裝有水冷陽極裝置的金屬陶瓷x射線管的制作方法
【專利摘要】一種裝有水冷陽極裝置的金屬陶瓷X射線管，在金屬陶瓷X射線管內裝有水冷陽極裝置，水冷陽極裝置密封連接在金屬陶瓷管殼的底座上，在金屬陶瓷管殼的頂部設有連接環(huán)，陰極聚焦裝置與連接環(huán)氬弧焊連接，定位環(huán)與金屬陶瓷管殼密封連接，尾罩與定位環(huán)連接，陽極罩與水冷陽極裝置密封連接。在金屬陶瓷X射線管裝有水冷陽極裝置替代現(xiàn)有金屬陶瓷X射線管中的風冷陽極結構設計，使陽極耗散功率擴大一倍，冷卻效果提高，克服了傳統(tǒng)的1∶1工作的局限，實現(xiàn)了攜帶式工業(yè)X射線裝置中可以連續(xù)工作的方式，通過對陰極聚焦裝置的變換調節(jié)，可以組成不同焦點不同功率的金屬陶瓷X射線管。
【專利說明】裝有水冷陽極裝置的金屬陶瓷X射線管

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種X射線管，尤其涉及一種氣絕緣式工業(yè)X射線機裝置中用的裝有水冷陽極裝置的金屬陶瓷X射線管。

【背景技術】
[0002]射線的產(chǎn)生常見的方式有二種，一種是高速電子撞擊金屬產(chǎn)生，另一種是放射性同位素從原子核中發(fā)出。前者發(fā)出X射線，這一公知方法用于X射線裝置中產(chǎn)生X射線。通常攜帶式X射線機的工作是間隙式的，即工作與休息比為1:1模式，這主要取決于工作現(xiàn)場的探傷，追求體積小，重量輕，攜帶方便。使用金屬陶瓷結構的X射線管無一例外地采用SF6氣絕緣和風冷陽極結構，陽極接地，通電、休止1:1模式，確實是一種技術進步，進入21世紀，自動化生產(chǎn)的趨勢越來越強大，原有的1:1工作模式雖然市場仍有需求，但由于風冷陽極結構的熱傳導方式是在陽極主體的外圍組合裝配冷卻散熱體，再由冷卻介質自然冷卻或由風機鼓風冷卻，達到生熱與冷卻曲線的平衡，即工作:休息=1: 1，超越這一工作模式將帶來負面的影響，X射線管因過熱而損壞，風冷陽極結構散熱不夠充分，對于連續(xù)工作的需求顯然不能滿足。因而本發(fā)明提出一種將新型的水冷陽極裝置安裝到金屬陶瓷X射線管中來解決存在的問題。目前尚沒有裝有水冷陽極裝置的金屬陶瓷X射線管的報道。


【發(fā)明內容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明提供一種能適應連續(xù)工作的攜帶式X射線機用的裝有水冷陽極裝置的金屬陶瓷X射線管。
[0004]解決上述技術問題所采取的技術措施是:
一種裝有水冷陽極裝置的金屬陶瓷X射線管，包括金屬陶瓷管殼和陰極聚焦裝置，其特征在于:在金屬陶瓷X射線管內裝有水冷陽極裝置1，水冷陽極裝置I密封連接在金屬陶瓷管殼4的底座3上，在金屬陶瓷管殼4的頂部設有連接環(huán)6，陰極聚焦裝置5與連接環(huán)6氬弧焊連接，定位環(huán)7與金屬陶瓷管殼4密封連接，尾罩8通過螺釘與定位環(huán)9連接，陽極罩2與水冷陽極裝置I密封連接；
水冷陽極裝置I由冷卻器12、陽極靶14、陽極主體15、陽極帽18和法蘭19構成，其中:冷卻器12設置在陽極靶14和陽極主體15的底部并分別與陽極靶14和陽極主體15密封連接，陽極靶14與陽極主體15密封連接，陽極主體15與陽極帽18釬焊連接后在陽極主體15上形成豎直冷卻水道16，在陽極帽18上形成環(huán)狀冷卻水道17，冷卻器12的兩端分別設有進水口 11和出水口 13，陽極帽18通過法蘭19與金屬陶瓷管殼4連接，法蘭19與陽極罩2釬焊連接；冷卻器12由冷卻體22、進水連接孔21、出水連接孔23和噴水管24構成:進水連接孔21設置在冷卻體22的左側，出水連接孔23設置在冷卻體22的右側，噴水管24設置在冷卻體22的上端；進水口 11、出水口 13、豎直冷卻水道16、環(huán)形冷卻水道17、進水連接孔21、出水連接孔23及噴水管24之間相通；
陰極聚焦裝置5由發(fā)射電子燈絲52、陰極頭53、瓷柱54、外引加熱電極鑰桿55、聚焦部件陰極帽51、陰極套56及陰極支架57構成，其中:瓷柱54與外引加熱電極鑰桿55及陰極頭53之間為金屬陶瓷密封連接，發(fā)射電子燈絲52與陰極頭53密封連接，陰極頭53與聚焦部件陰極帽51點焊連接，陰極頭53與陰極支架57點焊連接，陰極套56點焊在陰極頭53上。
[0005]本發(fā)明的積極效果:本發(fā)明中的金屬陶瓷X射線管裝有水冷陽極裝置替代現(xiàn)有金屬陶瓷X射線管中的風冷陽極結構設計，在陽極帽上形成的環(huán)狀冷卻水道，確保了陽極受熱面與冷卻水界面的熱交換效率的提高，陽極主體上形成的豎直冷卻水道增大了陽極整體的冷卻面積，保證了陽極主體工作溫度低于150°C的溫度限定，使X射線管在工作中不放氣，真空度不下降，工作穩(wěn)定，陽極耗散功率擴大一倍，冷卻效果提高，工作時間可以增長，具備連續(xù)工作的特征。X射線管安裝水冷陽極裝置可以連續(xù)工作，使間隙工作的模式擴展為連續(xù)工作方式，X射線管的可靠性壽命與指標同步提高。通過不同陽極靶和燈絲的設計，可以衍生出不同焦點，不同功率參數(shù)的裝有水冷陽極裝置的金屬陶瓷X射線管，克服了傳統(tǒng)的X射線裝置1:1工作的局限，實現(xiàn)了攜帶式工業(yè)X射線裝置可以連續(xù)工作的方式，與移動式X射線機相比，具有組件少，重量輕，攜帶方便等優(yōu)勢。通過對陰極聚焦裝置的變換調節(jié)，可以組成不同焦點不同功率的金屬陶瓷結構X射線管，至少可以在300kv和350kV的X射線管上得到應用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的結構示意圖；
圖2是圖1的剖視圖；
圖3是本發(fā)明中水冷陽極裝置的結構示意圖；
圖4是水冷陽極裝置中的冷卻器的結構示意圖；
圖5是水冷陽極裝置中的陽極靶為定向結構的示意圖；
圖6是水冷陽極裝置中的陽極靶為錐靶結構的示意圖；
圖7是本發(fā)明中陰極聚焦裝置的結構示意圖；
圖8是陰極聚焦裝置中的發(fā)射電子燈絲為線燈絲的結構示意圖；
圖9是陰極聚焦裝置中的發(fā)射電子燈絲為圓燈絲的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0007]下面結合附圖對本發(fā)明做詳細說明。
[0008]一種裝有水冷陽極裝置的金屬陶瓷X射線管，如圖1和圖2所示，包括金屬陶瓷管殼和陰極聚焦裝置，在金屬陶瓷X射線管內裝有水冷陽極裝置1，水冷陽極裝置I密封連接在金屬陶瓷管殼4的底座3上，在金屬陶瓷管殼4的頂部設有連接環(huán)6，陰極聚焦裝置5與連接環(huán)6氬弧焊連接，定位環(huán)7與金屬陶瓷管殼4密封連接，尾罩8通過螺釘與定位環(huán)9連接，陽極罩2與水冷陽極裝置I密封連接。
[0009]圖3是本發(fā)明中水冷陽極裝置的結構示意圖，圖4是水冷陽極裝置中的冷卻器的結構示意圖。水冷陽極裝置I由冷卻器12、陽極靶14、陽極主體15、陽極帽18和法蘭19構成，其中:冷卻器12設置在陽極靶14和陽極主體15的底部并分別與陽極靶14和陽極主體15密封連接，陽極靶14與陽極主體15密封連接，陽極主體15與陽極帽18釬焊連接后在陽極主體15上形成豎直冷卻水道16，在陽極帽18上形成環(huán)狀冷卻水道17，冷卻器12的兩端分別設有進水口 11和出水口 13，陽極帽18通過法蘭19與金屬陶瓷管殼4連接，法蘭19與陽極罩2釬焊連接；冷卻器12由冷卻體22、進水連接孔21、出水連接孔23和噴水管24構成:進水連接孔21設置在冷卻體22的左側，出水連接孔23設置在冷卻體22的右側，噴水管24設置在冷卻體22的上端；進水口 11、出水口 13、豎直冷卻水道16、環(huán)形冷卻水道17、進水連接孔21、出水連接孔23及噴水管24之間相通。
[0010]圖5和圖6為兩種不同射線輸出的優(yōu)選實施例，其中:圖5是水冷陽極裝置中的陽極靶為定向結構的示意圖，圖6是水冷陽極裝置中的陽極靶為錐靶結構的示意圖。定向陽極靶為一個斜面，發(fā)出的射線由靶面反射出一定的角度出去，只在某一方向上存在射線。而錐靶陽極靶的靶面是一個圓錐面，射線是周向的，360度都有射線。通過對陽極靶14結構的方式變換和射線輸出的人工限制，兼顧了射線防護安全和有用射線之間的統(tǒng)一，達到更好利用射線的目的。
[0011]圖7為本發(fā)明中陰極聚焦裝置的結構示意圖。陰極聚焦裝置5由發(fā)射電子燈絲52、陰極頭53、瓷柱54、外引加熱電極鑰桿55、聚焦部件陰極帽51、陰極套56及陰極支架57構成，其中:瓷柱54與外引加熱電極鑰桿55及陰極頭53之間為金屬陶瓷密封連接，發(fā)射電子燈絲52與陰極頭53密封連接，陰極頭53與聚焦部件陰極帽51點焊連接，陰極頭53與陰極支架57點焊連接，陰極套56點焊在陰極頭53上。
[0012]圖8和圖9為兩種不同的電子發(fā)射形式的優(yōu)選實施例，其中:圖8是陰極聚焦裝置中的發(fā)射電子燈絲為線燈絲的結構示意圖，圖9是陰極聚焦裝置中的發(fā)射電子燈絲為圓燈絲的結構示意圖。圖8所示的線燈絲結構對應水冷陽極裝置中的定向陽極靶結構，兩者是一組構成定向輸出射線的裝有水冷陽極裝置的新型金屬陶瓷X射線管；圖9所示的圓燈絲結構對應水冷陽極裝置中的錐靶陽極靶，兩者是一組構成周向輸出射線的裝有水冷陽極裝置的新型金屬陶瓷X射線管。通過不同結構的燈絲得到不同的電子發(fā)射方向，對于調整射線的產(chǎn)生方向有決定性作用。
[0013]本發(fā)明工作時，冷卻液體由進水口 11經(jīng)過進水連接孔21進入冷卻體22，再由噴水管24進入陽極靶14內部，對靶面位置進行冷卻，之后冷卻液體從陽極主體15上的豎直冷卻水道16和陽極帽18上的環(huán)狀冷卻水道17中流轉一周經(jīng)出水連接孔23，最后由出水口 13流出，完成對射線管的冷卻。受陰陽極間極高正電位的拉動，電子高速沖擊陽極靶14而被突然遏制產(chǎn)生X射線。電子動能幾乎全部轉化為熱能產(chǎn)生于陽極靶14，此時的熱量再經(jīng)由陽極主體15傳導出去?，F(xiàn)有的攜帶式X射線管的熱傳導方式是在陽極主體15的外圍組合裝配冷卻散熱體，再由冷卻介質自然冷卻或由風機鼓風冷卻，達到生熱與冷卻曲線的平衡，即工作:休息=1: 1，超越這一工作模式將帶來負面的影響，X射線管因過熱而損壞。從圖3中可以看出，在X射線管加上負載之前，強制冷卻水流先行通過進水口 11冷卻陽極靶14受熱體的底部，而后再繞行陽極主體15后經(jīng)由出水口 13流出，使得X射線管在工作時的陽極溫度始終保持在一定的溫度限額之內而不會產(chǎn)生升溫，即使連續(xù)工作也不會升溫。
[0014]本發(fā)明中，陰極聚焦裝置可以衍生出不同焦點，不同功率的多種功能參數(shù)的300kV和350kV金屬陶瓷結構X射線管。同一的陽極體結構，不同的陽極靶設計，滿足實現(xiàn)了多種功能應用的300kV和350kV金屬陶瓷結構X射線管的需求。如定向40度輻射角的X射線管，周向平靶X射線管，周向錐靶X射線管。整體陰陽極間電位分布均勻性合理布局，極間距離舒展，空間的加大都有利于電參數(shù)的穩(wěn)定。本發(fā)明可用于多種類型的X射線管，例如:300kV和350kV小焦點X射線管或更高kV的X射線管，除應用在攜帶式工業(yè)X射線機裝置中外，還可以用于某些功率較小的移動式X射線裝置中。
【權利要求】
1.一種裝有水冷陽極裝置的金屬陶瓷X射線管，包括金屬陶瓷管殼和陰極聚焦裝置，其特征在于:在金屬陶瓷X射線管內裝有水冷陽極裝置(1)，水冷陽極裝置(I)密封連接在金屬陶瓷管殼(4)的底座(3)上，在金屬陶瓷管殼(4)的頂部設有連接環(huán)(6)，陰極聚焦裝置(5 )與連接環(huán)(6 )氬弧焊連接，定位環(huán)(7 )與金屬陶瓷管殼(4 )密封連接，尾罩(8 )通過螺釘與定位環(huán)(9 )連接，陽極罩(2 )與水冷陽極裝置(I)密封連接； 水冷陽極裝置(I)由冷卻器(12)、陽極靶(14)、陽極主體(15)、陽極帽(18)和法蘭(19)構成，其中:冷卻器(12)設置在陽極靶(14)和陽極主體(15)的底部并分別與陽極靶(14)和陽極主體(15)密封連接，陽極靶(14)與陽極主體(15)密封連接，陽極主體(15)與陽極帽(18)釬焊連接后在陽極主體(15)上形成豎直冷卻水道(16)，在陽極帽(18)上形成環(huán)狀冷卻水道(17)，冷卻器(12)的兩端分別設有進水口( 11)和出水口( 13)，陽極帽(18)通過法蘭(19)與金屬陶瓷管殼(4)連接，法蘭(19)與陽極罩(2)釬焊連接；冷卻器(12)由冷卻體(22)、進水連接孔(21)、出水連接孔(23)和噴水管(24)構成:進水連接孔(21)設置在冷卻體(22)的左側，出水連接孔(23)設置在冷卻體(22)的右側，噴水管(24)設置在冷卻體(22)的上端；進水口(11)、出水口(13)、豎直冷卻水道16、環(huán)形冷卻水道(17)、進水連接孔(21)、出水連接孔(23)及噴水管(24)之間相通； 陰極聚焦裝置(5)由發(fā)射電子燈絲(52)、陰極頭(53)、瓷柱(54)、外引加熱電極鑰桿(55)、聚焦部件陰極帽(51)、陰極套(56)及陰極支架(57)構成，其中:瓷柱(54)與外引加熱電極鑰桿(55)及陰極頭(53)之間為金屬陶瓷密封連接，發(fā)射電子燈絲(52)與陰極頭(53)密封連接，陰極頭(53)與聚焦部件陰極帽(51)點焊連接，陰極頭(53)與陰極支架(57)點焊連接，陰極套(56)點焊在陰極頭(53)上。
【文檔編號】H01J35/02GK104332376SQ201410663932
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權日:2014年11月20日
【發(fā)明者】張忠東, 馬翠, 孫曉強 申請人:丹東市無損檢測設備有限公司