Рентгеновская ионная трубка, например, для структурного анализа Советский патент 1940 года по МПК H01J35/20 

Широкому внедрению методов рентгено-структурного анализа в значительной мере препятствует отсутствие простой, безопасной, удобной в обращении и достаточно производительной аппаратуры. Для увеличения производитель-кости структурного рентгеновского аппарата обычно идут либо по пути применения рентгеновской трубки с вращающимся анодом либо по пути применения специальных фокусирующих методов. Второй путь, давая значительный выигрыщ во (Времени исследования, особенно при тех методах рентгеноструктурного анализа, при которых достаточно получения одной линии, тем не менее не является универсальным. Поэтому вопрос о создании производственной конструкции мощной рентгеновской трубки с вращающимся анодом продолжает оставаться актуальным.

-В настоящее время предложен целый ряд конструкций мощных разборных рентгеновских трубок для структурного анализа с вращающимся анодом. Однако эти приборы сложны по конструкции, как правило, электрически небезопасны, требуют для обслуживания квалифицированного персонала. Поэтому до сих пор они не получили должного распространения.

Изобретение относится к типу рентгеновских ионных трубок, например, для структурного анализа, с вращающимся анодом, щток которого является валом насоса, производящего откачку трубки.

В предлагаемой трубке, с целью использования масла для уплотнения вращающегося щтока анода, в качестве насоса для откачки трубки применен ротационный масляный вакуумный насос, а для охлаждения вращающегося анода используется трансформаторное масло.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез рентгеновской инонной трубки, например, для структурного анализа; 2 - вертикальный разрез по оси ротационного масляного вак умного насоса; фиг. 3 - горизонтальный разрез его по АВ фиг. 2; фиг. 4 - вертикальный разрез насоса в другой форме выполнения его; фиг. 5 - горизонтальный разрез по CD фиг. 4; фиг. 6 - электрическую схему устройства трубки.

Трубка, вакуумный насос 1, шестеренчатый нагнетательный насос 5 для охлаждения анода и корпуса, трансформатор 9 высокого напряжения и кенотроны 10 помещены в один общий бак, залитый трансформаторным маслом до уровня ММ. Последнее является, таKHiM образом, не только охлаждающей и изолирующей средой для трансформатора и рентгеновской трубки, но также и вакуумным уплотнителем для насоса и разъемных мест разборной рентгеновской трубки.

Вал двухступенчатого масляного ротационного насоса 1 является штоком вращающегося анода 2 (фиг. 2), а корпус 5 рентгеновской трубки составляет непосредственное продолжение форвакуумного насоса 1. С помощью канала 4 (показанного пунктиром на фиг. 2) разрядное пространство корпуса трубки соединено с насосом 1. Масляный щестеренчатый насос 5 служит для охлаждения рентгеновской трубки. С помощью патрубка 6 (фиг. 3) масло поступает во вращающийся анод 2. Засасывание же масла в шестеренчатый насос 5 производится через корпус .3 трубки, чем обусловливается также и его охлаждение (путь масла показан стрелками).

При дальнейшем развитии конструкции можно будет заменить шестеренчатый насос редуктором 7, предназначаемым для передачи вращения от вала 8 мотора к насосу и аноду трубки.

Трансформатор 9 высокого напряжения помещен в нижней части бака. Система параллельно включенных кенотронов 10 обеспечивает получение постоянного тока (см. электрическую схему прибора на фиг. 6).

В дальнейшем при переходе к самовыпрямляющим конструкциям ионных катодов эта часть может быть вообще исключена. Отрицательный полюс трансформатора подводится к ионному катоду // рентгеновской трубки, корпус и анод которой заземлены.

Катод // трубки снабжен радиатором из красной меди для лучшего охлаждения. Изолятор 12 катода (кварц или пирекс) также целиком погружен в масло. Уплотнение всех частей трубки выполнено из резииы или из свинцовых проволочных прокладок.

Окно 13 для выхода рентгеновских лучей выполнено, как обычно, из алюминиевой фольги.

Регулировка тока трубки производится посредством регенерационного устройства 14 (пережим шланга).

В предлагаемой конструкции уплотнение вращающегося штока анода вообще отсутств ует. В нерабочем состоянии масло в приборе заполняет насос и зазор между штоком и корпусом трубки до отметки ММ. При пуске насоса / масло выталкивается лопатками ротора насоса через выхлопной клапан 17 (фиг. I и 3) в бак прибора и начинается откачка трубки. Вращение ротора насоса тем самым совершенно исключает возможность попадания масла в рентгеновскую трубку. Разумеется, что перед остановкой прибора необходимо сначала впустить воздух в трубку, а затем остановить насос. В противном случае масло может заполнить все разрядное пространство трубки. Это замечание относится, впрочем, только к .насосам с плохо притертым клапаном. Хорошие насосы, как известно, не пропускают масла в реципиент даже при их остановке.

Верхняя секция а вакуумного насоса / служит для образования высокого вакуума, а нижняя Ь - для предварительного вакуума.

Помещение всех деталей рентгеновского аппарата в один общий бак, заполненный трансформаторным маслом, широко используется современной рентгено-техникой для электрически и рентгеновски безопасных аппаратов с запаянными трубками. При применении этого к разборным трубкам с вращающимся анодом совершенно отпадает необходимость в специальных вакуумных уплотнениях, а также в сальниках для вывода охлаждающей жидкости из вращающегося анода и насоса для охлаждения, что обычно доставляет особенно много заботы обслуживающему персоналу, а вся установка получается целидом .защитной, что в разборных трубках обычного типа достигается ценой громоздкой экранировки заземленными металлическими кожухами деталей прибора, несущих высокое напряжение.

Теплоотдача всего прибора невелика, поэтому при работе на небольших нагрузках или при кратковременной работе на полной мощности не требуется применения проточного охлаждения от водопровода, а для приведения в действие необходим только штепсель переменного тока. При конструировании аналогичных конструкций на большую мош,ность яе представляет труда, введя в бак змеевик с проточным водяным охлаждением, значительно увеличить мощность конструкции.

Изображенная на фиг. 1-3 конструкция предусматривает использование в качестве ваккумного насоса двухступенчатого насоса. Во избежание значительных переделок насоса ввод масла для охлаждения анода может производиться через систему сверлений, выполненных в барабане секции высокого вакуума. Такое конструктивное оформление прибора весьма упро-, щает его Изготовление, однако, при этом не исключена возможность частичного просасывания охлаждающего анод масла в высоковакуумную секцию насоса. Попадание масла в рабочее пространство насоса вообще говоря не вредит его работе, но несколько замедляет скорость откачки. Поэтому нри дальнейшем развитии конструкции следует сконструировать специальный насос с полым валом, проходящим через обе секции насоса (фиг. 4 и 5). Через вертикальный патрубок 6, проходящий в центре вала, можно значительно проще осуществить подачу масла для охлаждения анода.

Точно так же возможно, удлинив вал анода, поместить катод трубки не над анодом, а под ним. В этом случае отпадет необходимость в кабеле 16 и кожухе 15 катода. Катод будет помещен в общем баке и габариты всего аппарата уменьшатся.

Освоение такого аппарата позволит производственным и научно-исследовательским рентгеновским лабораториям во много раз сократить время на получение рентгенограммы, а также позволит практически применить методы рентгеновского структурного анализа при разрешении ряда проблем, требующих скоростных методов исследования (фазовый анализ при высоких температурах, кинетика фазовых превращений, скоростное измерение динамических напряжений в металле и т. д.).

Предмет изобретения.

1.Рентгеновская ионная трубка, например, для структурного анализа, с вращающимся анодом, шток которого является валом насоса, производящего откачку трубки, отличающаяся тем, что в качестве насоса для откачки трубки применен ротационный масляный вакуумный насос с целью использования масла для уплотнения вращающегося штока анода.

2.В трубке по п. 1 использование трансформаторного масла для охлаждения вращающегося анода.