壳体、高压罐以及用于操作高压罐的方法技术

本发明专利技术公开了一种壳体、高压罐以及用于操作高压罐的方法。提出了一种用于高压罐(9)的壳体，该壳体具有在一侧上敞开的锅炉(1)和封闭锅炉的电路板盖(2)，其中至少一个应变仪(4)布置在电路板盖(2)上或电路板盖(2)中，使得应变仪(4)随着印刷电路板盖(2)的由压力引起的变形而膨胀或压缩。类似地，本发明专利技术提出了一种具有这种类型的壳体的用于X射线发射器(10)的高压罐(9)以及一种相关联的操作方法。本发明专利技术的优点在于可以容易且可靠地确定用于高压罐(9)的壳体中的不被允许的压力。

【技术实现步骤摘要】
壳体、高压罐以及用于操作高压罐的方法
本专利技术涉及一种用于高压生成罐的壳体。该壳体具有锅炉和电路板盖，锅炉在一侧敞开，电路盖板封闭锅炉。本专利技术还涉及具有这种类型的壳体的用于生成高压的高压罐。本专利技术还涉及一种用于操作高压罐的相关联的方法。
技术介绍
当生成X射线辐射时，需要高压罐(也缩写为HVT)来生成用于X射线发射器的高压。HVT经常被实施在锅炉设计中，该锅炉设计具有填充有液体绝缘介质的金属壳体。因此，一方面，生成X射线辐射所需的高压可以在小的安装空间内得以实现。另一方面，由于液体绝缘介质(例如，绝缘油)的高热容量，电气部件的所产生的热量损失可以被液体绝缘介质有效地吸收，并且在存在温度差的情况下通过液体绝缘介质的对流而被分布。在这样的情况下，绝缘油变热并膨胀。已知的矿物绝缘油具有700-950ppm/K的热膨胀系数。由于绝缘油不能被压缩，在X射线发射器和HVT中需要补偿绝缘油的体积变化的一个可能的结构(例如，膨胀容器、缓冲罐)。弹性膨胀罐是已知的。所谓的膨胀罐通常由具有绝缘性能的耐油膜材料(腈、硅等)制成。由于膨胀的绝缘油的压力，膜片变形并被压缩，从而提供压力补偿。由于这种补偿机制，HVT锅炉内的内部压力随着温度升高而被避免，其中实际上，然而自然地，只有有限的膨胀体积是可用的。如果可用的电子温度传感器发生故障或者膜的功能受损或受限(例如，基本设置不正确或者由于老化效应(例如导致补偿膜变硬))，则在锅炉中生成这样的高压会使锅炉爆裂。因此，根据压力容器的通例，充油锅炉必须至少短暂地承受可能出现的压力的三倍大压力。如果将具有二维封闭电路板盖的薄壁深拉锅炉与电气接口功能(电源线、测量信号、连接技术等)一起使用，则锅炉的变形已经由锅炉内轻微的正压力(特别是由于热量的生成)触发。HVT的功能受到以下风险的影响：-发生剪切力，其可能严重损坏密封件；这可能导致绝缘油漏出。-如果其他安全功能(隔膜、温度传感器)失效，则内部压力可以升高，直到锅炉爆裂。-即使在极小的机械张力的情况下，电路板盖的接口功能的多个部分也会受到损害或严重损坏。-在三倍于最大操作压力的情况下，进行高压生成设备的紧凑性测试，以确保在使用寿命期间不会发生绝缘油损失。不被允许的高压可以通过压力传感器来确定，压力传感器直接测量锅炉中的压力。然而，外部空气压力必须在后侧(相对压力测量)被提供给压力传感器，由此压力传感器必须不可避免地被嵌入到锅炉壁中，这需要额外的开口和外延的电缆。备选地，绝缘油的绝对压力也可以在封闭的锅炉中被测量，然而需要两个传感器：一个用于绝缘油，另一个用于周围大气。当生产高压生成罐时，这会导致匹配和精度问题。为了安全起见，在大多数情况下，因而整合一个额外的用于紧急关闭的压力开关(＝锅炉壁上的另一个开口)。然而，压力开关是一个机械部件，其对于开关转矩具有相应的高压容差。而且，机械式压力开关只适用于约为0.5bar的最小压力差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于高压罐的壳体、一种高压罐和一种用于操作高压罐的方法，其能够检测壳体内部的压力差。根据本专利技术，所设定的目的通过独立权利要求的壳体、高压罐和用于操作高压罐的方法来实现。在从属权利要求中提供有利的实施例。由于电路板盖的机械稳定性明显低于高压罐壳体的锅炉的机械稳定性，所以壳体内部的压力差首先表现为电路板盖上的变形(在正压力下，向外凸出，以及在负压下，向内凸出)。根据本专利技术，这种变形通过应变仪直接检测，并用于监测或关闭。为此，应变仪可以从外部被胶合到电路板盖上或被集成到电路板盖中。应变仪具有压力或变形相关的电阻。例如半桥或全桥(例如惠斯通电桥)形式的下游测试电路可以检测应变仪的电阻变化，该电阻变化由机械变形引起。本专利技术要求保护一种用于高压罐的壳体，高压罐用于高压生成，壳体锅炉和电路板盖，锅炉在一侧敞开，电路板盖封闭锅炉，其中至少一个应变仪布置在电路板盖上或布置在电路板盖中，使得应变仪随着电路板盖的由压力引起的变形而膨胀或压缩。在一个实施例中，锅炉是一个Gastronorm容器。Gastronorm是一种流行的国际容器系统，该系统通过使用标准尺寸，而允许对食品容器进行方便的更换，并被用在食品加工企业以及商业厨房中。使用Gastronorm容器是深冲锅炉的一个具有成本效益的变型。本专利技术的优点在于可以容易且可靠地确定用于高压罐的壳体中的不被允许的压力。在一个实施例中，绝缘油可以存在于壳体内部。在一个实施例中，壳体可以具有测试电路，其被实施为检测应变仪中的电阻变化。在另一个实施例中，测试电路可以具有惠斯通电桥电路。在另一设计中，可以存在电连接到测试电路的电气安全电路，电气安全电路被实施为在应变仪的电阻变化的可预定的极限值的情况下，关闭高压生成。本专利技术还要求保护一种用于高压生成的高压罐，其具有高压变压器，高压变压器被布置在根据本专利技术的壳体内部。本专利技术还要求保护一种用于操作根据本专利技术的高压罐的方法，其中在应变仪的膨胀或压缩超过可预定的极限值的情况下，关闭高压生成。附图说明通过以下参考示意图对示例性实施例的下述解释，本专利技术的其它特征和优点将变得明显，其中：图1示出了具有应变仪的壳体的斜视图，图2示出了具有拱形电路板盖的壳体的横截面，拱形电路板盖具有应变仪，以及图3示出了用于确定壳体中的正压力的电路布置的框图。具体实施方式图1示出了高压罐的壳体的斜视图，高压罐用于生成高压。壳体具有向上敞开的锅炉1，锅炉1由电路板盖2以压力密封的方式密封。特别地，绝缘油3中的高压变压器位于壳体的内部。应变仪4胶合到电路板盖2并连接到测试电路(未示出)。图1没有显示壳体中的不被允许的正压力。电路板盖2是平坦的，没有拱起或变形。用于压力补偿的补偿膜7没有受到应力。图2示出了根据图1的壳体的横截面，其中锅炉1内部的绝缘油3由于温度升高而膨胀，并且已经完全压缩了补偿膜7。壳体内部的压力如此之大以至于电路板盖2向外拱起，因此使得应变仪4膨胀。可以借助于测试电路(未示出)来确定由膨胀引起的电阻变化。通过具有AD转换器/FPGA和相关联软件的测试电路，可以确定基本状态，并且可以检测和评估变化。在可能发生与损坏相关的变形之前，可以借助于安全电路关闭高压生成。因此，内部温度(例如尤其导致了更高压力的内部温度)可以被降低。如果发生罕见的老化导致的膜失效，则可以在绝缘油可能从壳体漏出之前确定该损坏。由于绝缘油3对环境的有害影响，必须不惜一切代价来避免绝缘油漏出。针对3.2mm厚的电路板盖2，已经实验性地检测了电路板盖2的变形及利用应变仪4对该变形的确定。在这样情况下，指示了应变仪4的膨胀和电路板盖2上的力之间在一定程度上呈抛物线关联。图3示出了用于确定根据图1和图2的壳体中的正压力的电路布置的框图。电连接到测试电路5的应变仪4搁置在壳体的电路板盖2上。测试电路可以具有用于评估的惠斯通电桥。测试电路5连接到安全电路6，安全电路6确保如果超过了锅炉1中的可预定压力，则高压生成被关闭。因此，绝缘油可以冷却，并且压力降低。高压变压器8位于锅炉1的内部。总体而言，它是用于X射线发射器10的高压罐9的一部分。HVT通常还包含油温传感器。因为在关闭锅炉1之后，压力和温度不可避免地相关联，所以可以在校准步骤中记录P-T曲线(换句话说，应变仪4随着油温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于一个高压罐的壳体，所述高压罐用于高压生成，所述壳体具有一个锅炉(1)和一个电路板盖(2)，所述锅炉(1)在一侧上敞开，所述电路板盖(2)封闭所述锅炉(1)，其特征在于，‑至少一个应变仪(4)，所述至少一个应变仪(4)被布置在所述电路板盖(2)上或被布置在所述电路板盖(2)中，使得所述至少一个应变仪(4)随所述电路板盖(2)的一个由压力引起的变形而膨胀或压缩。

【技术特征摘要】
2017.01.18 DE 102017200766.41.一种用于一个高压罐的壳体，所述高压罐用于高压生成，所述壳体具有一个锅炉(1)和一个电路板盖(2)，所述锅炉(1)在一侧上敞开，所述电路板盖(2)封闭所述锅炉(1)，其特征在于，-至少一个应变仪(4)，所述至少一个应变仪(4)被布置在所述电路板盖(2)上或被布置在所述电路板盖(2)中，使得所述至少一个应变仪(4)随所述电路板盖(2)的一个由压力引起的变形而膨胀或压缩。2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，-绝缘油(3)，所述绝缘油(3)被布置在所述壳体的内部。3.根据权利要求1或2所述的壳体，其特征在于，所述锅炉(1)是一个Gastronorm容器。4.根据前述权利要求中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·霍夫曼，G·默斯伯格，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE