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    Es werden Flüssigmetalldichtungen (30) zur Verwendung in Vakuumröhren beschrieben. Solche Flüssigmetalldichtungen können ideal zur Verwendung in Röntgenröhren (20) von bildgebenden Röntgensystemen sein. Diese Flüssigmetalldichtungen können einen inneren Verschluss (31), der eine Flüssigmetallfüllung enthält, eine erste Dichtung (32), die in Betrieb an einer ersten Seite des inneren Veschlusses angeordnet ist, um eine Lageranordnung (15a, 15b) von einem Vakuumteil der Vakuumröhre zu trennen, und eine zweite Dichtung (33) aufweisen, die in Betrieb an einer zweiten Seite des inneren Verschlusses angeordnet ist, um Partikel und Dämpfe (26), die sich in einem Hohlraum (21) der Lageranordnung befinden, daran zu hindern, in den Vakuumbereich (22) der Röntgenröhre einzudringen. Die erste Dichtung ist vorzugsweise eine berührende Dichtung, während die zweite Dichtung vorzugsweise eine berührungslose Dichtung ist. Diese Flüssigmetalldichtungen können jedes geeignete flüssige Metall, wie beispielsweise Quecksilber, Gallium oder eine Galliumlegierung, enthalten. Diese Flüssigmetalldichtungen gestatten die Verwendung jedes geeigneten Lagerschmiermittels, wie beispielsweise Öle, Puder, Flüssigkeiten, Feststoffe, benetzende Metalle oder ähnliches.Liquid metal seals (30) for use in vacuum tubes are described. Such liquid metal seals can be ideal for use in X-ray tubes (20) of imaging X-ray systems. These liquid metal seals may include an inner seal (31) containing a liquid metal fill, a first seal (32) which, in use, is located on a first side of the inner seal to separate a bearing assembly (15a, 15b) from a vacuum portion of the vacuum tube , and having a second seal (33) which, in use, is located on a second side of the inner closure to prevent particles and vapors (26) located in a cavity (21) of the bearing assembly from entering the vacuum region (22) of the X-ray tube. The first seal is preferably a contact seal, while the second seal is preferably a contactless seal. These liquid metal seals can contain any suitable liquid metal, such as mercury, gallium or a gallium alloy. These liquid metal seals allow the use of any suitable bearing lubricant, such as oils, powders, liquids, solids, wetting metals, or the like.
    公开号:DE102004023174A1
    申请号:DE102004023174
    申请日:2004-05-07
    公开日:2004-12-09
    发明作者:Frederic Dahan；Thomas Saint Martin
    申请人:GE Medical Systems Global Technology Co LLC；
    IPC主号:F16J15-14
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Schmiermittel vonLageranordnungen in Vakuumröhren.Gegenstand der Erfindung sind insbesondere Flüssigmetalldichtungen zur Verwendungin Röntgenstrahlröhren, diejede Art von Schmiermittel in der Lageranordnung zulassen.TheThe present invention relates generally to lubricants fromBearing arrangements in vacuum tubes.The invention particularly relates to liquid metal seals for usein x-ray tubes thatAllow any type of lubricant in the bearing assembly.
    [0002] Beidem Betrieb von Hochleistungsröntgenröhren istdie Lagerlebensdauer der Röntgenröhre kritisch.In einer Röntgenröhre erzeugtder von der Kathode erzeugte Primärelektronenstrahl eine große Wärmemengein der Zielanode und zwar in einem solchen Maße, dass die Zielanode im Betriebrot glühendwird. Typischerweise wird weniger als 1% der Primärelektronenstrahlenergiein Röntgenstrahlen umgesetzt,währendder Rest in Wärmeenergieverwandelt wird. Die Wärmeenergieder rot glühenden Zielanodewird zu anderen Komponenten innerhalb des Vakuumgefäßes derRöntgenröhre geleitetoder abgestrahlt. Im Ergebnis dieser hohen Temperaturen, die vondieser Wärmeenergieverursacht werden, werden Röntgenröhrenkomponentenhohen thermischen Belastungen unterworfen, die bei dem Betrieb undfür dieVerlässlichkeitder Röntgenröhre kritischsind.atthe operation of high-performance X-ray tubesthe bearing life of the x-ray tube is critical.Generated in an x-ray tubethe primary electron beam generated by the cathode generates a large amount of heatin the target anode to such an extent that the target anode is in operationglowing redbecomes. Typically less than 1% of the primary electron beam energyconverted into x-rays,whilethe rest in thermal energyis transformed. The thermal energythe red glowing target anodebecomes other components within the vacuum vesselX-ray tube directedor blasted. As a result of these high temperatures bythis thermal energyX-ray tube components are causedsubject to high thermal loads during operation andfor thereliabilitythe x-ray tube criticalare.
    [0003] Typischerweiseweist eine Röntgenstrahlerzeugungseinrichtung,die üblicherweiseals Röntgenröhre bezeichnetwird, einander gegenüberliegende Elektroden auf, die in einem Vakuumgefäß eingeschlossen sind. DasVakuumgefäß ist typischerweise ausGlas oder Metall, wie beispielsweise einem rostfreien Stahl, Kupferoder einer Kupferlegierung hergestellt. Wie oben erwähnt, gehört zu denElektroden die Katodenanordnung, die in einigem Abstand von derZielspur der drehenden scheibenförmigenAnodenanordnung angeordnet ist. Alternativ, wie beispielsweise beiindustriellen Anwendungen, kann die Anode stationär sein.Die Zielspur oder Auftreffzone der Anode wird allgemein aus einemhoch schmelzenden Metall mit hoher Kernzahl, wie beispielsweiseWolfram oder einer Wolframlegierung, hergestellt während z.B.bei Mammographieröhrendie Zielspur generell aus Molybdängefertigt ist. Außerdemist zur Beschleunigung der Elektronen typischerweise eine Spannungsdifferenzvon 60 kV bis 140 kV (20 kV bi 50 kV bei Mammographieröhren) zwischender Kathodenanordnung und der Anodenanordnung aufgebaut. Der heiße Kathodenglühfaden emittiertthermische Elektronen, die durch die Potentialdifferenz beschleunigtwerden und auf der Zielzone der Anode mit hoher Geschwindigkeitauftreffen. Ein kleiner Teil der kinetischen Energie der Elektronenwird in hochenergetische elektromagnetische Strahlung oder Röntgenstrahlungumgewandelt, währendder Rest in rückgestreutenElektronen enthalten ist oder in Wärme umgewandelt wird. Die Röntgenstrahlenwerden, ausgehend von dem Fokuspunkt in alle Richtungen emittiertund könnenentlang eines Strahlenwegs aus dem Vakuumgefäß heraus geleitet werden. Bei einerRöntgenröhre miteinem Vakuumgefäß, beispielsweiseaus Metall, ist in das Metallvakuumgefäß ein Röntgenstrahlen durchlässiges Fenstereingearbeitet, um dem Röntgenstrahlzu gestatten, an einer gewünschtenStelle auszutreten. Nach dem Verlassen des Vakuumgefäßes werdendie Röntgenstrahlungentlang der optischen Achse geleitet, um ein Objekt, wie beispielsweiseanatomische Teile des Menschen, zur medizinischen Untersuchung undzu diagnostischen Zwecken zu durchdringen. Die durch das Objektgedrungenen Röntgenstrahlenwerden von einem Detektor oder einem Film aufgenommen und es wirddarin ein Abbild der inneren Anatomie ausgebildet. Außerdem können Röntgenstrahlungenfür Industrieanwendungenverwendet werden, um beispielsweise Metallteile auf Risse zu untersuchen oderden Gepäckinhaltan Flughäfenzu untersuchen.typically,has an x-ray generating device,the usualreferred to as an x-ray tubeis facing each otherlying electrodes, which are enclosed in a vacuum vessel. TheVacuum vessel is typically outGlass or metal, such as a stainless steel, copperor a copper alloy. As mentioned above, is one of thoseElectrodes the cathode assembly, which is some distance from theTarget track of the rotating disc-shapedAnode arrangement is arranged. Alternatively, such as atindustrial applications, the anode can be stationary.The target track or impact zone of the anode is generally made up of onehigh-melting metal with a high core number, such asTungsten or a tungsten alloy made during e.g.with mammography tubesthe target track generally made of molybdenumis made. Moreoveris typically a voltage difference to accelerate the electronsfrom 60 kV to 140 kV (20 kV to 50 kV for mammography tubes) betweenthe cathode assembly and the anode assembly. The hot cathode filament emitsthermal electrons accelerated by the potential differenceand on the target zone of the anode at high speedincident. A small part of the kinetic energy of the electronsis in high-energy electromagnetic radiation or x-raysconverted whilethe rest in backscatteredIt contains electrons or is converted into heat. The X-raysare emitted in all directions starting from the focus pointand canare guided out of the vacuum vessel along a beam path. At aX-ray tube witha vacuum vessel, for examplemade of metal, is an X-ray transparent window in the metal vacuum vesselincorporated the x-rayto allow at a desired onePlace to exit. After leaving the vacuum vesselthe x-raysguided along the optical axis to an object such asanatomical parts of humans, for medical examination andto penetrate for diagnostic purposes. The through the objectsquat x-raysare picked up by a detector or a film and it becomesformed an image of the internal anatomy. It can also use x-raysfor industrial applicationscan be used, for example, to examine metal parts for cracks orthe luggage contentat airportsto investigate.
    [0004] Weildie Erzeugung von Röntgenstrahlungin einer medizinischen, zu Diagnosezwecken dienenden Röntgenröhre inhärent einsehr ineffizienter Prozess ist, arbeiten die Bauteile einer röntgenstrahlungserzeugendenEinrichtung bei erhöhtenTemperaturen. Beispielsweise kann die Temperatur des Anodenfokuspunktsbis zu 2.700°Cerreichen während dieTemperaturen in den anderen Teilen der Anode bis zu 1.800°C erreichenkönnen.Zusätzlichmüssen dieKomponenten oder Bauteile der Röntgenröhre in derLage sein, dem bei hoher Temperatur ablaufenden Evakuierungsprozessder Röntgenröhre Stand zuhalten, bei dem die Temperaturen sich für eine relativ lange Zeitspannean 450°Cannähernkönnen. Diebeim Betrieb der Röhreerzeugte Wärmeenergie wirdtypischerweise von der Anode und anderen Komponenten an das Vakuumgefäß abgegeben.Becausethe generation of x-raysinherent in a medical diagnostic x-ray tubeis a very inefficient process, the components of an x-ray generating workEstablishment at elevatedTemperatures. For example, the temperature of the anode focus pointup to 2,700 ° Creach during theTemperatures in the other parts of the anode reach up to 1,800 ° Ccan.additionallymust theyComponents or parts of the x-ray tube in theBe able to the evacuation process taking place at high temperatureto the x-ray tubehold at which the temperatures change for a relatively long period of timeat 450 ° Capproachcan. Thewhen operating the tubegenerated thermal energytypically released from the anode and other components to the vacuum vessel.
    [0005] Diehohe Betriebstemperatur einer Röntgenröhre istaus einer Anzahl von Gründenproblematisch. Werden die Komponenten der Röntgenröhre zyklisch hohen Temperaturenausgesetzt, kann dies die Lebensdauer und die Zuverlässigkeitder Komponenten vermindern. Insbesondere ist die Anodenanordnungtypischerweise durch eine Lageranordnung drehbar gelagert.Thehigh operating temperature of an X-ray tubefor a number of reasonsproblematic. The components of the x-ray tube are cyclically high temperaturesexposed, this can reduce the lifespan and reliabilityreduce the components. In particular, the anode arrangementtypically rotatably supported by a bearing arrangement.
    [0006] DieseLageranordnung ist sehr hitzeempfindlich. Überhitzung der Lageranordnungkann zu erhöhterReibung, erhöhterLärmentwicklungund schlussendlich dem Ausfall der Lageranordnung führen.ThisBearing arrangement is very sensitive to heat. Overheating of the bearing arrangementcan be too elevatedIncreased frictionnoiseand ultimately lead to the failure of the bearing arrangement.
    [0007] DieAusfall von Schmiermitteln fürdie Lageranordnung ist bei Röntgenröhren gegenwärtig sehr beschränkt, weildas Schmiermittel bei hohen Temperaturen (d.h. bei oder oberhalb 400°C) einensehr niedrigen Dampfdruck aufweisen muss, um das Vakuum in der Röhre aufrechtzu erhalten. Außerdem darfdas Schmiermittel keinerlei Partikel in das Vakuum entlassen, diedarin die Hochspannungsdurchschlagfestigkeit beeinträchtigenkönnten.Deshalb könnengenerell lediglich feste Schmierstoffe verwendet werden, um dieLageranordnungen in Röntgenröhren zuschmieren. Typischerweise werden Festschmierstoffe, wie beispielsweiseSilber oder Blei, verwendet, um die Oberflächen der Lageranordnungen zubeschichten. Blei weist jedoch einen niedrigen Schmelzpunkt undeine hohe Verdampfungsrate auf und wird deshalb typischerweise nichtfür Lageranordnungenverwendet, die Betriebstemperaturen oberhalb von 400°C ausgesetztsind, weil sonst das hohe Vakuum nicht aufrecht erhalten werden könnte. Außerdem sindRöntgenröhren, diedas feste Schmiermittel Blei in der Lageranordnung verwenden, typischerweisebeschränktauf kürzere,weniger kräftigeExpositionen. Oberhalb von 400°Cist üblicherweiseSilber der Festschmierstoff der Wahl. Silber ermöglicht längere und kräftigereExpositionen als Blei. Jedoch ist Silber in anderer Hinsicht nichtso vorteilhaft wie Blei, weil Silber einige Nachteile mit sich bringt.Silber ist viel härterals Blei und erzeugt deshalb in der Lageranordnung Lärm. Außerdem neigtSilber dazu, mit dem Lagerstahl zu reagieren, wenn zu warm wird,was Korngrenzenrisse und vorzeitigen Ausfall des Lagers verursachenkann. Silber erfordert außerdemin Folge seiner niedrigen Schmierfähigkeit ein höheres Anfahr-und Betriebsdrehmoment. Es wäredeshalb zu wünschen,eine Möglichkeitzu finden, andere Schmiermitteltypen, wie beispielsweise Öl, Fett,Puder, Flüssigkeit,benetzendes Metall oder ähnlicheszu finden, ohne auf Festschmierstoffe festgelegt zu sein. Jedochist dies gegenwärtignicht möglich.The failure of lubricants for the bearing arrangement is currently very limited in X-ray tubes because the lubricant at high temperatures temperatures (ie at or above 400 ° C) must have a very low vapor pressure in order to maintain the vacuum in the tube. In addition, the lubricant must not release any particles into the vacuum that could impair the high-voltage dielectric strength. Therefore, generally only solid lubricants can be used to lubricate the bearing arrangements in X-ray tubes. Solid lubricants, such as silver or lead, are typically used to coat the surfaces of the bearing assemblies. However, lead has a low melting point and a high evaporation rate and is therefore typically not used for bearing arrangements that are exposed to operating temperatures above 400 ° C, because otherwise the high vacuum could not be maintained. In addition, x-ray tubes that use the solid lubricant lead in the bearing assembly are typically limited to shorter, less severe exposures. Above 400 ° C, silver is usually the solid lubricant of choice. Silver enables longer and stronger exposures than lead. However, silver is not as beneficial as lead in other ways because silver has some disadvantages. Silver is much harder than lead and therefore generates noise in the bearing arrangement. Silver also tends to react with the bearing steel when it gets too warm, which can cause grain boundary cracks and premature bearing failure. Silver also requires a higher starting and operating torque due to its low lubricity. It would therefore be desirable to find a way to find other types of lubricants, such as oil, grease, powder, liquid, wetting metal or the like, without being limited to solid lubricants. However, this is currently not possible.
    [0008] Weilgegenwärtigkeine geeigneten Lageranordnungen für Röntgenröhrensysteme verfügbar sind,die die Schmierung mit nicht festen Schmierstoffen gestatten, wäre es zuwünschen,ein solches System zur Verfügungzu haben, das die Verwendung jedes geeigneten Schmiermittels gestattetund zwar unabhängigdavon, ob es fest ist oder nicht. Es gibt einen Bedarf für solcheSysteme, die die Verwendung von Öl,Fett, Puder, Flüssigkeit,benetzendem Metall oder anderen geeigneten Schmierstoffen in denLageranordnungen gestatten. Solche Systeme würden idealerweise eine odermehrere Flüssigmetalldichtungenenthalten, um den in der Lageranordnung erzeugten Dampf und diePartikel daran zu hindern, in den Vakuumtrakt der Röntgenröhre einzutreten.Die Flüssigmetalldichtungensolcher Systeme könneneinen inneren mit flüssigemMetall, wie beispielsweise Quecksilber, Gallium oder Galliumlegierung,gefülltenVerschluss enthalten und könnenaußerdemeine erste und eine zweite Dichtung beinhalten. Solche Systeme können dieVerwendung eines geeigneten Schmiermittels für die Lageranordnung gestatten,wie beispielsweise Öle,Fette, Puder, Flüssigkeiten,benetzende Metalle oder dergleichen. Durch diese Erfindung werdenaußerdemviele andere Fragen gelöst,wie aus dem Studium der nachfolgenden Offenbarung folgt.Becausecurrentlyno suitable storage arrangements for X-ray tube systems are available,that would allow lubrication with non-solid lubricants, it would be tooto wish,such a system is availablethat allows the use of any suitable lubricantand independentlywhether it's solid or not. There is a need for suchSystems that use oil,Fat, powder, liquid,wetting metal or other suitable lubricants in theAllow storage arrangements. Such systems would ideally be one orseveral liquid metal sealsincluded to the steam generated in the bearing assembly and thePrevent particles from entering the X-ray tube's vacuum tract.The liquid metal sealssuch systems canan inner one with liquidMetal, such as mercury, gallium or gallium alloy,filledClosure included and canMoreoverinclude first and second seals. Such systems canAllow the use of a suitable lubricant for the bearing arrangement,such as oils,Fats, powders, liquids,wetting metals or the like. Through this inventionMoreoversolved many other questionsas follows from the study of the following revelation.
    [0009] Entsprechendwerden die oben erläuterten Unzulänglichkeitenvorhandener Systeme und Verfahren durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung überwunden,die auf Flüssigmetalldichtungenzur Verwendung in Lageranordnungen von Röntgenröhren gerichtet ist, die dieVerwendung jeder geeigneten Schmierung darin gestatten. Ausführungsformender Erfindung ermöglichendie Verwendung von Ölen,Fetten, Pudern, Feststoffen, benetzenden Metallen und anderen geeignetenSchmiermitteltypen in den Lageranordnungen einer Röntgenröhre. DieseErfindung beinhaltet, dass ein- oder mehrere Metalldichtungen verwendetwerden, um den Dampf und die Partikel, die in der Lageranordnungerzeugt werden können,daran zu hindern, in den Vakuumtrakt der Röntgenröhre einzudringen. Diese Flüssigmetalldichtungenkönneneinen inneren Verschluss aufweisen, der mit einem Flüssigmetall,wie beispielsweise Quecksilber, Gallium oder einer Galliumlegierunggefülltist, und sie könnenaußerdemeine erste Dichtung und eine zweite Dichtung umfassen.Correspondingbecome the shortcomings discussed aboveexisting systems and methods are overcome by embodiments of the present invention,on liquid metal sealsis directed to use in X-ray tube bearing assemblies whichAllow suitable lubrication to be used therein. embodimentsenable the inventionthe use of oils,Greases, powders, solids, wetting metals and other suitableTypes of lubricants in the bearing arrangements of an X-ray tube. ThisInvention includes using one or more metal sealsto the steam and the particles that are in the bearing assemblycan be generatedto prevent it from entering the vacuum tract of the X-ray tube. These liquid metal sealscanhave an inner closure that is coated with a liquid metal,such as mercury, gallium or a gallium alloyfilledis, and they canMoreovercomprise a first seal and a second seal.
    [0010] Ausführungsformendieser Erfindung beinhalten Flüssigmetalldichtungenzur Verwendung in Vakuumröhren.Diese Dichtungen könnenbeinhalten: einen inneren Verschluss, der eine Flüssigmetallfüllung aufweist,eine Dichtung, die betriebsmäßig miteinem ersten Ende des inneren Verschlusses verbunden ist, um eineLageranordnung von einem Vakuumteil der Vakuumröhre zu trennen, und eine zweiteDichtung, die betriebsmäßig miteinem zweiten Ende des inneren Verschlusses verbunden ist, um Partikelund Dämpfein einem Hohlraum der Lageranordnung daran zu hindern, in den Vakuumteilder Vakuumröhreeinzuwandern. Die Flüssigmetallfüllung desinneren Verschlusses kann ein flüssiges Metallenthalten, zu dem wenigstens eines aus der folgenden Gruppe gehört: Quecksilber,eine Quecksilberlegierung, Gallium und eine Galliumlegierung. Dieerste Dichtung kann hier eine berührende Dichtung sein, während diezweite Dichtung eine nicht berührendeDichtung sein kann.embodimentsof this invention include liquid metal sealsfor use in vacuum tubes.These seals caninclude: an inner closure that has a liquid metal filling,a seal that works witha first end of the inner closure is connected to aSeparate bearing assembly from one vacuum part of the vacuum tube, and a secondSeal that works witha second end of the inner seal is connected to particlesand fumesto prevent in a cavity of the bearing assembly in the vacuum partthe vacuum tubeimmigrate. The liquid metal filling of theinner closure can be a liquid metalincluded, to which at least one from the following group belongs: mercury,a mercury alloy, gallium and a gallium alloy. Thethe first seal can be a contact seal, while thesecond seal a non-contactSeal can be.
    [0011] Ausführungsformendieser Erfindung beinhalten außerdemVakuumröhrenzur Erzeugung und Aussendung von Röntgenstrahlen auf ein Zielauf der optischen Achse. Diese Röntgenröhren können beinhalten:eine Kathode, die betriebsmäßig innerhalb derRöntgenröhre angeordnetist, um Elektronen zu erzeugen, eine Anodenanordnung, die betriebsmäßig in Bezugauf die Kathode so angeordnet ist, dass Röntgenstrahlen ausgesandt werden,wenn sie von den Elektronen getroffen wird und eine Lageranordnung,die in der Lage ist, die in Bezug auf die Kathode drehende Anodenanordnungzu lagern, währenddie Lageranordnung wenigstens eine Flüssigmetalldichtung enthält. Jedehier erwähnteFlüssigmetalldichtungkann einen inneren Verschluss, eine erste Dichtung und eine zweiteDichtung beinhalten. Der innere Verschluss kann mit einem flüssigen Metallgefüllt sein,das wenigstens eines der folgenden beinhaltet: Quecksilber, Gallium,eine Quecksilberlegierung und eine Galliumlegierung. Die erste hiergenannte Dichtung kann die Lageranordnung von dem Vakuumbereichder Röntgenröhre trennen.Die zweite hier erwähnteDichtungseinrichtung kann Partikel und Dämpfe in einem Hohlraum derLageranordnung daran hindern, in einen Vakuumbereich der Röntgenröhre einzuwandern.Die erste Dichtung und die zweite Dichtung können entweder eine berührende Dichtungoder eine nicht berührendeDichtung beinhalten. Die Flüssigmetalldichtungengestalten bei diesen Röntgenröhren dieSchmierung der Lageranordnung durch ein Öl, ein Fett, ein Puder, einenFestkörper,eine Flüssigkeitund/oder ein benetzendes Metall oder jedes andere geeignete Schmiermittel.Embodiments of this invention also include vacuum tubes for generating and emitting x-rays to a target on the optical axis. These x-ray tubes may include: a cathode operatively located within the x-ray tube to generate electrons, an anode assembly operatively located with respect to the cathode such that X-rays are emitted when struck by the electrons and a bearing assembly capable of supporting the anode assembly rotating with respect to the cathode, while the bearing assembly includes at least one liquid metal gasket. Each liquid metal gasket mentioned herein may include an inner seal, a first gasket, and a second gasket. The inner seal can be filled with a liquid metal that includes at least one of the following: mercury, gallium, a mercury alloy, and a gallium alloy. The first seal mentioned here can separate the bearing arrangement from the vacuum region of the X-ray tube. The second sealing device mentioned here can prevent particles and vapors in a cavity of the bearing arrangement from migrating into a vacuum region of the X-ray tube. The first seal and the second seal can include either a contact seal or a non-contact seal. In these X-ray tubes, the liquid metal seals design the lubrication of the bearing arrangement by means of an oil, a grease, a powder, a solid, a liquid and / or a wetting metal or any other suitable lubricant.
    [0012] Ausführungsformendieser Erfindung beinhalten außerdemein Röntgen-Bildgebungssystem. DasRöntgen-Bildgebungssystemkann eine Röntgenröhre zurErzeugung und Aussendung von Röntgenstrahlungentlang einer optischen Achse auf ein Ziel beinhalten, wobei zuder Röntgenröhre gehört: eineKathode, die betriebsmäßig innerhalbder Röntgenröhre angeordnetist, um Elektronen auszusenden, eine Anodenanordnung, die in Bezugauf die Kathode betriebsmäßig so angeordnetist, dass sie Röntgenstrahlenerzeugt, wenn sie von den Elektronen getroffen wird, und eine Lageranordnung,die in der Lage ist, die relativ zu der Kathode drehende Anode zulagern, wobei die Lageranordnung wenigstens eine Flüssigmetalldichtungenthält.Jede hier erwähnteFlüssigmetalldichtungkann einen inneren Verschluss, eine erste Dichtung und eine zwei te Dichtungenthalten. Der innere Verschluss kann mit einem flüssigen Metallgefülltsein, das wenigstens eines der folgenden enthält: Quecksilber, Gallium, eineQuecksilberlegierung und eine Galliumlegierung. Die erste hier erwähnte Dichtungdann die Lageranordnung von einem Vakuumbereich der Röntgenröhre trennen.Die zweite hier erwähnteDichtung kann Partikel und Dämpfein einem Hohlraum der Lageranordnung daran hindern, in einen Vakuumbereichder Röntgenröhre einzuwandern.Die erste Dichtung und die zweite Dichtung können entweder eine berührende Dichtungoder eine nicht berührendeDichtung enthalten. Die Flüssigmetalldichtungen gestattender Lageranordnung in diesen Röntgenröhren durchein Öl,ein Fett, ein Puder, einen Festkörper,eine Flüssigkeitund/oder ein benetzendes Metall geschmiert zu werden.embodimentsof this invention also includean x-ray imaging system. TheX-ray imaging systemcan use an x-ray tubeGeneration and emission of X-raysalong an optical axis to a target, where toobelongs to the x-ray tube: oneCathode operating withinthe X-ray tubeis, in order to emit electrons, an anode assembly that is relatedoperationally arranged on the cathodeis that they have x-raysgenerated when it is hit by the electrons and a bearing arrangement,which is able to close the anode rotating relative to the cathodestore, the bearing arrangement at least one liquid metal sealcontains.Each mentioned hereLiquid metal sealcan have an inner seal, a first seal and a second sealcontain. The inner closure can be made with a liquid metalfilledthat contains at least one of the following: mercury, gallium, oneMercury alloy and a gallium alloy. The first seal mentioned herethen separate the bearing assembly from a vacuum area of the x-ray tube.The second mentioned hereSeal can contain particles and vaporsPrevent in a cavity of the bearing assembly in a vacuum areaof the X-ray tube.The first seal and the second seal can either be a contact sealor a non-touching oneSeal included. Allow the liquid metal sealsthe bearing arrangement in these X-ray tubesan oil,a fat, a powder, a solid,a liquidand / or lubricating a wetting metal.
    [0013] WeitereMerkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergebensich dem Fachmann im Verlauf der folgenden Beschreibung, wobei Bezugnahmenauf zugehörigeZeichnungen gemacht werden, die einige bevorzugte Ausführungsformen dervorliegenden Erfindung veranschaulichen, wobei innerhalb der Zeichnungengleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen.FurtherFeatures, aspects and advantages of the present invention resultyourself to those skilled in the art in the course of the following description, with referenceson relatedDrawings are made showing some preferred embodiments of theillustrate the present invention, being within the drawingsthe same reference numerals designate the same parts.
    [0014] Dieerfindungsgemäßen Systemewerden unten stehend mit Bezugnahme auf verschiedene Figuren beschrieben,in denen:Thesystems according to the inventionare described below with reference to various figures,in which:
    [0015] 1 eine schematische Darstellungist, die eine Röntgenröhre miteiner Ausführungsformder erfindungsgemäßen Flüssigmetalldichtungenbeinhaltet, 1 FIG. 2 is a schematic illustration that includes an X-ray tube with an embodiment of the liquid metal seals according to the invention
    [0016] 2 eine schematische Darstellungist, die einen aufgeschnittenen Teil einer Röntgenröhre mit zwei erfindungsgemäßen Flüssigmetalldichtungen zeigtund 2 is a schematic representation showing a cut part of an X-ray tube with two liquid metal seals according to the invention and
    [0017] 3 eine schematische Darstellungist, die einen aufgeschnittenen Teil einer anderen Röntgenröhre veranschaulicht,die zwei erfindungsgemäße Flüssigmetalldichtungenaufweist. 3 is a schematic diagram illustrating a cut-away part of another X-ray tube having two liquid metal seals according to the invention.
    [0018] Für den Zweckder Förderungeines Verständnissesder Erfindung wird nun Bezug auf einige bevorzugte Ausführungsformender vorliegenden Erfindung genommen, die in den 1 bis 3 veranschaulichtist und es wird eine spezielle Wortwahl verwendet, um dieselbe zubeschreiben. Die hier verwendete Terminologie hat nur den Zweckder Beschreibung, nicht aber der Beschränkung. Spezielle hier geoffenbartestrukturelle und funktionelle Einzelheiten dürfen nicht in beschränkenderWeise interpretiert werden sondern dienen nur als Basis für die Ansprüche, umdem Fachmann eine Lehre fürdie Ausführungder Erfindung zu geben. Alle Modifikationen oder Variationen inden beschriebenen Lagerstrukturen und Verfahren zur Herstellungderselben und solche weiteren Anwendungen der Prinzipien der hierveranschaulichten Erfindung, wie sie dem Fachmann normalerweisegeläufigsind, werden als dem Geiste der Erfindung entsprechend angesehen.For the purpose of promoting an understanding of the invention, reference is now made to some preferred embodiments of the present invention, which are illustrated in FIGS 1 to 3 is illustrated and a special choice of words is used to describe the same. The terminology used here is only for the purpose of description, not limitation. Special structural and functional details disclosed here must not be interpreted in a restrictive manner, but only serve as the basis for the claims in order to provide the person skilled in the art with a lesson for carrying out the invention. Any modifications or variations in the described bearing structures and methods of making the same, and such other uses of the principles of the invention illustrated herein, as would normally be apparent to those skilled in the art, are considered to be in accordance with the spirit of the invention.
    [0019] In 1 ist eine Röntgenröhre veranschaulicht,die eine Ausführungsformder erfindungsgemäßen Flüssigmetalldichtungenenthält.Allgemein weisen bildgebende Röntgenstrahlensystemeeine Röntgenröhre 20 auf,die beinhaltet: ein Vakuumgefäß 10,eine Anodenanordnung mit einem Rotor 13, eine mit dem Rotorverbundene drehbare Welle 12, ein mit der drehbaren Welle 12 verbundeneZielanode 14 zur Erzeugung und Aussendung von Röntgenstrahlenentlang eines auf den Brennfleck ausgerichteten Wegs, der hier auchals „optischeAchse" bezeichnetwird, sowie einen Lageraufbau 15a, 15b, der eineaxiale und radiale Abstützungder rotierenden Anode 14 während des Betriebs gestattet,wobei alles innerhalb des Vakuumgefäßes 10 angeordnet ist.Bei dieser Ausführungsformist die drehbare Welle 12 durch einen Stator 16 über zweiKugellageranordnungen 15a, 15b drehbar gelagert.Jede Kugel lageranordnung 15a, 15b weist einenInnenring 17, einen Außenring 18 undeine Anzahl von Lagerkugeln 19 auf, die zwischen dem Innenring 17 unddem Außenring 18 drehbarangeordnet sind. Außerhalbdes Vakuumgefäßes 10 istein Magnetfeldgenerator angeordnet, um ein rotierendes Magnetfeldzu erzeugen, das die drehbare Welle 12, den Rotor 13 unddie Zielanode 14 währenddes Betriebs mit hoher Drehzahl dreht.In 1 an X-ray tube is illustrated which contains an embodiment of the liquid metal seals according to the invention. In general, imaging X-ray systems have an X-ray tube 20 which includes: a vacuum vessel 10 , an anode arrangement with a rotor 13 , a rotatable shaft connected to the rotor 12 , one with the rotatable shaft 12 connected Zielano de 14 for generating and emitting x-rays along a path aligned with the focal spot, which is also referred to here as the “optical axis”, and a bearing structure 15a . 15b , which provides axial and radial support for the rotating anode 14 allowed during operation, with everything inside the vacuum vessel 10 is arranged. In this embodiment, the rotatable shaft 12 through a stator 16 via two ball bearing arrangements 15a . 15b rotatably mounted. Each ball bearing arrangement 15a . 15b has an inner ring 17 , an outer ring 18 and a number of bearing balls 19 on that between the inner ring 17 and the outer ring 18 are rotatably arranged. Outside the vacuum vessel 10 a magnetic field generator is arranged to generate a rotating magnetic field that the rotatable shaft 12 , the rotor 13 and the target anode 14 rotates at high speed during operation.
    [0020] Innerhalbdes Vakuumgefäßes 10 istein Vakuum von ungefähr10–5 bisungefähr10–9 torraufgebaut. Wenn von der Kathode 11 ausgesandte Elektronendie Zielanode 14 treffen werden Röntgenstrahlen erzeugt, wasdie Zielanode 14 und den Innenraum des Vakuumgefäßes 10 aufheizt.Wenn die Zielanode 14 und das Vakuumgefäß 10 auf hohe Temperaturenaufgeheizt sind, werden auch die Lageranordnungen 15a, 15b inFolge der Wärmeübertragung(sowohl Wärmestrahlungals auch Wärmeleitung)von der drehbaren Welle 12 aufgeheizt. Um die Lageranordnungen 15a, 15b daranzu hindern, durch die Hitze zu fressen und zu verschleißen, sinddie Reibflächender Kugellager 19 allgemein mit einer Art Schmiermittelbeschichtet. Zusätzlichsind häufigsogar die Reibflächendes Innenrings 17 und des Außenrings 18 mit einemSchmiermittel beschichtet. Wie oben diskutiert, sind Festmetallschmiermittel, wiebeispielsweise Silber oder Blei, in Folge des Einsatzes der Lageranordnungen 15a, 15b unterVakuum und hohen Temperaturen generell die einzig geeigneten Schmiermittel.Jedoch ist weder Silber noch Blei ein ideales Schmiermittel für solcheAnwendungen. Blei ist bei solchen Anwendungen nicht optimal, weiles einen niedrigen Schmelzpunkt eine hohe Verdampfungsrate aufweist,so dass in der Röntgenröhre keinhohes Vakuum aufrecht erhalten werden kann. Silber ist ebenfallsnicht ideal, weil Silber wesentlich härter als Blei ist, so dassder von Silber geschmierten Lageranordnungen verursachte Lärm größer istund der Wartungszyklus fürSilber geschmierte Lageranordnungen kürzer sein kann. Außerdem hatSilber einige andere Nachteile. Silber neigt dazu, mit dem Lagerstahlzu reagieren, wenn es zu warm wird, was Korngrenzenrisse und vorzeitigen Ausfalldes Lagers verursachen kann. Silber erfordert außerdem ein höheres Start-und Betriebsdrehmoment als Blei, weil es geringere Schmierfähigkeitaufweist.Inside the vacuum vessel 10 a vacuum is built up from about 10 -5 to about 10 -9 torr. If from the cathode 11 emitted electrons the target anode 14 X-rays are generated, which hits the target anode 14 and the interior of the vacuum vessel 10 heating up. If the target anode 14 and the vacuum vessel 10 The bearing arrangements are also heated to high temperatures 15a . 15b due to the heat transfer (both heat radiation and heat conduction) from the rotatable shaft 12 heated. To the bearing arrangements 15a . 15b The friction surfaces of the ball bearings prevent it from eating and wearing out due to the heat 19 generally coated with some kind of lubricant. In addition, the friction surfaces of the inner ring are often even 17 and the outer ring 18 coated with a lubricant. As discussed above, solid metal lubricants such as silver or lead are due to the use of the bearing arrangements 15a . 15b generally the only suitable lubricants under vacuum and high temperatures. However, neither silver nor lead is an ideal lubricant for such applications. Lead is not optimal in such applications because it has a low melting point and a high evaporation rate, so that a high vacuum cannot be maintained in the X-ray tube. Silver is also not ideal because silver is much harder than lead, so the noise caused by silver lubricated bearing assemblies is greater and the maintenance cycle for silver lubricated bearing assemblies can be shorter. Silver also has several other disadvantages. Silver tends to react with the bearing steel when it gets too warm, which can cause grain boundary cracks and premature bearing failure. Silver also requires higher starting and operating torque than lead because it has less lubricity.
    [0021] Deshalbist es klar, dass solche festen Metallbeschichtungen das Laufgeräusch derKugellager nicht adäquatdämpfenund bei fortgesetztem Einsatz bei hohen Drehzahlen und Temperaturennicht dauerhaft sind. Es wärezu wünschen,dass die Verwendung von nicht festen Schmierstoffen, wie beispielsweise Öl, Fett,Puder oder dergleichen an Stelle des Festmetallschmierstoffs ermöglicht wird.Jedoch kann eine Neugestaltung oder Modifikation von Röntgenröhren erforderlichsein, um solche nicht festen Schmierstoffe einzusetzen, denn wennein solcher Schmierstoff in das hermetisch abgedichtete Vakuumgefäß 10 derRöntgenröhre hineingelangt, indem währenddes Betriebs ein starkes elektrisches Feld vorhanden ist, kann dieRöntgenröhre zerstört werden.It is therefore clear that such solid metal coatings do not adequately dampen the running noise of the ball bearings and are not permanent when used at high speeds and temperatures. It would be desirable to be able to use non-solid lubricants such as oil, grease, powder or the like in place of the solid metal lubricant. However, redesign or modification of x-ray tubes may be required to use such non-solid lubricants because if such a lubricant is placed in the hermetically sealed vacuum vessel 10 If the X-ray tube gets into it due to the presence of a strong electric field during operation, the X-ray tube can be destroyed.
    [0022] Eswäre sehrzu wünschen,ein oder mehrere Flüssigmetalldichtungen 30 inNachbarschaft der Lageranordnungen 15a, 15b einzusetzen,so dass nicht feste Schmierstoffe wie Öl, Fett, Puder, Flüssigkeit, benetzendesMetall und dergleichen verwendet werden können. Solche Flüssigmetalldichtungenwürden einehoch effiziente Lagerschmierung ermöglichen, die positive Auswirkungenbei der Drehung des Röntgenstrahlsystemsaufweist: die Drehzahlen können erhöht werden,die Lagerlebensdauer kann erhöht werdenund die Geräuschentwicklungsowie Vibrationen könnengedämpftwerden.It would be very desirable to have one or more liquid metal seals 30 in the vicinity of the bearing arrangements 15a . 15b to be used so that non-solid lubricants such as oil, grease, powder, liquid, wetting metal and the like can be used. Such liquid metal seals would enable highly efficient bearing lubrication, which has positive effects on the rotation of the X-ray system: the speeds can be increased, the bearing life can be increased and the noise and vibrations can be dampened.
    [0023] DieFlüssigmetalldichtung 30 beinhaltetvorzugsweise Gallium oder eine Galliumlegierung, wie beispielsweiseGaInSn, jedoch kann ebenfalls jedes andere geeignete flüssi ge Metalloder Legierungen von diesem verwendet werden, die einen ausreichendniedrigen Dampfdruck aufweisen, um die Hohlräume 21 des rotierendenAnodensystems abzudichten. Durch das Abdichten der Hohlräume 21 desrotierenden Anodensystems kann die Erzeugung von Partikeln und Dämpfen 26 inden Hohlräumen 21 denVakuumdruck in der Röntgenröhre 20 nichterhöhen,sie könnendie Hochspannungsfestigkeit nicht vermindern oder die Bildqualität des entstehenden Röntgenstrahlsnicht verschlechtern (weil die Partikel nicht in der Lage sind,sich bis zu dem Strahlungsausgangsfenster zu bewegen).The liquid metal seal 30 preferably includes gallium or a gallium alloy, such as GaInSn, but any other suitable liquid metal or alloy thereof can also be used which has a sufficiently low vapor pressure around the cavities 21 to seal the rotating anode system. By sealing the cavities 21 of the rotating anode system can generate particles and vapors 26 in the cavities 21 the vacuum pressure in the x-ray tube 20 do not increase, they cannot reduce the high voltage strength or the image quality of the resulting X-ray beam (because the particles are unable to move up to the radiation exit window).
    [0024] DieFlüssigmetalldichtung 30 kannwenigstens einen inneren Verschluss 31 aufweisen, der mit einemflüssigenMetall, wie beispielsweise Quecksilber, einer Quecksilberlegierung,Gallium oder einer Galliumlegierung, wie beispielsweise GaInSn oder einemanderen geeigneten flüssigenMetall, gefüllt ist.Zusätzlichkann jede Dichtung zwei Dichtungen 32, 33 enthalten,um das flüssigeMetall daran zu hindern, aus der Dichtung auszulaufen. Die ersteDichtung 32 kann an der Grenze zu dem Hohlraum hin angeordnetsein, um die Lageranordnung zu isolieren. Die erste Dichtung 32 istvorzugsweise eine berührendeDichtung, jedoch kann außerdemeine nicht berührendeDichtung eingesetzt werden. Die zweite Dichtung 33 kannan dem anderen Ende der Dichtung angeordnet sein, um die Partikelund Dämpfe, diein dem Hohlraum 21 erzeugt worden sind, daran zu hindern,in den Vakuumbereich 22 der Röntgenröhre 20 einzuwandern.Die zweite Dichtung 33 ist vorzugsweise eine nicht berührende Dichtung(d.h. eine Spalt- oder Labyrinthdichtung) jedoch kann auch eineberührendeDichtung verwendet werden. Nicht berührende Dichtungen werden für die zweite Dichtungbevorzugt, weil diese das flüssigeMetall daran hindern, aus dem Verschluss heraus zu lecken, wozuder Spalt zwischen den drehenden und nicht drehenden Teilen derRöntgenröhre verringert wirdbis die Ober flächenspannungenoder Viskositätskräfte starkgenug sind, um das Fluid in dem inneren Verschluss 23 zuhalten. Außerdemwerden nicht berührendeDichtungen in einigen Fällenaus thermischen und/oder mechanischen Gründen bevorzugt (d.h. z.B. wegender Wärmeerzeugung,dem Leistungsverlust, der Verlässlichkeitusw.). Es kann mehr als eine Flüssigmetalldichtung 30 verwendetwerden, wenn es füreine gegebene Anwendung gewünscht wird.Zusätzlichkann, wie hier gezeigt, ein Flüssigmetallvorrat 40 vorgesehenwerden, wenn es gewünschtwird.The liquid metal seal 30 can have at least one inner closure 31 have, which is filled with a liquid metal, such as mercury, a mercury alloy, gallium or a gallium alloy, such as GaInSn or another suitable liquid metal. In addition, each seal can have two seals 32 . 33 included to prevent the molten metal from leaking out of the seal. The first seal 32 may be located at the boundary of the cavity to isolate the bearing assembly. The first seal 32 is preferably a contact seal, but also cannot touching seal can be used. The second seal 33 can be located at the other end of the seal to remove the particles and vapors that are in the cavity 21 have been generated to prevent it from entering the vacuum area 22 the x-ray tube 20 immigrate. The second seal 33 is preferably a non-contact seal (ie a gap or labyrinth seal) but a contact seal can also be used. Non-contact seals are preferred for the second seal because they prevent the liquid metal from leaking out of the seal by reducing the gap between the rotating and non-rotating parts of the x-ray tube until the surface tension or viscosity forces are strong enough to the fluid in the inner seal 23 to keep. In addition, non-contact seals are preferred in some cases for thermal and / or mechanical reasons (e.g. due to heat generation, loss of performance, reliability, etc.). It can do more than a liquid metal gasket 30 can be used if desired for a given application. In addition, as shown here, a liquid metal supply 40 be provided if desired.
    [0025] DieseFlüssigmetalldichtungen 30 dichten denHohlraum 21 in dem rotierenden Anodensystem ab, verhinderndass Partikel und Dämpfe,die darin entstanden sein könnten,in den Vakuumbereich 22 der Röntgenröhre 20 vordringen.Deshalb gestatten diese Flüssigmetalldichtungen 30 dieVerwendung jeder Art von Schmiermittel in den Lageranordnungen,wie beispielsweise ein Öl,eine Flüssigkeit,ein Puder, einen Festkörper,ein benetzendes Metallschmiermittel oder jeden anderen geeigneten Schmierstoff.These liquid metal seals 30 seal the cavity 21 in the rotating anode system, prevent particles and vapors that could have formed in the vacuum area 22 the x-ray tube 20 penetrate. Therefore, these allow liquid metal seals 30 the use of any type of lubricant in the bearing assemblies, such as an oil, liquid, powder, solid, wetting metal lubricant, or any other suitable lubricant.
    [0026] BeiRöntgenröhren istdie Verwendung von Schmierstoffen, wie beispielsweise Öl, Fett,Puder, benetzendes Metall und ähnlichem,durch die Verdampfungsrate des Materials und durch die von diesemMaterial frei gesetzten Partikel beschränkt. Die erfindungsgemäßen Flüssigmetalldichtungen 30 schaffeneine physikalische Grenze fürdie Dämpfe undPartikel, die bei der Verwendung der Röntgenröhre erzeugt werden und verhindern,dass diese in den Vakuumtrakt der Röntgenröhre eindringen. Diese Dichtungenstellen außerdemeinen guten thermischen und/oder elektrischen Kontakt zwischen den stationären undden rotierenden Teilen der Röntgenröhre sicher.In the case of X-ray tubes, the use of lubricants, such as oil, fat, powder, wetting metal and the like, is limited by the evaporation rate of the material and by the particles released from this material. The liquid metal seals according to the invention 30 create a physical barrier to the vapors and particles generated when using the x-ray tube and prevent them from entering the x-ray tube's vacuum tract. These seals also ensure good thermal and / or electrical contact between the stationary and rotating parts of the X-ray tube.
    [0027] Wieoben beschrieben, gestatten die erfindungsgemäßen Flüssigmetalldichtungen die Realisierungvon Lagern mit hoher Leistungsfähigkeit. Vorzugsweisegestatten diese Flüssigmetalldichtungendie Verwendung jeder Art von Lagerschmierung in bildgebenden Röntgensystemen,nicht nur Festschmierstoffe, wie Silber oder Blei.HowDescribed above, the liquid metal seals according to the invention allow the realizationof bearings with high performance. Preferablyallow these liquid metal sealsthe use of any kind of bearing lubrication in imaging X-ray systems,not just solid lubricants like silver or lead.
    [0028] Essind verschiedene Ausführungsformenin Erfüllungder verschiedenen Bedürfnissebeschrieben worden, die die Erfindung befriedigt. Es sollte anerkanntwerden, dass diese Ausführungsformendie Prinzipien der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegendenErfindung lediglich veranschaulichen. Dem Fachmann sind zahlreicheModifikationen und Anpassungen ersichtlich, die den Bereich derErfindung nicht verlassen. Obwohl die Verwendung dieser Flüssigmetalldichtungenin bildgebenden Röntgensystemenbeschrieben worden ist, könnendiese Dichtungen beispielsweise bei einer Vielzahl anderer Systemeverwendet werden, die Vakuumröhrenenthalten. Obwohl die Verwendung dieser Flüssigmetalldichtungen hier beiKugellageranordnungen beschrieben worden ist, können diese Dichtungen außerdem beieiner Vielzahl anderer Lageranordnungen verwendet werden. Es istsomit beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung alle geeignetenAbwandlungen und Variationen innerhalb er vorliegenden Patentansprüche undderer Äquivalenteumfasst.Itare different embodimentscoming trueof different needshave been described, which satisfies the invention. It should be recognizedthat these embodimentsthe principles of the various embodiments of the presentMerely illustrate the invention. The skilled person is numerousModifications and adjustments are apparent that cover the area ofDon't leave invention. Although the use of these liquid metal sealsin imaging x-ray systemshas been describedthese seals, for example, in a variety of other systemsvacuum tubes are usedcontain. Although the use of these liquid metal seals hereBall bearing assemblies have been described, these seals can also be useda variety of other bearing arrangements can be used. It isthus, the present invention contemplates any suitableModifications and variations within the present claims andtheir equivalentsincludes.
    [0029] Eswerden Flüssigmetalldichtungen 30 zur Verwendungin Vakuumröhrenbeschrieben. Solche Flüssigmetalldichtungenkönnenideal zur Verwendung in Röntgenröhren 20 vonbildgebenden Röntgensystemensein. Diese Flüssigmetalldichtungen können eineninneren Verschluss 31, der eine Flüssigmetallfüllung enthält, eine erste Dichtung 32,die in Betrieb an einer ersten Seite des inneren Verschlusses angeordnetist, um eine Lageranordnung 15a, 15b von einemVakuumteil der Vakuumröhrezu trennen, und eine zweite Dichtung 33 aufweisen, diein Betrieb an einer zweiten Seite des inneren Ver schlusses angeordnetist, um Partikel und Dämpfe 26,die sich in einem Hohlraum 21 der Lageranordnung befinden,daran zu hindern, in den Vakuumbereich 22 der Röntgenröhre einzudringen.Die erste Dichtung ist vorzugsweise eine berührende Dichtung, während diezweite Dichtung vorzugsweise eine berührungslose Dichtung ist. DieseFlüssigmetalldichtungen können jedesgeeignete flüssigeMetall, wie beispielsweise Quecksilber, Gallium oder eine Galliumlegierungenthalten. Diese Flüssigmetalldichtungen gestattendie Verwendung jedes geeigneten Lagerschmiermittels, wie beispielsweise Öle, Puder,Flüssigkeiten,Feststoffe, benetzende Metalle oder ähnliches.There will be liquid metal seals 30 described for use in vacuum tubes. Such liquid metal seals can be ideal for use in X-ray tubes 20 of imaging X-ray systems. These liquid metal seals can have an internal seal 31 , which contains a liquid metal filling, a first seal 32 which is arranged in operation on a first side of the inner closure to a bearing assembly 15a . 15b separate from a vacuum part of the vacuum tube, and a second seal 33 have, which is arranged in operation on a second side of the inner closure to particles and vapors 26 that are in a cavity 21 the bearing assembly are located to prevent it from entering the vacuum area 22 penetrate the x-ray tube. The first seal is preferably a contact seal, while the second seal is preferably a contactless seal. These liquid metal seals can contain any suitable liquid metal, such as mercury, gallium or a gallium alloy. These liquid metal seals allow the use of any suitable bearing lubricant, such as oils, powders, liquids, solids, wetting metals, or the like.
    1010 Vakuumgefäßvacuum vessel 1111 Kathodecathode 1212 Drehbarewellerotatablewave 1313 Rotorrotor 1414 Zielanodetarget anode 15a,15b15a,15b Lageraufbau/AnordnungBearing assembly / arrangement 1616 Statorstator 1717 Innenringinner ring 1818 Außenringouter ring 1919 Lagerkugelnbearing balls 2020 RöntgenröhreX-ray tube 2121 Hohlraumcavity 2222 Vakuumtraktvacuum tract 2626 Partikelund Dampfparticleand steam 3030 FlüssigmetalldichtungLiquid metal seal 3131 InnererVerschlussinnershutter 3232 ErsteDichtungFirstpoetry 3333 ZweiteDichtungSecondpoetry 4040 FlüssigmetallvorratLiquid metal stock
    权利要求:
    Claims (10)
    [1]
    Flüssigmetalldichtung(30) zur Verwendung in einer Vakuumröhre (20), wobei dieDichtung aufweist: einen inneren Verschluss (31),der eine Flüssigmetallfüllung enthält, eineerste Dichtung (32), die betriebsmäßig mit einem ersten Ende desinneren Verschlusses verbunden ist, um eine Lageranordnung (15a, 15b)von einem Vakuumgefäßteil (22)der Vakuumröhrezu trennen und eine zweite Dichtung (33), die betriebsmäßig mitdem zweiten Ende des inneren Verschlusses verbunden ist, um Partikelund Dämpfe(26) in dem Hohlraum (21) der Lageranordnung daranzu hindern, in den Vakuumteil der Vakuumröhre einzuwandern.Liquid metal gasket ( 30 ) for use in a vacuum tube ( 20 ), the seal comprising: an inner closure ( 31 ), which contains a liquid metal filling, a first seal ( 32 ), which is operatively connected to a first end of the inner closure to form a bearing assembly ( 15a . 15b ) from a vacuum vessel part ( 22 ) separate the vacuum tube and a second seal ( 33 ), which is operatively connected to the second end of the inner seal to contain particles and vapors ( 26 ) in the cavity ( 21 ) to prevent the bearing arrangement from migrating into the vacuum part of the vacuum tube.
    [2]
    Flüssigmetalldichtungnach Anspruch 1, bei der die Flüssigmetallfüllung desinneren Verschluss (31) ein flüssiges Metall enthält, daswenigstens aus einem der folgenden besteht: Quecksilber, eine Quecksilberlegierung,Gallium und/oder eine Galliumlegierung.Liquid metal seal according to claim 1, wherein the liquid metal filling of the inner closure ( 31 ) contains a liquid metal which consists of at least one of the following: mercury, a mercury alloy, gallium and / or a gallium alloy.
    [3]
    Flüssigmetalldichtungnach Anspruch 1, bei dem die erste Dichtung (32) eine berührende Dichtungist.A liquid metal gasket according to claim 1, wherein the first gasket ( 32 ) is a touching seal.
    [4]
    Flüssigmetalldichtungnach Anspruch 1, bei der die zweite Dichtung (33) einenicht berührende Dichtungist.A liquid metal gasket according to claim 1, wherein the second gasket ( 33 ) is a non-contact seal.
    [5]
    Röntgenröhre (20)zur Erzeugung und Aussendung von Röntgenstrahlen auf ein Zielentlang einer optischen Achse, wobei die Röntgenröhre beinhaltet: eine Kathode(11), die betriebsmäßig innerhalbder Röntgenröhre angeordnetist, um Elektronen auszusenden, eine Anodenanordnung (13, 12, 16),die in Betrieb in Bezug auf die Kathode so angeordnet ist, dasssie Röntgenstrahlenerzeugt, wenn sie von den Elektronen getroffen wird und eineLageranordnung (15a, 15b), die dazu geeignet ist,die in Bezug auf die Kathode drehende Anodenanordnung zu lagern,wobei die Lageranordnung wenigstens eine Flüssigmetalldichtung (30)enthält.X-ray tube ( 20 ) for generating and emitting x-rays onto a target along an optical axis, the x-ray tube including: a cathode ( 11 ) that is operatively located within the x-ray tube to emit electrons, an anode assembly ( 13 . 12 . 16 ) which, in operation, is arranged with respect to the cathode so that it generates X-rays when it is struck by the electrons and a bearing arrangement ( 15a . 15b ) which is suitable for supporting the anode arrangement rotating with respect to the cathode, the bearing arrangement comprising at least one liquid metal seal ( 30 ) contains.
    [6]
    Röntgenröhre nachAnspruch 5, bei der jede Flüssigmetalldichtung(30) einen inneren Verschluss (31), eine ersteDichtung (32) und eine zweite Dichtung (33) enthält.X-ray tube according to claim 5, wherein each liquid metal gasket ( 30 ) an inner closure ( 31 ), a first seal ( 32 ) and a second seal ( 33 ) contains.
    [7]
    Röntgenröhre nachAnspruch 6, bei der der innere Verschluss (31) mit einemflüssigenMetall gefülltist, das wenigstens eines der folgenden ist: Quecksilber, Gallium,eine Quecksilberlegierung und eine Galliumlegierung.X-ray tube according to claim 6, wherein the inner closure ( 31 ) is filled with a liquid metal that is at least one of the following: mercury, gallium, a mercury alloy and a gallium alloy.
    [8]
    Röntgenröhre nachAnspruch 6, bei der die erste Dichtung (32) die Lageranordnungvon dem Vakuumbereich (22) der Röntgenröhre trennt.X-ray tube according to claim 6, wherein the first seal ( 32 ) the bearing arrangement from the vacuum area ( 22 ) separates the X-ray tube.
    [9]
    Röntgenröhre nachAnspruch 6, bei der die zweite Dichtung (33) Partikel undDämpfe(26) in dem Hohlraum (21) der Lageranordnung daranhindert, in einen Vakuumbereich (22) der Röntgenröhre einzuwandern.X-ray tube according to claim 6, wherein the second seal ( 33 ) Particles and vapors ( 26 ) in the cavity ( 21 ) prevents the bearing assembly from entering a vacuum area ( 22 ) of the X-ray tube.
    [10]
    Röntgenröhre nachAnspruch 5, bei der die Lageranord nung durch wenigstens eines derfolgenden Schmiermittel geschmiert ist: ein Öl, ein Fett, ein Puder, einFeststoff, eine Flüssigkeitund ein benetzendes Metall.X-ray tube afterClaim 5, wherein the bearing arrangement by at least one of thethe following lubricant is lubricated: an oil, a grease, a powder, aSolid, a liquidand a wetting metal.
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