[发明专利]成像医疗仪器的机架的转子的支承装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种成像医疗仪器的机架，具有定子、转子、安装在转子上的探测单元、流体轴承、该流体轴承具有在定子和转子之间的间隙并且转子以该间隙相对定子被支承。此外，本发明涉及一种用于动液压和/或静液压地相对成像医疗仪器的机架的定子支承转子，其中，具有探测单元的转子、定子和流体轴承布置成，使得在定子和转子之间构成间隙并且转子相对定子被支承。

背景技术

在计算机断层成像设备中借助X光方式可产生检查对象的内部的三维的断层图。为此借助探测单元(其具有通常围绕支承对象旋转的X光源和照相系统)生成二维的X光断层图，由该X光断层图重建三维断层图。所谓的功能元件围绕系统轴可转动地支承在机架壳体上，该机架壳体环形地围绕检查对象的容纳空间设置。由探测单元、轴承和机架壳体构成的整体装置以下被称为机架。

X光源、照相系统以及它们的控制系统(设置在机架中)通常安装在所谓的桶状装置的转筒中，其与转子相连或自身构成转子，其中，将转筒置于围绕系统轴线的转动状态，以便从所有方向获得拍照对象的X光片。

被装备的转筒通常达到大致800至900Kg的重量(在单源系统中，也就是具有X光源的系统)。

为了拍摄X光图像，X光源通常在放射性拍摄时恒定地围绕在机架壳体中的检查对象容纳空间旋转，旋转速度最大为240转每分钟。

一个重要的目的在于，病人尽可能短时间地照到X光，用于保持较小的曝光。但是为此必须实现尽可能短的旋转时长，亦即实现射线源并因此转筒的旋转频率尽可能高。

此外，整个旋转单元必须围绕纵轴线以30°的角度向前和向后倾斜。

由于在转筒或转子旋转时出现的摩擦会导致生热和机械磨损，其通常借助机架或转子在机架壳体中的支承装置被最小化。为此所用的轴承也称作旋转轴承并且是机架重要的部件。传统上滚动轴承被用于这种部件。但是其中出现以下要求要满足：如已述那样，现代CT系统在转速范围和负载范围中运行，其由于磨损可能导致故障。滚动轴承必须被维护。这通常通过再润滑实现。此外滚动轴承也会受到一定的磨损，这不利地影响了系统的寿命。此外随着转速增加，噪音水平也增高为，使得其尤其会干扰病人并且必须通过附加的措施降低。此外，滚动轴承对于污染颗粒很敏感，其会损坏滚珠的滚道并且降低轴承的运行时间或寿命。就此而言，轴承必须在运输时被特别地保护，因为较大的碰撞或持续的振动会损伤或者甚至毁坏轴承。

为了在较高转速下降低轴承较高的噪音水平并且因此降低至可接受的水平，则必须付出更高的制造和装配耗费。轴承的寿命此外受到接触压力和轴承的磨损限制。如前所述，进入轴承中的并且点状提高接触压力的污染物也会降低寿命。用于解决这种问题的方案在于，在构造和使用滚动轴承时注意清洁的过程并且使用用于将滚动轴承相对污染颗粒密封的密封装置或迷宫式密封装置。为了最小化磨损还以均匀的间距再润滑所述滚动轴承，但是这意味着较高的维护耗费。为了在运输时应对上述危险，则在物流中采取相应的保护措施，例如使用特殊的和耗费的包装并且重视合适的运输规定。

作为替代方案在现代计算机断层成像系统中还使用了所谓的空气轴承(参见DE 10 2008 049 050 A1和图3和4)。其中在旋转元件和定子之间形成空气缝隙，其中在转子开始旋转运动之前通过多孔的(例如由石墨构成的)轴向面沿径向导入压缩空气。若在空气轴承缝隙中实现固定的最小压力，则旋转的元件悬浮在空气垫或空气膜上，这导致转子和定子之间的摩擦极度地最小化。然后转子才开始转动。由于无接触的转动导致维护自由性(不必更换润滑剂，磨损是最小的)、在转子或转筒转动时生成较小的噪音以及产生更少的热量。

但是由于空气的很高的可压缩性必须在转子和定子之间实现较高的压力。为此在转子和定子之间的空气缝隙必须保持得很窄(约1/1000mm)。通常而言更小的空气缝隙能够承受更高的载荷。但是这种很窄的缝隙会引起所述装置经不起温度改变，这种温度改变在计算机断层成像系统运行过程中始终会出现。由于用于该装置的材料的膨胀，在转子由于温度导致膨胀时甚至会出现转子卡在定子中。为了解决这种难题，在DE 10 2008 049 050 A1中如图3和4所示为定子选择了这种特殊的形状，使得在转子和定子之间的缝隙在静止状态中在支承面的外部区域中大于在支承面的中央区域中。转子在更高温度下向外膨胀，则在定子和转子之间正好实现大致保持相同宽度的缝隙。

但缺点在于，保持相同宽度的缝隙或理想的整体相同的窄小的缝隙的理想状态在这种空气轴承中仅在特定的温度下，通常运行温度下实现。