[发明专利]一种X射线管旋转阳极的冷却结构及方法

说明书

本发明公开了一种X射线管旋转阳极的冷却结构和冷却方法，冷却结构包括：定子辐射板、阳极轴、喷射管、转子、轴承和旋转阳极靶；定子辐射板内有空心喷射腔；阳极轴内安装有喷射管，喷射管的端部位于喷射腔内并由带喷射孔的封头封口；喷射管和阳极轴之间缝隙为回流通道；转子为包覆于定子辐射板和阳极轴外的壳体，阳极轴上固定有与转子转动连接的轴承，转子顶部与旋转阳极靶固定连接。本发明公开的冷却方法为：将冷却介质引入喷射管中并在顶部封头处形成射流，喷射冷却定子辐射板后流入回流通道，冷却阳极轴后流出。本发明的X射线管旋转阳极冷却结构和方法，采用射流方式对旋转阳极和阳极轴冷却，冷却效率高，连续扫描图像稳定清晰。

技术领域

本发明属于医用CT系统领域，尤其涉及一种X射线管旋转阳极的冷却结构及方法。

背景技术

计算机断层摄影设备（CT）等大型医疗设备应用在脑部扫描、心血管造影等医疗诊断，为了能获得清晰的X射线影像，要求X射线管具有小的焦点和大的功率，焦点小可以减小几何模糊度，而输出功率大，曝光时间可以缩短，减小了移动模糊度。为了缩短X射线照相的曝光时间，获得清晰的图像，X射线管应该在极短的时间内产生密度较高的X射线。为此，必须提高X射线管的功率。但是，供给管子的能量转换成X射线的功率很低、99%以上的能量转换成热能而耗散在阳极上，使阳极温度迅速升高。在固定阳极X射线管中，由于热量集中在点焦点上，阳极极易局部过热而熔化。但是在旋转阳极X射线管中，由于阳极不断地旋转，使热量分布在一个环形的面积上，大大增加了散热面积，显著降低了阳极温度；在相同的温度下可大大提高X射线管的功率。

但是，对于旋转阳极的冷却依然倍受关注，对旋转阳极有效的冷却不仅能延长球管的寿命，并可保证连续扫描测试图像质量稳定、清晰。

发明内容

本发明的目的是提供一种X射线管旋转阳极的冷却结构，能对X射线管旋转阳极进行高效冷却，提高球管的热容量和使用寿命。

本发明的技术方案如下：

一种X射线管旋转阳极的冷却结构，包括：定子辐射板、阳极轴、喷射管、转子、轴承和旋转阳极靶；所述定子辐射板的顶部为外凸形弧面，所述定子辐射板的底部为圆环面，所述顶部的周边和所述底部的圆环面的外圆周边围合成空心喷射腔；所述阳极轴为空心管，所述阳极轴的上端密封连通所述底部的圆环面的内圆周边；所述阳极轴内安装有喷射管，所述喷射管的端部位于所述喷射腔内并由带喷射孔的封头封口；所述喷射管和所述阳极轴之间的缝隙形成回流通道；所述转子为包覆于所述定子辐射板和所述阳极轴外部的壳体，所述转子和所述定子辐射板之间有间隙，所述转子和所述阳极轴之间有间隙；所述阳极轴上固定连接所述轴承，所述轴承和所述转子转动连接；所述转子的顶部与所述旋转阳极靶固定连接。

优选地，所述转子的顶部设置有螺纹凸块，所述旋转阳极靶的顶部有孔，所述螺纹凸块穿过所述孔且端部用螺帽固定。

优选地，所述封头为凸向所述空心喷射腔内部的弧面板。

优选地，所述喷射孔为多个，均布于所述封头上。

本发明的另一个目的是提供一种X射线管旋转阳极的冷却方法，包括以下步骤：

步骤一：将冷却介质引入位于阳极轴内的喷射管中；

步骤二：冷却介质在所述喷射管顶部封头处形成射流，喷射冷却定子辐射板；

步骤三：冷却介质流入位于所述阳极轴和所述喷射管之间的回流通道，冷却所述阳极轴后流出。

优选地，所述冷却介质为R134a、R22、R407c、R410A或绝缘油。

本发明的有益效果：

本发明的X射线管旋转阳极的冷却结构和冷却方法，在对X射线管旋转阳极进行冷却时，采用射流冷却的方式对旋转阳极和阳极轴进行冷却，提高了冷却效率，延长了球管的寿命，并可保证连续扫描测试图像质量稳定清晰。