моноблок источника рентгеновского излучения

Формула изобретения

Моноблок источника рентгеновского излучения, содержащий рентгеновскую трубку, состоящую из корпуса, катодного и анодного узлов, а также генераторное устройство с высоковольтным делителем напряжения, высоковольтный вывод которого подключен к одному из узлов трубки, отличающийся тем, что корпус рентгеновской трубки выполнен в виде металлического цилиндра, внутри которого расположен двухсекционный высоковольтный цилиндрический изолятор, при этом один его торец соединен вакуум-плотно с одним из торцов корпуса, а на другом торце установлен катодный узел, причем длина секции, на которой установлен катодный узел, не менее чем в 100 раз превышает длину секции, соединенной с торцом корпуса, анодный узел, в свою очередь, расположен на другом торце корпуса и выполнен в виде вынесенной за пределы корпуса анодной трубы, на свободном торце которой закреплена мишень, при этом генераторное устройство размещено внутри высоковольтного цилиндрического изолятора, внутренний объем которого заполнен маслом, а боковая поверхность изолятора выполняет роль высоковольтного делителя напряжения.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к рентгенотехнике и может быть использовано при разработке рентгеновских аппаратов, применяемых, например, для диагностики в медицине.

В настоящее время, в силу ряда неоспоримых преимуществ, все большее распространение получают переносные рентгеновские аппараты, выполненные в виде моноблока.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является конструкция моноблока переносного рентгеновского аппарата 8Л3 (Рентгенотехника. Справочник / Под ред. В.В.Клюева, кн.1. - М.: Машиностроение, 1989, с.127, рис.29).

Моноблок состоит из корпуса, внутри которого размещены рентгеновская трубка, генераторное устройство с высоковольтным делителем напряжения, четыре компенсатора температурного изменения объема трансформаторного масла. На внутренней поверхности моноблока закреплена свинцовая защита от неиспользуемого рентгеновского излучения. Рентгеновская трубка содержит металлостеклянный корпус, а также катодный и анодный узлы. Высоковольтный вывод генераторного устройства подключен к одному из узлов рентгеновской трубки. Внутренний объем корпуса моноблока заполнен маслом, которое обеспечивает электрическую прочность элементов конструкции и теплоотвод. В корпусе моноблока имеется выходное окно для выпуска рабочего пучка рентгеновского излучения, а также разъем для подачи низковольтного питания излучателя.

Так как узлы, размещенные внутри моноблока, например, рентгеновская трубка, высоковольтный делитель напряжения, имеют собственные корпуса и соединены дополнительными линиями связи, данный моноблок имеет большие габариты и вес. Увеличение габаритов приводит к увеличению объема масла, расширение которого при нагреве в процессе работы должно компенсироваться с помощью специальных компенсаторов, дополнительно увеличивающих объем моноблока. Соответственно, увеличивается площадь и вес свинцового покрытия корпуса, применяемого для защиты от неиспользуемого рентгеновского излучения, что также увеличивает массу моноблока.

Технический результат изобретения заключается в снижении массы моноблока и уменьшении его габаритов.

Для достижения указанного технического результата в моноблоке источника рентгеновского излучения, содержащего рентгеновскую трубку, состоящую из корпуса, катодного и анодного узлов, а также генераторное устройство с высоковольтным делителем напряжения, высоковольтный вывод которого подключен к катодному узлу, корпус рентгеновской трубки выполнен в виде металлического цилиндра. Внутри цилиндра расположен секционированный высоковольтный цилиндрический изолятор, причем один его торец соединен вакуум-плотно с одним из торцов корпуса, а на другом торце установлен катодный узел. Анодный узел расположен на другом торце корпуса и выполнен в виде анодной трубы, на свободном торце которой закреплена мишень, которая одновременно может являться выходным окном. На анодную трубу туго посажена свинцовая труба. Генераторное устройство размещено внутри высоковольтного цилиндрического изолятора, внутренний объем которого заполнен маслом, а боковая поверхность изолятора выполняет роль высоковольтного делителя напряжения.

Суть заявляемого изобретения заключается, во-первых, в выполнении металлической части корпуса рентгеновской трубки таким образом, чтобы он стал выполнять роль корпуса всего моноблока, а диэлектрическая часть - роль высоковольтного делителя напряжения генераторного устройства, и вынесении анодного узла за пределы корпуса, а, во-вторых, в расположении генераторного устройства внутри высоковольтного цилиндрического изолятора, что в целом позволяет сделать конструкцию моноблока максимально легкой, компактной и надежной.

Использование цилиндрического изолятора в качестве высоковольтного делителя напряжения генераторного устройства позволяет исключить из конструкции моноблока ряд крупногабаритных деталей, например резисторы высоковольтного делителя напряжения и элементы их крепления. Небольшое количество масла, которое заполняет оставшийся объем высоковольтного цилиндрического изолятора, не требует использования крупногабаритных компенсаторов, что, в свою очередь, также уменьшает массу и габариты моноблока.

Поскольку мишень вынесена за пределы моноблока с помощью анодной трубы, то для защиты от неиспользуемого рентгеновского излучения достаточно покрыть свинцом только ее наружную поверхность, что позволит дополнительно существенно снизить вес моноблока.

Сущность заявляемого изобретения поясняется на чертеже, где представлена конструкция моноблока.

Моноблок источника рентгеновского излучения включает в себя рентгеновскую трубку 1, состоящую из корпуса 2, выполненного в виде цилиндра, и генераторного устройства 6. Внутри корпуса 2 расположен высоковольтный цилиндрический изолятор 3, один торец которого соединен вакуум-плотно с одним из торцов корпуса 2, а на другом торце расположен катодный узел 5, который с помощью цангового разъема 4 подключен к генераторному устройству 6, размещенному внутри высоковольтного цилиндрического изолятора 3. Цилиндрический изолятор состоит из двух секций разной длины. Длина секции 11, подключенной к катодному узлу не менее, чем в 100 раз превышает длину секции 12, подключенной к корпусу трубки. Анодный узел выполнен в виде анодной трубы 7, на свободном торце которой закреплена мишень 8 массивного или прострельного типа, и расположен на другом торце корпуса 2, наружная поверхность анодной трубы покрыта слоем свинца цилиндрической формы 9. На противоположном торце корпуса 2 имеется разъем для подачи низковольтного напряжения питания моноблока.

При работе моноблока низковольтное переменное напряжение подводится к генераторному устройству 6 посредством разъема 10. Генераторное устройство 6 вырабатывает постоянное высокое напряжение отрицательной полярности относительно корпуса моноблока 1. Под воздействием высокого напряжения изолятор 3 заряжается и на его поверхности появляется потенциал, величина которого определяется длиной каждой секции. При соотношении длин, например, 100 к 1, выходное напряжение генераторного устройства 6 будет поделено также 100 к 1. В зависимости от выходного напряжения сигнал, снимаемый с "короткой" секции изолятора, составляет от нескольких сот вольт до единиц киловольт и непосредственно используется для контроля и управления работой моноблока. Электроны, которые эмитируются катодным узлом 4, ускоряются и попадают на мишень 8 анодного узла.

Так как электроны тормозятся в мишени 8, которая вынесена за пределы корпуса моноблока 2, то защита от неиспользуемого рентгеновского излучения размещена только на небольшом участке анодной трубы, а не по всему корпусу моноблока.

Нерабочий пучок излучения 13, направленный под углом , равным 90 и более градусов, к оси трубки, будет поглощаться свинцовой трубой 9 и элементами конструкции моноблока, например генераторным устройством.

Для получения наилучшего результата корпус рентгеновской трубки выполнен из нержавеющей стали, высоковольтный цилиндрический изолятор - из керамики, вывод сигнала обратной связи по напряжению от низковольтного плеча делителя - медный.

Таким образом, заявленная конструкция, в отличие от известных позволяет значительно снизить массу и габариты моноблока, что значительно облегчит его использование в переносных рентгеновских установках.