一种液态金属轴承医用X射线管制造技术

本实用新型专利技术揭露了一种液态金属轴承医用X射线管，包括金属外壳、阳极壳体、阴极壳体、液态金属轴承及空心靶盘，所述液态金属轴承包括轴杆、轴套及轴套密封环，轴杆为空心轴杆，轴套密封环内部设有空腔，空腔设有冷却油注入口。本实用新型专利技术采用液态金属轴承，在旋转时几乎无磨损，热量能够迅速通过液态金属轴承传递至管外，有效提高空心靶盘的散热能力，提高轴承的可靠性，提高X射线管的可靠性，使该X射线管的阳极热容量能够实现5MHU及以上；轴杆为空心轴杆，当X射线管装配至管套时，管套的冷却油可以直接通入轴杆的最顶部，保证了轴杆的热量能够迅速被带走；阳极壳体和阴极壳体均采用波纹陶瓷结构，增加了陶瓷的表面积，能够及时散热。

【技术实现步骤摘要】
一种液态金属轴承医用X射线管
本技术涉及医用探测及射线计量检测
，尤其涉及一种液态金属轴承医用X射线管。
技术介绍
X射线管主要用于X射线机、CT机等医疗设备上，在施加外部高压作用下，产生X射线，供医生对患者进行诊断或治疗。X射线管的灯丝电子云在阴极负高压，阳极正高压的作用下加速打到阳极靶盘上，产生X射线，由射线窗口输出有效的X射线，但是只有1％的有效X射线产生，剩余99％的能量全部转化为热量，通过不同的渠道传至X射线管外面，由X射线管套和X射线管散热器带走。传统的X射线管主要采用滚珠轴承结构，其散热渠道包括：1、靶盘的热量(占总热量的90％)一部分辐射到金属壳上，一部分通过阳极处的玻壳辐射到X射线管外面，一部分通过转子铜套和滚珠轴承带走。其中辐射到金属壳的热量最大约占60％，透过玻璃辐射的热量约20％，通过转子铜套带走的热量约20％。2、阴极的热量(占总热量的10％)通过阴极玻璃和金属壳带走。该种采用滚珠轴承结构的X射线管，阳极高压通过滚珠轴承上的螺纹和靶盘连接，阳极热容量只能做到3.5MHU及以下，不适应用于5MHU及以上大热容量的X射线管，其存在以下缺点：1、该种滚珠结构轴承不利于散热，即使增加靶盘热容量，工作中也会低于实际靶盘热容量；2、该种结构轴承冷却效率极低，对轴承材料要求很高；3、该种结构轴杆温度很高，导致轴承内外圈温差大，轴承的寿命低；4、该种结构轴承滚珠会有磨损，使用寿命受到限制。导致产生上述缺点的原因为：1、靶盘工作时1100度的高温，会通过钼杆传热至铁座再直接传导至轴杆上，而轴杆只能通过热传导由滚珠传导至轴承外圈再由外圈传导至轴套上通过绝缘油带走，路径非常长；2、由于该种结构靶盘的热量迅速传导至轴杆上，但轴杆的最高工作温度只有550度，所以轴杆法兰盘一般采用热传导率极低的材料，轴承成本很高；3、由于轴杆长期工作在500度左右，这就要求轴承外圈的工作温度不能低于350度(该种向心推力结构轴承内外温差不允许超过150度，否则轴承内外滚道易变形导致卡轴)，而往往轴承外圈的温度只能工作在350附近，导致轴承寿命下降。因此有必要提供一种新的液态金属轴承医用X射线管来解决现有技术中存在的部分问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种适应用于5MHU及以上大热容量的液态金属轴承医用X射线管。为实现上述目的，本技术采用的一个技术方案是：一种液态金属轴承医用X射线管，其包括金属外壳、分别连接在所述金属外壳两端的阳极壳体和阴极壳体、连接在所述阳极壳体内部的液态金属轴承以及连接在所述液态金属轴承外周的空心靶盘，所述空心靶盘的一部分收容在所述金属外壳内，另一部分收容在所述阳极壳体内，所述液态金属轴承的一端连接在所述空心靶盘内，所述液态金属轴承包括轴杆、包覆在所述轴杆外周的轴套、与所述轴套连接的轴承距离环、与所述轴承距离环连接的轴承下连接环、连接在所述轴承下连接环端部的转子铁座、与所述转子铁座连接的转子铜套以及连接在所述转子铜套内部的轴套密封环，所述轴杆与所述轴套之间有一缝隙，液态金属能够沿着所述缝隙移动，所述轴杆为空心轴杆，所述轴套密封环内部设有与所述轴杆内部相连通的空腔，所述空腔设有冷却油注入口。所述轴杆的外壁上设有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽之间以及所述第二凹槽与所述轴杆的端部之间均设置有均匀分布的导流槽，所述导流槽包括一对镜像对称地斜槽、连接在一对所述斜槽之间的若干圆形槽以及连接在相邻两个所述圆形槽之间的直槽，所述斜槽与所述第一凹槽或者所述第二凹槽连通。所述轴承下连接环与所述轴杆之间设有第一节流器，所述转子铁座与所述轴杆之间设有第二节流器，所述轴杆的端部连接有吸收器，所述吸收器位于所述第二节流器的下方，所述吸收器的表面涂覆有涂层，所述涂层为银、钛、镍。所述轴杆的外表面与所述轴套的内表面均涂覆有液态金属层。所述轴套包括轴套第一段以及与所述轴套第一段连接的轴套第二段，所述轴套第一段的外径小于所述轴套第二段的外径，所述轴套第一段全部收容在所述空心靶盘的内部。所述阳极壳体包括阳极陶瓷以及分别连接在所述阳极陶瓷两端面的阳极小可伐和阳极大可伐，所述阳极陶瓷的外壁为波纹结构，所述阳极大可伐与所述金属外壳连接。所述阳极陶瓷、所述阳极小可伐与所述阳极大可伐通过钎焊一次成型，所述阳极陶瓷与所述阳极小可伐的连接处设有第一阳极端封，所述阳极陶瓷与所述阳极大可伐的连接处设有第二阳极端封。所述阴极壳体包括阴极陶瓷，所述阴极陶瓷的外壁为波纹结构。所述空心靶盘包括TZM和铼钨层以及与所述TZM和铼钨层连接的靶盘石墨，所述靶盘石墨和所述TZM和铼钨层为中空结构，其内部设有一支撑环，所述支撑环的端部与所述TZM和铼钨层的端部连接，所述支撑环与所述靶盘石墨之间设有第一空腔，所述支撑环与所述轴套之间设有第二空腔，所述支撑环通过螺钉与所述液态金属轴承连接。所述靶盘石墨、所述TZM和铼钨层以及所述支撑环通过高温焊接方式连接成为整体，所述靶盘石墨、所述TZM和铼钨层以及所述支撑环的中心线处于同一轴线，所述支撑环采用钼或者TZM。与现有技术相比，本技术液态金属轴承医用X射线管的有益效果在于：由于采用液态金属轴承，在旋转时几乎无磨损，热量能够迅速通过液态金属轴承传递至管外，有效提高空心靶盘的散热能力，提高轴承的可靠性，提高了X射线管的可靠性，使该液态金属轴承医用X射线管的阳极热容量能够实现5MHU及以上；轴杆为空心轴杆，当X射线管装配至管套时，管套的冷却油可以直接通入轴杆的最顶部，保证了轴杆的热量能够迅速被带走；阳极壳体和阴极壳体均采用波纹陶瓷结构，增加了陶瓷的表面积，能够及时高效地将X射线管内的热量导出X射线管外，提高了X射线管的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1是本技术液态金属轴承医用X射线管的示意图；图2是本技术液态金属轴承和靶盘的示意图；图3是本技术轴杆的示意图；图4是本技术液态金属轴承医用X射线管的局部放大示意图；图5是本技术阳极壳体的示意图。具体实施方式下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。请参看图1至图5，本技术为一种液态金属轴承医用X射线管，其包括金属外壳1、分别连接在金属外壳1两端的阳极壳体2和阴极壳体3、连接在阳极壳体2内部的液态金属轴承4以及连接在液态金属轴承4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态金属轴承医用X射线管，其特征在于：其包括金属外壳、分别连接在所述金属外壳两端的阳极壳体和阴极壳体、连接在所述阳极壳体内部的液态金属轴承以及连接在所述液态金属轴承外周的空心靶盘，所述空心靶盘的一部分收容在所述金属外壳内，另一部分收容在所述阳极壳体内，所述液态金属轴承的一端连接在所述空心靶盘内，所述液态金属轴承包括轴杆、包覆在所述轴杆外周的轴套、与所述轴套连接的轴承距离环、与所述轴承距离环连接的轴承下连接环、连接在所述轴承下连接环端部的转子铁座、与所述转子铁座连接的转子铜套以及连接在所述转子铜套内部的轴套密封环，所述轴杆与所述轴套之间有一缝隙，液态金属能够沿着所述缝隙移动，所述轴杆为空心轴杆，所述轴套密封环内部设有与所述轴杆内部相连通的空腔，所述空腔设有冷却油注入口。/n

【技术特征摘要】
1.一种液态金属轴承医用X射线管，其特征在于：其包括金属外壳、分别连接在所述金属外壳两端的阳极壳体和阴极壳体、连接在所述阳极壳体内部的液态金属轴承以及连接在所述液态金属轴承外周的空心靶盘，所述空心靶盘的一部分收容在所述金属外壳内，另一部分收容在所述阳极壳体内，所述液态金属轴承的一端连接在所述空心靶盘内，所述液态金属轴承包括轴杆、包覆在所述轴杆外周的轴套、与所述轴套连接的轴承距离环、与所述轴承距离环连接的轴承下连接环、连接在所述轴承下连接环端部的转子铁座、与所述转子铁座连接的转子铜套以及连接在所述转子铜套内部的轴套密封环，所述轴杆与所述轴套之间有一缝隙，液态金属能够沿着所述缝隙移动，所述轴杆为空心轴杆，所述轴套密封环内部设有与所述轴杆内部相连通的空腔，所述空腔设有冷却油注入口。


2.如权利要求1所述的液态金属轴承医用X射线管，其特征在于：所述轴杆的外壁上设有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽之间以及所述第二凹槽与所述轴杆的端部之间均设置有均匀分布的导流槽，所述导流槽包括一对镜像对称地斜槽、连接在一对所述斜槽之间的若干圆形槽以及连接在相邻两个所述圆形槽之间的直槽，所述斜槽与所述第一凹槽或者所述第二凹槽连通。


3.如权利要求2所述的液态金属轴承医用X射线管，其特征在于：所述轴承下连接环与所述轴杆之间设有第一节流器，所述转子铁座与所述轴杆之间设有第二节流器，所述轴杆的端部连接有吸收器，所述吸收器位于所述第二节流器的下方，所述吸收器的表面涂覆有涂层，所述涂层为银、钛、镍。


4.如权利要求3所述的液态金属轴承医用X射线管，其特征在于：所述轴杆的外表面与所述轴套的内表面均涂覆有液态金属层。

【专利技术属性】
技术研发人员：王颂东，于山，
申请(专利权)人：思柯拉特医疗科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32