一种X射线源机头散热系统的制作方法

一种x射线源机头散热系统
技术领域
1.本发明涉及x射线源散热技术领域，具体涉及一种x射线源机头散热系统。


背景技术：

2.x射线源组合机头是医疗成像设备的核心部件，其将高压发生器与x射线球管组合成一体，两部分处于一个密闭的腔体内，大大地缩小了x射线源的结构尺寸。由于x射线管在工作时，99％的能量将以热量散发出去，若组合机头热容量不足，则会导致组合机头中内部温度快速上升。组合机头体积与热容量成正比关系，组合机头体积越大，工作时温度上升速度越慢，可连续工作的时长越长，但受限于c型臂结构尺寸，不可能无限制的扩大组合机头尺寸，且在洁净手术室中风速及风量受限，不易采用风冷进行散热，这也导致了现有的c型臂x射线源组合机头不能长时间连续工作。
3.在这样的情况下，医院采取间隙性工作方式来散热，工作一段时间、冷却一段时间，从而保持组合机头内部温度不超过限值，但此种工作方式会导致设备利用率低下。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中x射线源组合机头因散热缓慢而无法连续工作的缺陷，从而提供一种x射线源机头散热系统。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种x射线源机头散热系统，包括：机头，所述机头内设置有x射线管组件；内循环散热组件，包括设置在机头内的绝缘油以及搅动所述绝缘油流动的油泵；外循环散热组件，包括包覆所述x射线管组件的散热件、冷却液以及设置在所述机头外部的驱动件，所述冷却液受驱动件驱动并循环通过所述散热件。
6.可选的，所述机头内设置有油位气囊，且所述油位气囊受绝缘油体积变化而膨胀或缩小。
7.可选的，所述油位气囊设有与外界空气相通的通气口。
8.可选的，所述绝缘油充满所述机头的内部空间。
9.可选的，所述驱动件为水泵，所述水泵与散热件之间设有进水管和出水管，所述进水管和出水管的两端均分别连接水泵和散热件。
10.可选的，所述进水管和出水管设置在x射线系统的c型臂中，所述机头设置在c型臂的一端。
11.可选的，所述散热件包括至少一个散热板，任一所述散热板的两端分别与进水管和出水管相接，所述散热板内设置若干供冷却液流动的散热微孔。
12.可选的，所述散热板的数量若干，若干所述散热板沿着x射线管组件的轴向并排设置。
13.可选的，所述散热板为弧形。
14.可选的，还包括弹性水箱，设置在所述c型臂的另一端；所述弹性水箱的一端与水泵连接，所述弹性水箱的另一端与进水管连接。
15.本发明具有以下优点：
16.1、x射线源机头散热系统包括设置在c型臂底端的机头、内循环散热组件和外循环散热组件，内循环散热组件为油冷，设置在机头内部；外循环散热组件为水冷，一部分设置在机头内部，另一部分设置在机头外部，绝缘油在机头内部循环，吸收机头内部的x射线管组件工作时散发的热量，均匀散热；外循环中的冷却液在x射线管组件的外表面流过，并在机头外部循环，冷却液在机头内吸热，机头外散热。通过内循环和外循环组合的方式进行散热，极大提高了散热效率，使x射线源能够连续工作。
17.2、散热件包覆x射线管组件，散热件中的散热板内部开设有散热微孔，通过水泵驱动冷却液在散热微孔中流动，同等压力下，孔径越小，液体流速越快，因此，冷却液能够飞速地从散热微孔中流动，即冷却液从x射线管组件的周向飞速流动，冷却液的快速流动带走大量的热量，迅速对x射线管组件降温，获得良好的散热效果。
18.3、本方案通过水冷和油冷组合散热，对于洁净的手术室内，x射线源组合机头无风冷散热结构，避免了风冷散热时空气循环带来的尘埃、细菌对手术室的污染。
19.4、油位气囊通过一个开口与外界空气相通，当机头内部绝缘油因温度变化而膨胀或缩小时，油位气囊可适应性的变大或缩小，以平衡机头内外的压力，防止因机头内部油压过大而泄油的情况。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1示出了本发明实施例的x射线源机头散热系统的整体示意图；
22.图2示出了本发明实施例的x射线源机头翻转的示意图；
23.图3示出了本发明实施例的x射线源机头的内部示意图；
24.图4示出了本发明实施例的油位气囊与顶盖板连接处的剖视图；
25.图5示出了本发明实施例的散热件应用的示意图；
26.图6示出了本发明实施例的散热件的示意图；
27.图7示出了本发明实施例的散热板横向的剖视图；
28.图8示出了本发明实施例的第一水管的剖视图。
29.附图标记说明：
30.1、机头；2、内循环散热组件；3、外循环散热组件；4、c型臂；11、x射线管组件；12、顶盖板；13、油箱底座；14、密封垫；15、采样板；21、绝缘油；22、油泵；23、抽油管；24、出油管；25、油位气囊；251、通气口；31、散热件；311、散热板；3131、连接孔；3132、连接段；3133、外螺纹；3134、密封圈；3135、螺母；3136、堵头；3137、抱箍片；312、散热微孔；313、第一水管；314、第二水管；32、冷却液；33、驱动件；34、进水管；35、出水管；36、弹性水箱。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施
例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
35.本发明实施例公开了一种x射线源机头散热系统，参照图1至图8，包括机头1和设置在机头1内的x射线管组件11，x射线管组件11在工作过程中会产生大量的热，散热系统还包括内循环散热组件2和外循环散热组件3，其中，内循环散热组件2设置在机头1内，采用油冷进行散热；外循环散热组件3一部分位于机头1内，另一部分设置在机头1外，采用水冷进行散热。利用内循环和外循环组合进行散热，提高x射线源组合机头1热容量，满足发热和散热之间的热平衡，使得x射线源可连续工作。
36.参照图1、图2和图3，本方案中，散热系统主要应用于c型臂x光机中，机头1安装在c型臂4的底端，机头1内涉及x射线发射原理的必要结构，如主变压器、灯丝变压器、采样板15等为现有技术，此处不再赘述。机头1包括顶盖板12和油箱底座13，顶盖板12与c型臂4连接，顶盖板12与油箱底座13之间设置有密封垫14，以保证机头1内部密封。
37.内循环散热组件2包括设置在机头1内的绝缘油21以及搅动绝缘油21流动的油泵22，绝缘油21为充满机头1的内部空间，并无气泡。油泵22与顶盖板12上的采样板15电连接，油泵22上还连接有抽油管23和出油管24，抽油管23吸油，出油管24出油，油泵22上的桨叶旋转，通过抽油管23吸取机头1内的绝缘油21，并通过出油管24流出，再次返还到机头1内，以此使得绝缘油21流动。机头1在工作过程中，由于x射线管组件11发热，x射线管组件11附近的绝缘油21温度较高，而远离x射线管组件11的绝缘油21温度较低，通过油泵22使绝缘油21流动，温度较高的绝缘油21流动到温度较低的绝缘油21处，温度较低的绝缘油21流动到温度较高的绝缘油21处，使机头1内部各处的绝缘油21温度趋于均匀，以便于均匀散热。这样，x射线管组件11中散发的热量首先传递到附近的绝缘油21中，由油泵22搅动绝缘油21，使其均匀流动，绝缘油21均匀的散热。
38.为了使绝缘油21流动均匀，出油管24的出油口和抽油管23的进油口分别位于x射线管组件11轴向的两端，这样，绝缘油21能够沿着x射线管组件11的一端向另一端流动，使不同温度的绝缘油21更为充分混合。
39.结合图4，由于绝缘油21充满机头1的内腔，而绝缘油21在不同温度下会产生热胀冷缩的变化，若绝缘油21的温度过高，则机头1内部的绝缘油21会因体积膨胀而溢流出来，
为了避免绝缘油21流出，机头1内还设有油位气囊25，油位气囊25的材质优选为柔性耐油橡塑材料，油位气囊25设有通气口251，油位气囊25的通气口251处连接在顶盖板12上，油位气囊25的通气口251处通过宝塔接头与外界空气连接。在实际的应用中，顶盖板12位于油箱底座13的上方，因此，油位气囊25的通气口251位于上方。当机头1内部的油温变化时，绝缘油21体积变大或变小，油位气囊25会适应于绝缘油21体积的变化膨胀或缩小，平衡机头1内外压力，减少因为绝缘油21温度上升导致内部正压从而导致漏油。
40.参照图5、图6和图7，外循环散热组件3包括包覆x射线管组件11的散热件31、冷却液32以及设置在机头1外部的驱动件33，冷却液32受驱动件33驱动从散热件31内流动。冷却液32可以为水，也可以为水与乙二醇的混合物。散热件31包括散热板311，散热板311为铝材质制成且呈弧形设置，在其它的实施方式中，散热板311还可以为铜等散热良好的金属制成。散热板311包覆在x射线管组件11的周向，散热板311的数量还可以为一块，还可以为多个散热板311并排设置，本方案中，优选为多个散热板311的实施方式。多个散热板311沿着x射线管组件11的轴向并排并间隔设置，每一散热板311的厚度为3mm，这样，在不改变机头1尺寸的前提下，实现了小空间的安装。散热板311内部设置有若干散热微孔312，若干散热微孔312阵列分布，散热微孔312的横截面优选为方形，还可以为圆形、椭圆或其它异形结构。当散热板311包覆在x射线管组件11上时，散热微孔312沿着x射线管组件11的周向绕设，即从散热微孔312内流动的冷却液32为绕着x射线管组件11的周向流动。由于散热板311中的散热微孔312细小，而外循环中的冷却液32在一定的压力下流动，冷却液32能够飞速地从散热板311内流动，在短时间内带走较多的热量，获得良好的散热效果。
41.驱动件33为水泵，水泵安装在c型臂4的顶端，而机头1安装在c型臂4的底端，c型臂4内设置有进水管34和出水管35，用于连通水泵和散热板311，以形成水循环。由于水泵远离散热板311设置，且进水管34和出水管35位于机头1外部，当冷却液32在机头1外部循环时，可以快速进行散热，将散热板311处吸收的热量散发出去。
42.本方案中，进水管34和出水管35为一体成型于c型臂4中，即进水管34和出水管35在c型臂4中呈现为孔的结构。在其它的实施方式中，进水管34和出水管35可以为安装在c型臂4内腔中的管路，如金属管或塑料管。水泵的一侧还设置有弹性水箱36，弹性水箱36的材质优选为橡胶，弹性水箱36具备两个开口，其中一个开口与水泵连接，另一个开口与进水管34连接。由于水循环内的冷却液32在经过散热板311后，会受热，冷却液32热胀冷缩而产生体积变化，弹性水箱36设置在水循环中，弹性水箱36可以适应于冷却液32体积的变化而膨胀或缩小，平衡内部水压。
43.结合图8，散热板311的两端分别设置有第一水管313和第二水管314，第一水管313和第二水管314为铝材质制成，第一水管313和第二水管314并排设置，且每一散热板311的两端分别连接在第一水管313和第二水管314上。具体的，第一水管313和第二水管314的周向侧壁上开设有连接孔3131，散热板311的端部插入对应的连接孔3131后，与对应的第一水管313和第二水管314进行焊接。
44.其中，第一水管313与进水管34连通，第二水管314与出水管35连通。第一水管313和第二水管314的连接固定方式相同，以第一水管313为例说明其连接和固定结构，第一水管313的一端呈90
°
弯折形成连接段3132，连接段3132上设置有外螺纹3133，连接段3132穿设顶盖板12上的孔并与螺母3135连接固定，连接段3132与顶盖板12之间设置有密封圈
3134，密封圈3134设置在顶盖板12背离螺母3135的另一端，进一步密封，防止机头1内腔中的绝缘油21外漏。第一水管313的另一端设置有堵头3136，堵头3136为铝材质制成且呈块状，堵头3136堵住第一水管313的另一端并焊接，使第一水管313只有一个出口。第一水管313的另一端设置有抱箍片3137，抱箍片3137弯折成弧形并与第一水管313的另一端贴合，通过螺栓将抱箍片3137与顶盖板12连接，从而将第一水管313的另一端进行固定。
45.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。