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Tube à rayons X avec gaine protectrice.
La présente invention concerne un tube à rayons X entouré d'une gaine protectrice, l'espace entre le tube et la gaine étant rempli d'un liquide isolant tel que de l'huile. Ces tubes peuvent présenter l'inconvénient que le liquide est porté à une tempéra- ture très élevée en certains points et a déjà atteint sa tempé- rature maximum lorsqu'il y a partout encore des températures bien inférieures. Ces points sont ceux où le liquide se trouve en contact avec l'anode ou avec des parties métalliques qui sont en bon contact thermique avec l'anode ou bien avec les parties de la paroi auxquelles l'anode transmet la chaleur par rayonnement.
Il est déjà connu de refroidir au moyen d'huile l'anode d'un tube à rayons X, l'huile chauffée étant drainée au moyen d'un dispositif de pompe.
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Conformément à la présente invention on incorpore à la gaine du tube à rayons X lui-même un dispositif faisant circu- ler le liquide qui passe alors sur les surfaces chauffées. De plus, le tube suivant l'invention est agencé de telle façon qu'avant de regagner les parties chauffées du tube, le liquide chauffé doive passer le long de la paroi de la gaine où il est refroidi. ± cet effet l'espace subsistant entre le tube à rayons-X proprement dit et la gaine protectrice est divisé en deux parties au moyen d'un cylindre en matière isolante qui entoure le tube à rayons X. A une extrémité de ce cylindre est prévu un agitateur qui fait passer le liquide à l'intérieur du cylindre dans le sens longitudinal de ce dernier. De la sorte le liquide parcourt un cycle.
Il quitte le cylindre à une extré- mité, traverse l'espace annulaire entre le cylindre et la gaine et, après avoir été refroidi, rentre dans le cylindre par l'autre extrémité. De cette manière on assure un refroidissement effi- cace non seulement de l'anode du tube à rayons X et de l'huile elle-même, mais aussi des autres parties du tube, ce qui a pour résultat que le tube conforme à l'invention peut fonctionner continuellement plusieurs fois plus longtemps qu'un tube sans cylindre intermédiaire et agitateur, toutes autres conditions étant égales.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre com- ment l'invention peut être réalisée, les particularités qui res- sortent tant du dessin que.du texte faisant, bien entendu, partie de celle-ci. Le dessin représente schématiquement en coupe un mode d'exécution d'un tube à rayons X gainé conforme à l'inven- tion.
Le tube à rayons X 1 proprement dit est muni d'une anode
2 et d'une cathode 3. Il est entouré d'une gaine protectrice 4 remplie d'un liquide isolant, tel que l'huile pour transforma- # teurs, qui sert en même temps au refroidissement. La gaine'est
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munie d'ailettes de refroidissement 5 pour pouvoir mieux trans- mettre à l'air embiant la chaleur qui lui est amenée par le li- quide. Les têtes des câbles pour l'amenée du courant sont dési- gnées par 6 et 7. Dans la gaine on a laissé la fenêtre 8 par où peut sortir un faisceau conique de rayons X.
Lorsqu'on utilise un tube dans l'huile du genre précité, sans les moyens utilisés conformément à l'invention, la tempé- rature pour une charge normale, comme des essais l'ont montré, monte en 9 jusqu'à 90 C après environ 15 minutes. Or l'huile ne doit pas atteindre une température plus élevée, de sorte que le courant doit être interrompu après cette période de charge, bien qu'en 10 la température ne dépasse à peine 20 C.
Conformément à l'invention le tube à rayons X est entouré par un cylindre 14 en matière isolante qui divise en deux parties l'espace subsistant entre le tube et la gaine. A l'extrémité de gauche on a monté sur le cylindre le couvercle 15 percé du trou 16 par où l'huile peut sortir du cylindre dans l'espace 11 déli- mité par le couvercle concave 12 de la gaine. En arrière du trou 16 est disposé l'agitateur 13 constitué par une hélice ou une roue à aubes. Au moyen de cet agitateur le liquide est aspiré de l'espace entre le tube à rayons X et le cylindre et introduit dans l'espace 11 d'où il peut entrer, par les trous 17 ménagés au bord du couvercle 15, dans l'espace annulaire entre le cy- lindre et la gaine pour passer alors le long de la gaine où il est convenablement refroidi.
A l'autre extrémité le liquide re- gagne le cylindre par les trous 18. Il passe alors le long du tube à rayons X et absorbe de la chaleur de la paroi du tube et notamment du refroidisseur 19 de l'anode.
On peut obtenir une bonne circulation en munissant l'agi- tateur d'une roue à aubes c'est-à-dire en l'exécutant comme une pompe centrifuge. Lorsqu'on utilise une hélice pour le déplace- ment du liquide ce dernier peut être aspiré du cylindre ou être nrefoulé dans ce dernier suivant la position des aubes. Toutefois,
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il est préférable de faire circuler le liquide de telle façon qu'il vienne d'abord en contact avec les parties les moins chauffées du tube, puis passe sur les parties plus chaudes.
Lorsque, par conséquent, l'agitateur se trouve à l'extrémité anodique du tube on utilisera un agitateur qui aspire le liquide du cylindre. Quand il est plus avantageux, par exemple au point de vue de l'encombrement, de disposer l'agitateur à l'extrémité cathodique du tube, il est préférable d'utiliser un agitateur qui refoule le liquide dans le cylindre. Pour actionner l'agita- teur on peut se servir d'un moteur électrique, qui peut être très petit, de sorte qu'on peut le placer dans l'espace occupé par le liquide. A cet effet un moteur électrique convient le mieux.
Des mesures faites avec un tube conforme à l'invention ont montré qu'il n'y a qu'une différence de température d'envi- ron 10 entre l'endroit le plus chaud et l'endroit le plus froid dans le liquide, au lieu de 70 dans le cas précité. De cette manière le tube peut fonctionner continuellement quelques fois plus longtemps, ce qu'on obtient avec des moyens beaucoup plus simples qu'en utilisant un système de tubes avec un dispositif de pompe, lequel nécessite une puissance beaucoup plus grande pour faire passer le liquide par les tubes, qui ne peuvent na- turellement avoir qu'un diamètre limité.
L'agitateur utilisé conformément à l'invention a une construction tellement simple que sa présence passe inaperçue.
Il n'impose pas de commande ou d'entretien spécial, n'occupe pas de place supplémentaire et ne gêne pas la commande du dispositif à rayons X. La puissance consommée est extrêmement faible, parce que le liquide ne passe que par un canal ayant une grande section. Le dispositif conforme à l'invention est simple et il y a donc peu de risque de défectuosités. Il convient particu- lièrement bien si l'on désire une forme commode de l'appareil, un fonctionnement efficace et des grande périodes de charge comme 'est le cas pour les prises en série.
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On ne perçoit pas non plus, la présence de l'agitateur pendant le fonctionnement. La mise du courant de chauffage ou du courant anodique du tube peut s'accompagner de la mise du courant pour le moteur de l'agitateur. Après le fonctionnement du tube l'agitateur peut encore demeurer en service pendant quelque temps pour égaliser le plus vite possible les différences de température. A cet effet on peut utiliser un relais retardé.
Même si l'on utilise deux ou plus de deux tubes à rayons X pour un appareil d'alimentation il n'y pas d'inconvénient à inverser simultanément les conducteurs électriques de l'agitateur et ceux du tube.
Un avantage supplémentaire du dispositif conforme à l'in- vention vis à vis de ceux munis d'une pompe distincte consiste en ce que le liquide isolant peut rester complètement séparé de l'air, de sorte qu'il ne risque pas d'être souillé par l'absorp- tion d'humidité de l'air ou par oxydation.