Анод рентгеновской трубки Советский патент 1981 года по МПК H01J35/10 

Изобретение относится к рентгеновс кой технике, в частности к анодам рентгеновских трубок и может быть использовано преимущественно в рентгеновских труТбках с вращакодимся и неподвижным анодом. К большинству рентгеновских трубок предъявляется требование допускать ; большие мощности при малом размере источника излучения - фойусного пятна. Увеличение мощности при малом фокусном пятне увеличивает его трмпет ратуру. Существует предел, огранйчивага ий повышение мощности при данном размере фокусного пятна, опредешяемый состоянием материала в этой зоне В рентгеновских трубках с вращающимся анодом фокусная область пятна превращается в кольцо. Вращение анода позволяет распределить тепло, выделяемое на мишени по большей поверхности. Фокусная область располагается по возможности дальше от це ра вращения для тогб, чтобы эта зона двигалась с максимальной линейной скоростью. Температурное поле Ьрадаю щегося анода можно считать в первом приближении осесимметричным. Вращение анода осуществляется вращакадямся магнитным полем, создана емлм статором асинхронного двигателя, помещенного вне трубки. Ротором служит металлический цилиндр, расположенный на оси анода внутри трубки. При вращении анода положение источника излучения .( эффективного фокусного пятна) в пространстве неизмень о, а мтацность электронного пучка вь11деляется на кольцевой фокусной области на поверхности мишени. Темпера ура фокусной дорожки связана с числом оборотов и мощностью трубки следующим соотношением . . , где к.- постоянная, зависящая от материала мишени; Р - мощность трубки; t - время включения,п - число оборотов анода в секунду;г - раодиус фокусной дорожки. Одним из способов снижения температурных напряжений является выравнивание перепада температур между нагретыми и холодными участками мишени. Это выравнивание достигается увеличением поверхности мишени излучающей тепло.

Известно устройство, содержащее мишень, которая выполнена в виде кольца с намоткой.из вольфрамовой проволоки. Образованная слоем намотки поверхность увеличивает суммарную излучающую площадь мишени, а также дает возможность компенсировать температурные перемещения при неравномерном нагреве l .

Недостатками данной конструкции являются конструктивная сложность, невысокая технологичность и, как следствие вышеуказанных причин, малая надежность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является анод рентгеновской трубки, содержащий расположенные на валу обойму и размещенную внутри нее мишень.-Рентгеновская трубка содержит мишенное устройство, которое состоит из корпуса мишени, выполненной цельной или из нескольких частей, и накладки 2 .

Недостатками этой мишени являются конструктивная сложность, низкая технологичность и надежность, составляющих мишенное устройство элементов и низкая механическая прочность, обусловленная наличием концентратов напряжений и нарушением сплошности мишени, а также невысокая теплопроводность мишени, обусловленная наличием прорезей и канавок. Все вышеперчисленные факторы приводят к снижени срока службы мишенного устройства, наименее надежного конструктивного элемента рентгеновской трубки.

Цель изобретения - повышение механической прочности и увеличение срока службы.

Поставленная цель достигается тем что в аноде рентгеновской трубки, содержащем расположенные на валу обойму и расположенную внутри нее мишень, мишень выполнена в виде металлической ленты, навитой на вал.

На фиг. -1 приведена рентгеновская трубка с предлагаемым анодом, общий вид, на фиг. 2 - распределение окружных и радиальных напряжений по радиусу мишени анода.

Устройство содержит обойму 1, ленту 2, ось 3 и гайку 4.

Во время работы трубки электронный луч эксцентрично направляется на край вращающегося диска, свитого из ленты 2. При вращении положение источника рентгеновского излучения (эффективного фокусного пятна) в пространстве неиз-менно, а мощность электронного пучка выделяется-на колцевой фокусной обласо и на поверхност мишени,

Лента 2 в зависимости от конструктивного выполнения может свиваться

плотно или располагаться в обойме со спиральной канавкой.

высказанные предположения проверим следующим расчетом для сплошной неравномерно нагретой и вращающейся 5 мишени. Температурное поле для простоты дальнейших выкладок будем предполагать осесимметричным и изменяющимся линейно по радиусу.

Указанные факторы вызывают в мише IQ ни сложное напряженное состояние, которое можно оценить известными из сопротивления материалов формулами:

л 3+1) у г г

Тл-Ъ v-f;j---toV

GU

3(к-а-к;1

А- J±M Т Та- T-f К 8 gdE

-tej г

/

1-2.-r

де (Tj, и (Jp - радиальные и окружные

напряжения; А и В - константы, определяемые

из граничных условий - - коэффициент Пуассона,., X - удельный вес; Л) - угловая скорость вращения мишени;

Т и Тз - температура на поверхности г Q и г о( - коэффициент линейного

расширения,

Е - модуль нормальной упру0гости.-Распределения ,,(Jpno радиусу приведе.ны на фиг. 2. Из проведенных эпюр напряжений следует, что компенсировать знакопеременность окружных 5 напряжений можно, выполнив мишень из ленты, имеющей.возможность перемещаться в окружном направлении. ICpoме того, мишень, выполненная из прокатанной ленты, обладает большой прочностью именно в том направлении, в котором действуют наибольшие окружные напряжения.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет увеличить механическую прочность мишени, улучшить теплопередачу от мишени, упростить изготовление мишени, увеличить срок службы мишенного устройства и трубки в целом.

Формула изобретения Анод рентгеновской трубки,содержащий расположенные на валу обойму и размещенную внутри нее мишень, отли чающййс-я тем, что, с целью увеличения механической прочности и срока службы,мишень выполнена из металлической ленты, навитой на вал-.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Q 1. Патент СЗИА № 3821581, кл. 31360, Опублик. 1974.

2. Патент Великобритании 1262405, кл. Н 1 D, опублик. 1969 (йрототип.