Brevet FR2484698A1 — publié le 19811218

Tube à rayons X à anode tournante. L'invention concerne un tube à rayons X à anode tournante de forme annulaire, montéeen son centre et en- traînée à l'aide d'un moteur, la paroi du tube se situant entre le stator et le rotor dudit moteur. De tels tubes à rayons X sont connus, par exemple, par.le brevet allemand No. 1 099 095. Dans le tube à rayons X connu, l'anode est réalisée sous la forme d'un anneau pour permettre d'obtenir une amélioration de sa charge thermique possible. Par ail- leurs, un palier est déplacé dans le plan de l'extension annulaire de l'anode afin de diminuer l'effet de levier du poids de l'anode, attaquant les paliers dans les tubes à rayons X et à anode tournante habituels. Mais, le dispositif d'anode est toujours réalisé, dans sa forme con- nue, de manière que l'anode elle-même ainsi que son moteur d'entraînement se silernt côte à côte surun axe. Ceci présente l'inconvénient qui réside en une longueur de cons- truction importante d'un tel tube. La présente invention a pour objet de réaliser un mode de construction compact d'une anode du type rappelé en tête du présent mémoire, et permettant par ailleurs de remédier aux inconvénients indiqués plus haut. Pour ré- soudre ce problème, le tube à rayons X et à anode tournan- te selon la présente invention, et qui est du type rappelé ci-dessus, est essentiellement caractérisé par le fait que le corps d'anode annulaire, le stator et le rotor sont dis- posés coaxialement l'un dans l'autre.- Suivant une forme de réalisation avantageuse, le moteur d'entraînement est entouré par l'anode annulaire. Suivant une première variante, l'espace dans le- quel est contenu le stator du moteur est rempli avec un milieu de refroidissement. Suivant une autre forme de réalisation, un re- froidissement par circulation est prévu centralement entre la paroi du tube et le stator. Suivant une autre forme de réalisation, le montage et l'entraînement sont prévus à la périphérie de l'anode. Selon une autre forme de réalisation du tube de l'invention, l'anode est montée sur une bague en céramique et le stator du moteur d'entraînement se situe de l'autre côté de l'anneau en céramique. Une autre variante prévoit que l'anode est montée par voie magnétique alors que les contacts pour l'anode sont opérés par l'intermédiaire d'un contact central. Grâce à la disposition du corps d'anode annulaire et du moteur d'entraînement dans un plan, on est assuré que la longueur de construction du tube n'est déterminée que par la longueur de construction nécessaire des paliers. Des formes de réalisation avantageuses résultent du fait que le rotor ainsi que le stator du moteur d'en- traînement peuvent être disposés dans l'espace qui est entouré par le corps annulaire de l'anode. Une autre réalisation de l'invention est celle dans laquelle le rotor et le stator du moteur d'entraî- nement entourent l'anode. D'autres détails et avantages de l'invention se- ront explicités ci-dessous, avec référence aux figures représentant des exemples d'exécution. Dans la figure 1, on a représenté une coupe trans- versale d'une anode tournante conforme à l'invention, avec un moteur d'entraînement en position centrale. Dans la figure 2, on a montré une réalisation dans laquelle le moteur est situé à la périphérie. Dans la figure 1, la référence 1 désigne un tube dans lequel le vide a été fait et qui entoure aussi bien l'anode 2 que la cathode 3. Alors que cette dernière est réalisée, de façon habituelle, comme une cathode à incandescence, l'anode est constituée par un corps annulaire 4 en un alliage au molybdène (MoW5) contenant 5% de tungstè- ne, ledit corps annulaire 4 étant pourvu, sur sa face ex- térieure, d'un revêtement 5 en un alliage au tungstène contenant 5 à 10% de rhénium (WRe 5-10) et ayant une é- paisseur de 0,8 à 1,3 mm.. Le corps 4 repose sur un sup- -port 6 en graphite. Ce dernier est relié, par l'intermé- diaire d'un élément tubulaire 7 et par une entretoise 8 en molybdène ou en un alliage tungstène-zircon-molybdène (Mo, TZM), avec un élément annulaire 9 en céramique. Ce dernier porte, sur sa face intérieure, un élément en Va- con qui sert de logement de palier. A l'intérieur de l'é- 6lément 10 se trouve un espace.,ou une chambre,,qui est formé par une partie 11, à diamètre réduit, de la paroi du tube, ledit élément 11 présentant des gradins sur lesquels sont montés les paliers ou roulements à billes 12 et 13 qui servent de support ou de montage pour l'anode lorsque celle-ci est montée par voie magnétique au moyen des bo- bines 14. Les éléments 14 contiennent en outre un enrou- lement statorique integre pour commander la rotation de l'anode, en sorte que l'on peut se passer d'un stator supplémentaire. Ainsi-que cela est indiqué par les flè- ches 15 et 16, le volume du palier magnétique et de la partie qui agit comme stator sont refroidis au moyen d'une huile qui pénètre entre la paroi de l'élément de tube 11 et l'élément 14 et qui ressort en position centrale. L'éffet--de l'invention repose sur le fait que les dimensions- des?éléments rayonnants et, par voie de consé- quence, le poids sont notablement réduits. Le montage d'un tel élément rayonnant dans des appareils à rayons X utilisés en médecine est facilité et est, grâce à l'inven- tion, rendu possible spatialement, dans des cas particuliers. En outre, le faible poids de l'élément rayonnant conduit à une réduction des frais pour ce qui concerne les bras de sppoet ou de suspension qui sont nécessaires pour le mouvement et le montage de l'élément radiogène prévu. Pour produire le rayonnement, on applique une haute tension entre l'anode 2 et la cathode 3. -Cette hau- te tension est appliquée à la cathode par exemple par l'intermédiaire du conducteur 17 et d'autre part par l'in- termédiaire d'une cheville de contact 18. La cheville de contact est reliée électriquement avec l'anode par l'intermédiaire d'un élément 19 en forme d'étrier ainsi que par les éléments 8, 7 et 6, en sorte qu'un courant d'électrons 20 est dirigé de la cathode 3 sur l'anode 2. En freinant le rayon cathodique 20, on obtient, de façon connue,les rayons X qui peuvent sortir du tube sous la forme dtuin faisceau 21. Sur le côté droit de la forme d'exécution repré- sentée dans la figure 1, on a représenté, à l'aide d'une ligne 22, une variante de la forme de réalisation de l'a- -node. La seule différence essentielle réside dans le fait que la couche 5 qui est dessinée dans la partie gauche de la figure 1, est prévue sous la forme d'une couche 5 disposée de la façon habituelle dans les anodes en forme de plateau. Un rayon d'électrons 20' provenant de la cathode 3' déclenche alors l'émission d'un faisceau de rayons X 21 qui peut sortir par la paroi latérale du tube 1. Dans l'exemple d'exécution représenté dans la fi- gure 2, les éléments 14' du palier magnétique, servant également de stator, sont prévus sur le côté périphéri- que extérieur du tube 1'. Etant donné qu'il s'agit dans cet exemple d'exécution simplement d'une disposition mo- difiée.dans la constitution géométrique, des éléments qui existent dans la figure 1, les références sont pourvues du signe prime ou du signe seconde pour pouvoir faire la distinction. En dehors de la disposition périphérique de 14', la différence principale réside dans la conforma- tion, en forme de pot, de l'élément 6" en No ou en gra- phite de l'anode et dans la disposition de la cathode 3" à l'intérieur de l'espace déterminé par l'anode 2 en forme de pot. Les autres modifications résultent de la disposition périphérique des paliers et du moteur d'entrat- nement. L'élément tubulaire 7', l'élément en céramique 9' et le logement ou support 10' des paliers ou roulements se trouvent au niveau de la paroi extérieure du corps 6" en forme de pot. Les roulements ou paliers de butée 12' *et 13' sont situés aux extrémités de la paroi latérale, sur lesquelles reposent les faces frontales du tube 1'. Le faisceau de rayons X 21" sort parl'une des faces fron- tales du tube 1', de façon correspondante au faisceau 21 de la figure 1. REVENDICATIONS 1) Tube à rayons X à anode tournante de forme annu- laire, montéeen son centre et entraînée à l'aide d'un mo- teur, la paroi du tube se situant entre le stator et le rotor dudit moteur, caractérisé par le fait que le corps d'anode annulaire (4), le stator (14) et le rotor (5) sont disposés coaxialement l'un dans l'autre. 2) Tube à rayons X à anode tournante, caractérisé par le fait que le moteur d'entraînement (5, 14) est entouré par l'anode annulaire (4). 3) Tube à rayons X selon la revendication 2, caracté- risé par le fait que la chambre qui contient le stator (14), contient un milieu de refroidissement. 4) Tube à rayons X suivant la revendication 3, caracté- risé par un refroidissement à circulation (15, 16) péné- trant entre la paroi du tube et le stator (14) et sortant par le centre. ) Tube à rayons X suivant la revendication 1, caracté- risé par le fait que les éléments de montage ainsi que le moyen d'entratnement sont disposés à la périphérie de l'a- node (4'). 6) Tube à rayons X selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé par le-fait que l'anode (4) est montée sur un anneau en céramique (9) et que le sta- tor (14) du moteur d'entraînement est situé sur le côté opposé de l'anneau en céramique. 7) Tube à rayons X selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'anode (5) est montée avec un palier magnétique. 8) Tube à rayons X selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé par le fait que le contact de l'anode (4, 4') est opéré par l'intermédiaire d'un con- tact central (18, 18').