Вращающийся анод рентгеновской трубки
Изобретение относится к рентгенотехнике, а более конкретно к вращающимся анодам рентгеновских трубок, применяемых в медицинской диагностике. Технический результат - увеличение срока службы и нагрузочной способности вращающегося анода. Анод выполнен из основного корпуса и размещенной на его поверхности мишени. Основной корпус выполнен из двух или более слоев, причем внутренний слой или слои, прилегающие к мишени, выполнены из материалов, теплопроводность которых составляет не менее 0,8 от теплопроводности материала мишени, а внешний слой или слои выполнены из титана или его сплавов. Толщины слоев основного корпуса определены аналитическим варажением. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к рентгенотехнике, а более конкретно к вращающимся анодам рентгеновских трубок, применяемых в медицинской диагностике.
Известен вращающийся анод рентгеновской трубки, при изготовлении которого на несущий слой молибдена наносят посредством штамповки с быстрой деформацией слой-мишень из вольфрама, после чего с помощью высокотемпературного напыления увеличивают толщину несущего слоя до уровня, достаточного для обеспечения хорошего теплоотвода при работе на больших мощностях (пат. США N 4641333 (з. N 773725 от 09.09.85), МКИ H 01 J 35/10, НКИ 378-144 (РЖ ИСМ 128-12-87)). Однако данная конструкция анода достаточно сложна в изготовлении, а также имеет большой вес, что приводит к высокой нагрузке на подшипники при вращении анода и, как следствие, снижению ресурса трубки. Наиболее близким техническим решением к изобретению, по технической сущности - прототипом, является вращающийся анод рентгеновской трубки, содержащий вольфрамовую мишень и титановый корпус, который за счет низкого удельного веса облегчает работу узла вращения анода (заявка Франции N 2592987 (з. N 8600318 от 10.01.86), заявитель Thomson-CGR, МКИ H 01 J 35/10 (РЖ ИСМ 128-03-88)). Однако известная конструкция не позволяет эффективно охлаждать зону фокусной дорожки из-за низкой теплопроводности титана, что при работе анода на больших мощностях может привести к перегреву области титанового корпуса, прилегающую к зоне фокусной дорожки. Выполнение основного корпуса из титана в расчете на то, что низкую теплопроводность титана можно компенсировать увеличением диаметра анода и его скорости вращения, приводит к увеличению размеров рентгеновских трубок и, как следствие, размеров и веса излучателя рентгеновского аппарата. Кроме того, увеличение диаметра и скорости вращения приводит к дополнительным требованиям к узлу вращения и балансировке анода, что весьма затруднительно из-за низкой плотности титана. Формула для расчетов температур анодов, приведенная авторами прототипа, позволяет оценивать только максимальную температуру фокусного пятна при кратковременных экспозициях (0,01-0,1 с), в основном зависящую от теплопроводности материала мишени, в то время как при достаточно больших временах экспозиции (1-10 с) возникает опасность перегрева не только мишени, но и корпуса анода. Кроме того, большая разница коэффициентов линейного расширения титана и вольфрама приводит к высоким термонапряжениям в аноде, что отрицательно сказывается на сроке службы анода и его надежности. Задачей авторов является увеличение срока службы и повышение нагрузочной способности вращающегося анода. Для решения поставленной задачи авторы предлагают во вращающемся аноде рентгеновской трубки, выполненном из основного корпуса и размещенной на его поверхности мишени, основной корпус выполнять из двух или более слоев, причем внутренний слой или слои, прилегающие к мишени, выполнять из материалов, теплопроводность которых составляет не менее 0,8 от теплопроводности материала мишени, а внешний слой или слои выполнять из титана или его сплавов, при этом толщины слоев основного корпуса выбираются из соотношения







Формула изобретения
1. Вращающийся анод рентгеновской трубки, выполненный из основного корпуса и размещенной на его поверхности мишени, отличающийся тем, что основной корпус выполнен из двух или более слоев, причем внутренний слой или слои, прилегающие к мишени, выполнены из материалов, теплопроводность которых составляет не менее 0,8 от теплопроводности материала мишени, а внешний слой или слои выполнены из титана или его сплавов, при этом толщины слоев основного корпуса выбраны из соотношения
где Tп - температура плавления внешнего слоя основного корпуса;
T - температура тыльной поверхности анода в зоне фокусной дорожки;
Q - мощность теплового потока при эксплуатации анода;
b - толщина анода в зоне фокусной дорожки;
h0 - толщина мишени;
h1 - толщина слоев корпуса, прилегающих к мишени;
L - коэффициент теплопроводности внешнего слоя корпуса;
D - диаметр фокусной дорожки;
d - ширина фокусного пятна. 2. Вращающийся анод рентгеновской трубки по п.1, отличающийся тем, что слой основного корпуса, прилегающий к мишени, выполнен из молибдена или его сплавов.
NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение
Извещение опубликовано: 20.10.2004 БИ: 29/2004