Tube à rayons X. L'invention. décrite ci-dessous concerne les tubes à rayons X utilisés principalement pour le radiodiagnostic ou la radiothérapie.
Les tubes à rayons X sont habituellement placés dans une chemise ou gaine, générale ment métallique, qui est mise à, la terre. La haute tension est amenée à ces tubes par des c âbles à -rand isolement, habillés: de tresse métallique; ces habillages en tresse métalli que sont reliés à. la gaine du tube, donc à. la. 1t rre.
Un tube du genre de ceux rappelés ci- ilesus dégabe par son fonctionnement prin cipalement à l'anticathode, dont la tête exté rieure est pourvue d'un radiateur, une cer taine quantité de chaleur qui est proportion nelle au nombre de -watts consommés et dont la dissipation rapide est d'autant plus néces saire que la consommation est plus forte et que l'appareil reste en service plus longtemps.
Or, pour les opérations de radiodiagnostic. et de radiothérapie, indiquées ci-dessus, il ar rive fréquemment que ces: tubes doivent fonc tionner sous une forte charge, ou pendant longtemps, ou dans ces deux conditions à la, fois, Lorsqu'il y a.
lieu .de les refroidir énergi- quement, -ce qui est le cas général en radio thérapie, on introduit, dans les tubes à rayons X connus, dans la gaine ou dans le tube même, un liquide isolant, huile ou autre, et l'on refroidit ce liquide en le faisant circu ler dans un circuit relativement important, qui est pourvu d'un dispositif réfrigérant; ce circuit liquide de refroidissement constitue un aménagement peu pratique et assez coû teux en frais d'installation et d'entretien.
Lorsque le tube ne fonctionne qu'à un ré gime moyen et interrompu, ce qui est le cas général en radiodiagnostic, on se contente parfois d'un refroidissement par rayonnement dans l'air ambiant en remplissant la gaine d'un liquide isolant, huile ou autre, qui, s'échauffant principalement au contact de la tête de l'anticathode, circule par convection à l'intérieur de la gaine;
dans ce dernier cas, on est conduit à donner à la. gaine à huile, et. par suite à l'ensemble formant le tube à protec tion totale, des dimensions -et un poids assez considérables, par exemple une longueur de 50 cm et un poids de l'ordre de 20 kg, avec 5 litres d'huile, :ce qui en rend le maniement peu facile et interdit son utilisation dans des installations anciennes qui n'ont pas été pré vues pour des poids. aussi lourds.
La présente invention a pour objet un tube à rayons X qui permet de remédier à ces inconvénients et qui convient particulière- ment au cas du radiodiagnostic. Le tube con forme à. l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte une gaine de protection, rem plie d'un liquide réfrigérant, un dispositif de refroidissement à soufflage d'air à l'extré mité de la gaine qui est voisine de l'antica- thode,
comportant des moyens pour guider les filets d'air soufflé contre 1a surface de la gaine sur toute la longueur de celle-ci.
Dans le cas des tubes de radiodiagnostic (qui n'avaient généralement que le refroi dissement par convection du' bain d'huile en fermé dans une gaine étanche et le rayonne ment extérieur), l'adoption, suivant l'inven tion, d'un soufflage permet pour une puissance -déterminée, dès dimensions et un poids sensiblement réduits, par exemple une longueur .de 40 cm et un poids de 7 kg avec 1 libre d'huile.
Dans le cas de tubes plis puissants de radiothérapie,- généralement pourvus d'un circuit extérieur à dispositif réfrigérant, l'ad jonction de ce refroidissement par soufflage permet soit -de diminuer l'importance du dis positif refroidisseur de liquide, soit d'aug menter la puissance d'un tube de dimensions et 4e poids donnés.
A titre d'exemple, le dessin annexé repré sente une forme d'exécution du tube à rayons X suivant l'invention.
La fig. 1 en est une vue en perspective. La fig. 2, une coupe longitudinale mé diane.
Les fig. 3 et 4 représentent des détails. La gaine à huile est constituée par un tube métallique 1 doublé de plomb. Acha- cüne de ses extrémités ce tube est fermé par une embase isolante 2 portant sur sa face extérieure plusieurs parais cylindriques con- centriques 3.
A l'intérieur de la gaine, dans un bain d'huile ou autre isolant liquide, est logé le tube radiagène 4 contenant la cathode 5 et l'anticathode à face inclinée 6.
Ce tube radiogéne 4 est tenu élastiquement sur les, embases isolantes 2, du côté de la cathode, par un logement ménagé dans l'embase 2, .et du côté de l'anticathode par des lames-res- sorbs 8 fixées à sa tête radiante 9.
La gaine 1 est munie en son centre, d'un côté, de la Îe- nêtre de rayonnement 10, fermée par une cloison transparente 11, et, de l'autre, d'un capot 12, renfermant une vessie 13, afin de permettre l'augmentation -de volume de l'huile, -lorsqu'elle s'échauffe.
A chaque -extrémité de la gaine 1 est pivoté, sur les cloisons cy- lindriques concentriques 3, l'embout isolant 14, plombé extérieurement, prolongé d'un des deux câbles de haute tension 15. Les extré mités de la gaine 1 sont solidaires de deux manchons 16 et 17; l'embout 14 du câble est muni d'une collerette 18 retenue par une ba gue 19 fixée par vis sur le manchon 16 ou 17. Une connexion 20 réunit l'extrémité du câ ble au support élastique 7 ou 8 du tube.
Le manchon 16 d'extrémité de gaine du côté de l'anticathode 6, extrémité la plus chaude de la gaine 1, est ouvert sur sa face 21 regardant vers l'autre extrémité. Il est en touré d'une ceinture creuse 22, pourvue d'une arrivée d'air 23 et montée ratativement sur le manchon dans une région où lui-même est percé de trous: 24. Le tuyau 23a qui amène l'air d'un ventilateur en 23 (fig. 1) est atta ché au câble voisin 15 de façon à ne pas gêner la rotation de la gaine 1 autour de son axe pour orienter la fenêtre de rayonnement suivant les besoins du travail.
Le manchon 17 de l'extrémité de la ca- thode est également ouvert sur sa face 21 regardant vers l'extrémité ouverte 21 du manchon 16, et il est percé de trous 25.
Le refroidissement de ce tube s'effectue de la façon suivante: l'huile contenue dans la gaine 1, échauffée principalement par la. tête radiante 9 de l'anticathode 6, est sou mise à des mouvements de .convection grâce auxquels elle apporte à la, gaine 1 les calories -dégagées par le tube radiogène 4.
L'air du ventilateur arrivant par le tuyau 23 dans la ceinture creuse 22 pénètre par les trous 24 dans le manchon 16; il est .dirigé par celui-ci, à travers l'ouverture circulaire 21, tout le long de la gaine 1, et il est recueilli à l'autre extrémité par l'ouverture circulaire 21 de l'autre manchon 17, d'où il est évacué par les trous 25.
On obtient ainsi par des moyens simples, pratiques et peu coûteux, un excel lent refroidissement de la gaine.
Dans certains cas, le refroidissement peut être amélioré en canalisant l'air soufflé dans une -deuxième gaine (non représentée) concen trique à la gaine 1 et prenant appui sur les manchons 16, 17. Cette disposition est parti- culiérement avantageuse pour les tubes à. i'oiietionnement continu et intensif.
Ce refroidissement est encore amélioré en donnant, comme on le voit. en fig. 3, un pro fil aérodynamique 26 à la fenêtre de ra.yon- af-unent 10 et au capot 12 de la. vessie de di latation, et en munissant la :surface exté- riettre de la gaine 1 d'ailettes longitudinale., ayant autour des profils. aérodynamiques \?6 la forme des filets d'air 27 .déterminée par veux-ci.
On sait due pour pouvoir donner aux rayons X des tubes pour radiodiagnostic ou pour radiothérapie, toutes les orientations désirables en outre de celles, que l'on peut ot>ttnir en faisant tourner la, gaine autour de soit axe, on doit monter la gaine dans les collier,. 28, 29 d'un étrier à pivot 30 qui est soit suspendu à. une monture à contrepoids., soit monté coulissant le long d'une colonne déplaçable.
Pour que le montage de cet. étrier 30, re présenté à la. fi-. 4, ne gêne pas l'air de re froidissement qui passe sur la gaine 1 en ,'écoulant du manchon 16 au manchon 17, les colliers 28 et 29 dudit étrier 30 ne sont pas montés sur la gaine 1 elle-même, mais , sur les parties cylindriques terminales 16' et 17' .des manchons 16 et 17, de façon à ne gêner ni l'écoulement de l'air de soufflage le long de la. gaine, ni. l'évacuation de cet air par les trous 25.
X-ray tube. The invention. described below relates to X-ray tubes used primarily for diagnostic radiotherapy or radiotherapy.
X-ray tubes are usually placed in a jacket or sheath, usually metallic, which is earthed. The high voltage is brought to these tubes by cables with high insulation, covered with: metallic braid; these coverings in metal braid that are connected to. the tube sheath, so to. the. 1t rre.
A tube of the kind mentioned above disengages by its operation mainly at the anticathode, the outer head of which is provided with a radiator, a certain quantity of heat which is proportional to the number of -watts consumed and whose rapid dissipation is all the more necessary the higher the consumption and the longer the appliance remains in service.
However, for radiodiagnostic operations. and radiotherapy, indicated above, it frequently arises that these: tubes must operate under a heavy load, or for a long time, or under both conditions at the same time, When there is.
instead of cooling them energetically, - which is the general case in radio therapy, an insulating liquid, oil or other, is introduced into the known X-ray tubes, in the sheath or in the tube itself, and the this liquid is cooled by circulating it in a relatively large circuit, which is provided with a refrigerating device; this cooling liquid circuit constitutes an impractical arrangement and quite expensive in installation and maintenance costs.
When the tube only operates at a medium and interrupted speed, which is the general case in diagnostic radiology, we are sometimes satisfied with cooling by radiation in the ambient air by filling the sheath with an insulating liquid, oil or the like, which, heating up mainly on contact with the head of the anticathode, circulates by convection inside the sheath;
in the latter case, we are led to give to the. oil sheath, and. as a result of the assembly forming the tube with total protection, rather considerable dimensions and weight, for example a length of 50 cm and a weight of the order of 20 kg, with 5 liters of oil,: this which makes handling difficult and prohibits its use in old installations which were not designed for weights. also heavy.
The present invention relates to an X-ray tube which makes it possible to remedy these drawbacks and which is particularly suitable for the case of radiodiagnosis. The tube con forms to. the invention is characterized by the fact that it comprises a protective sheath, filled with a refrigerant liquid, an air blowing cooling device at the end of the sheath which is close to the antica- method,
comprising means for guiding the streams of blown air against the surface of the duct over the entire length thereof.
In the case of radiodiagnostic tubes (which generally had only cooling by convection of the closed oil bath in a sealed sheath and the external radiation), the adoption, according to the invention, of a blowing allows for a -determined power, from dimensions and a substantially reduced weight, for example a length of 40 cm and a weight of 7 kg with 1 free of oil.
In the case of powerful folded radiotherapy tubes, - generally provided with an external circuit with a cooling device, the addition of this blowing cooling makes it possible either - to reduce the importance of the liquid cooler device, or to increase lie the power of a tube of given dimensions and 4th weights.
By way of example, the appended drawing represents an embodiment of the X-ray tube according to the invention.
Fig. 1 is a perspective view. Fig. 2, a median longitudinal section.
Figs. 3 and 4 represent details. The oil sheath consists of a metal tube 1 lined with lead. With each of its ends, this tube is closed by an insulating base 2 bearing on its outer face several concentric cylindrical walls 3.
Inside the sheath, in an oil bath or other liquid insulator, is housed the radiagen tube 4 containing the cathode 5 and the inclined face anticathode 6.
This radiogenic tube 4 is held elastically on the insulating bases 2, on the cathode side, by a housing provided in the base 2, and on the anticathode side by resorbs blades 8 fixed to its head. radiant 9.
The sheath 1 is provided in its center, on one side, with the radiation chamber 10, closed by a transparent partition 11, and, on the other, with a cover 12, enclosing a bladder 13, in order to allow the increase in volume of the oil, -when it heats up.
At each end of the sheath 1 is pivoted, on the concentric cylindrical partitions 3, the insulating end piece 14, leaded externally, extended by one of the two high voltage cables 15. The ends of the sheath 1 are integral. two sleeves 16 and 17; the end piece 14 of the cable is provided with a collar 18 retained by a ba gue 19 fixed by screws on the sleeve 16 or 17. A connection 20 joins the end of the cable to the elastic support 7 or 8 of the tube.
The sheath end sleeve 16 on the side of the anticathode 6, the hottest end of the sheath 1, is open on its face 21 looking towards the other end. It is surrounded by a hollow belt 22, provided with an air inlet 23 and ratatively mounted on the sleeve in a region where it is itself pierced with holes: 24. The pipe 23a which brings the air from. a fan at 23 (FIG. 1) is attached to the neighboring cable 15 so as not to hamper the rotation of the sheath 1 around its axis in order to orient the radiation window according to the needs of the work.
The sleeve 17 of the end of the cathode is also open on its face 21 looking towards the open end 21 of the sleeve 16, and it is pierced with holes 25.
The cooling of this tube is carried out as follows: the oil contained in the sheath 1, heated mainly by the. radiant head 9 of the anticathode 6, is subjected to convection movements thanks to which it brings to the sheath 1 the calories released by the X-ray tube 4.
The air from the fan arriving through the pipe 23 in the hollow belt 22 enters through the holes 24 in the sleeve 16; it is directed by the latter, through the circular opening 21, all along the sheath 1, and it is collected at the other end by the circular opening 21 of the other sleeve 17, hence it is evacuated through holes 25.
Thus, by simple, practical and inexpensive means, an excellent cooling of the sheath is obtained.
In certain cases, the cooling can be improved by channeling the blown air into a second sheath (not shown) concen tric to the sheath 1 and bearing on the sleeves 16, 17. This arrangement is particularly advantageous for the tubes. at. continuous and intensive cooling.
This cooling is further improved by giving, as seen. in fig. 3, an aerodynamic pro wire 26 to the ra.yon- af-unent window 10 and to the cowl 12 of the. expansion bladder, and providing the: outer surface of the sheath 1 with longitudinal fins., having around the profiles. aerodynamic \? 6 the shape of the air streams 27 .determined by this.
We know due in order to be able to give X-rays tubes for radiodiagnostic or radiotherapy, all the desirable orientations in addition to those, which can be removed by rotating the sheath around either axis, we must mount the sheath in the collar ,. 28, 29 of a pivot bracket 30 which is either suspended from. a counterweight mount., or slidably mounted along a movable column.
For that assembly of this. caliper 30, re presented at. fi-. 4, does not interfere with the cooling air which passes over the sheath 1 by flowing from the sleeve 16 to the sleeve 17, the collars 28 and 29 of said yoke 30 are not mounted on the sheath 1 itself, but, on the end cylindrical portions 16 'and 17'. of the sleeves 16 and 17, so as not to impede the flow of the blowing air along the. sheath, ni. the evacuation of this air through holes 25.