Рентгеновская трубка Советский патент 1981 года по МПК H01J35/10 

(54) РЕНТГЕНОВСКАЯ ТРУБКА

Изобретение относится к рентгеновским трубкам с вращающимся анодом, охлаждаемым проточным теплоносителем. Известны рентгеновские трубки, содержащие полый анод, в котором имеется замкнутая и незамкнутая полости, причем замкнутая полость примыкает к фокусной дорожке и частично заполнена теплоносителем, а по незамкнутой полости циркулирует проточный теплоноситель, охлаждающий стенку замкнутой полости, на которой происходит конденсащ1я паров теплоносителя, находящегося в замкнутой полости {1}. Однако указанная конструкция трубки: обеспечивает эффективный теплоотвод, но толысо в узком диапазоне режимов работы, поскольку при изменении режима нарушается равновесие между процессами образования и конденсащш пара. Наиболее близком по технической сущности к предлагаемой является рентгеновская тру&са, содержащая корпус, катод, полый вращающийся анод, разделенный на две полости перегородкой с отверстиями, причем первая полость- соединена с средствами теплоносителя, а вторая - с средствами отвода теплоносителя/ Конструкция первой полости обеспечивает охлаждение фокусной дорожки за счет процесса испарения теплоносителя на обратной по отнощению к фокусной дорожке стороне анода 2. Недостатком известной трубки является недостаточная зффективность теплоотвода, связанная с тем, что в ней практически не имеет места теплоотвод от разделительной перегородкц. Цель изобретения - повышение зффектив, ности теплоотвода. Поставленная цель достигается тем, что в рентгеиовской трубке, содержащей корпус,-катод, полый вращающийся анод, разделенный на две полости перегородкой с отверстиями, причем первая полость соединена с средствами подачи теплоносителя, а вторая, охватываемая фокусной дорожкой - с средствами отвода теплоносителя, первая полость также соединена с средствами отвода теплоносителя, а размеры отверстий в перегородке, разделяющей . первую и вторую полости, выбраны таким образом, чтобы отноиюние поступающего во вторую полость потока к проходящему вдоль перегородки теплоносителя потоку было менее 1/2. При этом отверстия в перегородке для прохода теплоносителя из первой полости во вторую, а также отверстия для вывода теплоносителя из второй полости вьшолнены в виде капилляров или капиллярных щелей. Такая конструкция позволяет не только отводить тепло от локально разогретой поверхности анода к многок ратно увеличенной по што щади тештопередающеи разделительной стенке с последующим теплоотводом от нее проточным теплоносителем, но и производить ускоpeiffloe охлаждение находящегося во второй полости двухфазного теплоносителя за счет обмена части паровой фазы на жидкую непосредственно из проточного теплоносителя. На чертеже схематически представлена рентгеновская трубка. Рентгеновская трубка содержит вращающийся анод 1 с фокусной дорожкой 2, в котором имеются две полости 3 и 4, разделенные перегородкой 5. В первую полость 3 поступает про точный теплоноситель, который затем через отверстия 6 поступает во вторую полость 4, охватьшаемую фокусной дорожкой 2. В полости теплоноситель находится в двухфазном состоянии (например, пар-вода). Для отвода теплоносителя из полости 4 служат отверстия 7. Последние, равно как и отверстия 6, предпочтительно вьшолнены в виде капилляров ири капиллярных щелей. В зоне отверстий 6 теплоноситель разделяется на два потока, один из которых поступает в полость 4, а второй идет вдоль поверхности перегородки 5 в полость 3. Размеры отверстий 6 таковы, что отнощение указанных потоков менее 1/2. В процессе работы njnioK электронов (на чертеже показан стрелками) нагревает фокусную дорожку 2 вращающегося анода 1. При вращении анода 1 жидкая фаза двухфазного теплоно ситеяя дентробежными силами отбрасывается на поверхность 8 полости 4 непосредстве1шо по фокусную дорожку 2. Разогрев фокусной дорожки 2 приводит к увеличению температуры поверхности 8 и превращению жидкой фазы теплоносителя в пар, который конденсируется на поверхности перегородки 5 в полости 4. Дей ствие центробежных сил приводит к возврату конденсата снова в зону испарения. Одновременно с этим происходит непосредственное охлаждение и конденсация части пара на жидкой фазе теплоносителя, поступающего в полость 4 через отверстия 6. В полости 4 под действием потока теплоносителя создается перепад Давлений и избыточное количество жидкой фазы двухфазного теплоносителя выходит через отверстия 7 по направлению движения потока теплоносителя в зоне отвода его от поверхности перегородки 5 в полости 3. Размеры отверстий 6 и 7 для ввода и вывода теплоносителя выбираются таким образом, чтобы отнощение величины потока теплоносителя, поступающего во вторую полость 4, к величине потока теплоносителя, идущего вдоль разделительной перегородки, составляло менее 1/2. В этом режиме количество жидкого теплоносителя, поступающего в полость 4, не препятствует образованию пара и служит улучщению условий конденсации. Для локализации и усиления процесса парообразования поверхность 8 полости 4 образована пересечением двух конических поверхностей, образуюидах минимальную толщину стенки анода в районе фокусной дорожки. Ввиду наличия отверстий или щелей в перегородке 5 обеспечивается непосредственный контакт двухфазного теплоносителя, находящегося в полости 4, с потоком теплоносителя и происходит ускоренный- саморегулируемый теплообмен за счет чего создаются условия для увеличения допустимой удельной мощности рентгеновской трубки и, следовательно, для значительного сокращения времени эксперимента при проведении рентгенографических исследований. Формула изобретения 1.Рентгеновская трубка, содержащая корпус, катод, полый вращающийся анод, разделенный а две полости перегородкой с отверстиями, причем первая полость соеданена с средствами одачи теплоносителя, а вторая, охватываемая окусной дорожкой - с средствами отвода еплоносителя, отличающаяся тем, то, с целью повышения эффективности тешготвода, первая полость также соединена с средтвами отвода теплоносителя, а размеры отвертий в перегородке, разделяющей первую и торую полости, выбраны таким образом, чтоы отнощение поступающего во вторую полость отока к проходящему вдоль перегородки пооку теплоносителя было менее 1/2. 2.Трубка по п. 1, отличающа;яся ем, что отверстия в перегородке для прохода еплоносителя из первой полости во вторую, также отверстия для вывода теплоносителя з второй полости выполнены в виде капилляов или капиллярных щелей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.3аявка Франции № 2134727, кл. Н 01J 35/00, публик. 1972, 2. Вышеизложенная заявка ФРГ N 1614368, л. 21 g 17/03, опублик 1970. (прототип).