Brevet FR2067317A1 — publié le 19710820

La présente invention a pour objet un dispositif de rotation pour générateurs de neutrons ou sources analogues de rayonnement, avec ou sans possibilité de déplacement radial et équilibrage de la source de rayonnement, comprenant un corps tournant servant à la fois à supporter et à mettre en rotation la source de rayonnement, ce corps tournant reposant, par l'intermédiaire d'une couronne de roulement, directement ou indirectement, sur au moins deux galets dont l'un au moins est pourvu d'un dispositif d'entrarnement pour la mise en rotation du corps tournant, qui prend appui, avec la source de rayonnement qu'il supporte, sur trois points d'appui. Dans le domaine médical, il est connu de traiter certaines maladies de l'homme par des rayonnements et de produire les rayons nécessaires dans des sources comme les bétatrons, les générateurs de neutrons ou autres. Afin de pouvoir, d'une part diriger les rayons sur la partie intéressée du corps du malade et, d'autre part, maintenir celui-ci dans une position détendue, la source de rayonnement doit être supportée par un dispositif permettant de la diriger à partir de n'importe quel point voulu sur le corps du malade. Pour la solution de ce problème, il est déjà connu, lorsque la source de rayonnement est un bétatron, de monter cette source sur un dispositif de rotation permettant de faire pivoter le bétatron au-dessus d'une table de traitement sur laquelle repose le malade. Le dispositif de déplacement du bétatron au-dessus de la table d'opération se compose essentiellement d'un corps tournant qui supporte le bétatron et d'un certain nombre de galets de support et d'entrarnement sur lesquels repose le corps tournant et qui lui transmettent le mouvement. Pour empêcher le corps tournant de basculer axialement, il est monté sur un moyeu central pouvant tourner dans un palier relié au socle. Le bétatron est monté sur le corps tournant de façon à pouvoir être déplacé radialement par rapport à l'axe de rotation de celui-ci.Sur le côté du corps tournant opposé au bétatron est fixé un tambour à câble servant à l'enroulement et au déroulement de câbles d'amenée et de départ de l'énergie. La pratique a toutefois montré que, pour une orientation facile du faisceau de rayons vers l'endroit à traiter du corps du malade, le bétatron devait pouvoir aussi tourner, indépendamment du mouvement de rotation du corps tournant. Cette exigence s'appui que spécialement au cas où la source de rayonnement est un géne rateur de neutrons, dont les rayons sont dirigés sur le malade par un collimateur. Cet état de la technique est représenté par le brevet allemand 1 208 835. La présente invention a pour but la réalisation du montage de la source de rayonnement sur un corps tournant de telle façon que le rayonnement conserve une position axiale invariable malgré la rotation du corps tournant. Ce but est atteint, conformément à l'invention, dans un dispositif de rotation du genre indiqué ci-dessus, par une disposition telle que la source de rayonnement peut tourner et/ou coulisser par rapport au corps tournant et que celui-ci est guidé, en dehors de ses appuis radiaux, sur des rouleaux, également dans des guides axiaux. Ce mode de réalisation du dispositif de rota tion conforme à l'invention permet de diriger le rayonnement émis par la source sensiblement sur chaque point voulu du corps d'un malade reposant sur une table de traitement. Il est ainsi possible, en particulier en médecine, de maintenir le malade en position horizontale et détendue, et de diriger la source de rayonnement ou le rayon sur l'endroit à traiter du corps du patient. L'invention présente comme autre avantage que, grâce à ce dispositif de rotation, l'axe de la source de rayonnement peut être maintenu en position, indépendamment de l'angle de re- tation du corps tournant, qui peut atteindre une valeur maximale de 280 .Le dispositif de rotation suivant l'invention présente également l'avantage que, le corps tournant s'appuyant à sa périphérie sur un dispositif de support solidaire du socle, une notable economie d'espace peut être obtenue, le dispositif de support suivant l'invention pouvant autre monté dans un espace restreint. Etant donne que l'on doit isoler, de la façon habituelleg d'une part la salle d'irradiation de la salle des machines, et d'autre part la salle d'irradiation de la salle de production du rayonnement, ce qui se fait le plus souvent grâce à une cloison ou à un châssis, de préférence métallique, il est possible, suivant une autre caractéristique de l'inventionJ de faire porter par ledit chasses les valets de support et les organes pour le guidage axial. I1 a de plus été reconnu avantageux que les organes de guidage qui empêchent toute inclinaison de l'axe du corps tournant soient constitués par des groupes de galets comprenant chacun au moins une paire de galets, dans laquelle l'en des galets est disposé en avant et l'autre en arrière du corps tournant ou de sa couronne de roulement. Les galets de chaque paire agissent en opposition l'un par rapport à l'autre, de façon à assurer un guidage latéral précis. I1 a également été trouvé avantageux de disposer chaque organe de guidage à la périphérie du corps tournant ou de sa couronne de roulement de façon que, notamment dans le cas du montage sur un châssis, aucun organe du dispositif n'ait besoin d'être dirigé vers l'intérieur. Les dessins annexés représentent schématiquement à titre d'exemple des modes de réalisation de l'invention dans lesquels la source de rayonnement est un générateur de neutrons. - La figure 1 est une vue en élévation et en coupe partielle d'un corps tournant supportant une source de rayonnement, et d'un dispositif de rotation pour cette source autour d'un axe fixe, le dispositif de mise en rotation étant un train d'engrenages. - La figure 2 représente un châssis de support, avec un dispositif de mise en rotation par rapport à celui-ci. - La figure 3 représente, en coupe et à échelle agrandie, un système de support pour le corps tournant, avec organe de guidage associé aux galets de support. - La figure 4 est une vue en élévation et en coupe partielle d'un corps tournant supportant une source de rayonnement et d'un dispositif de rotation pour cette source par rapport au corps tournant, ce dispositif étant du type à bielles. Le dispositif de rotation suivant l'invention se compose essentiellement, dans 11 exemple de mise en oeuvre représenté, d'un corps tournant 1 de préférence suffisamment rigide vis-à-vis des torsions ayant la forme d'une roue et portant à sa périphérie la couronne de roulement 2 appuyé d'une part au sol 3 et d'autre part au plafond 4 d'une chambre dtirradiation et tournant autour d'un axe. Le corps tournant 1 est supporté dans sa rotation par des galets 5 montés sur des paliers 6 fixée au sol 3, et dont de préférence au moins deux sont disp osée symétriquement par rapport au plan médian longitudinal "x" du corps 1.Celui-ci est d'autre part maintenu latéralement par des organes de guidage 7 qui l'empêchent de sortir d'un plan vertical, Le nombre des organes de guidage 7 dépend des dimension du corps tournant 1, mais il est de préférence au moins égal à trois, pour assurer un guidage correct. Alors que les galets supports 5 sont voisins du sol de la chambre d'irradiation, les organes de guidage 7 sont de préférence répartis sur la circonférence du corps tournant l; sans qu'il y en ait obligatoirement un au-dessus de 7'axe de rotation et deux au-dessous.Les organes de guidage peuvent être montée sur une pièce de support 8 montés par exemple au plafond de la salle d'opératione Chaque organe de guidage comprend au moins deux galets 9 et 10 dont l'un est disposé en avant et l'autre en arrière de la couronne de roulement 2, sur la périphérie de laquelle stappuient les deux galets. La source de rayonnement 11 est montée sur le corps tournant, mais en dehors de l'axe "y" de rotation de celui-ci.Elle se compose d'une partie génératrice 12 et d'une partie émettrice 13, dite "collimateur". La source 11 est montée sur le corps tournant 1 sur un axe "y" et peut tourner autour de cet axe, qui est de préférence parallèle à l'axe "y" du corps tournant, les deux rotations étant cependant indépendantes. Pour un meilleur équili- brage, le collimateur 13 est monté d'un c8té du corps tournant 1 et la partie génératrice 12 de l'autre côté. Les parties 12 et 13 sont réunies par une pièce de liaison 14 portant a sa périphérie une couronne à billes, ainsi qu'une denture 15 qui engrène avec un pignon intermédiaire 16. Celui-ci est en prise, d'une part avec la denture 15 portée par la couronne à bille et part avec une autre roue dentée 17 montée sur l'axe "y" du corps tournant 1, dont l'axe fixe est supporté par un bras d'appui 20 fixé au sol 3.Le contre-poids 18 équilibrant la source de rayonnement 11 est, dans cet exemple de mise en oeuvre de l'invention, fixé au corps tournant en un point diagonalement après au colimateur 13. Pour la mise en rotation du corps tournant, autour de SON axe, au moins l'un des galets Qe support 5 est reuni d'un dispositif d'entraînement 19. Lorsqu'un châssis 21 est utilisé par la chambre de production du rayonnement de la chambre d'irradia- tion, il est avantageux, comme le montre la figure 2, que le support permettant la rotation du corps tournant 1 soit porté par ce châssis. Dans ce cas, les galets supports 5 sont montés dans les angles inférieurs du chassies, et l'un au moins des organes 7 de guidage est placé à la partie supérieure, de préfé- rence au voisinage du plan médian vertical "x" du châssis. Les organes de guidage 7, composés chacun de deux galets 9 et 10 sont fixés au châssis 21 de façon que la couronne de roulement 2 passe entre les deux galets.Afin d'amortir le bruit de rotation du corps tournant 1, les galets 5, ainsi d'ailleurs que les galets 9 et 10, peuvent être munis d'un revêtement élastique, en caoutchouc ou en une matière analogue. La source de rayonnement 11 est reliée au corps tournant 1 de telle façon qu'elle puisse être mise en rotation sans difficulté, indépendamment de la rotation du corps tournant. Àu cas où cette possibilité de rotation de la source serait insuffisante, on pourrait, au moyen d'un dispositif de déplacement non représenté, rendre la source radialement mobile sur le corps tournant 1. La rotation de la source 11 peut également être réalisée par une commande particulière, non représentée. Dans l'exemple de mise en oeuvre de la figure 4, le dispositif de rotation se différencie de celui précédemment décrit, uniquement par le fait que l'ensemble de roues dentées 15, 16, 17 est remplacé par un embiellage 22. Celui-ci est formé par au moins deux bielles 23, 24 et est relié d'une part à la partie génératrice de rayons 12 de la source 11, et de l'autre à une manivelle 25. Celle-ci est actionnée par le corps tournant 1, par l'intermédiaire d'un arbre 27 et d'un engrenage 26. L'arbre 27 qui actionne la manivelle 25 par l'intermédiaire de l'engrenage 26 est en prolongement de l'axe du corps tournant 1 et entrarné par cet axe. La manivelle 25 et l'engrenage 26 sont eux-m8mes montés sur un support 28 ancré dans le sol 3. Le dispositif de transmission 22 n'est pas limité à la forme de mise en oeuvre représentée. I1 peut être disposé extérieurement à la zone de rotation de la partie génératrice de rayons 12 et de la source de rayonnement 11. Dans ce cas, la manivelle 25 est actionnée par un moteur individuel et supportée par une paroi ou un support fixé au sol 3 en dehors de la zone de rotation. Le dispositif peut, suivant le mode de transmission, comprendre un support qui absorbe les réactions du couple moteur. I1 est également possible d'employer comme organes de guidage axial des galets 5 munis de boudins, ou encore une couronne 6 qui chevauche les galets 5 et s'appuie axialement sur ceux-ci par des glissières. La commande du déplacement radial de la source de rayonnement 11 peut se faire par un mécanisme à arbre fileté, en soi connu. REVENDICATIONS 1. Dispositif de rotation pour générateurs do neutrons ou sources analogues de rayonnement, avec ou sans possi- bilité de déplacement radial de la source de rayonnement sur le dispositif de rotation et d'équilibrage de la source de rayonne- ment, comprenant un corps tournant servant à supporter et à mettre en rotation la source de rayonnement, ce corps tournant reposant par l'intermédiaire d'une couronne ae roulement directement ou indirectement sur au moins deux galets -dont l'un au moins est pouvu d'un dispositif d'entraînement pour ia mise en rotation du corps tournant qui s'appuie, avec la source de rayonnement qu'il supporte, sur trois points d'appui, ce dispositif étant caractérisé en ce que la source de rayonnement peut tourner et/ou coulisser par rapport au corps tournant et à son mouvement de rotation, et en ce que le corps tournant est, en plus de ses appuis radiaux, guidé dans des guides axiaux. 2, Dispositif de rotation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque organe de guidage axial est constitué par un ensemble de galets formé d'au moins deux galets symétriques par rapport à la couronne de roulement. 3. Dispositif de rotation suivant la revendication 1, caractérise en ce que le corps tournant est un disque circulaire rigide à la torsion. 4. Dispositif de rotation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la source de rayonnement est reliée au corps tournant par un palier (par exemple un palier à billes). 5. Dispositif de rotation suivant la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le contrepoids d'équilibrage de la source de rayonnement est monté sur le corps tournant. 6. Dispositif de rotation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps tournant est monté, de façon à pouvoir tourner, sur un châssis qui sépare la chambre d'irradiation de la chambre de production du rayonnement. 7. Dispositif de rotation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la source de rayonnement est coaxiale avec une roue dentée, eile-même en liaison par l'inter- médiaire d'une roue dentée auxiliaire avec une autre roue portée par l'axe du corps tournant et solidaire de cet axe. Dispositif de rotation suivant la revendica tion 1, caractérise en ce que la source de rayonnement @ et reliée à une piece fixe par un embiellage. 9. Dispositif de rotation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de guidage sont des galets munis d'un boudin latéral. 109 Dispositif de rotation suivant l'ensemble des revéndications 1 et 8, caractérisé en ce que le système articulé est relié à un arbre de transmission par un excentrique st un train d'engrenages. 11. Dispositif de rotation suivant l'ensemble des revendications 1 et 8, caractérisé en ce que le système articulé est relié par un excentrique à un organe de commande placé en dehors de la zone de rotation de la source de rayonnement.