本發(fā)明涉及X射線領域,特別涉及用于產(chǎn)生X射線的X射線球管。
背景技術:
X射線球管(X-ray tube)可以產(chǎn)生用于生成透視圖像的X射線,在生成X射線的過程中,如CT(Computed Tomography)成像設備在成像時,X射線球管內(nèi)高速電子轟擊在靶盤上,導致靶盤的溫度升高,為了避免靶盤因溫度升高而受損,一般的方法是利用電機驅(qū)動靶盤高速的旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速可達6000轉(zhuǎn)/min),使靶盤均勻受熱,避免靶盤的開裂。
由于靶盤的高溫會傳導和輻射到電機的轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子固定的軸承上,且與電機轉(zhuǎn)子固定的軸承本身的高速旋轉(zhuǎn)摩擦也會使軸承的溫度升高,因此會影響電機軸承的使用壽命。為了解決上述問題目前一般會在靶盤和電機軸承之間增加一阻熱板(也可稱為反射片)用于阻隔靶盤上的熱輻射到轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子固定連接的軸承上。
圖1是現(xiàn)有靶盤的豎直剖面示意圖。如圖1所示,轉(zhuǎn)動部(電機的軸承)40包括固定軸42和薄壁軸41,所述固定軸42和薄壁軸41沿著靶盤30的中軸線由下而上的貫穿所述靶盤30,并與靶盤30相互固定。為了避免靶盤30上的熱傳導和輻射到轉(zhuǎn)動部40,在轉(zhuǎn)動部40和靶盤30之間設置圓筒狀的阻熱板10。為了固定所述阻熱板10,在所述轉(zhuǎn)動部40的薄壁軸41上設置外螺紋43,并與之配合,在阻熱板10的內(nèi)壁上設置了內(nèi)螺紋12,通過阻熱板10內(nèi)螺紋12和薄壁軸41的外螺紋43配合將阻熱板10固定在轉(zhuǎn)動部40的薄壁軸41上。但是這種阻熱板10通過螺紋擰在薄壁軸41上的方法會導致阻熱板10與轉(zhuǎn)動部40面接觸,使阻熱板10上的熱量通過薄壁軸41傳導到轉(zhuǎn)動部40,影響轉(zhuǎn)動部40的壽命,同時為了能把阻熱板10安裝在薄壁軸41上,要在本來就較薄的薄壁軸41上設置螺紋,進一步降低了薄壁軸41的厚度,影響薄壁軸41的剛性,甚至有可能導致薄壁軸41在高速旋轉(zhuǎn)的過程中斷裂。
在其他的一些方案中,為了加強薄壁軸41的剛性,在薄壁軸41上設置凸環(huán)(未圖示),并在所述凸環(huán)上設置螺紋,以將所述阻熱板10擰在所述凸環(huán)上,但是這種結(jié)構(gòu)阻熱效果不理想(阻熱板連接在轉(zhuǎn)動部),且制造工藝復雜。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的問題是盡可能的在不影響轉(zhuǎn)動部的剛性的前提下,避免靶盤上的熱傳導和輻射到轉(zhuǎn)動部上,影響其使用壽命的問題。
為解決上述問題,本發(fā)明提供一種X射線球管,包括靶盤以及帶動所述靶盤旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動部,其特征在于,所述靶盤包括在電子的撞擊下能產(chǎn)生X射線的靶面,所述靶盤在與所述靶面的相反側(cè)其中心軸線還限定有定位槽,以使得當所述轉(zhuǎn)動部被固定到所述靶盤時所述定位槽與所述轉(zhuǎn)動部的周向側(cè)壁之間限定環(huán)形間隔,所述轉(zhuǎn)動部與靶盤之間還設有阻熱板,所述阻熱板在所述環(huán)形間隔內(nèi)被固定于所述靶盤上。
可選的,所述定位槽由底壁和與所述底壁成角度的側(cè)壁限定,相應地,所述阻熱板包括基本平坦的固定部分和從所述固定部分成角度地延伸而成的阻熱部分,其中,所述固定部分被固定到所述底壁,所述阻熱部分與所述轉(zhuǎn)動部間隔開。
可選的,所述阻熱板的阻熱部分與定位槽的側(cè)壁間隔開。
可選的,所述轉(zhuǎn)動部與靶盤之間設有至少兩層阻熱板。
可選的,所述定位槽由底壁和與所述底壁成角度的側(cè)壁限定,相應地,所述至少兩層阻熱板分別包括基本平坦的固定部分和從所述固定部分成角度地延伸而成的阻熱部分,其中,所述固定部分被固定到所述底壁。
可選的,所述至少兩層阻熱板中靠近轉(zhuǎn)動部的阻熱板的阻熱部分與所述轉(zhuǎn)動部間隔開。
可選的,所述至少兩層阻熱板中靠近靶盤的阻熱板的阻熱部分與所述轉(zhuǎn)動部間隔開。
可選的,所述至少兩層阻熱板的阻熱部分相互間隔開。
本發(fā)明還提供一種X射線球管,包括在電子的撞擊下產(chǎn)生X射線的靶盤,帶動所述靶盤旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動部,所述靶盤包括金屬材料構(gòu)成的第一部分和熱容性材料構(gòu)成的第二部分,其特征在于,所述轉(zhuǎn)動部連接于靶盤的第一部分,在靶盤與轉(zhuǎn)動部之間設有阻熱板,所述阻熱板固定于靶盤的第一部分。
可選的,所述阻熱板與所述第二部分和轉(zhuǎn)動部無接觸面。。
根據(jù)本發(fā)明的X射線球管的阻熱板固定在靶盤,且與轉(zhuǎn)動部無面接觸,不僅可以加強轉(zhuǎn)動部的強度(無需在轉(zhuǎn)動部上設置螺紋,保證轉(zhuǎn)動部外壁的厚度),還有效的減少了阻熱板的溫度傳導到固定軸上。
進一步地,采用雙層阻熱板,且所述阻熱板之間,阻熱板與靶盤之間都保留了空隙,進一步減少了靶盤對轉(zhuǎn)動部的熱輻射。
附圖說明
圖1是現(xiàn)有靶盤的豎直剖面示意圖;
圖2是根據(jù)第一實施例的靶盤的豎直剖面示意圖;
圖3是根據(jù)第一實施例的阻熱板安裝示意圖;
圖4是根據(jù)第二實施例的靶盤的豎直剖面示意圖;
圖5是根據(jù)第二實施例的阻熱板安裝示意圖;
圖6是根據(jù)第三實施例的靶盤的豎直剖面示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施,本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式的限制。
實施例一
圖2是根據(jù)第一實施例的靶盤的豎直剖面示意圖。如圖2所示,本實施例提供的X射線球管,包括靶盤以及帶動所述靶盤旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動部,其中,所述靶盤30包括在電子的撞擊下能產(chǎn)生X射線的靶面,所述靶盤30在與所述靶面的相反側(cè)其中心軸線還限定有定位槽31,以使得當所述轉(zhuǎn)動部40被固定到所述靶盤30時所述定位槽31與所述轉(zhuǎn)動部40的周向側(cè)壁之間限定環(huán)形間隔,所述轉(zhuǎn)動部40與靶盤30之間還設有阻熱板10,所述阻熱板10在所述環(huán)形間隔內(nèi)被固定于所述靶盤30上。
高速電子撞擊在靶盤30的靶面上產(chǎn)生X射線,這個過程導致靶盤30的溫度升高,為了避免靶盤30溫度過高而受損,一般方法是利用轉(zhuǎn)動部40帶動靶盤30高速的旋轉(zhuǎn),使靶盤30均勻受熱,避免開裂。如圖2所示,為了帶動靶盤30轉(zhuǎn)動,所述轉(zhuǎn)動部40包括固定軸42和薄壁軸41,所述靶盤30的中心軸上設有固定孔39,所述轉(zhuǎn)動部40的固定軸42由下而上穿過所述固定孔39,并在靶盤30的上表面通過固定環(huán)32固定。在所述固定環(huán)32和固定軸42之間可以通過螺絲或焊接等方法進行固定。所述薄壁軸41是中空軸,其目的是通過做成薄壁狀(熱傳導的通道變窄),減少較多的熱量通過薄壁軸41傳導到轉(zhuǎn)動部40上。所述固定軸42與靶盤30法蘭式連接(固定軸42的截面直徑一段長,一段短,與固定孔的固定面形成臺階式的連接),因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,剛性好。
繼續(xù)參考圖2,本實施例中為了盡可能減少靶盤30上的熱傳導和輻射進而影響轉(zhuǎn)動部40的使用和壽命,在靶盤30與轉(zhuǎn)動部40之間設置了阻熱板10,所述阻熱板10起到熱阻擋的作用,所述阻熱板10為圓筒狀,可以包圍位于定位槽31內(nèi)部的轉(zhuǎn)動部40部分。阻熱板10可以用鉬鋯鈦合金、鉬等耐熱性好的金屬材料制成,同時外表面要光滑,可以起到反射熱的作用;厚度要盡可能的薄,越薄阻熱性越好,一般厚度要小于0.4~0.6mm之間。
圖3是根據(jù)第一實施例的阻熱板安裝示意圖。在本實施例中所述阻熱板10是固定在靶盤30上。參考圖2、圖3,所述定位槽31的直徑大于所述固定孔39,所述定位槽31由底壁310和與所述底壁310成角度的側(cè)壁311限定,相應地,所述阻熱板10包括基本平坦的固定部分14和從所述固定部分14成角度地延伸而成的阻熱部分15,其中,所述固定部分14被固定到所述底壁310,所述阻熱部分15在中心軸線的方向上與所述轉(zhuǎn)動部40間隔開。所述固定部分14貼于定位槽31內(nèi)的底壁310,并通過螺釘11固定連接。為了更加穩(wěn)固的連接,除了通過螺釘11固定以外,還可以對所述固定部分14與底壁310之間進行焊接,焊接時可讓焊接條12貫穿固定部分14,并插入到定位槽31的底壁310以后進行焊接(采用兩個焊接條和兩個螺釘進行固定)。為了安裝方便,所述底壁310可以垂直于中心軸線的方向(固定孔的貫通方向)。
通過上述結(jié)構(gòu),阻熱板10固定在靶盤30的定位槽31內(nèi),不用在轉(zhuǎn)動部40的薄壁軸41設置螺紋,因此不會影響薄壁軸41的壁厚,保證薄壁軸41剛性。并且,所述阻熱板10是安裝在定位槽31內(nèi)的垂直于中心軸線方向的底壁310,因此安裝方便。
繼續(xù)參考圖2,所述阻熱板10是通過固定部分14固定在定位槽31的底壁310上,與轉(zhuǎn)動部40無接觸面。所述無接觸面并不包括阻熱板10的固定部分14的端面與轉(zhuǎn)動部40接觸的情況。通過阻熱板10的阻熱部分15與轉(zhuǎn)動部40在中心軸線的方向上間隔開,避免了阻熱板10上的熱通過接觸的方式傳導到轉(zhuǎn)動部40。
進一步,所述阻熱板10的阻熱部分15與定位槽31的側(cè)壁311在中心軸線的方向上間隔開。如圖2所示,在阻熱板10通過固定部分14固定在所述定位槽31的底壁310上,所述阻熱板10除了固定部分14以外的其他面(阻熱部分15)與定位槽31內(nèi)壁間隔開,避免了靶盤30上的熱通過接觸的方式傳導到阻熱板10上。所述阻熱板10的下邊緣呈向外翻邊的喇叭口狀。通過所述翻邊,進一步阻擋靶盤向轉(zhuǎn)動部40主體方向上的熱輻射。
實施例二
圖4是根據(jù)第二實施例的靶盤的豎直剖面示意圖。如圖4所示,在本實施例中轉(zhuǎn)動部40與靶盤30的連接方式和形狀與實施例1基本相同,在此不再贅述。區(qū)別于實施例一,本實施例中采用至少兩層阻熱板10,以采用兩層阻熱板10為例,靠近薄壁軸41的阻熱板10為內(nèi)阻熱板10a,遠離薄壁軸41的阻熱板10為外阻熱板10b。所述外阻熱板10b的直徑大于所述內(nèi)阻熱板10a的直徑,且分別包括基本平坦的固定部分和從所述固定部分成角度地延伸而成的阻熱部分。
圖5是根據(jù)第二實施例的阻熱板安裝示意圖。在安裝的時候,所述內(nèi)外阻熱板10a、10b內(nèi)外套接,并通過固定螺釘11固定在靶盤30的定位槽31的底壁310上。為了更加穩(wěn)固的連接,除了通過螺釘11固定以外,還可以對所述內(nèi)外阻熱板10a、10b與定位槽31的底壁310之間進行焊接,焊接時可讓焊接條12貫穿內(nèi)外阻熱板10a、10b的固定部分,并插入到定位槽31的底壁310以后進行焊接。
在安裝的過程中,可以先對內(nèi)外阻熱板10a、10b進行固定,先將內(nèi)外阻熱板10a、10b套接在一起,在內(nèi)外阻熱板10a、10b的相貼的固定部分上進行焊接(圖5中13為內(nèi)外阻熱板10a、104b的焊接點),之后將其放到靶盤30的定位槽31內(nèi),用螺絲11和焊條進行固定。
繼續(xù)參考圖4、圖5,所述內(nèi)阻熱板10a是通過彎折的固定部分固定在定位槽31內(nèi)壁的底壁310上,所述內(nèi)阻熱板10a的阻熱部分與轉(zhuǎn)動部40間隔開。通過內(nèi)阻熱板10a的阻熱部分與轉(zhuǎn)動部40間隔,避免了內(nèi)阻熱板10a上的熱通過接觸的方式傳導到轉(zhuǎn)動部40。
進一步,所述外阻熱板10b上的阻熱部分與靶盤30的定位槽31的內(nèi)壁間隔開。如圖4所示,在外阻熱板10b固定在所述靶盤30的固定孔39后,所述外阻熱板10b的阻熱部分與固定孔39側(cè)壁間隔開,避免了靶盤30上的熱通過接觸的方式傳導到外阻熱板10b上。
進一步,所述內(nèi)阻熱板10a的阻熱部分與外阻熱板10b的阻熱部分間隔開。如圖4所示,內(nèi)外阻熱板10a、10b通過固定部分上下層疊的固定在定位槽31的底壁310上,所述內(nèi)外阻熱板10a、10b的阻熱部分之間相互間隔開,避免了外阻熱板10b上的熱通過接觸的傳導到內(nèi)阻熱板10a上。
所述內(nèi)外阻熱板10a、10b的下邊緣也呈向外翻邊的喇叭口狀。且所述內(nèi)外阻熱板10a、10b為熱輻射反射板。
實施例三
圖6是根據(jù)第三實施例的靶盤的豎直剖面示意圖。如圖6所示,根據(jù)本實施例的X射線球管,包括在電子50的撞擊下產(chǎn)生X射線60的靶盤30,帶動所述靶盤30進行旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動部40,所述靶盤30包括金屬材料構(gòu)成的第一部分35和熱容性材料構(gòu)成的第二部分32,所述轉(zhuǎn)動部40連接于靶盤30的第一部分35,在靶盤30與轉(zhuǎn)動部40之間設有阻熱板10,所述阻熱板10固定于靶盤30的第一部分35。
在第一部分35的上表面,電子轟擊的位置上,設有高溫耐熱層34,所述高溫耐熱層34是電子直接轟擊的位置,溫度最高,因此需要耐熱性好的材料,如鎢,錸,或兩種金屬合金等;所述第一部分35與高溫耐熱層34相貼,因此溫度也很高,也需要采用耐熱性能好的金屬材料,如鉬鋯鈦合金;所述第二部分32位于第一部分35的底部,所述第二部32采用熱容性好的材料構(gòu)成,如石墨,所述第二部分32用于接收通過第一部分35傳導過來的熱。
所述靶盤30的中心軸上設有固定孔39,所述固定孔39貫穿第二部分32和第一部分35,固定孔39在第二部分32處的孔徑大于固定孔39在第一部分35處的孔徑。轉(zhuǎn)動部40包括固定軸42和薄壁軸41,所述固定軸42和薄壁軸41沿著靶盤30的固定孔39由下而上的貫穿所述靶盤30,并與靶盤30的第一部分35固定連接。
為了避免靶盤30上的熱傳導和輻射到轉(zhuǎn)動部40,在轉(zhuǎn)動部40和靶盤30之間設置圓筒狀的阻熱板10。所述阻熱板10固定在第一部分35的底面,因為第一部分35是金屬材質(zhì)構(gòu)成,因此便于通過螺釘11、焊接等方式進行固定。
所述阻熱板10與所述靶盤30的第二部分32無接觸面。如上所述,所述阻熱板10固定于第一部分35的底面,可以不用與第二部分32接觸,因此有效的避免了通過接觸的方式,將靶盤30的第二部分32的熱傳導到阻熱板10上。進一步,所述阻熱板10與轉(zhuǎn)動部40也無接觸面,避免了阻熱板10的熱通過接觸的方式傳導到轉(zhuǎn)動部40上。
根據(jù)本實施例的X射線球管中,在靶盤與轉(zhuǎn)動部之間設置了阻熱板,有效的阻止了靶盤的熱傳導或輻射到轉(zhuǎn)動部上,影響轉(zhuǎn)動部的使用壽命。進一步所述阻熱板固定在靶盤上,與轉(zhuǎn)動部無接觸面,有效的避免了接觸產(chǎn)生的熱傳導。進一步,所述阻熱板固定于靶盤的第一部分,與靶盤的第二部分和轉(zhuǎn)動部無接觸,有效的避免了靶盤和轉(zhuǎn)動部的接觸熱傳導。
本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上,但其并不是用來限定本發(fā)明,任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),都可以利用上述揭示的方法和技術內(nèi)容對本發(fā)明技術方案做出可能的變動和修改,因此,凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾,均屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。