УСТРОЙСТВО В ВИДЕ РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ И ПРУЖИННЫЙ КОНТАКТ Российский патент 2019 года по МПК H05G1/04 H01J35/02 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка заявляет приоритет заявки на патент Китая № 201710220111.7, поданной 6 апреля 2017 г., под названием «X-RAY TUBE DEVICE AND SPRING PIN», которая посредством ссылки включена в этот документ во всей своей полноте.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области техники устройств, вырабатывающих рентгеновские лучи, и, в частности, к устройству в виде закрытой рентгеновской трубки и пружинному контакту для устройства в виде закрытой рентгеновской трубки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Рентгеновские трубки, излучающие рентгеновские лучи, широко применяются в областях, связанных с проверкой безопасности, медицинскими обследованиями, неразрушающим контролем и т. п., и являются очень востребованными на рынке. Устройства в виде рентгеновских трубок, известные из уровня техники, требуют дополнительного улучшения и усовершенствования в отношении рабочих характеристик и надежности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложено устройство в виде рентгеновской трубки, содержащее:

узел внешнего цилиндра, имеющий торец со стороны анода и торец со стороны катода;

узел торцевой крышки со стороны анода, предусмотренный на торце со стороны анода узла внешнего цилиндра и содержащий рентгеновскую трубку;

узел торцевой крышки со стороны катода, предусмотренный на торце со стороны катода узла внешнего цилиндра и содержащий разъем высокого напряжения для подключения внешнего источника питания; и

узел подсоединения к пружинным контактам, расположенный внутри узла внешнего цилиндра и предназначенный для подсоединения вывода нити накала рентгеновской трубки к разъему высокого напряжения.

В некоторых вариантах осуществления узел подсоединения к пружинным контактам содержит: приемный элемент для подсоединения нити накала, подсоединенный к выводу нити накала рентгеновской трубки; элемент для подсоединения нити накала, подсоединенный в приемном элементе для подсоединения нити накала; приемный элемент для прикрепления пружинных контактов, подсоединенный к разъему высокого напряжения; и пружинный контакт, установленный между элементом для подсоединения нити накала и приемным элементом для прикрепления пружинных контактов и предназначенный для соединения элемента для подсоединения нити накала с приемным элементом для прикрепления пружинных контактов.

В некоторых вариантах осуществления приемный элемент для прикрепления пружинных контактов снабжен монтажным отверстием, в которое вставлен пружинный контакт, и вывод разъема высокого напряжения приварен к пружинному контакту.

В некоторых вариантах осуществления элемент для подсоединения нити накала и пружинный контакт выполнены из медного материала, на который нанесены никель и золото.

В некоторых вариантах осуществления каждый из приемного элемента для подсоединения нити накала и приемного элемента для прикрепления пружинных контактов выполнен снабженным сквозным отверстием.

В некоторых вариантах осуществления пружинный контакт может содержать: контакт, имеющий переднюю часть и опорную часть, при этом передняя часть находится в контакте и соединена с элементом для подсоединения нити накала, а опорная часть выполнена со скошенной поверхностью; трубчатый корпус контакта, при этом опорная часть контакта находится в контакте и соединена с внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта; и пружину, выполненную в трубчатом корпусе контакта и упруго прижатую к скошенной поверхности опорной части.

В некоторых вариантах осуществления пружинный контакт может дополнительно содержать элемент для приложения усилия, выполненный в опорной части контакта и предназначенный для обеспечения надежного контакта и соединения опорной части контакта с внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта, при этом элемент для приложения усилия содержит: отверстие, выполненное в опорной части контакта; пружину, установленную в отверстии; шарик, вставленный в отверстие и контактирующий с внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта; и перегородку, расположенную между пружиной и шариком; при этом один конец пружины находится в контакте с нижней частью отверстия, а его другой конец упруго прижат к шарику посредством перегородки.

В некоторых вариантах осуществления узел внешнего цилиндра может содержать металлический внешний цилиндр и окно для направления пучка излучения, выполненное в области прорези для выпуска пучка излучения металлического внешнего цилиндра.

В некоторых вариантах осуществления узел торцевой крышки со стороны анода может содержать торцевую крышку со стороны анода, предусмотренную на торце со стороны анода металлического внешнего цилиндра, и рентгеновскую трубку, расположенную в металлическом внешнем цилиндре и закрепленную на торцевой крышке со стороны анода.

В некоторых вариантах осуществления узел торцевой крышки со стороны катода может содержать торцевую крышку со стороны катода, предусмотренную на торце со стороны катода металлического внешнего цилиндра, разъем высокого напряжения и упругую мембрану, расположенную в металлическом внешнем цилиндре.

В некоторых вариантах осуществления устройство в виде рентгеновской трубки может дополнительно содержать устройство для рассеивания тепла с тепловой трубкой, расположенное на торцевой крышке со стороны анода. Устройство для рассеивания тепла с тепловой трубкой может дополнительно содержать: тепловую трубку с горячим концом и холодным концом; прижимную пластину, при этом принимающая тепло торцевая поверхность прижимной пластины находится в контакте и соединена с горячим концом тепловой трубки, а рассеивающая тепло торцевая поверхность прижимной пластины находится в контакте и соединена с выступом для рассеивания тепла торцевой крышки со стороны анода; ребра, расположенные со стороны холодного конца тепловой трубки; и вентилятор, соединенный с ребрами.

В некоторых вариантах осуществления устройство в виде рентгеновской трубки может дополнительно содержать устройство циркуляционного охлаждения, выполненное в сообщении с каналом циркуляционного охлаждения, выполненным в торцевой крышке со стороны анода. Устройство циркуляционного охлаждения может дополнительно содержать вакуумный насос, устройство для рассеивания тепла и охлаждающий вентилятор, при этом охлаждающая жидкость в канале циркуляционного охлаждения под действием вакуумного насоса проходит через устройство для рассеивания тепла, рассеивает тепло посредством охлаждающего вентилятора и после охлаждения течет обратно в канал циркуляционного охлаждения с образованием петли циркуляционного охлаждения.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен пружинный контакт для устройства в виде рентгеновской трубки, при этом пружинный контакт содержит: контакт, имеющий переднюю часть и опорную часть, при этом передняя часть находится в контакте и соединена с элементом для подсоединения нити накала, а опорная часть выполнена со скошенной поверхностью; трубчатый корпус контакта, при этом опорная часть контакта находится в контакте и соединена с внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта; и пружину, выполненную в трубчатом корпусе контакта и упруго прижатую к скошенной поверхности опорной части.

В некоторых вариантах осуществления пружинный контакт может дополнительно содержать элемент для приложения усилия, выполненный в опорной части контакта и предназначенный для обеспечения надежного контакта и соединения опорной части контакта с внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта. Элемент для приложения усилия может содержать: отверстие, выполненное в опорной части контакта; пружину, установленную в отверстии; шарик, вставленный в отверстие и контактирующий с внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта; и перегородку, расположенную между пружиной и шариком; при этом один конец пружины находится в контакте с нижней частью отверстия, а ее другой конец упруго прижат к шарику посредством перегородки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Ниже настоящее изобретение будет дополнительно описано с помощью прилагаемых графических материалов и конкретных вариантов осуществления, при этом:

на фиг. 1 представлено схематическое изображение, на котором показано размещение вывода нити накала в традиционном устройстве в виде рентгеновской трубки;

на фиг. 2 представлено схематическое изображение конструкции устройства в виде рентгеновской трубки согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3 представлено схематическое изображение конструкции узла торцевой крышки со стороны анода и устройства для рассеивания тепла с тепловой трубкой в устройстве в виде рентгеновской трубки, показанном на фиг. 2;

на фиг. 4 представлен вид в разрезе, взятый по линии A-A на фиг. 3, показывающий схематическое изображение конструкции торцевой крышки со стороны анода и устройства циркуляционного охлаждения;

на фиг. 5 представлено увеличенное схематическое изображение конструкции узла подсоединения к пружинным контактам в устройстве в виде рентгеновской трубки, показанном на фиг. 2; и

на фиг. 6 представлено увеличенное схематическое изображение конструкции пружинного контакта в узле подсоединения к пружинным контактам, показанном на фиг. 5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже техническое решение согласно настоящему изобретению дополнительно описано более подробно посредством вариантов осуществления в сочетании с прилагаемыми графическими материалами. Следующее описание вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые графические материалы предназначено для объяснения общей идеи настоящего изобретения и не должно рассматриваться как ограничивающее настоящее изобретение.

Для облегчения понимания технического решения согласно настоящему изобретению сначала будет рассмотрена рентгеновская трубка, известная из уровня техники. Как показано на фиг. 1, в традиционном устройстве в виде закрытой рентгеновской трубки вывод 1 нити накала рентгеновской трубки обычно выполнен с возможностью соединения с внешним приемным элементом путем крепления винтом 2. Кроме того, также можно применять такие способы, как ручная пайка оловом, соединение обжатием посредством трубного ключа, клеммовое соединение и т. п. Тем не менее при применении этих способов должно быть предусмотрено и оставлено рабочее пространство, что обычно является причиной таких проблем, как увеличившийся размер устройства, нестандартная форма корпуса, отклонение проводов, неудобства при монтаже и демонтаже и т. п., и даже возможного риска разбалтывания и отсоединения. Также существует несколько способов, в которых применяют коаксиальные переходники, но такие способы обычно требуют жесткого ограничения положения и даже вызывают повреждение основной части рентгеновской трубки из-за небольшого нарушения соосности.

Кроме того, традиционный пружинный контакт в основном состоит из трех частей: контакта, трубчатого корпуса контакта и пружины. Благодаря таким своим характеристикам, как стабильность, надежность, компактность, удобство в обращении, низкая стоимость и т. п., пружинный контакт широко применяется во многих отраслях. Общепринятые усовершенствования для получения более надежного контакта между контактом и внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта и, таким образом, для снижения сопротивления контакта и улучшения стабильности электрической проводимости заключаются в том, чтобы путем обрезания сделать из ровных поверхностей контакта между контактом и пружиной скошенные поверхности. Такие простые усовершенствования по-прежнему не могут устранить такие проблемы, как подвижность, трение и нестабильность проводимости, вызываемые рассеиванием усилий пружины. Контакт между контактом и трубчатым корпусом контакта по-прежнему является недостаточно стабильным и надежным.

На фиг. 2 показано схематическое изображение конструкции устройства в виде рентгеновской трубки согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство в виде рентгеновской трубки содержит: узел 10 металлического внешнего цилиндра, который в основном содержит металлический внешний цилиндр 101, снабженный прорезью для выпуска пучка излучения, и окно 102 для направления пучка излучения для изоляции прорези; узел 20 торцевой крышки со стороны анода, который в основном содержит торцевую крышку 201 со стороны анода, и рентгеновскую трубку 202, которая расположена в металлическом внешнем цилиндре 101 и закреплена на торцевой крышке 201 со стороны анода, и т. п.; узел 30 торцевой крышки со стороны катода, который в основном содержит торцевую крышку 301 со стороны катода, разъем 302 высокого напряжения для подключения внешнего источника питания и маслостойкую упругую мембрану 303, способную свободно растягиваться и сокращаться в зависимости от изменения давления в закрытой полости металлического внешнего цилиндра 101; и узел 40 подсоединения к пружинным контактам, который в основном содержит приемный элемент 401 для подсоединения нити накала и элемент 402 для подсоединения нити накала, вставленный в приемный элемент 401 для подсоединения нити накала, приемный элемент 403 для прикрепления пружинных контактов и пружинные контакты 404, вставленные в приемный элемент 403 для прикрепления пружинных контактов, для проведения электрического тока и т. п.

Показанное на фиг. 2 окно 102 для направления пучка излучения герметизировано в металлическом внешнем цилиндре 101 посредством маслостойкого клеящего вещества, узел 20 торцевой крышки со стороны анода закреплен на торце 120 со стороны анода металлического внешнего цилиндра 101 посредством винта, а узел 30 торцевой крышки со стороны катода закреплен на торце 130 со стороны катода металлического внешнего цилиндра 101 посредством винта. Вывод 1 нити накала рентгеновской трубки 202 подсоединен к разъему 302 высокого напряжения посредством узла 40 подсоединения к пружинным контактам. В устройстве в виде рентгеновской трубки, предложенном согласно настоящему изобретению, указанными выше компонентами образована металлическая закрытая полость, в которой необходимо создать вакуум и полностью заполнить изоляционной средой 11, такой как трансформаторное масло. За счет вставки соответствующего переднего коллиматора в окно 102 для направления пучка излучения устройства в виде рентгеновской трубки согласно настоящему изобретению и приложения электрического поля высокого напряжения к торцам устройства, предложенного согласно настоящему изобретению, вырабатывается пучок рентгеновских лучей в требуемом диапазоне угла раствора.

Кроме того, в устройстве в виде рентгеновской трубки, предложенном согласно настоящему изобретению, между торцом 120 со стороны анода металлического внешнего цилиндра 101 и торцевой крышкой 201 со стороны анода установлено кольцевое уплотнение 103, а между торцом 130 со стороны катода металлического внешнего цилиндра 101 и торцевой крышкой 301 со стороны катода установлено кольцевое уплотнение 304, таким образом, обеспечивается эффект вакуумного уплотнения. В конкретном варианте осуществления кольцевые уплотнения 103, 304 выполнены, например, из маслостойкого фторкаучука. Как показано на фиг. 2, указанные выше кольцевые уплотнения 103, 304 расположены на поверхности торца со стороны анода металлического внешнего цилиндра 101 и периферии торцевой крышки 301 со стороны катода соответственно. Тем не менее настоящее изобретение этим не ограничивается. Например, каждое из кольцевых уплотнений 103, 304 также может быть расположенным на поверхности торца со стороны катода металлического внешнего цилиндра 101, на внутренней поверхности торца или на периферии торцевой крышки 201 со стороны анода, а также на внутренней поверхности торца торцевой крышки 301 со стороны катода.

Как показано на фиг. 2, форма узла 10 металлического внешнего цилиндра является в целом цилиндрической, и он обязательно должен быт выполнен с возможностью экранирования излучения и проведения/рассеивания тепла и при этом минимизировать ослабление рентгеновского излучения.

В одном варианте осуществления металлический внешний цилиндр 101 может быть целиком выполнен из медного материала, благодаря чему он не только удовлетворяет указанные выше требования, но и является простым для обработки и сборки. Тем не менее настоящее изобретение этим не ограничивается. Например, металлический внешний цилиндр 101 может быть выполнен из других немедных материалов, обладающих подобными свойствами. В качестве еще одного примера, металлический внешний цилиндр 101 также может быть выполнен из слоистых материалов разного типа, как, в частности, внешний цилиндр из нержавеющей стали, облицованный слоем свинца, или из других материалов, способных к экранированию излучения.

Кроме того, как показано на фиг. 2, окно 102 для направления пучка излучения выполнено полой выгнутой формы и снабжено фланцем, поэтому оно не только снижает степень поглощения и блокирования излучения препятствиями снаружи мишени и эффективно предотвращает ослабление излучения, но и надежно закрывает изоляционную среду 11, такую как трансформаторное масло, в закрытой полости. В частности, окно 102 для направления пучка излучения выполнено из поликарбоната и прикреплено по периметру прорези металлического внешнего цилиндра 101 маслостойким эпоксидным клеем.

На фиг. 3 показано схематическое изображение конструкции узла 20 торцевой крышки со стороны анода и устройства 270 для рассеивания тепла с тепловой трубкой в устройстве в виде рентгеновской трубки, показанном на фиг. 2. Как показано на фиг. 3, рентгеновская трубка 202 прикреплена к торцевой крышке 201 со стороны анода своим фланцем 203 анодной штанги посредством винта для вырабатывания пучка рентгеновских лучей. Хорошо известно, что когда электроны на высокой скорости сталкиваются с мишенью анода, то меньше чем 1% кинетической энергии электронов преобразуется в рентгеновское излучение, тогда как больше чем 99% энергии превращается в тепло. Можно заметить, что тепловая энергия, вырабатываемая рентгеновской трубкой, концентрируется на анодной штанге. Тепло необходимо проводить через крышку 201 со стороны анода и вовремя рассеивать, в противном случае температура мишени будет слишком высокой и приведет к повреждению из-за абляции. Поэтому на торцевой крышке 201 со стороны анода необходимо предусмотреть устройство для рассеивания тепла. Чтобы обеспечить как эффективное экранирование излучения, так и рассеивание тепла, торцевая крышка 201 со стороны анода может быть выполнена из медного материала и снабжена отверстием 208 для вакуумной заливки масла.

В устройстве в виде рентгеновской трубки, предложенном согласно настоящему изобретению, крышка 201 со стороны анода выполнена из металлического материала. Как показано на фиг. 3, внешняя торцевая поверхность торцевой крышки 201 со стороны анода снабжена выступом 207 для рассеивания тепла, который может быть соединен с проводящим устройством 270 для рассеивания тепла с тепловой трубкой. В конкретном варианте осуществления проводящее устройство 270 для рассеивания тепла с тепловой трубкой содержит тепловую трубку 271, прижимную пластину 272, ребра 273 и вентилятор 274. Прижимная пластина 272 применяется для фиксации горячего конца тепловой трубки 271. Ребра 273 расположены на холодном конце тепловой трубки 271 для увеличения площади рассеивания тепла. Рассеивающая тепло торцевая поверхность прижимной пластины 272 и выступ 207 для рассеивания тепла соединены друг с другом посредством винта, и между ними равномерно нанесено соответствующее количество теплопроводящей силиконовой смазки. Таким образом, за счет наличия указанного выше проводящего устройства 270 для рассеивания тепла с тепловой трубкой тепловая энергия анодной штанги рентгеновской трубки 202 может быстро передаваться на торцевую крышку 201 со стороны анода и затем на рассеивающие тепло ребра 273 за счет цикла поглощающего тепло испарения и конденсации в тепловой трубке 271. Кроме того, вентилятор 274 предназначен для обеспечения конвекции с окружающим холодным воздухом, так что можно добиться хорошего эффекта рассеивания тепла. Такой способ рассеивания тепла предполагает меньшее количество промежуточных звеньев и поэтому является более простым и надежным.

На фиг. 4 представлен вид в разрезе, взятый по линии A-A на фиг. 3, показывающий схематическое изображение конструкции торцевой крышки 201 со стороны анода и устройства 260 циркуляционного охлаждения в устройстве в виде рентгеновской трубки, предложенном согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг. 4, торцевая крышка 201 со стороны анода выполнена снабженной каналом 206 циркуляционного охлаждения, который снаружи может сообщаться с устройством 260 циркуляционного охлаждения. В конкретном варианте осуществления устройство 260 циркуляционного охлаждения содержит вакуумный насос 261, устройство 262 для рассеивания тепла ламинарного потока, имеющее большую площадь рассеивания, вентилятор 263, а также соответствующий трубопровод и переходники. Таким образом, за счет наличия указанного выше устройства 260 циркуляционного охлаждения тепло анодной штанги рентгеновской трубки 202 может передаваться на торцевую крышку 201 со стороны анода и доставляться в устройство 262 для рассеивания тепла ламинарного потока посредством охлаждающей жидкости в канале 206 циркуляционного охлаждения, и потом может происходить теплообмен с внешним холодным воздухом посредством охлаждающего вентилятора 263. Охлажденная охлаждающая жидкость течет назад, и, таким образом, образуется петля циркуляционного охлаждения, характеризующаяся значительным рассеиванием тепла.

В частности, в устройстве в виде рентгеновской трубки, предложенном согласно настоящему изобретению, в зависимости от применяемых внешних условий и системных требований можно применять одно или оба из указанного выше устройства 270 для рассеивания тепла с тепловой трубкой и указанного выше устройства 260 циркуляционного охлаждения.

В устройстве в виде рентгеновской трубки, предложенном согласно настоящему изобретению, как показано на фиг. 3, торцевая крышка 201 со стороны анода снабжена двумя отверстиями 208 для вакуумной заливки масла, предназначенными для вакуумной заливки масла в устройство в виде рентгеновской трубки, при этом у отверстий 208 для вакуумной заливки масла внутренний конец представляет собой гладкое круглое отверстие, а их внешний конец представляет собой резьбовое отверстие. После завершения заливки масла T-образная заглушка 204 продевается в кольцевое уплотнение 205 из маслостойкого фторкаучука и затем вставляется в отверстие 208 для вакуумной заливки масла; затем в резьбовое отверстие ввинчивается и закрепляется винт с плоским концом. При такой компоновке утечка изоляционной среды 11, такой как внутреннее трансформаторное масло, может эффективно предотвращаться.

Рентгеновская трубка узла торцевой крышки со стороны анода применяется для вырабатывания пучка рентгеновских лучей, и выработанная тепловая энергия, которая теряется, концентрируется на аноде и его мишени, а затем рассеивается за счет проводимости торцевой крышки со стороны анода. Поэтому торцевая крышка со стороны анода выполнена снабженной каналом для рассеивания тепла и рассеивающей тепло торцевой поверхностью, что можно использовать для подсоединения снаружи к устройствам циркуляционного охлаждения и проводящим устройствам для рассеивания тепла, при этом предусматриваются отверстия для вакуумной заливки масла.

В устройстве в виде рентгеновской трубки, предложенном согласно настоящему изобретению, как описано выше, узел 30 торцевой крышки со стороны катода в основном содержит торцевую крышку 301 со стороны катода, разъем 302 высокого напряжения, подсоединенный снаружи к источнику питания высокого отрицательного напряжения, и маслостойкую упругую мембрану 303, способную свободно растягиваться и сокращаться в зависимости от изменения давления в закрытой полости. Узел торцевой крышки со стороны катода необходимо подсоединить снаружи к внешнему источнику питания высокого отрицательного напряжения, он может быть приспособлен под возникающее при работе рентгеновской трубки тепловое расширение и сжатие изоляционной среды, такой как внутреннее трансформаторное масло, и сам выполняет функцию маслостойкого уплотнения. Поэтому торцевая крышка со стороны катода должна быть снабжена разъемом высокого напряжения и маслостойкой упругой мембраной.

Как представлено на фиг. 2, внешняя часть упругой мембраны 303 загибается с образованием внешнего фланца и затем крепится к торцевой крышке 301 со стороны катода посредством прижимного кольца 305. На внешней торцевой поверхности торцевой крышки 301 со стороны катода предусмотрен неглубокий паз, при этом внутренний фланец упругой мембраны 303 прижимается и фиксируется в неглубоком пазу посредством фланца разъема 302 высокого напряжения, и толщина внутреннего фланца немного больше, чем глубина указанного выше неглубокого паза, поэтому может оставаться соответствующий запас для сжатия, чтобы повысить эффективность уплотнения. Упругая мембрана является стойкой к коррозии, вызываемой изоляционной средой 11, такой как трансформаторное масло, и обладает соответствующей гибкостью. В одном варианте осуществления мембрана 303 выполнена из фторкаучукового материала. Рентгеновская трубка своим фланцем анодной штанги прикрепляется к торцевой крышке со стороны анода посредством винта, и обеспечивается совпадение угла раствора пучка излучения рентгеновской трубки с направлением угла раскрытия прорези внешнего цилиндра. Поскольку на одной стороне упругой мембраны в закрытой полости предусмотрена изоляционная среда, такая как трансформаторное масло, а на другой ее стороне — нормальный воздух снаружи закрытой полости, то необходимо обратить внимание на уплотнительные свойства.

Кроме того, по периферии внутренней поверхности торца торцевой крышки 301 со стороны катода может быть предусмотрен паз под кольцевое уплотнение. Кроме того, когда узел 30 торцевой крышки со стороны катода и торцевая крышка 201 со стороны анода соответственно закреплены на противоположных торцах металлического внешнего цилиндра 101, то для улучшения уплотнения между ними необходима маслостойкая резина. В частности, паз под кольцевое уплотнение может быть выполнен в торцевой крышке со стороны анода, торцевой крышке со стороны катода или на обеих торцевых поверхностях металлического внешнего цилиндра.

На фиг. 5 представлено увеличенное схематическое изображение конструкции узла 40 подсоединения к пружинным контактам, показанного в пунктирной прямоугольной рамке в устройстве в виде рентгеновской трубки, показанном на фиг. 2. Узел 40 подсоединения к пружинным контактам делает возможным свободное соединение узла 20 торцевой крышки со стороны анода с узлом 30 торцевой крышки со стороны катода и обеспечивает надежное проведение электрического тока между разъемом 302 высокого напряжения и выводом накала рентгеновской трубки 202. Как было описано выше, узел 40 подсоединения к пружинным контактам в основном содержит: приемный элемент 401 для подсоединения нити накала, предназначенный для подсоединения к выводу 1 нити накала рентгеновской трубки 202, элемент 402 для подсоединения нити накала, вставленный в приемный элемент 401 для подсоединения нити накала, приемный элемент 403 для прикрепления пружинных контактов, предназначенный для подсоединения к разъему 302 высокого напряжения, и пружинный контакт 404, вставленный в приемный элемент 403 для прикрепления пружинных контактов и подсоединенный к элементу 402 для подсоединения нити накала с целью проведения электрического тока, и т. п.

В конкретном варианте осуществления приемный элемент 401 для подсоединения нити накала прикреплен к торцу со стороны вывода нити накала рентгеновской трубки 202 и своей верхней частью соединен с элементом 402 для подсоединения нити накала, и вывод 1 нити накала приварен к нижней части элемента 402 для подсоединения нити накала. Торцевая поверхность элемента 402 для подсоединения нити накала немного ниже, чем торцевая поверхность приемного элемента 401 для подсоединения нити накала, и за счет этого образуется круглое углубление, способствующее размещению контакта 441 пружинного контакта 404 во время сборки.

В конкретном варианте осуществления в верхней части приемного элемента 403 для прикрепления пружинных контактов выполнено монтажное отверстие; в монтажное отверстие для проведения электрического тока вставляется пружинный контакт 404, и затем приемный элемент 403 для прикрепления пружинных контактов надевается на конец цилиндрического вывода разъема 302 высокого напряжения, при этом вывод разъема 302 высокого напряжения соединен сваркой с нижней частью пружинного контакта 404.

Кроме того, пружинный контакт 404 выполнен из медного материала, при этом вся поверхность пружинного контакта 404 сначала покрывается никелем, а затем покрывается золотом, чтобы улучшить механические, химические и электрические характеристики.

Кроме того, элемент 402 для подсоединения нити накала и пружинный контакт 404 выполнены из медного материала, при этом вся их поверхность сначала покрывается никелем, а затем покрывается золотом, чтобы улучшить механические и электрические характеристики.

Кроме того, каждый из приемного элемента 401 для подсоединения нити накала и приемного элемента 403 для прикрепления пружинных контактов снабжен сквозным отверстием, что не только облегчает сборку, но и обеспечивает возможность равномерного проникания изоляционной среды 11, такой как трансформаторное масло, в соответствующие промежутки, чтобы полностью устранить оставшийся воздух во время заливки масла. Оба из них выполнены из материалов, которые являются стойкими к маслу и излучению, а также обладают сильным свойством электрической изоляции.

Кроме того, каждый из приемного элемента 401 для подсоединения нити накала, элемента 402 для подсоединения нити накала, приемного элемента 403 для прикрепления пружинных контактов и пружинного контакта 404 необходимо монтировать аккуратно, чтобы не допустить их отклонения и тем самым сохранить результат применения на практике. Это требование можно удовлетворить посредством соответствующих приспособлений для сборки.

На фиг. 6 представлено увеличенное схематическое изображение конструкции пружинного контакта 404 в узле подсоединения к пружинным контактам, показанном на фиг. 5. В частности, пружинный контакт 404 в основном содержит контакт 441, трубчатый корпус 442 контакта, пружину 443 и т. п. В устройстве в виде рентгеновской трубки, предложенном согласно настоящему изобретению, узел 40 подсоединения к пружинным контактам проводит большой электрический ток нити накала. В месте их соединения электрический ток проводится в основном за счет контакта между контактом 441 пружинного контакта 404 и торцевой поверхностью элемента 402 для подсоединения нити накала. Характеристики пружины 443 не подходят для проведения большого электрического тока, в противном случае на ее механические характеристики влияла бы высокая температура, что даже приводило бы к повреждению из-за абляции. Основным носителем проводимого тока служит поверхность контакта между контактом 441 и внутренней стенкой трубчатого корпуса 442 контакта, поэтому необходим надежный контакт.

В одном варианте осуществления пружинный контакт 404 в основном содержит контакт 441, трубчатый корпус 442 контакта и пружину 443. Контакт 441 имеет переднюю часть 441a и опорную часть 441b, при этом передняя часть 441a находится в контакте и соединена с элементом 402 для подсоединения нити накала, а опорная часть 441b выполнена со скошенной поверхностью 441c. Опорная часть 441b контакта 441 находится в контакте и соединена с внутренней стенкой трубчатого корпуса 442 контакта. Пружина 443 выполнена в трубчатом корпусе 442 контакта и упруго прижата к скошенной поверхности 441c опорной части 441b.

В конкретном варианте осуществления один конец контакта 441 в контакте с элементом 402 для подсоединения нити накала представляет собой переднюю часть 441a с дугообразной поверхностью, и при такой компоновке электрическая проводимость и применимость могут увеличиваться. Другой конец контакта 441 в контакте с пружиной 443 представляет собой опорную часть 441b, выполненную со скошенной поверхностью 441c, и при такой компоновке может быть улучшено совмещение контакта 441 с внутренней стенкой трубчатого корпуса 442 контакта; нижняя часть трубчатого корпуса 442 контакта выполнена конусообразной, что может намного лучше стабилизировать пружину 443.

Кроме того, как показано на фиг. 6, пружинный контакт 404 может дополнительно содержать элемент для приложения усилия, который выполнен в опорной части 441b контакта 441 и предназначен для обеспечения надежного контакта и соединения опорной части 441b контакта 441 с внутренней стенкой трубчатого корпуса 442 контакта. В частности, элемент для приложения усилия может содержать: отверстие 447, выполненное в опорной части 441b контакта 441; пружину 444, установленную в отверстии 447; шарик 446, вставленный в отверстие 447 и находящийся в контакте с внутренней стенкой трубчатого корпуса 442 контакта; и перегородку 445, расположенную между пружиной 444 и шариком 446; при этом один конец пружины 444 находится в контакте с нижней частью отверстия 447, а ее другой конец упруго прижат к шарику 446 посредством перегородки 445.

В конкретном варианте осуществления, как показано на фиг. 6, опорная часть 441b контакта 441 сбоку снабжена круглым глухим отверстием (т. е. отверстием) 447, в которое вставлена смещающая вбок пружина 444. Один конец смещающей вбок пружины 444 находится в контакте с нижней частью глухого отверстия, а ее другой конец закрыт перегородкой 445 внутри глухого отверстия. Одна сторона цельного шарика 446 находится в контакте с перегородкой 445, а его другая сторона находится в контакте с внутренней стенкой трубчатого корпуса 442 контакта. Из показанного стрелками направления усилий на фиг. 6 можно понять, что в дополнение к усилиям f1 и f2, прикладываемым пружиной 443, смещающая вбок пружина 444 давит на шарик 446 посредством перегородки 445 с обеспечением бокового смещающего усилия f3, так что опорная часть 441b контакта 441 находится в более полном и надежном контакте с внутренней стенкой трубчатого корпуса 442 контакта. Линией из стрелок, обозначенной литерой «I», на фиг. 6 схематически показано направление электрического тока. На основании направления прохождения электрического тока I, показанного на фиг. 6, можно понять, что электрический ток, переносимый пружинным контактом 404, сконцентрирован на поверхности контакта между опорной частью 441b контакта 441 и внутренней стенкой трубчатого корпуса 442 контакта. В указанном выше элементе для приложения усилия шарик 446 может свободно катиться по мере того, как контакт 441 высовывается из трубчатого корпуса 442 контакта или втягивается в него. Указанная выше компоновка элемента для приложения усилия увеличивает площадь контакта и усилие при контакте между внешней стенкой опорной части 441b контакта 441 и внутренней стенкой трубчатого корпуса 442 контакта, так что проводимый электрический ток проходит в основном через контакт 441 и трубчатый корпус 442 контакта, и за счет этого обеспечивается низкое и стабильное контактное сопротивление пружинного контакта 404, что повышает надежность пружинного контакта как в статических, так и в динамических условиях и, в частности, устраняет проблемы электромагнитного излучения, вызываемые колебаниями контактного сопротивления. В одном варианте осуществления внешний диаметр смещающей вбок пружины 444, перегородки 445 и шарика 446 меньше, чем внутренний диаметр круглого глухого отверстия 447 в опорной части 441b контакта 441.

Как показано на фиг. 6, согласно настоящему изобретению наряду с этим также предложен пружинный контакт для устройства в виде рентгеновской трубки. Пружинный контакт в основном содержит контакт 441, трубчатый корпус 442 контакта и пружину 443. Контакт 441 имеет переднюю часть 441a и опорную часть 441b, при этом передняя часть 441a находится в контакте и соединена с элементом 402 для подсоединения нити накала, а опорная часть 441b выполнена со скошенной поверхностью 441c. Опорная часть 441b контакта 441 находится в контакте и соединена с внутренней стенкой трубчатого корпуса 442 контакта. Пружина 443 выполнена в трубчатом корпусе 402 контакта и упруго прижата к скошенной поверхности 441c опорной части 441b.

Кроме того, как показано на фиг. 6, пружинный контакт 404 может дополнительно содержать элемент для приложения усилия, который выполнен в опорной части 441b контакта 441 и предназначен для обеспечения надежного контакта и соединения опорной части 441b контакта 441 с внутренней стенкой трубчатого корпуса 442 контакта. В частности, элемент для приложения усилия может содержать: отверстие 447 в опорной части 441b контакта 441; пружину 444, установленную в отверстии 447; шарик 446, вставленный в отверстие 447 и находящийся в контакте с внутренней стенкой трубчатого корпуса 442 контакта; и перегородку 445, расположенную между пружиной 444 и шариком 446; при этом один конец пружины 444 находится в контакте с нижней частью отверстия 447, а ее другой конец упруго прижат к шарику 446 посредством перегородки 445.

Из описанного выше можно понять, что по сравнению с традиционным устройством в виде рентгеновской трубки устройство в виде рентгеновской трубки, предложенное согласно настоящему изобретению, характеризуется уменьшенным объемом закрытой рентгеновской трубки и упрощенной конструкцией для монтажа вывода нити накала, поэтому оно может обеспечить более стабильный и надежный пучок рентгеновских лучей.

По сравнению с традиционным пружинным контактом пружинный контакт для устройства в виде рентгеновской трубки, предложенный согласно настоящему изобретению, снабжен смещающей вбок пружиной и цельным шариком, установленными в боковом направлении опорной части контакта, что значительно улучшает контакт между внешней стенкой контакта и внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта, и сопротивление контакта становится небольшим и стабильным, что повышает возможность и надежность пружинного контакта в проведении электрического тока.

Поэтому устройство в виде рентгеновской трубки, предложенное согласно настоящему изобретению, является легким и компактным, удобным при монтаже и демонтаже, модифицируемым в зависимости от применения, стабильным в эксплуатации и особенно пригодным в отношении требований снижения размеров, высокой эффективности и расширения области применения устройств отображения на основе рентгеновского излучения. Его можно легко применять в существующем оборудовании с источником рентгеновских лучей без необходимости в значительных модификациях или изменениях такого оборудования.

Несмотря на то, что было представлено и описано несколько вариантов осуществления общей идеи настоящего изобретения, специалисту в данной области техники будет понятно, что без отклонения от принципов и сути настоящего изобретения в эти варианты осуществления можно вносить изменения. Объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения и ее эквивалентами.

Изобретение относится к области рентгенотехники. Устройство в виде рентгеновской трубки содержит: узел внешнего цилиндра, имеющий торец со стороны анода и торец со стороны катода; узел торцевой крышки со стороны анода, предусмотренный на торце со стороны анода узла внешнего цилиндра и содержащий рентгеновскую трубку; узел торцевой крышки со стороны катода, предусмотренный на торце со стороны катода узла внешнего цилиндра и содержащий разъем высокого напряжения для внешнего источника питания; и узел подсоединения к пружинным контактам, расположенный в узле внешнего цилиндра и соединяющий вывод нити накала рентгеновской трубки с разъемом высокого напряжения. Технический результат - снижение габаритов и повышение надежности работы рентгеновской трубки. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство в виде рентгеновской трубки, содержащее:

узел (10) внешнего цилиндра, имеющий торец (120) со стороны анода и торец (130) со стороны катода;

узел (20) торцевой крышки со стороны анода, предусмотренный на торце со стороны анода узла внешнего цилиндра и содержащий рентгеновскую трубку (202);

узел (30) торцевой крышки со стороны катода, предусмотренный на торце со стороны катода узла внешнего цилиндра и содержащий разъем (302) высокого напряжения для подключения внешнего источника питания; и

узел (40) подсоединения к пружинным контактам, расположенный внутри узла внешнего цилиндра и предназначенный для подсоединения вывода (1) нити накала рентгеновской трубки к разъему высокого напряжения;

при этом узел (40) подсоединения к пружинным контактам содержит:

приемный элемент (401) для подсоединения нити накала, подсоединенный к выводу нити накала рентгеновской трубки;

элемент (402) для подсоединения нити накала, подсоединенный в приемном элементе для подсоединения нити накала;

приемный элемент (403) для прикрепления пружинных контактов, подсоединенный к разъему высокого напряжения; и

пружинный контакт (404), установленный между элементом для подсоединения нити накала и приемным элементом для прикрепления пружинных контактов и предназначенный для соединения элемента для подсоединения нити накала с приемным элементом для прикрепления пружинных контактов.

2. Устройство в виде рентгеновской трубки по п. 1, отличающееся тем, что приемный элемент для прикрепления пружинных контактов снабжен монтажным отверстием, в которое вставлен пружинный контакт, и вывод разъема высокого напряжения приварен к пружинному контакту.

3. Устройство в виде рентгеновской трубки по п. 1, отличающееся тем, что каждый из элемента для подсоединения нити накала и пружинного контакта выполнен из медного материала, на который нанесены никель и золото.

4. Устройство в виде рентгеновской трубки по п. 1, отличающееся тем, что каждый из приемного элемента для подсоединения нити накала и приемного элемента для прикрепления пружинных контактов выполнен снабженным сквозным отверстием.

5. Устройство в виде рентгеновской трубки по п. 1, отличающееся тем, что пружинный контакт содержит:

контакт (441), имеющий переднюю часть (441a) и опорную часть (441b), при этом передняя часть находится в контакте и соединена с элементом для подсоединения нити накала, а опорная часть выполнена со скошенной поверхностью (441c);

трубчатый корпус контакта (442), при этом опорная часть контакта находится в контакте и соединена с внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта; и

пружину (443), выполненную в трубчатом корпусе контакта и упруго прижатую к скошенной поверхности опорной части.

6. Устройство в виде рентгеновской трубки по п. 5, отличающееся тем, что пружинный контакт дополнительно содержит элемент для приложения усилия, выполненный в опорной части контакта и предназначенный для обеспечения надежного контакта и соединения опорной части контакта с внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта, при этом элемент для приложения усилия содержит:

отверстие (447), выполненное в опорной части контакта;

пружину (444), установленную в отверстии;

шарик (446), вставленный в отверстие и контактирующий с внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта; и

перегородку (445), расположенную между пружиной и шариком;

при этом один конец пружины находится в контакте с нижней частью отверстия, а ее другой конец упруго прижат к шарику посредством перегородки.

7. Устройство в виде рентгеновской трубки по п. 1, отличающееся тем, что узел (10) внешнего цилиндра содержит металлический внешний цилиндр (101) и окно (102) для направления пучка излучения, выполненное в области прорези для выпуска пучка излучения металлического внешнего цилиндра (101).

8. Устройство в виде рентгеновской трубки по п. 7, отличающееся тем, что узел (20) торцевой крышки со стороны анода содержит торцевую крышку (201) со стороны анода, предусмотренную на торце со стороны анода металлического внешнего цилиндра; и рентгеновскую трубку (202), расположенную в металлическом внешнем цилиндре и закрепленную на торцевой крышке со стороны анода.

9. Устройство в виде рентгеновской трубки по п. 7, отличающееся тем, что узел (30) торцевой крышки со стороны катода содержит торцевую крышку (301) со стороны катода, предусмотренную на торце со стороны катода металлического внешнего цилиндра, разъем (302) высокого напряжения и упругую мембрану (303), расположенную в металлическом внешнем цилиндре.

10. Устройство в виде рентгеновской трубки по п. 8, отличающееся тем, что дополнительно содержит устройство (270) для рассеивания тепла с тепловой трубкой, расположенное на торцевой крышке со стороны анода, при этом устройство для рассеивания тепла с тепловой трубкой дополнительно содержит:

тепловую трубку (271) с горячим концом и холодным концом;

прижимную пластину (272), при этом принимающая тепло торцевая поверхность прижимной пластины находится в контакте и соединена с горячим концом тепловой трубки, а рассеивающая тепло торцевая поверхность прижимной пластины находится в контакте и соединена с выступом для рассеивания тепла торцевой крышки (207) со стороны анода;

ребра (273), расположенные со стороны холодного конца тепловой трубки; и

вентилятор (274), соединенный с ребрами.

11. Устройство в виде рентгеновской трубки по п. 8, отличающееся тем, что дополнительно содержит устройство (260) циркуляционного охлаждения, выполненное в сообщении с каналом (206) циркуляционного охлаждения, выполненным в торцевой крышке со стороны анода, при этом устройство циркуляционного охлаждения содержит вакуумный насос (261), устройство (262) для рассеивания тепла и охлаждающий вентилятор (263), при этом охлаждающая жидкость в канале циркуляционного охлаждения под действием вакуумного насоса проходит через устройство для рассеивания тепла, рассеивает тепло посредством охлаждающего вентилятора и после охлаждения течет обратно в канал циркуляционного охлаждения с образованием петли циркуляционного охлаждения.

12. Пружинный контакт (404) для устройства в виде рентгеновской трубки, при этом пружинный контакт содержит:

контакт (441), имеющий переднюю часть (441a) и опорную часть (441b), при этом передняя часть находится в контакте и соединена с элементом для подсоединения нити накала, а опорная часть выполнена со скошенной поверхностью (441c);

трубчатый корпус контакта (442), при этом опорная часть контакта находится в контакте и соединена с внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта; и

пружину (443), выполненную в трубчатом корпусе контакта и упруго прижатую к скошенной поверхности опорной части;

при этом пружинный контакт дополнительно содержит элемент для приложения усилия, выполненный в опорной части контакта и предназначенный для обеспечения надежного контакта и соединения опорной части контакта с внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта, при этом элемент для приложения усилия содержит:

отверстие (447), выполненное в опорной части контакта;

пружину (444), установленную в отверстии;

шарик (446), вставленный в отверстие и контактирующий с внутренней стенкой трубчатого корпуса контакта; и

перегородку (445), расположенную между пружиной и шариком;

при этом один конец пружины находится в контакте с нижней частью отверстия, а ее другой конец упруго прижат к шарику посредством перегородки.