一种X射线管的制作方法

一种x射线管
技术领域
1.本实用新型涉及一种x射线管，具体地，涉及医用x射线管的窗口散热结构的设计。


背景技术：

2.典型的医用旋转阳极x射线管芯的结构，通常由阳极、阴极和中间腰箍组成真空密封外壳。中间腰箍的设计根据x射线管的类型和设计功率的不同而采用不同的材质。在低功率的x射线管腰箍中整个管芯都是可以采用玻璃或者陶瓷结构。而在医用ct射线管或者其他高功率的x射线管中一般采用金属材质的腰箍设计。
3.固定在该密封外壳阴极端的灯丝在通电电流下受激溢出形成电子云。经阴阳极之间加载的高达40kv～150kv(
±
20kv～
±
75kv)的高压电场加速后，高速电子轰击固定在密封外壳阳极端的靶盘上，导致特征辐射及轫致辐射，从而产生x射线。产生的x射线通过x射线管的腰箍上的射线窗口出射到管外。该窗口一般采用硬x射线可穿透的金属材质，例如铍及铍合金或者钛及钛合金。窗口一般需要采用焊接，例如钎焊工艺，将其与腰箍牢固的焊接在一起。
4.窗口位置在使用过程中会长时间的承受x射线，同时也受到二次电子、其它散射电子的轰击。在这些作用下，窗口处的温度通常远高于腰箍上其他区域，导致在交变热负荷的使用条件下，由于表面与内层之间温差所产生的热应力，容易使得窗口焊接处或出射窗本身产生材料变形、变性、裂纹或发黑等不良，从而导致x射线管因真空泄露而失效。
5.目前为了改善射线窗口因为高温变形引起的失效，各大厂家都有不同的设计和方法。例如，1)采用在窗口周围固定一个散热片，如在cn211238152u中所公开的带散热窗口的x射线管，其在辐照区域(窗口区域)四周均匀分布有若干条散热槽(散热片)，以降低窗口的温度；2)窗口处增加一个屏蔽层设计，如在cn205959947u中所公开的高能x射线管：该密封外壳上设有射线出口窗，所述密封外壳对应其射线出口窗的内侧面上设有至少能覆盖所述射线出口窗的屏蔽窗，该屏蔽窗由硬x射线可透过材料制成。
6.但尽管已经采取了上述多种方法，由于现有技术中的这些窗口区域的散热能力仍然不足，所以窗口以及窗口焊接区域的真空泄露仍然是x射线管失效的一个主要故障之一。因此如何以较优化的设计实现高效率减少窗口失效，是一项很有价值的工作。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种具有新型射线出窗口设计的x射线管，通过在窗口钎焊四周增加通油冷却管路设计来降低射线窗口处的温度，从而降低金属管壳在窗口钎焊处发生变形或者开裂漏气的几率。根据本实用新型的一个方面，提供了一种x射线管，包括：腰箍，所述腰箍的外周壁设置有窗口，所述窗口用于使x射线穿过；阴极部和阳极部，所述阴极部和所述阳极部在轴向上分别固定连接于所述腰箍的两端；以及散热组件，绝缘油在所述散热组件内流过，所述散热组件构造成使得所述绝缘油流经所述窗口的周边。
8.以这种方式，通过使绝缘油流经所述窗口的周边的散热组件，能够更高效地将热
量从窗口的钎焊部位导出，并通过增大的表面积将热量消散，从而能够保护窗口的钎焊部位，避免其过热。
9.进一步地，所述散热组件包括散热管，所述散热管沿所述窗口的周边延伸而设置在所述腰箍的外周壁上，所述散热管具有入口和出口，并且所述绝缘油能够通过所述入口和所述出口流过所述散热管。
10.以这种方式，通过循环经过散热管的绝缘油，能够更好地从钎焊部位带走热量，并且持续不断地将冷却的绝缘油提供至钎焊部位，从而能够高效地冷却钎焊部位。
11.进一步地，所述散热管用铜制合金制成。
12.以这种方式，采用高散热率的铜制合金，能够更好地消散来自窗口的钎焊部位的热量。
13.进一步地，所述散热管为扁平管路结构。
14.以这种方式，散热管能够紧密地在窗口周围贴附在钎焊部位处，从而更有利于在钎焊部位处产生的热传导至散热管。
15.进一步地，所述散热管机械固定或机械焊接至所述窗口的周边。
16.以这种方式，散热管能够进一步紧密地在窗口周围贴附在钎焊部位处，从而利于钎焊部位处至散热管的热传导。
17.进一步地，所述入口和所述出口朝向相同的方向或朝向相反的方向。
18.以这种方式，入口和出口朝向相同的方向，能够实现更紧凑的布局，从而实现散热系统的小型化；而入口和出口朝向相反的方向使得热的绝缘油与冷的绝缘油的流动路径相分离，避免流出的热的绝缘油对流入的冷的绝缘油的传热，从而进一步提高冷却效率。
19.进一步地，所述入口和所述出口沿所述腰箍的轴向方向或垂直于所述轴向方向设置。
20.以这种方式，将入口和出口沿腰箍的轴向方向或垂直于该轴向方向设置，能够实现更规整的布局，从而使散热管的安装更加容易。
21.进一步地，所述散热管围绕所述窗口的周边延伸形成一匝结构或多匝结构。
22.以这种方式，通过将散热管设置为一匝结构或多匝结构，能够根据需要来配置散热管的数量，使得设计灵活性更高。
23.进一步地，所述散热管围绕所述窗口的周边延伸形成多匝结构，所述多匝结构包括以平铺方式嵌套布置的多个并行管段，相邻并行管段之间通过连接管段连接，使得相邻并行管段内的绝缘油围绕所述窗口的流动方向相反。
24.以这种方式，通过使相邻并行管段内的绝缘油的流动方向相反，能够进一步促进热的绝缘油与冷的绝缘油之间的相互热传递，从而进一步提升散热效率。
25.本实用新型的技术方案采用了新的x射线管的窗口散热结构，通过在窗口周围增加了散热管以及油循环，能够高效地降低窗口钎焊区域的温度，从而降低了钎焊区域因热变形而导致真空泄露的概率。
26.根据本实用新型的另一方面的技术方案，所述散热组件包括；散热壳体，形成包围所述腰箍、所述阴极部和所述阳极部的绝缘油腔，并且所述散热壳体具有在其内部延伸的进油管以及通向所述散热壳体外部的出油口，所述进油管具有从所述散热壳体的外部通向内部的进油管入口和邻近所述窗口的周边设置的进油管出口，所述进油管出口设置成使得
从所述进油管出口流出的绝缘油能够冲击在所述窗口所在的区域；以及循环泵，流体连接至所述进油管入口与所述出油口，从而形成所述绝缘油的循环回路。
27.以这种方式，通过将进油管出口设置成使得流出的绝缘油直接冲击在窗口所在区域，能够使流出的冷的绝缘油冲击在窗口的区域上，从而更加高效地从窗口区域带走热量。
28.进一步地，所述进油管出口的流出方向与所述窗口的所在平面形成为锐角。
29.以这种方式，通过将进油管出口的流出方向与窗口所在平面设置成形成锐角，能够使流出的冷的绝缘油在冲击在窗口的区域之后，地毯状平铺蔓延过窗口的区域，从而更进一步高效地从窗口区域带走热量。
30.进一步地，还包括控制器与设置在所述进油管内的温度传感器，所述控制器能够根据所述温度传感器感测的温度而控制所述循环泵的流速。
31.以这种方式，通过设置了控制器和温度传感器，能够根据进油管内的温度高低来调节循环泵的流速，从而能够实现节能高效。
32.进一步地，所述进油管内设置有沿流向的导流槽。
33.以这种方式，通过在进油管内设置导流槽，防止在冷的绝缘油涌入时，在进油管内产生涡流，影响油路循环。
34.进一步地，所述窗口的周边形成有沿所述腰箍的径向突起的周边凸台。
35.以这种方式，通过窗口的周边设置为突起的周边凸台，使得流出的冷的绝缘油冲击在窗口的区域之后，环绕窗口的周边凸台，从而进一步高效地从窗口区域带走热量。
36.本实用新型的技术方案采用了新的x射线管的窗口散热结构，通过使循环的绝缘油直接冲击在窗口区域，并且将窗口区域设置为凸台结构，有利于绝缘油从窗口区域带走热量，能够高效地降低窗口钎焊区域的温度，从而降低了钎焊区域因热变形而导致真空泄露的概率。
附图说明
37.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
38.图1示出了根据本实用新型的一个实施方式的x射线管的顶视图；
39.图2示出了图1中的x射线管的立体图；
40.图3示出了根据本实用新型的另一个实施方式的x射线管的顶视图；
41.图4示出了图3中的x射线管的立体图；
42.图5示出了根据本实用新型的又一个实施方式的x射线管的立体图；
43.图6示出了图5中的x射线管的局部剖视图；
44.图7示出了图5中的x射线管的另一局部剖视图；
45.图8示出了根据本实用新型的又一个实施方式的x射线管的立体图；以及
46.图9示出了图8中的x射线管的局部剖视图。
47.其中，上述附图包括以下附图标记：
48.1：
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腰箍；
49.2：
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阴极部；
50.3：
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阳极部；
51.4：
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窗口；
52.5：
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散热管；
53.51：
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入口；
54.52：
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出口；
55.6：
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进油管；
56.61：
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进油管入口；
57.62：
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进油管出口；
58.7:
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温度传感器。
具体实施方式
59.为需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
60.需要指出的是，除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
61.在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。
62.为了解决现有技术中x射线管的窗口处散热效果差的技术问题，提供了本实用新型的x射线管。
63.图1示出了根据本实用新型的一个实施方式的x射线管的顶视图。图2示出了图1中的x射线管的立体图。
64.根据本技术的一个实施方式的一种x射线管，包括：腰箍1，腰箍1的外周壁设置有窗口4，窗口4用于使x射线穿过；阴极部2和阳极部3，阴极部2和阳极部3在轴向上分别固定连接于腰箍1的两端；以及散热组件，绝缘油在散热组件内流过，散热组件构造成使得绝缘油流经窗口4的周边。
65.通过使绝缘油流经所述窗口的周边的散热组件，能够更高效地将热量从窗口的钎焊部位导出，并通过增大的表面积将热量消散，从而能够保护窗口的钎焊部位，避免其过热。
66.根据本技术的一个实施方式，所述散热组件包括散热管5，散热管5沿窗口4的周边延伸而设置在腰箍1的外周壁上。散热管5具有入口51和出口52，并且绝缘油能够通过入口51和出口52流过散热管5。
67.通过循环经过散热管的绝缘油，能够更好地从钎焊部位带走热量，并且持续不断地将冷却的绝缘油提供至钎焊部位，从而能够高效地冷却钎焊部位。
68.根据本技术的一个实施方式，散热管5用铜制合金制成。
69.采用高散热率的铜制合金，能够更好地消散来自窗口的钎焊部位的热量。
70.根据本技术的一个实施方式，散热管5为扁平管路结构。
71.散热管能够紧密地在窗口周围贴附在钎焊部位处，从而更有利于在钎焊部位处产
生的热传导至散热管。
72.根据本技术的一个实施方式，散热管5机械固定至窗口4的周边。根据本技术的一个实施方式，散热管5机械焊接至窗口4的周边。
73.散热管能够进一步紧密地在窗口周围贴附在钎焊部位处，从而利于钎焊部位处至散热管的热传导。以这种方式，散热管能够更紧密地在窗口周围贴附在钎焊部位处，从而利于钎焊部位处至散热管的热传导。
74.图3示出了根据本实用新型的另一个实施方式的x射线管的顶视图。图4示出了图3中的x射线管的立体图。
75.根据本技术的一个实施方式，入口51和出口52朝向相同的方向，如图3所说义。根据本技术的一个实施方式，入口51和出口52朝向相反的方向，如图1所示。
76.以这种方式，入口和出口朝向相同的方向，能够实现更紧凑的布局，从而实现散热系统的小型化；而入口和出口朝向相反的方向使得热的绝缘油与冷的绝缘油的流动路径相分离，避免流出的热的绝缘油对流入的冷的绝缘油的传热，从而进一步提高冷却效率。
77.根据本技术的一个实施方式，入口51和出口52沿腰箍1的轴向方向(如图3所示)或垂直于轴向方向(如图1所示)设置。
78.将入口和出口沿腰箍的轴向方向或垂直于该轴向方向设置，能够实现更规整的布局，从而使散热管的安装更加容易。
79.根据本技术的一个实施方式，散热管5围绕窗口4的周边延伸形成一匝结构或多匝结构。
80.通过将散热管设置为一匝结构或多匝结构，能够根据需要来配置散热管的数量，使得设计灵活性更高。
81.根据本技术的一个实施方式，散热管5围绕窗口4的周边延伸形成多匝结构，多匝结构包括以平铺方式嵌套布置的多个并行管段，相邻并行管段之间通过连接管段连接，使得相邻并行管段内的绝缘油围绕窗口4的流动方向相反。
82.通过使相邻并行管段内的绝缘油的流动方向相反，能够进一步促进热的绝缘油与冷的绝缘油之间的相互热传递，从而进一步提升散热效率。
83.本实用新型的设计采用了新的x射线管的窗口散热结构，通过在窗口周围增加了散热管以及油循环，能够高效地降低窗口钎焊区域的温度，从而降低了钎焊区域因热变形而导致真空泄露的概率。
84.图5示出了根据本实用新型的又一个实施方式的x射线管的立体图。图6示出了图5中的x射线管的局部剖视图，其中示出了导流槽。图7示出了图5中的x射线管的另一局部剖视图，其中示出了进油管出口的流出方向与窗口的所在平面形成为锐角。
85.根据本技术的一个实施方式，所述散热组件包括；散热壳体(未示出)，形成包围腰箍1、阴极部2和阳极部3的绝缘油腔，并且散热壳体具有在其内部延伸的进油管6以及通向散热壳体外部的出油口，进油管6具有从散热壳体的外部通向内部的进油管入口61和邻近窗口4的周边设置的进油管出口62，进油管出口62设置成使得从进油管出口62流出的绝缘油能够冲击在窗口4所在的区域；以及循环泵，流体连接至进油管入口61与出油口，从而形成绝缘油的循环回路。
86.通过将进油管出口设置成使得流出的绝缘油直接冲击在窗口所在区域，能够使流
出的冷的绝缘油冲击在窗口的区域上，从而更加高效地从窗口区域带走热量。
87.根据本技术的一个实施方式，进油管出口62的流出方向与窗口4的所在平面形成为锐角。
88.通过将进油管出口的流出方向与窗口所在平面设置成形成锐角，能够使流出的冷的绝缘油在冲击在窗口的区域之后，地毯状平铺蔓延过窗口的区域，从而更进一步高效地从窗口区域带走热量。
89.根据本技术的一个实施方式，还包括控制器与设置在进油管6内的温度传感器7，控制器能够根据温度传感器7感测的温度而控制循环泵的流速。具体地，当温度传感器7所感测的温度高于一阈值时，控制器增加循环泵的流速；而当温度传感器7所感测的温度低于该阈值时，控制器降低循环泵的流速。
90.通过设置了控制器和温度传感器，能够根据进油管内的温度高低来调节循环泵的流速，从而能够实现节能高效。
91.根据本技术的一个实施方式，进油管6内设置有沿流向的导流槽63，如图7中所示。
92.通过在进油管内设置导流槽，防止在冷的绝缘油涌入时，在进油管内产生涡流，影响油路循环。
93.图8示出了根据本实用新型的又一个实施方式的x射线管的立体图。图9示出了图8中的x射线管的局部剖视图。
94.根据本技术的一个实施方式，窗口4的周边形成有沿腰箍1的径向突起的周边凸台。
95.以这种方式，通过窗口的周边设置为突起的周边凸台，使得流出的冷的绝缘油冲击在窗口的区域之后，环绕窗口的周边凸台，从而进一步高效地从窗口区域带走热量。
96.本实用新型的技术方案采用了新的x射线管的窗口散热结构，通过使循环的绝缘油直接冲击在窗口区域，并且将窗口区域设置为凸台结构，有利于绝缘油从窗口区域带走热量，能够高效地降低窗口钎焊区域的温度，从而降低了钎焊区域因热变形而导致真空泄露的概率。
97.显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
98.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
99.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
100.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。