
圖l是陽極頭，左倒圖是陽極頭的外而，右側圖是陽極頭的內而，其中(1) 為銅靶基，(2)為鎢靶面，(3)是散熱條。
圖2是陽極柄的左視圖，其中(4)為柄體，(5)為高壓插座中接線柱，(6) 為注油孔。
圖3是陽極柄的右視圖。
圖4是陽極柄的中間縱剖面結構圖。其中(7)是隔板。
圖5為陽極帽，左惻圖是陽極帽的口部左視圖，右側圖是陽極帽的底部左 視圖，其中(8)是陽極帽體，(9)是電子入射孔，(10)是出射線孔，(11) 是陽極頭的套入口。
圖6是陰極，其中(12)是陰極罩，(13)是陰極高壓接線柱，(14)是集 射槽，內有發射電子的鎢制燈絲。
圖7是X線管的油冷卻系統模式圖。其中(15)是小油泵。(16)是高壓絕 緣注油管、(17)是C形油箱，(18)是陽極。圖8是陽極、陽極帽和陰極在玻璃殼內的裝配圖，U9)是"可伐"(kovar) 圖9是玻璃殼。


圖10是陽極、陰極、玻璃殼裝配成的X線管圖。
圖U是X線管兩端裝上高壓插座後的圖，(16)是注油管，(20)是X線 管的玻璃殼，(21)是高壓插座體，(22)是高壓插座的插孔。
圖12圖是
圖11的中間縱剖面結構圖，(1)是銅靶基，(4)是陽極柄:體，(5) 是陽極高壓插座中的接線柱，(7)是隔板，(8)是陽極帽體，(12)是陰極罩， (13)是陰極高壓插座接線柱，(14)是集射槽、內有發射電子的鴿制燈絲。 (16)注油管、(21)高壓插座體。
圖13是X線管套的上半部分和兩端的端蓋，(23)是管套的上瓣，(24)是 管套內X線管的卡槽，(25)是端蓋，(26)是油管出孔，(27)是高壓插頭固
圖14是X線管套的下瓣，(28)是放射窗口。
圖15是"7"字形高壓插頭，(29)是插頭體，(30)是插頭接線柱。
圖16是X線管插入高壓插頭後放入管套內的圖。
圖17是封裝好管套後的圖。
具體實施方式
如圖l所示陽極頭用一橢圜形的銅板製作靶基(1),鞘面(2)用轉，或 錸鎢合金製成熔焊在靶基的一面，另一面焊接在陽極柄即銅管的斜面端上， 靶基的內面焊上幾條方形小銅條(3)以增加散熱面積。
如圖2、圖3、圖4所示用一中空的銅管制成陽極柄主體(4)，(固定陽極 X線管的陽極柄為實心的銅柱且與陽極頭是一體的)銅管中間用一長條狀銅板(7)將銅管內空間從縱向隔成上下兩半，銅管一端加工成斜面，另一端熔焊 上銅製封蓋，封蓋外側的中心焊上高壓插座的接線柱(5),銅管中的隔板一 端與銅管斜面端留有一間隙，隔板的另一端與封蓋內側相互抵緊，在銅管靠 近封蓋端的上下兩側各開一個注油孔(6)。
用一銅體加工成如圖5所示的陽極帽，與傳統固定陽極X線管的陽極帽結 構一樣。
如圖6所示、用銅或鐵加工成陰極，陰極的結構與傳統固定陽極X經管的 陰極基本相同，只是陰極後面的接線柱(13)改用小銅柱製成。
X線管的油冷卻系統模式如圖7所示，用一 U形或C形銅管作油箱(17)， 管壁要薄以便散熱，銅管兩端焊上封蓋，封蓋中心開注油孔，接上注油管， 油箱的體積在500ml 800ml之間，用兩根高壓絕緣管(16)將陽極柄的兩個 注油孔(6)與油箱的兩個注油孔連接，油箱放在管套外面，在一根橡膠管的 中間接上一臺小油泵(15)陽極柄和油箱內注滿高壓絕緣油，當油泵工作時， 陽極柄內的油和油箱內的油就循環流動起來，陽極頭內側不斷有油流過，陽 極頭產生的熱量被油及時即時帶走，陽極頭的散熱率大大提高，陽極頭的溫 度就不容易升高，X線管99《以上的熱量由陽極產生，只要陽極的溫度不升高， 整個X線管的溫度就不會升高。
如圖8所示，將陽極帽罩在陽極頭上、在陽極柄上鑲上一彭脹係數與玻璃 相同的合金圈(19)，專業術語叫"可伐"，英文叫kovar.構成陽極，玻璃殼 與"可伐"相封接。陰極頭放在陽極頭的對面，陰極頭的集射槽(14)對準璃殼相同。
如
圖10所示，陽極、陰極封裝入玻璃殼內，玻璃殼用耐高溫、絕緣性能
好、膨脹係數小的鉬組硬質玻璃製成，玻璃殼用來支撐陰極、陽極、並保持
管內真空，形成x線管。
如
圖11所示，採用機械強度大和絕緣性能好的可塑性材料用注塑方法將
高壓插座(21)加工在X線管兩端，高壓插座與X線管連成一體，X線管兩端 的接線柱(5)和(13)直接作為高壓插座內的接線柱，(22)是高壓插座的 插孔。陽極柄上的注油管穿過高壓插座的兩側與油箱(17)、油泵(15)相接。 X線管的內部結構如
圖12所示，陽極頭焊接在陽極柄即銅管的斜面端上， 另一端熔焊上銅製封蓋，封蓋外側的中心焊上高壓插座的接線柱(5)，陽極 抦銅管中間用一長條狀銅板(7)將銅管內空間從縱向隔成上下兩半，銅管中 的隔板一端與銅管斜面端留有一間隙，隔板的另一端與封蓋內惻相互抵緊， 陽極帽罩在陽極頭上、陰極頭放在陽極頭的對面，陰極頭的集射槽(14)對 準陽極帽的電子入射孔(9)。
如13、
圖14所示、常用的X線管套由硬塑料或銅、鋁等金屬製成管狀 體,分成上下兩瓣，管壁內側襯有薄鉛皮，以防散射線射出，在內壁近兩端 處加工卡槽(24),以便卡住)C線管，在靠近兩端處的同一側加工有高壓插頭 入口 (27)，在下瓣部的中央開一圓口作為放射窗(28),把X線管放入其中， 再合上另一瓣，兩端蓋上端蓋(25)，旋緊。陽極一側的端蓋加工有注油管的 出孔(26)。
如
圖15所示，高壓插頭由機械強度大和絕緣性能好的壓塑材料或橡膠橡膠 製成的"7"字形的插頭體(29)，插頭接線柱(30)由小銅管制成，嵌入插頭體內，當高壓插頭插入插座內時，插座內的接線柱插入小銅管內，完成高 壓連接。
X線管在管套內的位置如
圖16所示，X線管兩端高壓插座的凸楞放入管套 內的卡槽(24)內，X線管內陽極帽的出射線孔(10)對準管套下瓣的放射 窗(28)。
裝配好、完整的X線管如
圖17所示。高壓插頭插入X線管兩端的高壓插 座內，放入管套內，冷卻油箱固定在陽極側的管套外的。注油管穿過陽極側 的封蓋與油箱、油泵相接，小油泵固定在油箱旁。至此完成X線管的製作。
權利要求1、一種蕊冷式X線管，其特徵是陽極柄是用一中空的銅管(4)製成柄體，銅管中間用一長條狀銅板(7)將銅管內空間從縱向隔成上下兩半，銅管一端加工成斜面，另一端熔焊上銅製封蓋，封蓋外側的中心焊上高壓插座的接線柱(5)，銅管中的隔板一端與銅管斜面端留有一間距，隔板的另一端與封蓋內側相互抵緊，在銅管靠近封蓋端的上下兩側各開一個注油孔(6)，接上注油管，陽極頭用一橢圓形的銅板作靶基(1)，靶面(2)用鎢或錸鎢合金製成熔焊在靶基的一面，另一面上焊上幾條方形小銅條，將陽極頭焊接在陽極柄即銅管的斜面端上，靶面向外，用一體積在500ml～800ml之間的銅管作油箱(17)，銅管兩端加上封蓋，封蓋中心開注油孔，用兩根絕緣橡膠管(16)將陽極柄的兩個注油孔與油箱的兩個注油孔連接，油箱放在管套外面，在一根橡膠管的中間接上一臺小油泵(16)，X線管的高壓插座(21)加工在X線管兩端，與X線管連成一體，X線管兩端陰極接線柱(13)和陽極的接線柱(5)，直接作為高壓插座內的接線柱。
專利摘要一種能從陽極中心快速冷卻的蕊冷型X線管，它的陽極柄用中空的銅管制成，銅管中間用一長條狀銅板將銅管內空間從縱向隔成上下兩半，在銅管靠近封蓋端的上下兩側各開一個注油孔，接上注油管，陽極頭用一橢圓形的銅板作靶基，靶面用鎢，或錸鎢合金製成熔焊在靶基的一面，另一面焊接在陽極柄即銅管的斜面端上，靶基的內面焊上幾條方形小銅條以增加散熱面積。用一大銅管作油箱，用兩根高壓絕緣注油管將陽極柄的兩個注油管與油箱的兩個注油管連接，油箱放在管套外面，在一根注油管的中間接上一臺小油泵，當油泵工作時，陽極頭內側不斷有油流過，陽極頭產生的熱量被油及時即時帶走。高壓插座加工在X線管的兩端與X線管連成一體。
文檔編號H01J35/10GK201392805SQ20082009680
公開日2010年1月27日 申請日期2008年11月24日 優先權日2008年11月24日
發明者周發勇 申請人:周發勇