АНОД РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ СТАЦИОНАРНЫЙ

Решение относится к рентгеновской технике и может быть использовано в рентгеновских трубках медицинского и технического назначения для повышения их мощности и (или) времени непрерывной работы.
Известны стационарные и вращающиеся аноды рентгеновских трубок (РТ). В данной заявке речь идет о стационарном аноде РТ.
Известны конструкции анодов РТ, в которых для увеличения их мощности применяется охлаждение стационарных анодов проточным теплоносителем. В качестве теплоносителя в таких анодах применяется вода или трансформаторное масло (см. Иванов С.А., Щукин Г.А. "Рентгеновские трубки технического назначения". - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989, с.35-37) - прототип. Недостатком данных конструкций является низкая эффективность воды и масел как теплоносителей и необходимость создания высокого давления и связанная с этим потенциальная опасность прорыва трубопровода с выбросом кипящей жидкости и пара, а применение других, более эффективных теплоносителей, например, жидких металлов, в данных конструкциях невозможно.
Задача, решаемая полезной моделью - повышение мощности и (или) времени непрерывной работы рентгеновской трубки.
Технический результат - обеспечение заданного температурного режима стационарного анода рентгеновских трубок большой мощности и (или) работающих в режиме непрерывного включения.
Этот технический результат достигается тем, что в аноде рентгеновской трубки стационарном, содержащем тело и мишень, тело анода с мишенью представляет собой стержень овального сечения с проточной частью в виде двух сквозных параллельных каналов круглого сечения для циркуляции жидкометаллического теплоносителя; с одной стороны к проточной части присоединены входной и выходной патрубки, с другой - проточная часть закрыта пустотелой крышкой, образующей единый U-образный канал.
За счет теплофизических характеристик жидкометаллического теплоносителя (ЖМТ) возможно обеспечить большую тепловую мощность, отводимую от тела анода, при приемлемых массогабаритных параметрах анодного узла, простоте его конструкции и безопасных значениях давления теплоносителя.
Схема анода рентгеновской трубки с жидкометаллическим охлаждением приведена на чертежах: на фиг.1 - общий вид, на фиг.2, 3, 4 - сечения по А-А, Б-Б, В-В соответственно.
Тело 1 анода с мишенью 2 представляет собой стержень овального сечения с проточной частью в виде двух сквозных параллельных каналов 3, 4 круглого сечения для циркуляции жидкометаллического теплоносителя. С одной стороны к проточной части анода присоединены входной и выходной патрубки 5 и 6. С другой стороны проточная часть закрыта пустотелой крышкой 7, образующей единый U-образный канал.
Анод используют следующим образом: тело 1 анода располагают под углом α (около 30÷45°) к оси электронного пучка, формируемого катодным узлом 8 рентгеновской трубки. Анодный и катодный узлы помещают в вакуумно-плотный корпус (на чертеже не показан). ЖМТ (эвтектика свинец-висмут, галлий и др.) протекает по проточной части анода в направлении, показанном стрелками на фиг.1. В области мишени 2 происходит конвективный теплообмен между телом 1 анода и теплоносителем. В изгибах проточной части возникает развитое турбулентное течение теплоносителя. Турбулентный характер движения теплоносителя и его двойное прохождение через область теплообмена увеличивают его эффективность.
Анод РТ устанавливается в контур охлаждения с ЖМТ. Контур состоит из бака с теплоносителем, трубопроводов и теплообменника. Все элементы контура разогреваются до температуры, превышающей температуру кристаллизации примененного жидкого металла. Заполнение анода жидким металлом производится совместно с контуром, к которому подключен анод. Циркуляция теплоносителя в контуре осуществляется с помощью насоса.
Модель анода испытана в лабораторных условиях, технический результат достигнут.