WO1999051067A1 - X-ray emitter - Google Patents

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WO1999051067A1
WO1999051067A1 PCT/EP1998/001828 EP9801828W WO9951067A1 WO 1999051067 A1 WO1999051067 A1 WO 1999051067A1 EP 9801828 W EP9801828 W EP 9801828W WO 9951067 A1 WO9951067 A1 WO 9951067A1
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WO
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chamber
liquid
wall
getter
protective housing
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PCT/EP1998/001828
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German (de)
French (fr)
Inventor
Eberhard Lenz
Werner Juhr
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Saes Getters S.P.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to PCT/EP1998/001828 priority Critical patent/WO1999051067A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/02—Constructional details
    • H05G1/04—Mounting the X-ray tube within a closed housing

Definitions

  • the invention relates to an X-ray emitter which has a protective housing filled with a liquid, an X-ray tube arranged therein and an evacuated chamber which is closed during operation of the X-ray emitter and which diffuses from the liquid through a liquid-impermeable liquid which is to be removed from the liquid Wall that allows gas molecules is separated.
  • Such an X-ray source is known from DE 41 01 777 C2, the protective housing of which is filled with insulating oil.
  • the chamber is provided to remove the hydrogen from the insulating oil, which is created by the insulating oil decomposing under the influence of X-rays.
  • the hydrogen must be removed from the insulating oil in order to avoid the formation of gas bubbles, since these would reduce the insulating effect of the insulating oil, so that the risk of
  • the invention has for its object to design an X-ray tube of the type mentioned in such a way that it is possible to degas the liquid contained in the protective housing in a simple and inexpensive manner and with a small space requirement.
  • an X-ray emitter which has a protective housing filled with a liquid, an X-ray tube arranged therein and an evacuated chamber which is closed during operation of the X-ray emitter and which diffuses from the liquid through the liquid through an impermeable liquid Wall to allow liquid to be removed gas molecules is separated and contains a getter for receiving the gas molecules to be removed from the liquid.
  • a vacuum pump is connected to the chamber and the getter is heated.
  • the gases contained in the getter are expelled by the heating and these are removed from the chamber by means of the vacuum pump.
  • a pressure in the chamber according to a variant of the invention is lower than the lowest gas partial pressure in the liquid contained in the protective housing gas to be removed.
  • means for heating the getter are arranged in the chamber and the chamber has a connection for means for evacuating the chamber.
  • getters to remove unwanted substances from a closed room is for example in connection with the production of light sources from US 5 130 047.
  • the getter is located in the room from which the substances are originally to be removed and not in another room into which they first have to get through a diffusion process.
  • the means for evacuating the chamber for example a vacuum pump, are not components of the x-ray emitter and have no effect on the space requirement of the x-ray emitter.
  • the chamber can therefore be very strong, for example, at a pressure of less than
  • the gas molecules to be gettered will mainly be hydrogen molecules.
  • Particularly effective getters are available on the market for hydrogen.
  • the gas uptake in the getter is reversible.
  • the result of this is that if the getter has exhausted gas absorption capacity, the further degassing of the liquid can be ensured by a maintenance process.
  • the wall is formed from a polymeric material, for example polytetrafluoroethylene (PTFE), oil-resistant rubber (natural or synthetic), polyethylene, polyimide, polyvinyltrimethylsilane.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • oil-resistant rubber natural or synthetic
  • polyethylene polyethylene
  • polyimide polyvinyltrimethylsilane
  • the wall can be designed as a tube extending through the chamber or as a tube extending through the chamber.
  • the chamber forms a structural unit with the protective housing
  • FIG. 1 is a schematic representation of a longitudinal section through an X-ray source according to the invention
  • FIG. 2 shows an enlarged view of a detail of the X-ray emitter according to FIG. 1, and 3 and 4 in a representation analogous to FIG. 2, other embodiments of the X-ray emitter according to the invention.
  • Fig. 1 shows an X-ray emitter according to the invention, which with an electrically insulating liquid, for. B. insulating oil, filled protective housing 1, in which an X-ray tube 2 is arranged.
  • This is designed as a rotating anode X-ray tube which contains an anode plate 3, a cathode 4 and an electric motor for driving the rotating anode, which has a rotor 5 and a stator 6 arranged outside the vacuum housing of the X-ray tube 2.
  • the protective housing 1 has a radiation exit window 7 for the X-rays emanating from the anode plate 3.
  • a housing designated overall by 8 is attached to the protective housing 1, for example by welding, which has a first chamber 9 which is connected to the interior of the protective housing 1 via two lines 10 and 11 and through which the insulating oil circulates in a closed circuit.
  • a circulation pump 13 for the insulating oil is inserted into the line 10 and attached to the end face of the protective housing 1 adjacent to the stator 6.
  • the lines 10 and 11 are liquid-tight through the wall of the protective housing 1.
  • Insulating oil is gradually passed through the chamber 9 again and again.
  • a second chamber 14 is provided in the housing 8, which is separated from the first chamber 9 in a liquid-tight manner by a wall 15 which is formed from a material, for example PTFE, which diffuses from the insulating oil.
  • a material for example PTFE, which diffuses from the insulating oil.
  • distant gas molecules in particular hydrogen molecules, are permitted, but are liquid-impermeable in the sense that it is impermeable to the insulating oil.
  • the second chamber 14 is evacuated and closed during normal operation of the x-ray emitter. It therefore has a connection 17 provided with a shut-off valve 16, via which means for evacuating the second chamber 14 by means of a coupling 18, not shown in more detail, for evacuating the second chamber 14, for example a vacuum pump 19 schematically indicated in FIG the second chamber 14 can be connected. In normal operation of the X-ray emitter, the shut-off valve 16 is closed and the vacuum pump 19 is not connected. The vacuum pump 19 is therefore shown in broken lines.
  • a getter 20 for accommodating the gas molecules to be removed from the liquid is arranged in the evacuated second chamber 14 in the manner shown in FIG. 2. If there is a pressure in the second chamber 14 which is lower than the lowest gas partial pressure present in the insulating oil of a gas to be removed from the liquid, the insulating gas and the second chamber 14 diffuse from the iso because of the then present gas partial pressure drop - Lieröl to remove gas molecules through the wall 15, which are then gettered away from the getter 20. In order to ensure a sufficiently efficient diffusion of the gas molecules through the wall 15, the second chamber 15 should be evacuated to a pressure that is less than 1 mbar. Suitable materials for the getter 20 are, for example, all types based on zirconium and / or titanium which are particularly effective for hydrogen.
  • the gas absorption capacity of the getter 20 is exhausted, the gas partial pressure in the second chamber 14 gradually increases to such an extent that efficient degassing of the insulating oil no longer takes place. Such operating conditions can occur be avoided, however, since the gas absorption in the getter 20 is reversible. If the gas absorption capacity of the getter 20 is exhausted, the further degassing of the insulating oil can be ensured by a maintenance process. In the course of this maintenance process, the getter 20 is heated by means for heating the getter 20, for example a heating spiral 21 embedded in the getter material, which is connected during the maintenance process to a heating voltage source 22 schematically indicated in FIG Getter 20 expel gases from this.
  • the vacuum pump 19 is connected and activated when the shut-off valve 16 is open.
  • the gases expelled from this while the getter 20 is being heated out are thus removed from the second chamber 14 by means of the vacuum pump 19.
  • the second chamber 14 is again evacuated to its operating pressure and the shut-off valve 16 is closed.
  • the vacuum pump 19 and the heating voltage source 22 are separated from the X-ray source, which can now resume normal operation. Since the
  • Heating voltage source 22 is not connected in normal operation, it is shown in dashed lines in Fig. 2.
  • the embodiment according to FIG. 3 differs from that described above in that the housing 8 has only a single chamber 14 which is evacuated during normal operation of the X-ray emitter and into which the lines 10 and 11 are led. These are connected to one another within the chamber 14 by a line 23 corresponding to the function of the first chamber 9 of the wall 15.
  • the line 23, which is formed from a material which is impermeable to the insulating oil, but which allows the diffusion of gas molecules to be removed from the insulating oil, for example PTFE, can be designed as a tube or hose.
  • the housing 8 contains only a single one, in normal operation of the X-ray Gen 14 evacuated and receiving a getter 20 chamber 14.
  • the wall of the protective housing 1 is provided in the region of the chamber 14 with an opening which is liquid-tightly closed by a wall 15 which consists of a liquid-impermeable for the insulating oil , the diffusion of material to be removed from the insulating oil permitting gas molecules, for example PTFE, is closed.
  • the protective housing 1 itself fulfills the function of the first chamber 9.
  • the housing 8 containing the evacuated chamber 14 is combined with the protective housing 1 to form one structural unit.
  • the housing 8 can, however, also be spatially separated from the protective housing 1.
  • the housing 8 there is also the possibility of designing the housing 8 as a tube surrounding the line 23, the getter 20 being accommodated in the space located between the tube and the line 23 and evacuated during normal operation.
  • the unit formed from the tube and the line 23 in a spiral or helical manner in order to save space, or to design it as a bellows.

Abstract

The invention relates to an X-ray emitter comprising a protective housing (1) filled with a liquid, an X-ray tube (2) arranged in said housing, and an evacuated chamber (14). Said evacuated chamber is separated from the liquid by a liquid-impermeable wall (15) which permits the diffusion of gas molecules to be removed from the liquid. The chamber (14), said chamber being closed during the operation of the X-ray emitter, contains a getter (20) for absorbing the gas molecules which are to be removed from the liquid.

Description

RöntgenstrahierX-ray
Die Erfindung betrifft einen Röntgenstrahier, welcher ein mit einer Flüssigkeit gefülltes Schutzgehäuse, eine in diesem angeordnete Röntgenröhre und eine im Betrieb des Röntgenstrah- lers verschlossene evakuierte Kammer aufweist, die von der Flüssigkeit durch eine flüssigkeitsundurchlässige, die Diffu- sion von aus der Flüssigkeit zu entfernenden Gasmolekülen erlaubende Wand getrennt ist.The invention relates to an X-ray emitter which has a protective housing filled with a liquid, an X-ray tube arranged therein and an evacuated chamber which is closed during operation of the X-ray emitter and which diffuses from the liquid through a liquid-impermeable liquid which is to be removed from the liquid Wall that allows gas molecules is separated.
Ein derartiger Röntgenstrahier ist aus der DE 41 01 777 C2 bekannt, dessen Schutzgehäuse mit Isolieröl gefüllt ist. Da- bei ist die Kammer vorgesehen, um den Wasserstoff aus dem Isolieröl zu entfernen, der dadurch entsteht, daß sich das Isolieröl unter der Einwirkung von Röntgenstrahlung zersetzt. Der Wasserstoff muß aus dem Isolieröl entfernt werden, um die Bildung von Gasblasen zu vermeiden, da diese die Isolierwir- kung des Isolieröls herabsetzen würden, so daß die Gefahr vonSuch an X-ray source is known from DE 41 01 777 C2, the protective housing of which is filled with insulating oil. The chamber is provided to remove the hydrogen from the insulating oil, which is created by the insulating oil decomposing under the influence of X-rays. The hydrogen must be removed from the insulating oil in order to avoid the formation of gas bubbles, since these would reduce the insulating effect of the insulating oil, so that the risk of
Spannungsüberschlägen bestünde.Flashover arises.
Im Falle des bekannten Röntgenstrahlers herrscht in der Kammer ein Druck, der geringer als der niedrigste in dem in dem Schutzgehäuse enthaltenen Isolieröl vorliegende Gas-Partial- druck eines aus der Flüssigkeit zu entfernenden Gases ist, so daß die zu entfernenden Gasmoleküle durch die Wand in die Kammer diffundieren. Weniger positiv an dieser Anordnung ist, daß in der Kammer ein Unterdruck aufrecht erhalten werden muß, der je nach Größe der Fläche der Wand in der Größenordnung von unter 0,05 bar liegen kann. Zur Aufrechterhaltung dieses Unterdruckes muß ein erheblicher Aufwand getrieben werden. Unter anderem wird eine kostspielige Vakuumpumpe benötigt, die außerdem wertvollen Bauraum beansprucht. Zwar kann bei Vergrößerung der Fläche der Wand der Druck in derIn the case of the known X-ray emitter, there is a pressure in the chamber which is lower than the lowest gas partial pressure of a gas to be removed from the liquid in the insulating oil contained in the protective housing, so that the gas molecules to be removed pass through the wall into the Diffuse chamber. What is less positive about this arrangement is that a negative pressure must be maintained in the chamber which, depending on the size of the surface of the wall, can be of the order of less than 0.05 bar. In order to maintain this negative pressure, considerable effort must be made. Among other things, an expensive vacuum pump is required, which also takes up valuable installation space. When increasing the area of the wall, the pressure in the
Kammer bis dicht unter den maßgeblichen Gas-Partialdruck an- gehoben werden, jedoch steigt durch die Vergrößerung der Fläche der Wand der von der Wand beanspruchte Bauraum.Chamber to just below the relevant gas partial pressure be lifted, however, the increase in the area of the wall increases the space required by the wall.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgenstrah- 1er der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es auf einfache und kostengünstige Weise sowie bei geringem Bauraumbedarf möglich ist, die in dem Schutzgehäuse enthaltene Flüssigkeit zu entgasen.The invention has for its object to design an X-ray tube of the type mentioned in such a way that it is possible to degas the liquid contained in the protective housing in a simple and inexpensive manner and with a small space requirement.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen Röntgenstrahier gelöst, welcher ein mit einer Flüssigkeit gefülltes Schutzgehäuse, eine in diesem angeordnete Röntgenröhre und eine im Betrieb des Röntgenstrahlers verschlossene evakuierte Kammer aufweist, die von der Flüssigkeit durch eine flüssig- keitsundurchlässige, die Diffusion von aus der Flüssigkeit zu entfernenden Gasmolekülen erlaubende Wand getrennt ist und ein Getter zur Aufnahme der aus der Flüssigkeit zu entfernenden Gasmoleküle enthält.According to the invention, this object is achieved by an X-ray emitter which has a protective housing filled with a liquid, an X-ray tube arranged therein and an evacuated chamber which is closed during operation of the X-ray emitter and which diffuses from the liquid through the liquid through an impermeable liquid Wall to allow liquid to be removed gas molecules is separated and contains a getter for receiving the gas molecules to be removed from the liquid.
Es muß also lediglich von Zeit zu Zeit, nämlich dann wenn dieSo it only has to from time to time, namely when the
Gasaufnahmefähigkeit des Getters erschöpft ist, eine Vakuumpumpe an die Kammer angeschlossen und das Getter ausgeheizt werden. Durch das Ausheizen werden die in dem Getter enthaltenen Gase ausgetrieben und mittels der Vakuumpumpe werden diese aus der Kammer entfernt. Im Anschluß an diese Prozedur, die übrigens auch bei der ersten Inbetriebnahme des Röntgenstrahlers stattfindet, liegt in der Kammer gemäß einer Variante der Erfindung ein Druck vor, der geringer als der niedrigste in der in dem Schutzgehäuse enthaltenen Flüssigkeit vorliegende Gas-Partialdruck eines aus der Flüssigkeit zu entfernenden Gases ist. Zum Durchführen dieser Prozedur sind in der Kammer Mittel zum Ausheizen des Getters angeordnet und die Kammer weist einen Anschluß für Mittel zum Evakuieren der Kammer auf .Gas absorption capacity of the getter is exhausted, a vacuum pump is connected to the chamber and the getter is heated. The gases contained in the getter are expelled by the heating and these are removed from the chamber by means of the vacuum pump. Following this procedure, which incidentally also takes place when the X-ray emitter is started up for the first time, a pressure in the chamber according to a variant of the invention is lower than the lowest gas partial pressure in the liquid contained in the protective housing gas to be removed. To carry out this procedure, means for heating the getter are arranged in the chamber and the chamber has a connection for means for evacuating the chamber.
Die Verwendung von Gettern zur Beseitigung von unerwünschten Substanzen aus einem abgeschlossenen Raum ist beispielsweise im Zusammenhang mit der Herstellung von Lichtquellen aus der US 5 130 047 bekannt. Hier befindet sich das Getter in demjenigen Raum, aus dem die Substanzen ursprünglich zu entfernen sind, und nicht in einem anderen Raum, in den sie zunächst durch einen Diffusionsvorgang gelangen müssen.The use of getters to remove unwanted substances from a closed room is for example in connection with the production of light sources from US 5 130 047. Here the getter is located in the room from which the substances are originally to be removed and not in another room into which they first have to get through a diffusion process.
Das Ausheizen von Gettern ist aus der US 4 668 424 an sich bekannt .The heating of getters is known per se from US 4,668,424.
Da die Kammer während des Betriebs des Röntgenstrahlers verschlossen ist, stellen die Mittel zum Evakuieren der Kammer, also zum Beispiel eine Vakuumpumpe, keine Bestandteile des Röntgenstrahlers dar und wirken sich nicht auf den Bauraumbedarf des Röntgenstrahlers aus. Die Kammer kann daher problem- los sehr stark zum Beispiel auf einen Druck von weniger alsSince the chamber is closed during the operation of the x-ray emitter, the means for evacuating the chamber, for example a vacuum pump, are not components of the x-ray emitter and have no effect on the space requirement of the x-ray emitter. The chamber can therefore be very strong, for example, at a pressure of less than
1 mbar (Millibar) evakuiert werden. Wegen des dann hohen Gas- Partialdruckgefalles zwischen der Flüssigkeit und der Kammer diffundieren aus der Flüssigkeit zu entfernende Gasmoleküle ausreichend effizient durch die Wand, ohne daß die Wand eine sich hinsichtlich des Bauraumbedarfs zu stark auswirkende1 mbar (millibars) can be evacuated. Because of the then high gas partial pressure drop between the liquid and the chamber, gas molecules to be removed from the liquid diffuse through the wall in a sufficiently efficient manner without the wall having a too large effect on the space requirement
Größe aufweisen muß. Die in die Kammer gelangenden Gasmoleküle werden von dem Getter sofort weggegettert .Size must be. The gas molecules that get into the chamber are immediately removed from the getter.
In der Regel wird es sich bei den zu getternden Gasmolekülen hauptsächlich um Wasserstoffmoleküle handeln. Gerade für Wasserstoff sind auf dem Markt besonders wirksame Getter vorhanden.As a rule, the gas molecules to be gettered will mainly be hydrogen molecules. Particularly effective getters are available on the market for hydrogen.
Die Gasaufnahme in dem Getter ist reversibel. Dies hat zur Folge, daß bei erschöpfter Gasaufnahmefähigkeit des Getters durch einen Wartungsvorgang die weitere Entgasung der Flüssigkeit sichergestellt werden kann.The gas uptake in the getter is reversible. The result of this is that if the getter has exhausted gas absorption capacity, the further degassing of the liquid can be ensured by a maintenance process.
Bei geeigneter Dimensionierung der Kammer und des Getters lassen sich Wartungsintervalle realisieren, die eigentlich länger als die Wartungsintervalle im Falle des eingangs beschriebenen Standes der Technik sind. Weiter wird die Dauer des Wartungsvorgangs verkürzt, da für das Ausheizen des Getters und das Evakuieren der Kammer 20 bis 30 Minuten ausreichend sind. Weiter ist von Vorteil, daß eine Öffnung des Schutzgehäuses bzw. eines eventuell vorhandenen Kreislaufes, in dem die Flüssigkeit gemäß einer Variante zur Erhöhung der Entgasungswirkung kontinuierlich entlang der Wand strömt, nicht erforderlich ist. Die Wand ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus einem polymeren Werkstoff, z.B. Polytetrafluoräthylen (PTFE) , ölbeständigem Gummi (natürlich oder synthetisch) , Polyethylen, Polyimid, Poly- vinyltrimethylsilan, gebildet. Diese Materialien können zur Erhöhung der H-Permeation Ionenplasma-behandelt sein (siehe hierzu L. Ya . Alimova et al . , "Effect of ion/plasma-assisted treatment of polymer membranes on hydrogen permeability" , Vacuum, Vol. 43, No . 5-7, p. 767 - 768, 1992, Pergamon Press Ltd. ) . Die Wand kann gemäß Varianten der Erfindung als ein sich durch die Kammer erstreckendes Rohr oder als ein sich durch die Kammer erstreckender Schlauch ausgeführt sein.With suitable dimensioning of the chamber and getter, maintenance intervals can be realized which are actually longer than the maintenance intervals in the case of the prior art described at the beginning. The duration continues of the maintenance process is shortened, since 20 to 30 minutes are sufficient for heating the getter and evacuating the chamber. Another advantage is that an opening of the protective housing or a possibly existing circuit in which the liquid flows continuously along the wall according to a variant to increase the degassing effect is not necessary. According to a preferred embodiment of the invention, the wall is formed from a polymeric material, for example polytetrafluoroethylene (PTFE), oil-resistant rubber (natural or synthetic), polyethylene, polyimide, polyvinyltrimethylsilane. These materials can be treated with ion plasma to increase the H permeation (see also L. Ya. Alimova et al., "Effect of ion / plasma-assisted treatment of polymer membranes on hydrogen permeability", Vacuum, Vol. 43, No. 5-7, p. 767-768, 1992, Pergamon Press Ltd.). According to variants of the invention, the wall can be designed as a tube extending through the chamber or as a tube extending through the chamber.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet die Kammer mit dem Schutzgehäuse eine Baueinheit,According to a further preferred embodiment of the invention, the chamber forms a structural unit with the protective housing,
Die Bildung einer Baueinheit aus Schutzgehäuse und einer zu einer Entgasungseinrichtung gehörigen Kammer ist aus der DE 44 14 688 AI an sich bekannt.The formation of a structural unit from a protective housing and a chamber belonging to a degassing device is known per se from DE 44 14 688 AI.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Röntgenstrahier,1 is a schematic representation of a longitudinal section through an X-ray source according to the invention,
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung ein Detail des Röntgenstrahlers gemäß Fig. 1, und Fig. 3 und 4 in zu der Fig. 2 analoger Darstellung andere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Röntgenstrahier.2 shows an enlarged view of a detail of the X-ray emitter according to FIG. 1, and 3 and 4 in a representation analogous to FIG. 2, other embodiments of the X-ray emitter according to the invention.
Die Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Röntgenstrahier, der ein mit einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit, z. B. Isolieröl, gefülltes Schutzgehäuse 1 aufweist, in dem eine Röntgenröhre 2 angeordnet ist. Diese ist als Drehanoden-Röntgenröhre ausgebildet, die einen Anodenteller 3, eine Kathode 4 und einen Elektromotor zum Antrieb der Drehanode enthält, der einen Rotor 5 und einen außerhalb des Vakuumgehäuses der Röntgenröhre 2 angeordneten Stator 6 aufweist. Das Schutzgehäuse 1 weist ein Strahlenaustrittsfenster 7 für die vom Anodenteller 3 ausgehende Röntgenstrahlung auf.Fig. 1 shows an X-ray emitter according to the invention, which with an electrically insulating liquid, for. B. insulating oil, filled protective housing 1, in which an X-ray tube 2 is arranged. This is designed as a rotating anode X-ray tube which contains an anode plate 3, a cathode 4 and an electric motor for driving the rotating anode, which has a rotor 5 and a stator 6 arranged outside the vacuum housing of the X-ray tube 2. The protective housing 1 has a radiation exit window 7 for the X-rays emanating from the anode plate 3.
Außerdem ist ein insgesamt mit 8 bezeichnetes Gehäuse an das Schutzgehäuse 1 beispielsweise durch Schweißen angesetzt, das eine erste Kammer 9 aufweist, die über zwei Leitungen 10 und 11 mit dem Innenraum des Schutzgehäuses 1 verbunden ist und durch die das Isolieröl in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert. Eine Umwälzpumpe 13 für das Isolieröl ist in die Leitung 10 eingefügt und an der dem Stator 6 benachbarten Stirnfläche des Schutzgehäuses 1 angebracht. Die Leitungen 10 und 11 sind flüssigkeitsdicht durch die Wandung des Schutzge- häuses 1 geführt. Innerhalb des Schutzgehäuses 1 endet dieIn addition, a housing designated overall by 8 is attached to the protective housing 1, for example by welding, which has a first chamber 9 which is connected to the interior of the protective housing 1 via two lines 10 and 11 and through which the insulating oil circulates in a closed circuit. A circulation pump 13 for the insulating oil is inserted into the line 10 and attached to the end face of the protective housing 1 adjacent to the stator 6. The lines 10 and 11 are liquid-tight through the wall of the protective housing 1. The inside of the protective housing 1 ends
Leitung 10 im Bereich des Stators 6 und die Leitung 11 im Bereich des kathodenseitigen Endes der Röntgenröhre 2. Hierdurch ergeben sich innerhalb des Schutzgehäuses 1 Strömungsverhältnisse, die sicherstellen, daß mittels der Umwälzpumpe 13 das gesamte innerhalb des Schutzgehäuses 1 befindlicheLine 10 in the area of the stator 6 and line 11 in the area of the cathode-side end of the X-ray tube 2. This results in flow conditions within the protective housing 1, which ensure that the entire inside the protective housing 1 by means of the circulation pump 13
Isolieröl nach und nach immer wieder durch die Kammer 9 geleitet wird.Insulating oil is gradually passed through the chamber 9 again and again.
In dem Gehäuse 8 ist eine zweite Kammer 14 vorgesehen, die von der ersten Kammer 9 durch eine Wand 15 flüssigkeitsdicht getrennt ist, die aus einem Material, beispielsweise PTFE, gebildet ist, das die Diffusion von aus dem Isolieröl zu ent- fernenden Gasmolekülen, insbesondere Wasserstoffmolekülen, erlaubt, jedoch in dem Sinne flüssigkeitsundurchlässig ist, daß es für das Isolieröl undurchlässig ist.A second chamber 14 is provided in the housing 8, which is separated from the first chamber 9 in a liquid-tight manner by a wall 15 which is formed from a material, for example PTFE, which diffuses from the insulating oil. distant gas molecules, in particular hydrogen molecules, are permitted, but are liquid-impermeable in the sense that it is impermeable to the insulating oil.
Die zweite Kammer 14 ist im normalen Betrieb des Röntgenstrahlers evakuiert und verschlossen. Sie weist daher einen mit einem Absperrhahn 16 versehenen Anschluß 17 auf, über den zur Evakuierung der zweiten Kammer 14 mittels einer nicht näher dargestellten Kupplung 18 Mittel zum evakuieren der zwei- ten Kammer 14, beispielsweise eine in Fig. 2 schematisch angedeutete Vakuumpumpe 19, mit der zweiten Kammer 14 verbunden werden können. Im normalen Betrieb des Röntgenstrahlers ist der Absperrhahn 16 geschlossen und die Vakuumpumpe 19 nicht angeschlossen. Die Vakuumpumpe 19 ist daher strichliert dar- gestellt.The second chamber 14 is evacuated and closed during normal operation of the x-ray emitter. It therefore has a connection 17 provided with a shut-off valve 16, via which means for evacuating the second chamber 14 by means of a coupling 18, not shown in more detail, for evacuating the second chamber 14, for example a vacuum pump 19 schematically indicated in FIG the second chamber 14 can be connected. In normal operation of the X-ray emitter, the shut-off valve 16 is closed and the vacuum pump 19 is not connected. The vacuum pump 19 is therefore shown in broken lines.
In der evakuierten zweiten Kammer 14 ist in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise ein Getter 20 zur Aufnahme der aus der Flüssigkeit zu entfernenden Gasmoleküle angeordnet. Liegt in der zweiten Kammer 14 ein Druck vor, der geringer als der niedrigste in dem Isolieröl vorliegende Gas-Partialdruck eines aus der Flüssigkeit zu entfernenden Gases ist, diffundieren wegen des dann vorliegenden Gas-Partialdruckgefalles zwischen dem Isolieröl und der zweiten Kammer 14 aus dem Iso- lieröl zu entfernende Gasmoleküle durch die Wand 15, die dann von dem Getter 20 weggegettert werden. Um eine ausreichend effiziente Diffusion der Gasmoleküle durch die Wand 15 zu gewährleisten, sollte die zweite Kammer 15 auf einen Druck evakuiert sein, der geringer als 1 mbar ist. Als Material für das Getter 20 eignen sich beispielsweise alle Typen auf Zir- kon- und/oder Titan-Basis, die besonders für Wasserstoff wirksam sind.A getter 20 for accommodating the gas molecules to be removed from the liquid is arranged in the evacuated second chamber 14 in the manner shown in FIG. 2. If there is a pressure in the second chamber 14 which is lower than the lowest gas partial pressure present in the insulating oil of a gas to be removed from the liquid, the insulating gas and the second chamber 14 diffuse from the iso because of the then present gas partial pressure drop - Lieröl to remove gas molecules through the wall 15, which are then gettered away from the getter 20. In order to ensure a sufficiently efficient diffusion of the gas molecules through the wall 15, the second chamber 15 should be evacuated to a pressure that is less than 1 mbar. Suitable materials for the getter 20 are, for example, all types based on zirconium and / or titanium which are particularly effective for hydrogen.
Ist die Gasaufnahmefähigkeit des Getters 20 erschöpft, steigt in der zweiten Kammer 14 der Gas-Partialdruck allmählich soweit an, daß eine effiziente Entgasung des Isolieröls nicht mehr stattfindet. Das Auftreten solcher Betriebszustände kann jedoch vermieden werden, da die Gasaufnahme in dem Getter 20 reversibel ist. Es kann also bei erschöpfter Gasaufnahmefähigkeit des Getters 20 durch einen Wartungsvorgang die weitere Entgasung des Isolieröls sichergestellt werden. Im Zuge dieses Wartungsvorgangs wird das Getter 20 durch Mittel zum Ausheizen des Getters 20, beispielsweise eine in das Getter- material eingebetteten Heizspirale 21, die während des Wartungsvorgangs an eine in Fig. 2 schematisch angedeutete Heizspannungsquelle 22 angeschlossen ist, erwärmt, um die in dem Getter 20 aufgenommenen Gase aus diesem austreiben. Gleichzeitig ist die Vakuumpumpe 19 angeschlossen und bei geöffnetem Absperrhahn 16 aktiviert. Die während des Ausheizens des Getters 20 aus diesem ausgetriebenen Gase werden also mittels der Vakuumpumpe 19 aus der zweiten Kammer 14 entfernt. Im An- Schluß an das Ausheizen des Getters 20, das eine Dauer von 20 bis 30 Minuten in Anspruch nimmt, wird die zweite Kammer 14 wieder auf ihren Betriebsdruck evakuiert und der Absperrhahn 16 geschlossen. Außerdem werden die Vakuumpumpe 19 und die Heizspannungsquelle 22 von dem Röntgenstrahier getrennt, der nun wieder seinen normalen Betrieb aufnehmen kann. Da dieIf the gas absorption capacity of the getter 20 is exhausted, the gas partial pressure in the second chamber 14 gradually increases to such an extent that efficient degassing of the insulating oil no longer takes place. Such operating conditions can occur be avoided, however, since the gas absorption in the getter 20 is reversible. If the gas absorption capacity of the getter 20 is exhausted, the further degassing of the insulating oil can be ensured by a maintenance process. In the course of this maintenance process, the getter 20 is heated by means for heating the getter 20, for example a heating spiral 21 embedded in the getter material, which is connected during the maintenance process to a heating voltage source 22 schematically indicated in FIG Getter 20 expel gases from this. At the same time, the vacuum pump 19 is connected and activated when the shut-off valve 16 is open. The gases expelled from this while the getter 20 is being heated out are thus removed from the second chamber 14 by means of the vacuum pump 19. Following the heating of the getter 20, which takes 20 to 30 minutes, the second chamber 14 is again evacuated to its operating pressure and the shut-off valve 16 is closed. In addition, the vacuum pump 19 and the heating voltage source 22 are separated from the X-ray source, which can now resume normal operation. Since the
Heizspannungsquelle 22 im normalen Betrieb nicht angeschlossen ist, ist sie in Fig. 2 strichliert dargestellt.Heating voltage source 22 is not connected in normal operation, it is shown in dashed lines in Fig. 2.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen dadurch, daß das Gehäuse 8 nur eine einzige Kammer 14 aufweist, die im normalen Betrieb des Röntgenstrahlers evakuiert ist und in die die Leitungen 10 und 11 geführt sind. Diese sind innerhalb der Kammer 14 durch eine in ihrer Funktion der ersten Kammer 9 der Wand 15 entspre- chende Leitung 23 miteinander verbunden. Bei der Leitung 23, die aus einem für das Isolieröl undurchlässigen, jedoch die Diffusion von aus dem Isolieröl zu entfernenden Gasmoleküle erlaubenden Material, beispielsweise PTFE, gebildet ist, kann als Rohr oder Schlauch ausgeführt sein.The embodiment according to FIG. 3 differs from that described above in that the housing 8 has only a single chamber 14 which is evacuated during normal operation of the X-ray emitter and into which the lines 10 and 11 are led. These are connected to one another within the chamber 14 by a line 23 corresponding to the function of the first chamber 9 of the wall 15. The line 23, which is formed from a material which is impermeable to the insulating oil, but which allows the diffusion of gas molecules to be removed from the insulating oil, for example PTFE, can be designed as a tube or hose.
Auch im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 enthält das Gehäuse 8 nur eine einzige, im normalen Betrieb des Rönt- genstrahlers evakuierte und ein Getter 20 aufnehmende Kammer 14. Im Falle des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels ist im Bereich der Kammer 14 die Wandung des Schutzgehäuses 1 mit einer Öffnung versehen, die durch eine Wand 15 flüssigkeits- dicht verschlossen ist, die aus einem für das Isolieröl flüssigkeitsundurchlässigen, die Diffusion von aus dem Isolieröl zu entfernenden Gasmolekülen erlaubender Material, beispielsweise PTFE, verschlossen ist. Im falle des Ausführungsbei- spiels gemäß Fig. 4 erfüllt also das Schutzgehäuse 1 selbst die Funktion der ersten Kammer 9.Also in the case of the exemplary embodiment according to FIG. 4, the housing 8 contains only a single one, in normal operation of the X-ray Gen 14 evacuated and receiving a getter 20 chamber 14. In the case of the embodiment described above, the wall of the protective housing 1 is provided in the region of the chamber 14 with an opening which is liquid-tightly closed by a wall 15 which consists of a liquid-impermeable for the insulating oil , the diffusion of material to be removed from the insulating oil permitting gas molecules, for example PTFE, is closed. In the case of the exemplary embodiment according to FIG. 4, the protective housing 1 itself fulfills the function of the first chamber 9.
Während im Falle der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 und 2 sowie gemäß Fig. 3 infolge des Vorhandenseins der von dem Innenraum des Vakuumgehäuses getrennten ersten Kammer 9 bzw. der als Leitung 23 ausgeführten Wand sozusagen zwangsläufig sichergestellt ist, daß das Isolieröl entlang der Wand 15 bzw. der Wandung der Leitung 23 strömt, ist dies im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 so nicht der Fall. Infolge der Anordnung des saugseitigen Endes der Leitung 10 im Bereich der Wand 15 ist jedoch auch hier dafür gesorgt, daß die Wand in der für eine effiziente Entgasung erforderlichen Weise von dem Isolieröl beströmt ist.While in the case of the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 and according to FIG. 3, the presence of the first chamber 9, which is separate from the interior of the vacuum housing, or of the wall designed as line 23, inevitably ensures that the insulating oil runs along the wall 15 or the wall of the line 23 flows, this is not the case in the case of the exemplary embodiment according to FIG. 4. As a result of the arrangement of the suction end of the line 10 in the region of the wall 15, however, it is also ensured here that the insulating oil flows through the wall in the manner required for efficient degassing.
Im Falle aller beschriebenen Ausführungsbeispiele ist das die evakuierte Kammer 14 enthaltende Gehäuse 8 mit dem Schutzgehäuse 1 zu einer Baueinheit zusammengefaßt. Im Falle der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 und 2 sowie gemäß Fig. 3 kann das Gehäuse 8 jedoch auch räumlich von dem Schutzgehäuse 1 getrennt angeordnet sein. Dabei besteht im Falle des Aus- führungsbeispiels gemäß Fig. 3 auch die Möglichkeit, das Gehäuse 8 als die Leitung 23 umgebendes Rohr auszubilden, wobei das Getter 20 in dem zwischen dem Rohr und der Leitung 23 befindlichen, im normalen Betrieb evakuierten Raum aufgenommen ist. In diesem Zusammenhang besteht auch die Möglichkeit, die aus dem Rohr und der Leitung 23 gebildete Einheit aus Gründen der Bauraumersparnis spiral- oder schraubenförmig zu winden oder als Faltenbalg zu gestalten. In the case of all the exemplary embodiments described, the housing 8 containing the evacuated chamber 14 is combined with the protective housing 1 to form one structural unit. In the case of the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 and according to FIG. 3, the housing 8 can, however, also be spatially separated from the protective housing 1. In the case of the exemplary embodiment according to FIG. 3, there is also the possibility of designing the housing 8 as a tube surrounding the line 23, the getter 20 being accommodated in the space located between the tube and the line 23 and evacuated during normal operation. In this context, there is also the possibility of winding the unit formed from the tube and the line 23 in a spiral or helical manner in order to save space, or to design it as a bellows.

Claims

Patentansprüche claims
1. Röntgenstrahier, welcher ein mit einer Flüssigkeit gefülltes Schutzgehäuse (1) , eine in diesem angeordnete Röntgen- röhre (2) und eine im Betrieb des Röntgenstrahlers verschlossene evakuierte Kammer (14) aufweist, die von der Flüssigkeit durch eine flüssigkeitsundurchlässige, die Diffusion von aus der Flüssigkeit zu entfernenden Gasmolekülen erlaubende Wand (15) getrennt ist und ein Getter (20) zur Aufnahme der aus der Flüssigkeit zu entfernenden Gasmoleküle enthält.1. X-ray emitter, which has a protective housing (1) filled with a liquid, an X-ray tube (2) arranged in it and an evacuated chamber (14) which is closed during operation of the X-ray emitter and which diffuses from the liquid through a liquid-impermeable wall (15) permitting gas molecules to be removed is separated and contains a getter (20) for receiving the gas molecules to be removed from the liquid.
2. Röntgenstrahier nach Anspruch 1, bei dem in der Kammer (14) ein Druck vorliegt, der geringer als der niedrigste in der in dem Schutzgehäuse (1) enthaltenen Flüssigkeit vorlie- gende Gas-Partialdruck eines aus der Flüssigkeit zu entfernenden Gases ist.2. X-ray source according to claim 1, in which there is a pressure in the chamber (14) which is lower than the lowest gas partial pressure of a gas to be removed from the liquid contained in the protective housing (1).
3. Röntgenstrahier nach Anspruch 1 oder 2, in dessen Kammer (14) Mittel (21, 22) zum Ausheizen des Getters (20) angeord- net sind und dessen Kammer (14) einen Anschluß (17) für Mittel (19) zum Evakuieren der Kammer (14) aufweist.3. X-ray source according to claim 1 or 2, in the chamber (14) of which means (21, 22) for heating the getter (20) are arranged and the chamber (14) of which there is a connection (17) for means (19) for evacuation the chamber (14).
4. Röntgenstrahier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Flüssigkeit vorzugsweise in einem Kreislauf kontinuier- lieh entlang der Wand (15) strömt.4. X-ray source according to one of claims 1 to 3, in which the liquid preferably flows continuously in a circuit along the wall (15).
5. Röntgenstrahier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dessen Wand (15) aus einem polymeren Werkstoff gebildet ist.5. X-ray source according to one of claims 1 to 4, the wall (15) of which is formed from a polymeric material.
6. Röntgenstrahier nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Wand (15) durch eine sich durch die Kammer (14) erstreckende Leitung (23) gebildet ist.6. X-ray source according to one of claims 1 to 5, in which the wall (15) is formed by a line (23) extending through the chamber (14).
7. Röntgenstrahier nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dessen Kammer (14) mit dem Schutzgehäuse (1) eine Baueinheit bildet. 7. X-ray source according to one of claims 1 to 6, the chamber (14) with the protective housing (1) forms a structural unit.
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