Tubos de rayos X.

Un método de producción de un tubo de rayos X que comprende formar una primera sección de alojamiento

(20) a partir de chapa metálica; formar una segunda sección de alojamiento (22) a partir de chapa metálica, montar una serie de fuentes (18) de electrones en una de las secciones de alojamiento; montar un ánodo (16) en una de las secciones de alojamiento; y unir entre sí las secciones de alojamiento para formar un alojamiento que define una cámara (14) de vacío con las fuentes (18) de electrones soportadas dentro de la cámara (14) de vacío y el ánodo (16) soportado en el alojamiento, en el que la cámara (14) de vacío tiene forma de un toro dispuesto de modo que se extiende alrededor de un volumen de barrido.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2009/051178.

Solicitante: CXR LIMITED.

Inventor/es: MORTON,EDWARD JAMES.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > TUBOS DE DESCARGA ELECTRICA O LAMPARAS DE DESCARGA... > Tubos de rayos X > H01J35/16 (Ampollas, tubos; Recipientes; Blindajes asociados)

PDF original: ES-2539153_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Tubos de rayos X

La presente invención se refiere a tubos de rayos X y, en particular, a tubos de rayos X multifocales para aplicaciones de formación de imágenes.

Los tubos de rayos X multifocales comprenden generalmente un único ánodo en geometría lineal o curvada que puede irradiarse a lo largo de su longitud mediante dos o más fuentes de electrones conmutadas. En una configuración típica, pueden usarse cientos de fuentes o cañones de electrones para irradiar un único ánodo con una longitud de más de 1 m. A menudo, los cañones de electrones se activarán individual y secuencialmente con el fin de crear un haz de rayos X de movimiento rápido. Alternativamente, las fuentes de electrones pueden activarse en grupos para proporcionar haces de rayos X con composición de frecuencia espacial variable.

Las fuentes de rayos X multifocales conocidas tienden a usar alojamientos metálicos y de material cerámico combinados fabricados usando juntas de vacío convencionales tales como conjuntos con-flat o empaquetaduras metálicas. Tales conjuntos son extremadamente costosos de ensamblar puesto que requieren un mecanizado de precisión para cumplir con los estrictos requisitos de vacío.

La presente invención proporciona por lo tanto un método de producción de un tubo de rayos X que comprende formar una primera sección de alojamiento a partir de chapa metálica; formar una segunda sección de alojamiento a partir de chapa metálica, montar una serie de fuentes (18) de electrones en una de las secciones de alojamiento; montar un ánodo (16) en una de las secciones de alojamiento; y unir entre sí las secciones de alojamiento para formar un alojamiento que define una cámara (14) de vacío con las fuentes (18) de electrones soportadas dentro de la cámara (14) de vacío y el ánodo (16) soportado en el alojamiento, en el que la cámara (14) de vacío tiene forma de un toro dispuesto de modo que se extiende alrededor de un volumen de barrido.

Las secciones de alojamiento pueden formarse por presión. Esto hace al método rápido y eficiente. Pueden formarse diversos elementos del alojamiento, tales como formaciones de soldadura o aberturas de montaje para pasos de alimentación, por estampado. Esto puede hacerse simultáneamente y en la misma herramienta de estampado que la formación de las secciones de alojamiento principales, o puede realizarse como una etapa diferente.

La presente invención proporciona adicionalmente un tubo de rayos X que comprende un alojamiento; un ánodo soportado en el alojamiento, y una serle de fuentes (18) de electrones dispuestas para generar haces de electrones dirigidos a una pluralidad de posiciones en el ánodo (16), en el que el alojamiento (12) comprende dos secciones (2, 22) formadas a partir de chapa metálica y define una cámara de vacío (14), con las fuentes (18) de electrones soportadas dentro de la cámara (14) de vacío, en el que la cámara de vacío tiene forma de un toro dispuesto de modo que se extiende alrededor de un volumen de barrido.

A continuación se describirán realizaciones preferidas de la presente invención a modo de ejemplo únicamente con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

la figura 1 es una sección transversal a través de un tubo de rayos X multifocal según una realización de la invención;

la figura 2 es una sección a través de un paso de alimentación en una sección de cátodo del tubo de rayos X de la figura 1;

la figura 3 es una vista frontal del paso de alimentación de la figura 2;

la figura 4 es una vista frontal de una placa de conexión en la sección de cátodo del tubo de rayos X de la figura

1;

la figura 5 es una sección a través de un paso de alimentación de AT para el ánodo del tubo de rayos X de la figura 1;

la figura 6 es una sección transversal a través de una sección de ánodo del alojamiento del tubo de la figura 1;

la figura 7 es una sección transversal a través de un paso de alimentación de alta tensión del tubo de la figura 1;

la figura 8 es una vista lateral de un ánodo del tubo de la figura 1; y

la figura 8a es una sección transversal a través del ánodo de la figura 8.

Haciendo referencia a la figura 1, un tubo 1 de rayos X comprende un alojamiento 12 que define una cámara 14 de vacío, con un ánodo 16 tubular hueco y una serie de fuentes o cañones 18 de electrones soportadas dentro de la

cámara 14 de vacío. La cámara de vacío tiene forma de un toro dispuesto de modo que se extiende alrededor de un volumen de barrido.

El alojamiento 12 está formado en dos secciones: una sección 2 de ánodo y una sección 22 de cátodo. La sección 2 de ánodo es aproximadamente semicircular o con sección en forma de C con rebordes 24a, 24b soldados formados en sus bordes radialmente interno y externo. El ánodo 16 está soportado en la sección 2 de ánodo por medio de un paso 3 de alimentación de ánodo que está formado independientemente del alojamiento 1 y soldado al mismo, tal como se describirá en más detalle a continuación, y varios soportes que son similares al paso 3 de alimentación pero no incluyen las conexiones eléctricas del paso de alimentación, que sirven únicamente para un soporte físico. Una ventana 26 de salida está formada en el lado radialmente interno de la sección 2 de ánodo, de modo que permite que los haces de rayos X, generados en cada posición de un gran número de posiciones a lo largo del ánodo 16 mediante los cañones 18 de electrones, salgan del alojamiento en la dirección radialmente hacia dentro.

La sección 22 de cátodo del alojamiento 12 tiene una sección ligeramente más cuadrada que la sección 2 de ánodo, con paredes 32, 34 laterales radialmente interna y externa y una pared 36 trasera plana en la que se montan las fuentes 18 de electrones. Cada fuente 18 de electrones se extiende alrededor de un arco del dispositivo explorador, y se dispone para generar haces de electrones desde cada posición de varias posiciones a lo largo de su longitud en una secuencia controlada, mediante la conmutación eléctrica de la tensión aplicada a elementos de control respectivos para controlar la extracción o supresión de electrones desde posiciones respectivas a lo largo de un cátodo.

En esta realización, ambas secciones 2, 22 del alojamiento están formadas a partir de chapas metálicas prensadas normalmente usando un acero inoxidable dulce tal como 316L. Las partes prensadas se moldean para proporcionar resistencia adicional que permite reducir el grosor de material hasta 2 mm o menos. El diseño de moldeo usa grandes radios (normalmente superiores a 5 mm) para reducir las intensidades del campo eléctrico interno dentro del tubo.

Las partes 2, 22 del alojamiento resultantes son extremadamente rígidas y ligeras en comparación con los equivalentes mecanizados. Además, las partes, al estar completamente redondeadas, proporcionan un excelente soporte de los campos electrostáticos dentro del tubo lo que puede permitir reducir el volumen de la cámara 14 de vacío encerrada sustancialmente en comparación con un tubo equivalente mecanizado. Además, el área de superficie de las superficies metálicas expuestas tiende a ser baja en comparación con un equivalente mecanizado, reduciendo así la variedad de gases que pueden expulsarse al Interior del tubo durante el funcionamiento. Esto prolonga la vida útil del tubo y reduce el coste del sistema de bombeo de iones asociado.

En una aplicación típica, tal como inspección de seguridad o diagnóstico médico, el peso global del sistema de rayos X es a menudo un factor crítico y el peso intrínsecamente ligero de este diseño de tubo es importante a la hora de cumplir con este objetivo de diseño clave.

Como alternativa al estampado, puede... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método de producción de un tubo de rayos X que comprende formar una primera sección de alojamiento (2) a partir de chapa metálica; formar una segunda sección de alojamiento (22) a partir de chapa metálica, montar una serie de fuentes (18) de electrones en una de las secciones de alojamiento; montar un ánodo (16) en una de las secciones de alojamiento; y unir entre sí las secciones de alojamiento para formar un alojamiento que define una cámara (14) de vacío con las fuentes (18) de electrones soportadas dentro de la cámara (14) de vacío y el ánodo (16) soportado en el alojamiento, en el que la cámara (14) de vacío tiene forma de un toro dispuesto de modo que se extiende alrededor de un volumen de barrido.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende además formar un área de espesor reducido en la chapa metálica para formar una ventana (26) de salida de rayos X.

3. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que las fuentes de electrones están montadas en una de las secciones de alojamiento y el ánodo está montado en la otra.

4. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además formar una abertura (42) en el alojamiento y montar un paso (4) de alimentación de fuente de electrones en la abertura para proporcionar conexión eléctrica a las fuentes (18) de electrones.

5. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además formar una abertura en el alojamiento y montar un paso (3) de alimentación de ánodo en la abertura para proporcionar conexión eléctrica al ánodo.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 4 o la reivindicación 5 en el que la, o cada, abertura se forma por estampado y en el que las formaciones de soldadura se forman en el alojamiento por estampado y las formaciones de soldadura se usan para soldar al menos uno de los pasos de alimentación al alojamiento.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 5 en el que el paso (3) de alimentación de ánodo define un canal (118) de refrigerante para suministrar refrigerante al ánodo.

8. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que el paso de alimentación de ánodo tiene provisto en el mismo un electrodo (89) que está conformado y situado para proteger al menos una parte del paso de alimentación de ánodo de electrones parásitos.

9. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el ánodo (16) es hueco y define un pasaje de refrigerante a través del mismo, comprendiendo el método además formar el ánodo a partir de un miembro tubular, en el que el miembro tubular está formado para que incluya una superficie diana.

1. Un tubo de rayos X que comprende un alojamiento (12), un ánodo (16) soportado en el alojamiento, y una serie de fuentes (18) de electrones dispuestas para generar haces de electrones dirigidos a una pluralidad de posiciones en el ánodo (16), en el que el alojamiento (12) comprende dos secciones (2, 22) formadas a partir de chapa metálica y define una cámara (14) de vacío, con las fuentes (18) de electrones soportadas dentro de la cámara (14) de vacío, en el que la cámara de vacío tiene forma de un toro dispuesto de modo que se extiende alrededor de un volumen de barrido.

11. Un tubo de rayos X de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el alojamiento (12) incluye un área de espesor reducido en la chapa metálica que forma una ventana (26) de salida de rayos X.

12. Un tubo de rayos X de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 11 en el que las fuentes (18) de electrones están montadas en una de las secciones de alojamiento y el ánodo está montado en la otra.

13. Un tubo de rayos X de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 que comprende además un paso (4) de alimentación de fuente de electrones montado en una abertura (42) en el alojamiento para proporcionar conexión eléctrica a las fuentes de electrones.

14. Un tubo de rayos X de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 que comprende además un paso (3) de alimentación de ánodo montado en una abertura en el alojamiento para proporcionar conexión eléctrica al ánodo.

15. Un tubo de rayos X de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el paso (3) de alimentación de ánodo tiene provisto sobre el mismo un electrodo (89) que está conformado y situado para proteger al menos una parte del paso de alimentación de ánodo de electrones parásitos.

16. Un tubo de rayos X de acuerdo con la reivindicación 19 o la reivindicación 2 en el que el paso (3) de alimentación de ánodo define al menos una parte de un pasaje (118) de refrigerante para suministrar refrigerante para

enfriar el ánodo (16), estando el paso de alimentación de ánodo compuesto un cuerpo (98) que soporta un conectar (12) eléctrico y que tiene una parte del pasaje (118) de refrigerante formado a través del mismo, y el paso de alimentación de ánodo comprende además un miembro tubular (8) que se extiende alrededor del cuerpo (98), y un hueco (18) definido entre el miembro tubular y el cuerpo forma una parte del pasaje de refrigerante.