專利名稱：X射線輻射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種X射線輻射裝置，該X射線輻射裝置帶有借助于軸以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在用冷卻和絕緣介質(zhì)填充的輻射器殼體中的旋轉(zhuǎn)燈管X射線管，以及帶有驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)軸與旋轉(zhuǎn)燈管X射線管耦合。本發(fā)明還涉及ー種用于運(yùn)行帶有旋轉(zhuǎn)燈管X射線管的X射線輻射裝置的方法。
背景技術(shù)：
開(kāi)頭所述類型的X射線輻射裝置例如由DE 102004056110A1公開(kāi)。在這種X射線輻射裝置中以可旋轉(zhuǎn)的方式支承有具有真空殼體的旋轉(zhuǎn)燈管X射線管。這種X射線輻射裝置因此也被稱為旋轉(zhuǎn)燈管X射線輻射裝置。旋轉(zhuǎn)燈管X射線管包括與真空殼體固定連接的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極以及發(fā)出電子的陰極。旋轉(zhuǎn)燈管X射線裝置借助于沒(méi)有詳細(xì)描述的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)裝置與和旋轉(zhuǎn)燈管X射線管連接的軸機(jī)械耦連。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，繼續(xù)擴(kuò)展ー種開(kāi)頭所述類型的X射線輻射裝置，尤其是針對(duì)于更高的轉(zhuǎn)速和/或輻射裝置殼體中的冷卻和絕緣介質(zhì)的更高的壓カ繼續(xù)擴(kuò)展。按本發(fā)明的X射線輻射裝置包括旋轉(zhuǎn)燈管X射線管和驅(qū)動(dòng)裝置，該旋轉(zhuǎn)燈管X射線管借助于軸以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在用冷卻和絕緣介質(zhì)填充的輻射裝置殼體中，所述驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)軸與旋轉(zhuǎn)燈管X射線管耦合。按照本發(fā)明，輻射裝置殼體氣密密封地構(gòu)造并且驅(qū)動(dòng)裝置包括可預(yù)先確定數(shù)量的永磁體以及與之相應(yīng)的電磁鐵，其中，永磁體布置在輻射裝置殼體內(nèi)部并且它們極性交替地環(huán)狀圍繞軸布置，而電磁鐵布置在輻射裝置殼體的外側(cè)上并且可由控制和調(diào)節(jié)單元這樣地控制，使得形成旋轉(zhuǎn)的交變磁場(chǎng)。例如絕緣油或六氟化硫(SF6)適于作為冷卻和絕緣介質(zhì)。其它液體或氣態(tài)的冷卻和絕緣介質(zhì)也可以用于冷卻旋轉(zhuǎn)燈管X射線管以及用于相對(duì)處于地電勢(shì)的輻射裝置殼體絕緣旋轉(zhuǎn)燈管X射線管。按照本發(fā)明的X射線輻射裝置上設(shè)置的驅(qū)動(dòng)裝置由于其結(jié)構(gòu)(永磁體在輻射裝置殼體內(nèi)部，而電磁鐵在輻射裝置殼體外部)形成磁耦合并且用作旋轉(zhuǎn)燈管X射線管的直接驅(qū)動(dòng)器，亦即沒(méi)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器。在按本發(fā)明的X射線輻射裝置中用于傳遞扭矩的按本發(fā)明方案的優(yōu)點(diǎn)主要在于，輻射裝置殼體設(shè)計(jì)為沒(méi)有軸穿過(guò)，因此可毫無(wú)問(wèn)題地實(shí)現(xiàn)輻射裝置殼體氣密的封閉。事實(shí)上還有ー個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)磁耦合驅(qū)動(dòng)相比傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)特別能容忍角度偏差。由于安裝誤差可能出現(xiàn)的、輻射裝置殼體內(nèi)部的永磁體和輻射裝置殼體外部的電磁鐵之間小的平行錯(cuò)位在旋轉(zhuǎn)燈管X射線管的驅(qū)動(dòng)中不會(huì)導(dǎo)致任何問(wèn)題。由于磁耦合，可以在位于輻射裝置殼體中的冷卻和絕緣介質(zhì)為例如超過(guò)5bar(500kPa)的高壓的同時(shí)實(shí)現(xiàn)X射線管例如超過(guò)每分鐘10000轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速，其中，輻射裝置殼體在驅(qū)動(dòng)裝置區(qū)域內(nèi)的不密封性由結(jié)構(gòu)決定了被完全排除。設(shè)計(jì)用于傳遞扭矩到X射線管上的磁耦合優(yōu)選具有裝有永磁體的耦合元件。例如釤-鈷磁體或釹-鉄-硼磁體適于作為磁體。X射線輻射裝置的一種優(yōu)選的實(shí)施形式的特征在于，軸和驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)布置在輻射殼體內(nèi)部的絕緣耦合件相互耦合，其中，驅(qū)動(dòng)裝置的永磁體保持在絕緣耦合件中。在此，絕緣元件優(yōu)選至少部分由塑料制成，尤其由耐高溫的熱塑性塑料制成，例如聚芳醚酮(PEAK)，如聚醚醚酮(PEEK)。按照X射線輻射裝置的另ー種有利的 設(shè)計(jì)構(gòu)造，輻射裝置殼體在永磁體和電磁鐵的區(qū)域內(nèi)具有由非磁性金屬，例如鋁制成的壁段。按照ー種前述構(gòu)造的替代實(shí)施形式，輻射裝置殼體在永磁體和電磁鐵的區(qū)域內(nèi)具有由纖維加強(qiáng)的塑料制成的壁段。這種塑料尤其在用碳纖維加強(qiáng)時(shí)在機(jī)械和熱方面是足夠穩(wěn)定的。


以下根據(jù)在附圖中示意示出的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明以及其它有利的構(gòu)造方案，然而本發(fā)明不限于所述的實(shí)施例。在附圖中示出圖I是按本發(fā)明的X射線輻射裝置的一種實(shí)施形式；圖2是圖I所示X射線輻射裝置的驅(qū)動(dòng)裝置布置在輻射裝置殼體內(nèi)的部分的俯視圖；圖3是圖I所示X射線輻射裝置的驅(qū)動(dòng)裝置布置在輻射裝置殼體的端側(cè)上的部分的俯視圖。
具體實(shí)施例方式在圖I中用I表示X射線輻射裝置，該X射線輻射裝置例如由開(kāi)頭所述類型的DE102004056110A1 公開(kāi)。X射線輻射裝置I包括用絕緣油(冷卻和絕緣介質(zhì))填充的輻射裝置殼體2。旋轉(zhuǎn)燈管X射線管3借助于軸4以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在輻射裝置殼體2中。布置在真空的旋轉(zhuǎn)燈管X射線管3內(nèi)部的、未示出的陰極(在按圖I的裝置中在X射線管3的左邊區(qū)域)發(fā)出電子，該電子通過(guò)施加在陰極和陽(yáng)極5之間的高電壓加速到希望的初始能量，并且被其飛行路線中的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)6影響。旋轉(zhuǎn)燈管X射線管例如以相對(duì)處于地電勢(shì)的輻射裝置殼體2的70kV的高壓運(yùn)行。在電子在焦點(diǎn)的逗留區(qū)域碰到陽(yáng)極5的材料時(shí)，通過(guò)電子與陽(yáng)極材料的原子核的交互作用將電子的動(dòng)能部分(大約1%)轉(zhuǎn)化為X射線。能量的絕大部分以熱量的形式從旋轉(zhuǎn)燈管X射線管3排出。這借助于位于輻射裝置殼體2中的絕緣油實(shí)現(xiàn)。支承旋轉(zhuǎn)燈管X射線管3的軸4由在所示的實(shí)施例中設(shè)計(jì)為球軸承的兩個(gè)軸承7和8以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承。軸4還與驅(qū)動(dòng)裝置9耦合，因此軸4并因此旋轉(zhuǎn)燈管X射線管3可被置于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。在圖I所示的X射線輻射裝置I中，驅(qū)動(dòng)裝置9按照本發(fā)明包括可預(yù)先確定數(shù)目的永磁體10以及與之相應(yīng)的電磁鐵11。在此，永磁體10布置在輻射裝置殼體2內(nèi)部并且極性交替地環(huán)狀圍繞軸4布置，并因此形成驅(qū)動(dòng)裝置9位于內(nèi)部的部分12。相反，電磁鐵11布置在輻射裝置殼體2的外側(cè)，并因此形成驅(qū)動(dòng)裝置9位于外部的部分13。因此，驅(qū)動(dòng)裝置9設(shè)計(jì)為兩部分式的，其中位于內(nèi)部的部分12抗扭地布置在可旋轉(zhuǎn)的軸4上，而位于外部的部分13與輻射裝置外殼摩擦結(jié)合地連接。電磁鐵11可由在圖I中未示出的控制和調(diào)節(jié)單元這樣控制，使得形成旋轉(zhuǎn)的交變磁場(chǎng)。位于內(nèi)部的部分12與永磁體10跟隨布置在位于外部的部分13的電磁鐵11的交變磁場(chǎng)。在按本發(fā)明的X射線裝置9在圖I所示的設(shè)計(jì)構(gòu)造中，驅(qū)動(dòng)裝置9的永磁體10保持在絕緣耦合件14中，該絕緣耦合件在輻射裝置殼體2內(nèi)抗扭地固定在軸4上。因此，軸4通過(guò)布置在輻射裝置殼體2中的永磁體10 (驅(qū)動(dòng)裝置9位于內(nèi)部的部分12)與布置在輻射裝置殼體的外部的電磁鐵11 (驅(qū)動(dòng)裝置9位于外部的部分13)磁性耦合。絕緣耦合件12由耐高溫的熱塑性塑料制成，例如由聚芳醚酮(PEAK)，尤其是聚醚醚酮(PEEK)制成。其它耐高溫的材料，例如陶瓷材料也適用于此。輻射裝置殼體2在永磁體10和電磁鐵11的區(qū)域內(nèi)具有非磁性的壁段13。壁段 13例如可以由非磁性的金屬或纖維加強(qiáng)的塑料制成。輻射裝置殼體2內(nèi)的壁段13這樣構(gòu)造，使得既保證了所需的耐壓性也保證了磁力的可傳遞性，并因此確保了由電磁鐵11提供的扭矩從外部空間到輻射裝置殼體2的內(nèi)部空間的可傳遞性。在所示的情況下，這通過(guò)盤(pán)形的壁段13實(shí)現(xiàn)。然而，壁段例如也可以構(gòu)造為罐狀，以便在聞機(jī)械負(fù)荷能力的同時(shí)提供大的表面。與輻射裝置殼體I的結(jié)構(gòu)邊緣條件有關(guān)，壁段12例如可以由鋁、玻璃或纖維加強(qiáng)的塑料制成。壁段13的材料不是必須與壁段13外部使用的輻射裝置殼體2的材料不同。因?yàn)榘幢景l(fā)明的方案沒(méi)有用于耦連在軸上的電機(jī)(該電機(jī)在現(xiàn)有技術(shù)中用作驅(qū)動(dòng)裝置)的密封軸套管，所以X射線輻射裝置I的整個(gè)輻射裝置殼體2氣密地封閉。因此，在按本發(fā)明的方案中省略了如軸套管所需的那種動(dòng)態(tài)密封裝置。因此，X射線輻射裝置I既適用于X射線管3在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，也適于輻射裝置殼體2中的較高過(guò)壓。從端側(cè)看(圖2)，在驅(qū)動(dòng)裝置9位于內(nèi)部的部分12中，永磁體20的磁北極和磁南極交替。因此，在驅(qū)動(dòng)裝置9始終相互間隔的部分12和13之間能有各種卡鎖位置。驅(qū)動(dòng)裝置9位于內(nèi)側(cè)的部分12在所述的實(shí)施例中具有16個(gè)永磁體(圖2)，而位于外部的部分13包括16個(gè)電磁鐵11 (圖3)。因此獲得了八種不同的角位置。如果驅(qū)動(dòng)裝置9的部分12和13由于過(guò)載而滑動(dòng)，則其再次卡鎖在下一個(gè)卡鎖位置上。如由對(duì)在圖I至圖3所示的實(shí)施例的描述中可知，按本發(fā)明的X射線輻射裝置I能夠?qū)⒂糜隍?qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)燈管X射線管3所需的扭矩?zé)o接觸地從驅(qū)動(dòng)裝置9傳遞到旋轉(zhuǎn)燈管X射線管3上。
權(quán)利要求
1.一種X射線輻射裝置，該X射線輻射裝置包括旋轉(zhuǎn)燈管X射線管(3)和驅(qū)動(dòng)裝置(9)，該旋轉(zhuǎn)燈管X射線管借助于軸(4)以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在用冷卻和絕緣介質(zhì)填充的輻射裝置殼體(2)中，所述驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)軸(4)與旋轉(zhuǎn)燈管X射線管(3)耦合，其特征在于，所述輻射裝置殼體(2)氣密地密封構(gòu)造并且所述驅(qū)動(dòng)裝置(9)包括可預(yù)先確定數(shù)量的永磁體(10)以及與之相應(yīng)的電磁鐵(11)，其中，所述永磁體(11)布置在輻射裝置殼體⑵內(nèi)部并且極性交替地環(huán)狀圍繞軸(4)布置，而所述電磁鐵(11)布置在輻射裝置殼體(2)的外側(cè)上并且可由控制和調(diào)節(jié)單元這樣地控制，使得形成旋轉(zhuǎn)的交變磁場(chǎng)。
2.如權(quán)利要求I所述的X射線輻射裝置，其特征在于，所述永磁體(10)包括釤-鈷。
3.如權(quán)利要求I所述的X射線輻射裝置，其特征在于，所述永磁體(10)包含釹-鐵-硼。
4.如權(quán)利要求I至3之一所述的X射線輻射裝置，其特征在于，所述軸(4)和所述驅(qū)動(dòng)裝置(9)通過(guò)布置在所述輻射殼體(2)內(nèi)部的絕緣耦合件(14)相互耦合，其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置(9)的永磁體(10)保持在絕緣耦合件(14)中。
5.如權(quán)利要求4所述的X射線輻射裝置，其特征在于，所述絕緣耦合件(14)至少部分由塑料制成。
6.如權(quán)利要求5所述的X射線輻射裝置，其特征在于，所述塑料是聚芳醚酮。
7.如權(quán)利要求I至6之一所述的X射線輻射裝置，其特征在于，所述輻射裝置殼體(2)在永磁體(10)和電磁鐵(11)的區(qū)域內(nèi)具有由非磁性金屬制成的壁段(15)。
8.如權(quán)利要求I至6之一所述的X射線輻射裝置，其特征在于，所述輻射裝置殼體(2)在永磁體(10)和電磁鐵(11)的區(qū)域內(nèi)具有由纖維加強(qiáng)的塑料制成的壁段(15)。
9.一種用于運(yùn)行X射線輻射裝置(I)的方法，該X射線輻射裝置包括旋轉(zhuǎn)燈管X射線管(3)和驅(qū)動(dòng)裝置(9)，該旋轉(zhuǎn)燈管X射線管借助于軸(4)以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在用冷卻和絕緣介質(zhì)填充的輻射裝置殼體(2)中，所述驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)軸(4)與旋轉(zhuǎn)燈管X射線管(3)耦合，其特征在于，將扭矩?zé)o接觸地(10，11)從驅(qū)動(dòng)裝置(9)傳遞到所述旋轉(zhuǎn)燈管X射線管(3)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種X射線輻射裝置，該X射線輻射裝置包括旋轉(zhuǎn)燈管X射線管和驅(qū)動(dòng)裝置，該旋轉(zhuǎn)燈管X射線管借助于軸以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在用冷卻和絕緣介質(zhì)填充的輻射裝置殼體中，所述驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)軸與旋轉(zhuǎn)燈管X射線管耦合。按照本發(fā)明，所述輻射裝置殼體氣密地密封構(gòu)造并且所述驅(qū)動(dòng)裝置包括可預(yù)先確定數(shù)量的永磁體以及與之相應(yīng)的電磁鐵，其中，所述永磁體布置在輻射裝置殼體內(nèi)部并且極性交替地環(huán)狀圍繞軸布置，而所述電磁鐵布置在輻射裝置殼體的外側(cè)上并且可由控制和調(diào)節(jié)單元這樣地控制，使得形成旋轉(zhuǎn)的交變磁場(chǎng)。這種X射線輻射裝置適于更高的轉(zhuǎn)速和/或輻射裝置殼體中的冷卻和絕緣介質(zhì)更高的壓力。
文檔編號(hào)H01J35/16GK102737930SQ201210105178
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者G.海德里奇 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司