一种具有阳极强制冷却结构和冷却管路结构的X射线管制造技术

本发明专利技术公开了一种具有阳极强制冷却结构和冷却管路结构的X射线管，包括有阴极、管壳、阳极、散热器、冷却管路，阳极包括阳极帽、阳极靶、靶头和靶体；冷却管路的主管路的一端与出口固定端板的进口端相连通；子管路包括有多个，靶头的一端设有与子管路数量和排列方式相一致的底孔；每根子管路的一端和主管路相连通，另一端匹配地伸入对应位置的底孔内；出口固定端板设有若干出口端通孔；出口固定端板固定于散热器的外端面，散热器的外端面设有孔径大于靶体内腔的直径并与靶体内腔相通的通孔，通孔与出口端通孔的位置相对应。本发明专利技术可以大幅提高散热效率，保证在提升功率时非常有效的降低工作温度，保证长时间连续工作的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有阳极强制冷却结构和冷却管路结构的X射线管
本专利技术涉及X射线管
，具体涉及一种具有阳极强制冷却结构和冷却管路结构的X射线管。
技术介绍
X射线管工作时，只有约1％的电子束能量转换为X射线，其余99％都转换为热能沉积在阳极上，会导致阳极的温度急剧升高。热能主要集中在接受电子束轰击的阳极靶部位(阳极靶及临近的阳极体)上，相当于一个热源。当温度超过了阳极的承受能力时，会使得X射线管的真空度迅速降低，耐压能力急剧下降，从而导致工作完全失效。因此，如何降低阳极温度一直是X射线管设计和制作的重点之一。目前，高电压X射线管(≥250kV)的需求主要集中在两大应用领域：安全检查和工业探伤。两者的工作方式有明显的差异：安全检查领域采用的是实时扫描式的连续工作方式；工业探伤领域采用的是间歇式的脉冲工作方式。前者对连续功率的要求比后者更苛刻，即在长时间连续工作时，要求不出现或极少出现打火和微放电等严重影响图像质量的现象。后者因为追求更高的图像质量，所以对绝对功率的要求更高，甚至几倍于前者，但对连续功率并没有那么高的要求。但目前两个领域的趋势都是一致的，即越来越要求更高的功率。功率的不断提高必然会导致阳极温度更高。传统的冷却方式是自然冷却或风冷，主要是对X射线管的散热器或整体进行散热。但对于此类高电压大功率管型是远远不够的。因此，针对性的直接对阳极，特别是对阳极靶部位进行强制冷却是一种更优越和有效的散热方式。目前阳极强制冷却技术，均是在贴近阳极靶部位装入强制冷却系统或形成冷却管路，然后利用水或油作为冷却液进行冷却。最常用的技术是在阳极体内开一个空腔，深度接近到阳极靶。然后伸入一根管路(通常为金属)，与阳极体的空腔共同构成冷却液进和出的管路。由于阳极体内只有一个空腔，因此伸入到阳极靶位置的冷却管路就只是一个注入口。这种结构实现起来比较简单和直接，虽然起到了冷却效果，但冷却液与阳极靶部位的接触面积有限，热交换面积不够充分。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种具有阳极强制冷却结构和冷却管路结构的X射线管，可以大幅提高散热效率，保证在提升功率时非常有效的降低工作温度，保证长时间连续工作的稳定性。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种具有阳极强制冷却结构和冷却管路结构的X射线管，包括有阴极、管壳、阳极、散热器；所述阴极设于所述管壳内；所述阳极的一端设于所述管壳内，另一端位于所述管壳外部；所述散热器与所述阳极的另一端相固定；所述阳极包括阳极帽、阳极靶、靶头和靶体，所述靶头的一端固定于所述靶体的另一端的内腔，所述阳极帽罩设于所述靶头的另一端并与所述靶体连接，所述阳极靶通过真空熔铸嵌设于所述靶头的另一端；还包括有冷却管路，所述冷却管路包括主管路、子管路和出口固定端板；所述主管路的一端与出口固定端板的进口端相连通；所述子管路包括有多个，所述靶头的一端设有与子管路数量和排列方式相一致的底孔；每根子管路的一端和所述主管路相连通，另一端匹配地伸入对应位置的底孔内；所述出口固定端板设有若干出口端通孔；所述出口固定端板固定于所述散热器的外端面，所述散热器的外端面设有孔径大于靶体内腔的直径并与靶体内腔相通的通孔，所述通孔与所述出口端通孔的位置相对应。进一步地，靶头的所有底孔靠近阳极靶的一端排列形成的端面及所有子管路的另一端排列形成的端面均与所述阳极靶的靶面的夹角小于5°。更进一步地，所述阳极靶的靶面倾斜，靶头的所有底孔靠近阳极靶的一端排列形成的端面及所有子管路的另一端排列形成的端面均倾斜。进一步地，所述主管路的管径大于子管路的管径。进一步地，管壳采用玻璃材质制成。进一步地，靶头的所有底孔靠近阳极靶的一端排列形成的端面与阳极靶的靶面的垂直距离为10～12mm。本专利技术的有益效果在于：本专利技术所采用的阳极强制冷却结构和冷却管路结构可以大幅增加阳极靶部位的热交换面积，更有效地降低靶面温度。同时，本专利技术中通过一根主管路和多根子管路完成冷却液的输入，并通过出口固定端板上的出口端通孔实现冷却液的输出，结构简洁，真空密封位置少。附图说明图1为本专利技术实施例1中X射线管的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例1中阳极、散热器和冷却管路的装配结构剖面图；图3为本专利技术实施例1中靶头的结构示意图；图4为本专利技术实施例1中冷却管路的结构示意图；图5为本专利技术实施例2中X射线管的整体结构示意图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。实施例1本实施例提供一种具有阳极强制冷却结构和冷却管路结构的X射线管，主要应用于安全检查领域。如图1所示，所述X射线管包括有阴极204、管壳205(本实施例中为玻璃材质)、阳极201、散热器203和冷却管路202；所述阴极204设于所述管壳205内；所述阳极201的一端设于所述管壳205内，另一端位于所述管壳外部；所述散热器203与所述阳极201的另一端相固定，所述冷却管路202的一端伸入到阳极201内，另一端穿过所述散热器203与外部相通。具体地，阴极204、阳极201封装在管壳205内，经过真空排气工艺实现管壳内的高真空，将散热器203通过热涨法或压配法安装于阳极置于管壳外的另一端上。所述管壳205以内的部分为高真空环境，要求严格的真空密封性，但管壳以外的部分不必要求真空环境，其中包括所述阳极201置于所述管壳205以外的另一端、散热器203和冷却管路202。图2是阳极、散热器和冷却管路的具体装配剖视图。所述阳极包括阳极帽307、阳极靶306、靶头301和靶体302，所述靶头301的一端固定于所述靶体302的另一端的内腔，所述阳极帽307罩设于所述靶头301的另一端并与所述靶体302连接，所述阳极靶306嵌设于所述靶头301的另一端；所述靶头301的一端设有底孔3011，所述冷却管路202的一端穿过所述靶体302的内腔并穿过所述散热器203伸出至外部，另一端伸入所述底孔3011。所述靶头301上的底孔3011与靶体302共同构成容纳冷却管路202的空腔。所述阳极靶306通过真空熔铸方式嵌入靶头301内。所述阳极帽307、靶头301和靶体302通过真空焊接密封连接。图3是靶头的结构示意图，图4是冷却管路的结构示意图。如图4所示，所述冷却管路包括主管路501、子管路502和出口固定端板503；所述主管路501的一端与出口固定端板503的进口端504相连通；所述子管路502包括有多个，所述靶头301的一端设有与子管路502数量和排列方式相一致的底孔3011；每根子管路502的一端和所述主管路501相连通，另一端匹配地伸入对应位置的底孔3011内；所有子管路502的另一端排列形成的端面和所述阳极靶306的靶面平行或接近于平行；所述出口固定端板503设有若干出口端通孔505；所述出口固定端板503通过螺钉固定于所述散热器203的外端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有阳极强制冷却结构和冷却管路结构的X射线管，包括有阴极、管壳、阳极、散热器；所述阴极设于所述管壳内；所述阳极的一端设于所述管壳内，另一端位于所述管壳外部；所述散热器与所述阳极的另一端相固定；所述阳极包括阳极帽、阳极靶、靶头和靶体，所述靶头的一端固定于所述靶体的另一端的内腔，所述阳极帽罩设于所述靶头的另一端并与所述靶体连接，所述阳极靶通过真空熔铸嵌设于所述靶头的另一端；其特征在于，还包括有冷却管路，所述冷却管路包括主管路、子管路和出口固定端板；所述主管路的一端与出口固定端板的进口端相连通；所述子管路包括有多个，所述靶头的一端设有与子管路数量和排列方式相一致的底孔；每根子管路的一端和所述主管路相连通，另一端匹配地伸入对应位置的底孔内；所述出口固定端板设有若干出口端通孔；所述出口固定端板固定于所述散热器的外端面，所述散热器的外端面设有孔径大于靶体内腔的直径并与靶体内腔相通的通孔，所述通孔与所述出口端通孔的位置相对应。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有阳极强制冷却结构和冷却管路结构的X射线管，包括有阴极、管壳、阳极、散热器；所述阴极设于所述管壳内；所述阳极的一端设于所述管壳内，另一端位于所述管壳外部；所述散热器与所述阳极的另一端相固定；所述阳极包括阳极帽、阳极靶、靶头和靶体，所述靶头的一端固定于所述靶体的另一端的内腔，所述阳极帽罩设于所述靶头的另一端并与所述靶体连接，所述阳极靶通过真空熔铸嵌设于所述靶头的另一端；其特征在于，还包括有冷却管路，所述冷却管路包括主管路、子管路和出口固定端板；所述主管路的一端与出口固定端板的进口端相连通；所述子管路包括有多个，所述靶头的一端设有与子管路数量和排列方式相一致的底孔；每根子管路的一端和所述主管路相连通，另一端匹配地伸入对应位置的底孔内；所述出口固定端板设有若干出口端通孔；所述出口固定端板固定于所述散热器的外端面，所述散热器的外端面设有孔径大于靶体内腔的直径并与靶体内腔相通的通孔，所述通孔与所述出口端通孔的位置相对应。


2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：任翔，卓琳，苗祥月，王奇志，
申请(专利权)人：公安部第一研究所，北京中盾安民分析技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11