[發(fā)明專利]一種用于高能微焦點(diǎn)X射線的水冷旋轉(zhuǎn)式輻射轉(zhuǎn)換靶

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110771076.4
• 申請(qǐng)日: 2021-07-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113225886B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉宇;吳岱;肖德鑫;李鵬;單李軍;張鵬;王建新;周奎;周征;羅星;胡棟材;陳立均;和天慧;沈旭明;劉婕;鄧德榮;鄧仕鈺;閆隴剛;勞成龍;王漢斌;潘清;王遠(yuǎn);楊興繁;黎明;金曉;趙劍衡;陳門雪;柏偉;張德敏;陳亞男;宋志大;白燕;張成鑫;劉清華;張小麗;程云;石正軍;李敬;羅為;李雷;蒲曉媛;力濤;楊林德;崔玉柱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所
• 主分類號(hào): H05G2/00
• 分類號(hào): H05G2/00;H05K7/20
• 代理公司: 北京同輝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 于晶晶

本發(fā)明屬于放射裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)一種用于高能微焦點(diǎn)X射線的水冷旋轉(zhuǎn)式輻射轉(zhuǎn)換靶，包括沿靶面垂直方向水平移動(dòng)的平移組件、設(shè)置于平移組件上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件、傳動(dòng)連接于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件輸出端的輻射轉(zhuǎn)換靶以及套接于輻射轉(zhuǎn)換靶外的真空腔室，所述輻射轉(zhuǎn)換靶上設(shè)置有用于給輻射轉(zhuǎn)換靶降溫的冷卻水路，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件與真空腔室之間設(shè)置有用于密封冷卻水路的磁流體密封組件。通過(guò)對(duì)輻射轉(zhuǎn)換靶靶盤增加水冷的冷卻水路，對(duì)輻射轉(zhuǎn)換靶靶盤進(jìn)行水冷散熱，以保護(hù)輻射轉(zhuǎn)換靶；通過(guò)設(shè)置能在大氣與真空環(huán)境之間傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作用的磁流體密封組件，確保增加的冷卻水路在輻射轉(zhuǎn)換靶靶盤旋轉(zhuǎn)過(guò)程中始終維持密封狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)輻射轉(zhuǎn)換靶的正常運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于放射裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種用于高能微焦點(diǎn)X射線的水冷旋轉(zhuǎn)式輻射轉(zhuǎn)換靶。

背景技術(shù)

計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)（Computed Tomography，CT）是公認(rèn)的最佳檢測(cè)手段，廣泛應(yīng)用于無(wú)損檢測(cè)、逆向工程、材料組織分析等領(lǐng)域。CT是通過(guò)對(duì)物體進(jìn)行不同角度的射線成像，通過(guò)濾波反投影技術(shù)獲取物體橫截面信息的成像技術(shù)。CT技術(shù)可以采用不同的粒子束，如X射線、伽馬射線、中子等。高能工業(yè)CT系統(tǒng)采用MeV級(jí)加速器作為X射線源，穿透能力強(qiáng)，特別適用于大型裝備的檢測(cè)。高能（能量1~15MeV）微焦點(diǎn)（直徑0.05~0.4mm）的高峰值功率電子束打靶轉(zhuǎn)產(chǎn)生X射線的裝置，X射線源焦點(diǎn)尺寸小，能量高，在既能滿足大型裝備或金屬元件穿透能力的要求，又能提高圖像的分辨率，有利于細(xì)小缺陷的檢測(cè)。但現(xiàn)有X射線輻射轉(zhuǎn)換靶存在以下技術(shù)問(wèn)題：大功率高能電子束聚焦到比較小尺寸，在X射線輻射轉(zhuǎn)換靶上局部瞬時(shí)功率過(guò)高，會(huì)造成輻射轉(zhuǎn)換靶材料的融化，因此，要解決旋轉(zhuǎn)式輻射轉(zhuǎn)換靶因大功率高能微焦點(diǎn)電子束轟擊造成靶融化的問(wèn)題，需要充分的對(duì)輻射轉(zhuǎn)換靶進(jìn)行散熱，達(dá)到保護(hù)靶盤的目的。目前的旋轉(zhuǎn)式輻射轉(zhuǎn)換靶還無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一功能。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的種種不足，為了解決上述問(wèn)題，現(xiàn)提出一種用于高能微焦點(diǎn)X射線的水冷旋轉(zhuǎn)式輻射轉(zhuǎn)換靶。本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種用于高能微焦點(diǎn)X射線的水冷旋轉(zhuǎn)式輻射轉(zhuǎn)換靶，包括沿靶面垂直方向水平移動(dòng)的平移組件、設(shè)置于平移組件上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件、傳動(dòng)連接于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件輸出端的輻射轉(zhuǎn)換靶以及套接于輻射轉(zhuǎn)換靶外的真空腔室，所述輻射轉(zhuǎn)換靶上設(shè)置有用于給輻射轉(zhuǎn)換靶降溫的冷卻水路，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件與真空腔室之間設(shè)置有用于密封冷卻水路的磁流體密封組件。

進(jìn)一步的，所述冷卻水路包括設(shè)置于輻射轉(zhuǎn)換靶靶盤上的靶盤進(jìn)水口、靶盤出水口以及連通靶盤進(jìn)水口和靶盤出水口的靶盤循環(huán)水路，所述靶盤進(jìn)水口和靶盤出水口設(shè)置于輻射轉(zhuǎn)換靶靶盤中央，所述靶盤循環(huán)水路設(shè)置于輻射轉(zhuǎn)換靶靶盤外周。

進(jìn)一步的，所述冷卻水路包括連通靶盤進(jìn)水口的進(jìn)水管路以及連通靶盤出水口的出水管路，所述進(jìn)水管路和出水管路平行設(shè)置于磁流體密封組件內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述磁流體密封組件包括中空的磁流體密封軸以及分別設(shè)置于磁流體密封軸兩端的磁流體密封軸法蘭和磁流體密封外法蘭，所述輻射轉(zhuǎn)換靶中央設(shè)置有轉(zhuǎn)接法蘭，所述磁流體密封軸法蘭與轉(zhuǎn)接法蘭密封連接，所述平移組件上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)接頭，所述磁流體密封外法蘭與旋轉(zhuǎn)接頭密封連接。

進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)接頭包括接頭本體、設(shè)置于接頭本體上的接頭進(jìn)水口和接頭出水口，所述接頭進(jìn)水口上固定連接有水路內(nèi)管，所述水路內(nèi)管延伸連接至靶盤進(jìn)水口處。

進(jìn)一步的，所述水路內(nèi)管與轉(zhuǎn)接法蘭連接處設(shè)置有用于動(dòng)態(tài)密封水路的石墨環(huán)。

進(jìn)一步的，所述水路內(nèi)管內(nèi)形成連通靶盤進(jìn)水口的進(jìn)水管路，所述水路內(nèi)管與磁流體密封軸圍合形成連通靶盤出水口的出水管路。

進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、固定于驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端的第一齒輪以及固定于磁流體密封組件外壁上的第二齒輪，第一齒輪與第二齒輪嚙合連接。