一种内置热管的旋转阳极转子及CT球管制造技术

本发明专利技术公开了一种内置热管的旋转阳极转子及CT球管，其中，旋转阳极转子包括转子本体，所述转子本体上内置有旋转热管结构，所述旋转热管结构包括在转子本体一端沿轴向开设的冷却腔，冷却腔呈圆锥台状且锥度为1

【技术实现步骤摘要】
一种内置热管的旋转阳极转子及CT球管


[0001]本专利技术涉及X射线CT球管
，尤其是指一种旋转阳极转子及CT球管。

技术介绍

[0002]X射线成像已成为现代医学诊断和现代社会卫生保健不可或缺的重要组成部分。CT球管是X射线管组件的核心器件，具有高热量、高真空、高电压、高精度、高转速、高动量“六高”的技术特点。在高热容量CT球管中，阳极靶盘的设计至关重要，它需要同时满足高热容量、高散热效率的要求。阳极靶盘的热量主要通过热辐射由管壳吸收，其次通过热传导至转子与轴承，进而传导至外部壳体，管壳的温度主要由外部流体的强制对流换热带走。这样散热有限，效率低，不易及时将靶盘上的热量带走，限制了CT球管的热容量提升，影响CT球管的性能和寿命。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种结构紧凑，内置有旋转热管结构的旋转阳极转子，在CT球管上使用该旋转阳极转子，旋转过程中，通过旋转热管结构能增强阳极靶盘的散热能力，提高CT球管热容量。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用技术方案：一种内置热管的旋转阳极转子，包括转子本体，其特征在于：所述转子本体上内置有旋转热管结构，所述旋转热管结构包括在转子本体一端沿轴向开设的冷却腔，冷却腔呈圆锥台状，锥度为1
°‑5°
且圆锥台的小圆端为冷却腔开口端，在冷却腔开口端密封连接有高温单向阀，对冷却腔进行抽真空并向冷却腔中注入液态金属工质，注入的液态金属工质占冷却腔容积的12.5%
‑
30%。
[0005]进一步地，所述高温单向阀与所述冷却腔开口端通过锥管螺纹配合密封连接。
[0006]进一步地，所述内置有旋转热管结构的转子本体的制造方法包括如下步骤：（1）根据旋转阳极转子的工作温度，准备材料并按图纸加工出带有冷却腔的转子本体的基础结构，确保冷却腔为圆锥台状且锥度为1
°‑5°
，对冷却腔内壁进行抛光处理；（2）清除步骤（1）加工好的转子本体表面的氧化层和油污；（3）在转子本体的冷却腔开口端密封安装高温单向阀；（4）采用氦质谱测漏仪对步骤（3）中获得的转子本体进行测漏，若有泄漏现象，则需重新安装高温单向阀再测漏，若没有泄露，则执行步骤（5）；（5）对转子本体进行高温真空除气，具体是在高温真空炉内进行除气，除气真空度不低于10e
‑
3Pa；除气后再次进行测漏；若有泄漏现象，则需重新安装高温单向阀并执行步骤（4），若没有泄露，则执行步骤（6）；（6）根据CT球管的热容量，选择液体金属工质并提纯，提纯后的液体金属工质通过高温热管充装系统将液态金属工质灌入转子冷却腔内，注入的液态金属工质占冷却腔容积的12.5%
‑
30%；（7）完成液态金属工质的充装后，在旋转热管性能测试台上对内置有旋转热管的
转子本体进行热性能测试，符合性能要求的则完成内置有旋转热管的转子的制造。
[0007]本专利技术一种CT球管，其特征在于：包括阴极、阳极靶盘、金属管壳、阳极玻壳、阳极铜棒、轴承和上述旋转阳极转子，其中，其中旋转阳极转子通过轴承与阳极铜棒连接，所述阳极石墨盘固定在旋转阳极转子端部上，所述阴极安装在金属管壳上，金属管壳与阳极玻壳固定连接；所述阳极玻壳固定连接在阳极铜棒上。
[0008]进一步地，本专利技术CT球管还包括固定连接在旋转阳极转子上的转子轴套，转子铜套套装在阳极铜棒外侧且不与阳极铜棒接触。
[0009]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过将旋转热管结构内置到旋转阳极转子上，无需外部动力，只利用转子自身的转速，即可将阳极靶盘的热量传递到管壳外部进行冷却，本专利技术中旋转热管与转子是一体式结构，结构紧凑且散热效率高。
[0010]另外，上述旋转阳极转子的CT球管上应用时，旋转过程中可以通过旋转热管内的液态金属工质的汽化潜热将阳极靶盘的热量传递给阳极玻壳进行冷却。进一步地，通过增加转子铜套与旋转阳极转子连接，能增加散热面积，提高散热效率。
附图说明
[0011]图1为本专利技术之旋转阳极转子的结构示意图。
[0012]图2为本专利技术的旋转阳极转子制作工艺流程。
[0013]图3为本专利技术之CT球管结构示意图。
[0014]图4为旋转热管结构的原理示意图。
具体实施方式
[0015]为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施案例中的附图，对本专利技术实施案例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0016]如图1所示，一种内置热管的旋转阳极转子，包括转子本体10，所述转子本体10上内置有旋转热管结构。所述旋转热管结构包括从转子本体的一端沿轴向开设的冷却腔20，冷却腔20与转子本体10同轴线设置，冷却腔20呈圆锥台状，锥度为1
°‑5°
，冷却腔20的开口端为圆锥台的小圆端，即冷却腔的开口端直径较小。在冷却腔的开口端密封连接有高温单向阀30，对冷却腔20进行抽真空，然后向冷却腔20中注入液态金属工质，注入的液态金属工质占冷却腔容积的12.5%
‑
30%。
[0017]所述高温单向阀30与所述冷却腔20开口端通过锥管螺纹（ZG或NPT螺纹）配合密封连接，锥管螺纹可选用ZG螺纹或NPT螺纹，此类螺纹密封性强，安装连接后能保证连接处的密封性。
[0018]进一步地，如图2所示，所述内置有旋转热管结构的转子本体的制造方法包括如下步骤：（1）根据旋转阳极转子的工作温度，准备材料并按图纸加工出带有冷却腔的转子本体的基础结构，确保冷却腔为圆锥台状且锥度为1
°‑5°
，对冷却腔内壁进行抛光处理。
[0019]（2）清除步骤（1）加工好的转子本体表面的氧化层和油污；具体操作是：对加工好的转子本体使用氢氧化钠溶液进行浸泡，随后用酸中和，在转子表面的氧化层被彻底清除后，再用丙酮反复清洗，直至表面油渍完全去除。
[0020]（3）在转子本体的冷却腔开口端密封安装高温单向阀；该高温单向阀用于对冷却
腔抽真空，排除管内的不凝性气体，同时用于向冷却腔内注入液态金属工质，形成内置有旋转热管结构的转子本体。
[0021]（4）采用氦质谱测漏仪对步骤（3）中获得的转子本体进行测漏，若有泄漏现象（即不合格），则需重新安装高温单向阀再测漏，若没有泄露（即合格），则执行步骤（5）。
[0022]（5）对转子本体进行高温真空除气，具体是在高温真空炉内进行除气，除气真空度不低于10e
‑
3Pa；除气后再次进行测漏；若有泄漏现象，则需重新安装高温单向阀并执行步骤（4），若没有泄露，则执行步骤（6）。
[0023]（6）根据CT球管的热容量，选择液体金属工质并提纯，提纯后的液体金属工质通过高温热管充装系统将液态金属工质灌入转子冷却腔内，注入的液态金属工质占冷却腔容积的12.5%
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30%。其中，液体金属工质一般采用铯、钠或钾等液体金属，由于工质一般为碱金属，长期放置不免发生氧化，故在工质充装前需要在真空环境下，对工质进行提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内置热管的旋转阳极转子，包括转子本体（10），其特征在于：所述转子本体（10）上内置有旋转热管结构，所述旋转热管结构包括在转子本体一端沿轴向开设的冷却腔（20），冷却腔（20）呈圆锥台状，锥度为1
°‑5°
且圆锥台的小圆端为冷却腔开口端，在冷却腔开口端密封连接有高温单向阀（30），对冷却腔（20）进行抽真空并向冷却腔中注入液态金属工质，注入的液态金属工质占冷却腔容积的12.5%
‑
30%。2.根据权利要求1所述的旋转阳极转子，其特征在于：所述高温单向阀（30）与所述冷却腔（20）开口端通过锥管螺纹配合密封连接。3.根据权利要求1所述的旋转阳极转子，其特征在于：所述内置有旋转热管结构的转子本体的制造方法包括如下步骤：（1）根据旋转阳极转子的工作温度，准备材料并按图纸加工出带有冷却腔的转子本体的基础结构，确保冷却腔为圆锥台状且锥度为1
°‑5°
，对冷却腔内壁进行抛光处理；（2）清除步骤（1）加工好的转子本体表面的氧化层和油污；（3）在转子本体的冷却腔开口端密封安装高温单向阀；（4）采用氦质谱测漏仪对步骤（3）中获得的转子本体进行测漏，若有泄漏现象，则需重新安装高温单向阀再测漏，若没有泄露，则执行步骤（5）；（5）对转子本体进行高温真空除气，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄栋，殷术贵，毛璐瑶，陈启愉，张华伟，吴智恒，
申请(专利权)人：广东省科学院智能制造研究所，
类型：发明
国别省市：