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Appareil électrique, notamment Appareil à Rayons-X.
On connait des appareils à rayons X dans lesquels le tube à royons X fait corps avec le transformateur d'alimentation.
Pour obvier à l'inconvénient que les tubes à rayons X de ces ap- pareils sont moins mobiles par suite de l'encombrement relativement grand du transformateur, on a parfois immergé dans l'huile l'en- semble du tube et du transformateur. Ceci permet de réduire les di- mensions et de rapprocher le tube à rayons X du transformateur.
Ces appareils présentent, cependant, l'inconvénient que l'huile qui absorbe l'énergie calorifique produite dans le tube à rayons X et très minime par rapport aux pertes de chaleur du transformateur, est aussi en contact avec le transformateur.
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La présente invention a pour objet un appareil à rayons X qui diffère des appareils connus par ses dimensions réduites.
Le transformateur à haute tension de cet appareil à rayons X est constitué de préférence par un transformateur radial (c.à.d. un transformateur dans lequel la matière du noyau magnétique est répartie sur la circonférence des bobines) et comporte une colonne divisée en deux dans le sens de la longueur, ou axialement perfo- rée, à l'intérieur de laquelle est agencé le tubeà rayons X.
Les applications de la présente invention ne sont pas limitées aux appareils à rayons X. Une combinaison conforme à l'invention est également possible dans d'autres appareils élec- triques comportant un dispositif consommateur de courant alimen- té par un transformateur, par exemple dans les tubes à décharges dont on se sert pour l'éclairage. Dans ce cas, l'encombrement de l'appareil n'est pas modifié, ou seulement très peu, par le dis- positif consommateur de courant. On obtient une forme particuliè- rement pratique si l'on constitue le corps magnétique d'un trans- formateur cuirassé par des tôles en forme de boucle entourant radi- alement le dispositif consommateur de courant qui est alimenté par ce transformateur. Ces tôles peuvent être réunies d'une manière con- nue en elle-même en un certain nombre de faisceaux.
Dans ce cas, le transformateur est, de préférence, entouré par une gaine ondulée dans les ondulations sont dirigées dans le sens de la longueur et embrassent les bords des tôles de manière à supporter ces derniè- res.
Lorsqu'on applique l'invention à un appareil de rayons-X on utilise,de préférence, un tubeà rayons-X cylindrique entouré symétriquement par un transformateur. Lorsque le tube à rayons-X est plus long que le transformateur, les extrémités du tube dé- passent de longueurs égales ou presque égales de part et d'autre à l'extérieur du transformateur. De préférence ces extrémités de -Il-
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tube sont entourées à distance par des capuchons protecteurs mé- talliques ou métallisés qu'on peut utiliser aussi pour y adaptér un ventilateur électrique destiné au refroidissement du transforma- teur et du tube à rayons-X.
Le corps magnétique du transformateur peut comporter une rainure longitudinale permettant la sortie des rayons-X, et, de pré- férence, le passage isolé, aux deux bouts du transformateur, des conducteurs de courant de l'enroulement à haute tension allant à travers le corps magnétique pour aboutir aux extrémités du tube.
Afin que les parties rentrantes usuelles du tube à rayons-X puis- sent supporter une partie notable de la différence de potentiel entre l'électrode quelles portent et le noyau du transformateur, les conducteurs de courant qui les traversent sont supportés par des bouchons isolants centralement perforés et montés dans les parties rentrantes.
Les enroulements du transformateur qui entourent radia- lement le tube à rayons-X sont disposés dans le creux annulaire du corps magnétique et sont séparés du tube à rayons-X par les parties intérieures des tôles. Ainsi l'espace disponible est mieux utilisé que dans le cas, par exemple, de la réalisation connue d'un appareil à rayons-X dans laquelle un col du tube à rayons-X s'engage dans la fenêtre du transformateur.
Pour économiser un isolement entre le tube à rayons-X et le métal qui l'entoure, on se sert d'un tube à rayons-X dans lequel la partie de la paroi en regard du corps du transformateur est entièrement en métal ou est revêtue d'une couche métallique.
Si la partie médiane métallique du tube à rayons-X est plus courte que le creux du noyau du transformateur dans lequel le tube est logé, elle doit être allongée de part et d'autre au moyen de cou- ches métalliques, telles que des garnitures d'étain en feuilles, entourant la paroi du tube au moins jusqu'à hauteur des extrémités du transformateur. De préférence, on chanfreine ou arrondit les tôles du transformateur dont le côté étroit est tourné vers le tube,
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ce qui assure une charge électrostatique peu élevée des parties isolantes voisines de la paroi du tube.
La description du dessin annexé donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un appareil à rayons-X conforme à l'invention.
La figure 2 est une coupe transversale de cet appareil suivant le plan I-I de la Fig.l.
Les figures 3 et 4 ont trait à un autre mode de réalisa- tion d'un appareil conforme à l'invention comportant un transforma- teur cuirassé.
Les figures 5 et 6 ont trait à une variante de l'appareil comportant un transformateur à noyau.
L'appareil représenté sur les figures 1 et 2 comporte un transformateur cylindrique dont le noyau de fer est constitué de tôles 1 en forme de boucle, réunies en faisceaux 2 dont chacun comporte, par exemple, cinq à dix tôles et qui sont entourés par une gaine ondulée 3 en fer blanc. Les ondulations de cette gatne suivent la direction longitudinale du transformateur et les fais- ceaux de tôles s'engagent dans les ondulations, de sorte qu'elles sont maintenues à intervalles égaux (figure 2) .
Dans le creux central délimité par le fer du transfor- mateur, est disposé symétriquement un tube à rayons-X dont la pa- roi comporte une partie médiane métallique 4 à laquelle sont sou- dés, par fusion, les cols en verre 5 et 6 qui portent l'anode 7 et la cathode 8. La partie de ces cols en verre en regard du trans- formateur est revêtue d'une couche bien adhérante d'étain en feuil- les s'étendant jusqu'aux traits pointillés 9 et 10. Ces garnitures diminuent le risque de décharge par contournement et de détériora- tion des parties en verre, ce qui probablement est dû au fait que l'air inévitablement occlus entre la paroi du tube et le fer du transformateur est protégé au point de vue électrostatique par des garnitures métalliques, de sorte que toute ionisation de cet air @
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est évitée.
Les parties du tube qui dépassent à l'extérieur du transformateur sont entourées par des capuchons métalliques 11 et
12. Si la puissance de l'appareil est assez grande pour qu'il y ait avantage à refroidir le tube à rayons-X et le transformateur, on peut adapter un ventilateur électrique à l'un de ces capuchons, de préférence du côté de l'anode.
La longueur de l'isolement des cols en verre est réduite sensiblement par les garnitures métalliques; On a constaté que cela n'entraîne pas forcément des inconvénients. Il est, cependant, avantageux que les parties rentrantes 13 et 14 de la paroi du tube supportent une partie notable de différence de potentiel. A cet effet, on a monté dans les parties rentrantes des bouchons perfo- rés centralement 15 et 16 supportant les conducteurs de courant
17 et 18 qui passent du transformateur pour aboutir aux électrodes du tube. Ces conducteurs sont entourés d'une matière très isolante.
Les rayons-X doivent pouvoir sortir sans obstacle par le noyau du transformateur. A cet effet on a ménagé une rainure lon- gitudinale 19 de même largeur que le faisceau de rayons et qui, grâce à sa forme de coin, épouse parfaitement la forme conique du faisceau de rayons. Cette rainure a un double rôle, car elle per- met également le passage des conducteurs de courant 17 et 18 à tra- vers le noyau du transformateur. Comme toute la partie restante de la circonférence des bobines reste disponible pour l'agencement du fer de transformateur,il en résulte une grande économie d'espace.
Le creux annulaire du transformateur contient des enrou- lements du type à bobines concentriques. Le primaire 20 est entou- ré par le secondaire. Ces enroulements ne sont pas séparés par un isolement à haute tension. Le secondaire comporte deux parties 21 et 22 qui, étant juxtaposées à distance dans le sens de la lon- gueur, permettent aux rayons-X de sortir entre elles. Les extrémi- tés intérieures des enroulements secondaires sont reliées entre @
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elles et les bobines sont enroulées de manière que les tensions y induites s'ajoutent. Les couches d'enroulement intérieures seront donc soumises en fonctionnement au potentiel ou pratiquement au potentiel du corps magnétique et le conducteur de raccordement des enroulements peut gtre mis à la terre conjointement avec le corps de fer.
Les extrémités à haute tension du transformateur sont situées à l'extérieur. Un cylindre 23 en matière isolante empêche le jaillissement d'une décharge par contournement entre les couches d'enroulements extérieures et la culasse du transfôr- mateur.
Afin d'éviter tout contournement entre les parties d'enroulements qui sont l'une par rapport à l'autre sous la pleine tension, on donne aux couches d'enroulements une longueur d'autant moindre que ces couches sont plus proches de l'extérieur. Ainsi on diminue en même temps le risque d'une décharge par contournement allant au fer du transformateur dans le sens longitudinal. Comme les enroulements ne sont soumis qu'à moitié de la tension par rap- port au fer du transformateur, il est entièrement en harmonie avec le régime de charge que l'augmentation de la distance au fer du transformateur soit seulement moitié moins grande que l'augmenta- tion de l'intervalle des bobines.
La forme trapézoïdale de la bobine présente également l'avantage que la forme de la bobine de même que la forme de la rainure ménagée dans le noyau de fer épousent celle du faisceau de rayons-X sortant par la fenêtre 24.
L'appareil peut être supporté par une anse 25 munie de tourillons 26 et 27 s'engageant dans des ouvertures des capuchons métalliques 11 et 12.
On voit sur la figure 1 que les tôles du transformateur sont à coins arrondis. Ainsi, au point où la charge électrostatique de la paroi du tube commence, le champ électrique au coin des tôles @ --
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est affaibli et la paroi du tube est soumise à une charge moindre.
Il est possible de réaliser de la manière décrite un appareil à rayons-X complet pour des puissances qui ne soient pas trop élevées, par exemple un appareil destiné à être utilisé par les dentistes, dont la longueur est d'environ 20 c/m et dont la sec- tion ne dépasse pas 12 c/m. La forme du transformateur est très efficace au point de vue de la possibilité de refroidissement. La réalisation décrite peut être utilisée aussi pour des puissances plus grandes telles que celles utilisées pour le diagnostic. Dans ce cas, en prévoyant un ventilateur et une section de cuivre des enroulements du transformateur légèrement plus forte on peut aug- menter dans .la mesure voulue la capacité de charge.
On a déjà proposé antérieurement d'entourer un tube à rayons-X par les enroulements du transformateur et d'agencer éven- tuellement le noyau magnétique à l'intérieur du tube. Vis-à-vis de cette construction connue, le dispositif qui fait l'objet de l'invention présente l'avantage de permettre l'utilisation d'un transformateur à noyau fermé.
Si l'on désire associer le tube à rayons-X à un trans- formateur cuirassé de.forme courante, on peut avoir recours à la disposition qui est indiquée schématiquement sur les figures 3 et 4. Dan,s ce cas, la colonne du transformateur est divisée dans le sens de la longueur et les faisceaux de tôles 28 et 29 sont dis- posés à la manière des feuilles d'un livre relié de manière à pré- senter une concavité épousant le tube à rayons-X cylindrique 30.
Dans ce cas,également on évite une concentration trop accentuée des lignes de force du champ électrique aux coins du noyau de transformateur en chanfreinant ces coins. Suivant le principe de l'invention, on peut aussi associer au tube un transformateur à noyau, par exemple de la manière montrée sur les figures 5 et 6, le tube à rayons-X 32 qui est entouré par les bobines 51 du
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transformateur étant agencé dans la colonne du transformateur qui est divisée en deux dans le sens de la longueur. Le circuit magné- tique est fermé autour des bobines du transformateur à travers la culasse 34.
Il y a cependant avantage a employer le mode de réali- sation décrit avec référence aux figures 1 et 2 plutôt que d'uti- liser les autres môdes de réalisation, à cause de l'utilisation très efficace de l'espace occupé.