流体动力轴承、X射线管、X射线系统以及用于制造流体动力轴承的方法技术方案

本发明专利技术涉及流体动力轴承、X射线管、X射线系统以及制造用于X射线管的流体动力轴承的方法。流体动力轴承的转子在稳态操作中由润滑剂的压力支撑，所述润滑剂通过转子中的沟槽来泵送。当转子加速或者减速时，泵送力将不足以抬升转子脱离固定套，并且会发生由轴承的金属表面的直接接触所导致的损坏。在轴承表面上提供特殊涂层能够改善这种效应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于X射线管的流体动力轴承、具有流体动力轴承的X射线管、X射线成像系统以及用于制造流体动力轴承的方法。
技术介绍
流体动力轴承常常在轴承经受苛刻的性能条件时使用。在流体动力轴承中，在转子与定子之间形成间隙。间隙包含润滑剂。转子被提供有沟槽的网络。因此，在转子旋转时，在间隙内生成流体动态压力。所述压力作用于升高轴承中的转子，从而防止转子与定子之间的接触。WO2013/046083A1公开了一种用于X射线管的流体动力轴承，包括轴承杆和轴承套。轴承套同轴地包绕轴承杆，并且被刚性地连接到阳极盘和转子。另外，轴承套被能旋转地布置在轴承杆上。轴承杆和轴承套相对于彼此是能旋转的。这样的流体动力轴承的性质仍然能够被进一步优化。
技术实现思路
因此，可能存在对提供能够承受更快的旋转速度同时增加轴承的寿命的流体动力轴承的需要。通过独立权利要求的主题解决了本专利技术的目的，其中，另外的实施例被并入到从属权利要求中。应当注意到，下文所描述的本专利技术的各方面也应用于包含流体动力轴承的X射线管、包含这样的X射线管的X射线成像系统以及用于制造流体动力轴承的方法。根据本专利技术，提供了一种用于具有能旋转阳极的X射线管的流体动力轴承。所述流体动力轴承包括：能旋转杆，其用于支撑能旋转阳极；支撑套，其被布置为封闭所述杆的长度；以及轴承布置，其被提供在所述杆与所述套之间。所述轴承布置包括初级轴承机构和次级轴承机构。所述杆关于所述套由所述轴承布置能旋转地支撑。所述初级轴承机构包括在所述支撑套和/或所述杆的表面中的多个沟槽。润滑材料被包含在所述能旋转杆与所述支撑套之间的密封空间内。所述沟槽能用于与所述润滑材料相互作用，并且所述初级轴承机构在所述能旋转阳极的稳定操作阶段期间支撑所述能旋转杆。所述次级轴承机构包括在所述支撑套的所述表面上的第一轴承表面部分以及在所述能旋转杆上的第二轴承表面部分。所述第一轴承表面部分和所述第二轴承表面部分被布置为彼此相对，并且所述第一轴承表面部分和所述第二轴承表面部分被提供作为相互接触的表面部分。所述次级轴承机构在所述能旋转阳极的开始阶段和停驻(landing)阶段期间支撑所述能旋转杆。所述次级轴承机构的第一表面部分和第二表面部分在稳定操作阶段期间并不彼此接触。所述第一轴承表面部分和/或所述第二轴承表面部分的至少部分包括第一轴承涂层，与所述杆的基材料和/或所述支撑套的基材料相比，所述第一轴承涂层具有更低的滑动摩擦系数和更高的耐磨性。也已知为螺旋沟槽轴承或者自润滑轴承的用于在X射线管中使用的流体动力轴承是由金属制成的零件来构造的。移动零件之间的润滑是通过能够承受高温的液态金属或液态共晶体合金来促进的。液态共晶体合金润滑有效地降低了在操作期间在轴承的移动零件之间的摩擦。但是，出现了一个问题，即，当轴承开始旋转移动时以及当轴承结束其旋转移动时，发生对轴承表面的损坏。在操作的稳态中，由润滑材料上的沟槽的泵送动作生成流体动力。泵送动作生成与能旋转阳极的重量相反的力，由此抬升所述能旋转阳极脱离轴承表面。在流体动力轴承的启动和停止期间，由泵送动作提供的抬升力并不克服能旋转阳极的重量。因此，能旋转杆开始接触支撑套。由于材料被刮擦并且从套或能旋转杆剥离，这必然导致轴承表面的损坏。如果能旋转杆相对于支撑套倾斜停驻，则这样的机械接触可能更坏。磨损限制流体动力轴承的寿命。归因于在各种应用领域中对更强大的X射线射束的需求，持续要求这样的能旋转阳极X射线管的更快的旋转速度。因此，无损坏停驻速度必须尽可能地高。根据本专利技术的流体动力轴承提供对降低由流体动力轴承的能旋转杆和支撑套经历的摩擦的可能性。这是通过利用第一轴承涂层来涂覆第一轴承表面部分和/或第二轴承表面部分的至少部分来实现的，所述第一轴承涂层分别与所述杆的基材料和/或所述套的基材料相比具有更低的滑动摩擦系数以及更高的抵抗。根据本专利技术的另一实施例，提供了一种X射线管，包括：如先前所描述的流体动力轴承，以及阴极。所述阴极被连接到阳极盘。所述阴极被配置为朝向所述阳极盘发射电子。所述阳极盘提供能旋转表面，所述能旋转表面被配置为，由于由所述阴极发射的电子撞击在能旋转盘上而生成X射线。因此，根据本专利技术的X射线管将受益于更长的操作寿命，因为其使用具有上文所描述的有利性质的流体动力轴承。根据本专利技术，提供了一种X射线成像系统。所述X射线成像系统包括：X射线管、X射线探测器、用于接收对象的支撑体、以及处理设备。所述X射线管适于生成X射线辐射。所述X射线探测器还适于接收所述辐射通过所述支撑体上的对象之后的X辐射。根据本专利技术，提供了一种用于制造用于X射线管的流体动力轴承的方法。所述方法包括如下步骤：(a)提供未经处置的轴承杆和轴承套部分，(b)将第一轴承涂层沉积在未经处置的轴承杆、未经处置的轴承套或者这两者的至少部分上，其中，与所述杆的基材料和/或所述套的基材料相比，所述第一涂层具有更低的滑动摩擦系数和更高的耐磨性，(c)将所述轴承杆部分和所述轴承套部分组装成流体动力轴承，(d)添加润滑材料；(e)对所述轴承进行真空密封。根据本专利技术，提供了一种用于制造用于X射线管的流体动力轴承的方法，所述流体动力轴承具有更长的寿命。术语“初级轴承机构”涉及沟槽中的润滑材料的泵送动作。应当注意到，所述沟槽能够被提供在能旋转杆或支撑套或者这两者中。在能旋转杆增加速度时，由初级轴承机构提供的抬升增加，并且因此，其克服了由能旋转杆支撑的能旋转阳极的重量。在这一点上，所述初级轴承机构在支撑套中抬升能旋转杆，并且因此抬升能旋转阳极，使得基本上没有能旋转杆的部分与支撑套接触。术语“次级轴承机构”涉及这样的情况：其中，由泵送动作引起的在能旋转杆上的抬升力被能旋转杆和支撑套的重量所克服，并且因此，能旋转杆开始与支撑套接触。在这种情况下，随着能旋转杆旋转，将产生与支撑套相接触的摩擦力。当轴承从停止的状态开始时以及当轴承从开始的状态停止时，存在摩擦力。换言之，初级轴承机构是由轴承的沟槽中的润滑剂的泵送动作所引起的。换言之，次级轴承机构从轴承部件的物理接触所产生。术语“稳定操作阶段”涉及流体动力轴承的这样的状态：其中，能旋转杆的旋转速度基本上恒定，并且能旋转杆上的由泵送动作生成的抬升力被能旋转杆的质量所平衡，从而将能旋转阳极保持离开X射线管。因此，在稳定操作阶段中，在能旋转杆与支撑套之间不存在接触。术语“第一轴承表面部分”涉及支撑套的任何区域或者涉及支撑套的表面的较小部分。类似地，术语“第二轴承表面部分”涉及能旋转杆的任何部分，或者涉及能旋转杆的选定区域。换言之，本专利技术的一方面是将低磨损和低摩擦涂层用在适于用在医学X射线管的流体动力轴承中，以保护流体动力轴承的表面并且因此降低对管的损坏。应当理解，根据独立权利要求的用于X射线管的流体动力轴承、具有流体动力轴承的X射线管、X射线成像系统以及用于制造流体动力轴承的方法具有相似和/或相同的优选实施例，具体而言，如在从属权利要求所定义的。还应当理解，本专利技术的优选实施例还能够是从属权利要求与其相应的独立权利要求的任意组合。本专利技术的这些和其他方面将根据下文所描述的实施例变得显而易见，并且将参考下文所描述的实施例加以阐述。附图说明下文中将参考如下附图来描述本专利技术的示范性实施例：图1示意性示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有能旋转阳极的X射线管的流体动力轴承(1)，包括：‑能旋转杆(2)，其用于支撑所述能旋转阳极；‑支撑套(4)，其被布置为密封所述杆的长度；以及‑轴承布置(6)，其被提供在所述杆与所述支撑套之间，所述轴承布置包括初级轴承机构(6a)和次级轴承机构(6b)；其中，所述杆关于所述套由所述轴承布置能旋转地支撑；其中，所述初级轴承机构包括：多个沟槽(8)，其在所述支撑套和/或所述杆的表面中，以及润滑材料(10)，其被包含在所述能旋转杆与所述支撑套之间的密封空间内；其中，所述沟槽能用于与所述润滑材料相互作用；并且其中，所述初级轴承机构在所述能旋转阳极的稳定操作阶段期间支撑所述能旋转杆；其中，所述次级轴承机构包括在所述支撑套的所述表面上的第一轴承表面部分(12)和在所述能旋转杆上的第二轴承表面部分(14)；其中，所述第一轴承表面部分和所述第二轴承表面部分被布置为彼此相对；其中，所述第一轴承表面部分和所述第二轴承表面部分被提供作为相互接触表面部分；其中，所述次级轴承机构在所述能旋转阳极的开始和停驻阶段期间支撑所述能旋转杆；并且其中，所述次级轴承机构的第一表面部分和第二表面部分在所述稳定操作阶段期间不彼此接触；并且其中，所述第一轴承表面部分和/或所述第二轴承表面部分的至少部分(16)包括第一轴承涂层(18)，与所述能旋转杆的基材料和/或所述支撑套的基材料相比，所述第一轴承涂层具有更低的滑动摩擦系数以及更高的耐磨性。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.21 EP 14169283.01.一种用于具有能旋转阳极的X射线管的流体动力轴承(1)，包括：-能旋转杆(2)，其用于支撑所述能旋转阳极；-支撑套(4)，其被布置为密封所述杆的长度；以及-轴承布置(6)，其被提供在所述杆与所述支撑套之间，所述轴承布置包括初级轴承机构(6a)和次级轴承机构(6b)；其中，所述杆关于所述套由所述轴承布置能旋转地支撑；其中，所述初级轴承机构包括：多个沟槽(8)，其在所述支撑套和/或所述杆的表面中，以及润滑材料(10)，其被包含在所述能旋转杆与所述支撑套之间的密封空间内；其中，所述沟槽能用于与所述润滑材料相互作用；并且其中，所述初级轴承机构在所述能旋转阳极的稳定操作阶段期间支撑所述能旋转杆；其中，所述次级轴承机构包括在所述支撑套的所述表面上的第一轴承表面部分(12)和在所述能旋转杆上的第二轴承表面部分(14)；其中，所述第一轴承表面部分和所述第二轴承表面部分被布置为彼此相对；其中，所述第一轴承表面部分和所述第二轴承表面部分被提供作为相互接触表面部分；其中，所述次级轴承机构在所述能旋转阳极的开始和停驻阶段期间支撑所述能旋转杆；并且其中，所述次级轴承机构的第一表面部分和第二表面部分在所述稳定操作阶段期间不彼此接触；并且其中，所述第一轴承表面部分和/或所述第二轴承表面部分的至少部分(16)包括第一轴承涂层(18)，与所述能旋转杆的基材料和/或所述支撑套的基材料相比，所述第一轴承涂层具有更低的滑动摩擦系数以及更高的耐磨性。2.根据权利要求1所述的流体动力轴承(1)，其中，所述第一轴承表面部分(12)和所述第二轴承表面部分(14)被涂覆有所述第一轴承涂层(18)，并且所涂覆的部分被布置为彼此相对。3.根据任意前述权利要求所述的流体动力轴承(1)，其中，所述第二轴承表面部分(14)包括在成分上不同于所述第一轴承涂层的第二轴承涂层(24)。4.根据任意前述权利要求所述的流体动力轴承(1)，其中，至少一个轴承涂层被处置以与所述润滑材料兼容。5.根据任意前述权利要求所述的流体动力轴承(1)，其中，所述沟槽包括上部脊牙(26)，并且所述上部脊牙被利用所述第一轴承涂层来处置。6.根据权利要求1-5所述的流体动力轴承(1)，其中，所述第一轴承涂层(18)和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·K·巴赫曼，A·K·多卡尼亚，W·C·科尔，G·福格特米尔，W·波泽，C·H·布罗梅，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL