Рентгеновский генератор Советский патент 1990 года по МПК H05G1/06 

3

Изобретение относится к рентгенотехнике, а именно к моноблочным рентгеновским генераторам с каскадными умножителями напряжения и средствами циркуляции электроизоляционной среды в корпусе генератора.

Цель изобретения - снижение габаритов и массы генератора при улучшении теплообмена.

На фиг,1 приведена электрическая схема рентгеновского генератора с симметричным каскадным умножителем напряжения на фиг.2 - то же, аксоно

При подаче на первичную обмотку высоковольтного трансформатора 9 питающего напряжения, например в форме меандра с частотой 10 кГц, .на вторичной обмотке индуцируется напряжение повышенной амплитуды. За счет заряда и подзаряда емкостей каскадов 1-4 умножителя напряжения устанавливаются высокие относительно корпуса 10 потенциалы, возрастающие с номером каскада 1-4 умножителя, а между анометрическая проекция; на фиг.З - элек- дом 6 и катодом 7 рентгеновской трубки 5 формируется напряжение, достаточ ное для генерации рентгеновского излучения при торможении электронов, вылетающих с катода 7, в теле анода 6. При этом происходит разогрев анода 6, а от него нагревается конденсаторное масло, омывающее анод 6. Конденсаторное масло электризуется при рабочих напряжениях умножителя напряжения, т.е. в нем появляется объемный заряд, интенсивно образующийся v неизолированных выводов и электросоединений 15 компонентов каскадов 1-4 умножителя, в результате этого в каналах 14 возникает направленное движение конденсаторного масла турбулентного характера в сторону возрастания потенциала вдоль каналов 14 (показано стрелками на фиг.2 и 4) от места расположения средств 12 охлаждения к аноду 6 рентгеновской трубки 5. Конденсаторное масло снимает с анода 6 выделяющееся на нем тепло и возвращается к месту расположения средств 12 охлаждения корпуса 10, где отдает тепло теплоносителю указанных средств 12. Таким образом, происходит эффективный направленный теплосъем с анода 6 и компонентов каскадного умножителя напряжения. Из-за разогрева конденсаторного масла при работе генератора его объем увеличивается. Компенсация изменения объема масла осуществляется либо за счет упругости стенок корпуса 10 генератора, либо с помощью встроенного в генератор сильфонного компенсатора .

трическая схема рентгеновского генератора с несимметричным каскадным умножителем напряжения , на фиг.4 - то же, разрез.

Рентгеновский генератор содержит каскадный умножитель с каскадами 1-4 напряжения, рентгеновскую трубку 5 с анодом 6, катодом 7 и стеклянным баллоном 8 и высоковольтный трансформатор 9. Все эти элементы размещены в корпусе 10 с высоковольтной изоляцией 11 и средствами 12 охлаждения. Компоненты каскадов 1-4 умножителя напряжения (диоды и конденсаторы) смонтированы на платах 13 в технике объемного бескаркасного монтажа. Корпус 10 выполнен герметичным и заполнен электроизоляционной средой, электризующейся при рабочих напряжениях генератора, например отвакуумированным конденсаторным маслом. Корпусами компонентов каскадов 1-4 умножителя напряжения в корпусе 10 сформированы каналы 14, обеспечивающие возможность протекания электроизоляционной жидкости между анодом 6 рентгеновской трубки 5 и зоной охлаждения корпуса 10 генератора. В эти каналы 14 выведены неизолированные выводы и электрические соединения 15 компонентов каскадов 1-4 умножителя напряжения. Эти выводы и соединения 15 расположены в параллельных плоскостях, перпендикулярных осям каналов 14. В каждой плоскости расположены неизолированные выводы и соединения 15 только одного из каскадов 1-4, причем эти плоскости распределены вдоль каналов 14 в порядке возрастания или убывания порядкового номера каскада 1-4 умножителя напряжения. Остальные выводы и соединения компонентов каскадов 1-4 умножителя выполнены изолированными.

Рентгеновский генератор работает следующим образом.

При подаче на первичную обмотку высоковольтного трансформатора 9 питающего напряжения, например в форме меандра с частотой 10 кГц, .на вторичной обмотке индуцируется напряжение повышенной амплитуды. За счет заряда и подзаряда емкостей каскадов 1-4 умножителя напряжения устанавливаются высокие относительно корпуса 10 потенциалы, возрастающие с номером каскада 1-4 умножителя, а между анодом 6 и катодом 7 рентгеновской трубдом 6 и катодом 7 рентгеновской труб0

5

0

5

0

5

0

5

ки 5 формируется напряжение, достаточное для генерации рентгеновского излучения при торможении электронов, вылетающих с катода 7, в теле анода 6. При этом происходит разогрев анода 6, а от него нагревается конденсаторное масло, омывающее анод 6. Конденсаторное масло электризуется при рабочих напряжениях умножителя напряжения, т.е. в нем появляется объемный заряд, интенсивно образующийся v неизолированных выводов и электросоединений 15 компонентов каскадов 1-4 умножителя, в результате этого в каналах 14 возникает направленное движение конденсаторного масла турбулентного характера в сторону возрастания потенциала вдоль каналов 14 (показано стрелками на фиг.2 и 4) от места расположения средств 12 охлаждения к аноду 6 рентгеновской трубки 5. Конденсаторное масло снимает с анода 6 выделяющееся на нем тепло и возвращается к месту расположения средств 12 охлаждения корпуса 10, где отдает тепло теплоносителю указанных средств 12. Таким образом, происходит эффективный направленный теплосъем с анода 6 и компонентов каскадного умножителя напряжения. Из-за разогрева конденсаторного масла при работе генератора его объем увеличивается. Компенсация изменения объема масла осуществляется либо за счет упругости стенок корпуса 10 генератора, либо с помощью встроенного в генератор сильфонного компенсатора .

Формула иэобр ет ения

Рентгеновский генератор, содержащий корпус с высоковольтной изоляцией, заполненный электризующейся при рабочих напряжениях генератора электроизоляционной средой, средства охлаждения корпуса установленные в корпусе посредством крепежных элементов, рентгеновскую трубку, высоковольтный трансформатор и каскадный умножитель напряжения, включенный между рентгеновской трубкой и высоковольтным трансформатором, отличающийся тем, что, с целью снижения габаритов и массы генератора при улучшении теплообмена, между компонентами каскадного умножителя, крепежнь)ми элементами и рентгеновской трубкой сформированы каналы, связывающие анодную часть рентгеновской трубки с зоной

5

охлаждения корпуса генератора, часть выводов и/или электрических соединений компонентов каждого каскада умножителя выполнена неизолированной, и эти неизолированные выводы и/или соединения выведены по меньшей мере в один из указанных каналов и расположены в параллельных плоскостях, перпендикулярных оси соответствующего начала в порядке убывания или возрастания вдоль по каналу порядкового номера каскада умножителя напряжения, к которому относятся соответствукяцие неизолированные выводы и/или электрические соединения компонентов каскадного умножителя напряжения.

Изобретение относится к области рентгенотехники, а более конкретно - к моноблочным рентгеновским генераторам с каскадными умножителями напряжения и средствами циркуляции электроизоляционной среды в корпусе генератора. Цель изобретения - снижение габаритов и веса генератора при улучшении теплообмена. Для этого компоненты каскадов 1-4 умножителя напряжения имеют неизолированные выводы и соединения 15, выведенные в конструктивные каналы 14, связывающие зону анода 6 рентгеновской трубки с зоной действия средств 12 охлаждения корпуса 10 генератора. Выводы и соединения 15 расположены в параллельных плоскостях, перпендикулярных каналам 14. Эти плоскости распределены вдоль каналов 14 в порядке возрастания или убывания порядковых номеров каскадов 1-4 умножителя напряжения, причем выводы и соединения 15 одной плоскости относятся к одному и тому же каскаду 1-4. 4 ил.

-Я . Л

гс / 1/Ј ло « Aw/ I

I, V I 111 V™

1M.J

Фиг.1

13

Фиг.З

Составитель К.Кононов Редактор Н.Киштулинец Техред М.Дидык

Заказ 1792

Тираж 664

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

13

Корректор Э.Лончакова

Подписное