本发明实施例涉及x射线管,尤其涉及一种x射线管。
背景技术:
1、x射线管作为现代医学影像技术中不可或缺的核心部件,其性能和稳定性直接关系到医疗诊断的准确性和患者的安全。
2、x射线管中x射线的产生原理是灯丝发热产生电子,大量电子经阴阳极之间的高压电场加速轰击阳极靶盘进而产生x射线,x射线经靶面反射从窗口射出,经过病人后被ct探测器接收成像。电子轰击阳极靶盘的过程会产生大量的热,如果轰击位置保持不变,那么阳极靶盘被轰击区域会大量产热,且产热的速度远远大于其散热速度。当热量累积到临界值时靶面被轰击区熔毁,造成阳极失效。所以,现有技术中x射线管普遍采用旋转阳极,也即工作时阳极靶盘处于高速旋转状态,这样电子轰击在阳极靶盘上的位置持续变化,避免局部温度升高损坏阳极靶盘的现象发生。
3、在众多的x射线管类型中,ct球管以其独特的工作机制在ct扫描中发挥着举足轻重的作用。以旋转阳极ct球管为例,ct球管在工作过程中会频繁启动和停车。在从静止到旋转或从旋转到静止的过程中,ct球管内的内外轴承之间存在直接接触,并具有较大偏心率,从而使内外轴承的一侧受到更多磨损,严重影响x射线管的使用寿命。例如,在静止时,在重力的作用下,连接有阳极靶盘和转子的内轴承会与外轴承相接触,并且内轴承和外轴承朝向重力方向的一侧相互挤压的程度更高。这导致旋转部件(例如是转子和阳极靶盘)在从静止到运动的过程中,内轴承和外轴承之间的受力不均,朝向重力方向的一侧会磨损更加严重,最终影响ct球管的使用寿命。
技术实现思路
1、本发明解决的技术问题是如何提高x射线管的稳定性和耐久性。
2、为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种x射线管,包括:壳体,沿第一方向具有相互连通的第一腔和第二腔,沿第一方向所述壳体具有相对的第一侧和第二侧,所述第一腔相较于所述第二腔更靠近所述第一侧;阳极靶盘,设置于所述第二腔;第一转子,所述第一转子的至少一部分设置于所述第一腔,所述第一转子直接或间接地与所述阳极靶盘相连接,所述阳极靶盘和所述第一转子同步转动;中轴部,沿所述第一方向延伸并贯穿所述第一转子,所述第一转子以所述中轴部为轴旋转,所述第一转子直接或间接地支撑于所述中轴部;第一磁悬浮组件,包括:第一感应部,设置于所述壳体的所述第一侧的外部;第一悬浮部,设置于所述第一转子,所述第一悬浮部用于和所述第一感应部配合以保持所述第一转子的旋转轴与所述中轴部的轴线重合。
3、可选的,所述第一转子的外周面开设有安装槽,所述第一悬浮部的至少一部分嵌入所述安装槽。
4、可选的,所述第一悬浮部由磁性材料制成。
5、可选的,所述第一悬浮部呈环形,所述安装槽的形状与所述第一悬浮部相适配。
6、可选的,所述安装槽的开口方向平行于所述第一方向。
7、可选的,所述安装槽开设于所述第一转子朝向所述第一侧的端部。
8、可选的,沿所述第一转子的径向,所述第一悬浮部的投影和所述第一感应部的投影至少部分重合。
9、可选的,所述第一转子的外周面和所述壳体的形成所述第一腔的内壁之间存在非零的间隙。
10、可选的,所述x射线管还包括:外轴部,套设于所述中轴部且可绕所述中轴部的轴线旋转,所述外轴部包括间隔设置的第一连接部和第二连接部,其中,所述第一连接部用于与所述第一转子相连接,所述第二连接部用于与所述阳极靶盘相连接。
11、可选的,所述外轴部包括沿所述第一方向延伸的装配孔,所述中轴部的至少一部分区段容置于所述装配孔,所述中轴部容置于所述装配孔的区段的外周面和所述外轴部的形成所述装配孔的内壁之间形成有填充腔。
12、可选的,所述装配孔为盲孔并具有朝向所述第二侧的开口,所述中轴部的至少一部分自所述开口伸入所述装配孔。
13、可选的,所述填充腔内设置有多个滚珠,所述多个滚珠沿所述中轴部的周向围绕所述中轴部设置。
14、可选的,所述填充腔内填充有液态金属,所述中轴部、所述外轴部及所述填充腔内的所述液态金属配合形成液态金属轴承。
15、可选的,所述x射线管还包括:密封结构,所述密封结构设置于所述中轴部和所述外轴部之间,沿所述第一方向,所述密封结构封闭所述填充腔的至少一端。
16、可选的,所述第一转子开设有沿所述第一方向延伸的第一通孔,所述密封结构包括:第一突起部,设置于所述中轴部,用于支撑所述外轴部,所述第一突起部位于所述第一通孔内,所述第一突起部朝向所述第二侧的面的至少一部分与所述外轴部相接触,并且所述第一突起部封闭所述填充腔朝向所述第一侧的一端。
17、可选的,所述第一突起部包括:凹陷部,设置于所述第一突起部朝向所述第二侧的面;凸台,围绕所述凹陷部一圈设置,所述凸台朝向所述第二侧的端面与所述中轴部朝向所述第一侧的面贴合。
18、可选的,所述密封结构还包括:第二突起部,设置于所述中轴部,所述第二突起部位于所述装配孔内,所述第二突起部和所述装配孔的内壁相接触,并且所述第二突起部封闭所述填充腔朝向所述第二侧的一端。
19、可选的,所述装配孔为通孔,沿所述第一方向,所述中轴部具有相对的第一端和第二端,所述第一端与所述壳体连接于所述第一侧,所述第二端穿过所述装配孔地与所述壳体连接于所述第二侧。
20、可选的,所述壳体还具有第三腔,所述第三腔与所述第二腔连通,所述第三腔相较于所述第二腔更靠近所述第二侧,还包括:第二转子,所述第二转子的至少一部分容置于所述第三腔,所述第二转子直接或间接地与所述阳极靶盘相连接,所述第一转子、所述第二转子以及所述阳极靶盘同步转动。
21、可选的,所述x射线管还包括:第一定子,相较于所述第一侧更靠近所述第二侧,并且所述第一定子位于所述壳体的外部;第二定子,沿所述第一方向,所述第二定子和所述第一定子相对设置,所述第二定子相较于所述第一定子更靠近所述第二侧;其中,沿所述第一方向,所述第二转子的至少一部分位于所述第一定子和所述第二定子之间,所述第一定子和所述第二定子配合以使所述第二转子悬浮于所述第三腔内。
22、与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
23、采用本发明实施例的技术方案,通过第一磁悬浮组件的设置,使得第一转子(及与其相连的阳极靶盘)能够悬浮并稳定旋转。尤其在x射线管启停的过程中,第一磁悬浮组件能够使x射线管中的旋转部件(例如是第一转子和阳极靶盘)的旋转轴始终与中轴部的轴线重合,有效避免了传统x射线管在启停过程中受重力影响导致的旋转部件偏轴并与中轴部之间发生挤压、碰撞和磨损,提高了x射线管的使用寿命和稳定性。
24、进一步,第一悬浮部由磁性材料制成,能够与第一感应部产生有效的磁力作用,实现悬浮效果。环形设计使得第一悬浮部能够均匀分布磁力,避免局部磨损。安装槽的开口方向平行于第一方向,便于第一悬浮部安装和拆卸。
25、进一步,第一转子的外周面和壳体的形成第一腔的内壁之间存在非零的间隙,有助于减少摩擦,降低磨损,提高x射线管的运行效率和使用寿命。
26、进一步,填充腔内填充液态金属,形成液态金属轴承。液态金属轴承具有优异的润滑性能和散热性能,能够显著提高x射线管的运行效率和稳定性。
1.一种x射线管,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的x射线管,其特征在于,所述第一转子的外周面开设有安装槽,所述第一悬浮部的至少一部分嵌入所述安装槽。
3.根据权利要求2所述的x射线管,其特征在于,
4.根据权利要求1所述的x射线管,其特征在于,沿所述第一转子的径向,所述第一悬浮部的投影和所述第一感应部的投影至少部分重合。
5.根据权利要求1所述的x射线管,其特征在于,所述第一转子的外周面和所述壳体的形成所述第一腔的内壁之间存在非零的间隙。
6.根据权利要求1所述的x射线管,其特征在于,还包括:
7.根据权利要求6所述的x射线管,其特征在于,所述外轴部包括沿所述第一方向延伸的装配孔,所述中轴部的至少一部分区段容置于所述装配孔,所述中轴部容置于所述装配孔的区段的外周面和所述外轴部的形成所述装配孔的内壁之间形成有填充腔。
8.根据权利要求7所述的x射线管,其特征在于,所述装配孔为盲孔并具有朝向所述第二侧的开口,所述中轴部的至少一部分自所述开口伸入所述装配孔。
9.根据权利要求7所述的x射线管,其特征在于,所述填充腔内设置有多个滚珠,所述多个滚珠沿所述中轴部的周向围绕所述中轴部设置。
10.根据权利要求7所述的x射线管,其特征在于,所述填充腔内填充有液态金属,所述中轴部、所述外轴部及所述填充腔内的所述液态金属配合形成液态金属轴承。
11.根据权利要求7所述的x射线管,其特征在于,还包括:
12.根据权利要求11所述的x射线管,其特征在于,所述第一转子开设有沿所述第一方向延伸的第一通孔,所述密封结构包括:
13.根据权利要求12所述的x射线管,其特征在于,所述第一突起部包括:
14.根据权利要求11所述的x射线管,其特征在于,所述密封结构还包括:
15.根据权利要求7所述的x射线管,其特征在于,所述装配孔为通孔,沿所述第一方向,所述中轴部具有相对的第一端和第二端,所述第一端与所述壳体连接于所述第一侧,所述第二端穿过所述装配孔地与所述壳体连接于所述第二侧。
16.根据权利要求1所述的x射线管,其特征在于,所述壳体还具有第三腔,所述第三腔与所述第二腔连通,所述第三腔相较于所述第二腔更靠近所述第二侧,还包括:
17.根据权利要求16所述的x射线管,其特征在于,还包括:
18.根据权利要求16所述的x射线管,其特征在于,还包括: