DE611215C

DE611215C - Short-term switch controlled by means of air, gas or liquid pressure for use in high-voltage circuits, especially for short-term loading of X-ray tubes

Info

Publication number: DE611215C
Application number: DEG88134D
Authority: DE
Original assignee: HCH GERMANN
Current assignee: HCH GERMANN
Priority date: 1934-05-25
Filing date: 1934-05-25
Publication date: 1935-03-23

Description

Es ist üblich, kurzzeitige Belastungen von Röntgenröhren dadurch zu steuern, daß mechanisch betriebene Uhrwerke oder elektrisch gesteuerte Zeitrelais ein Schaltschütz im Primärkreis des Hochspannungstransformators betätigen. Dabei treten insbesondere bei Belastungszeiten von Bruchteilen 'einer Sekunde Erscheinungen auf, die mit bekannten Hilfsmitteln im praktischen Röintgenbetriebe nicht kontrolliert werden können.It is common to control short-term loads on X-ray tubes by that mechanically operated clockworks or electrically controlled time relays a contactor Actuate in the primary circuit of the high voltage transformer. Thereby occur in particular with exposure times of fractions of a second, phenomena with known Aids cannot be controlled in the practical X-ray company.

So ist es unmöglich, die der Röntgenröhre tatsächlich, z. B. in V100 Sekunde, aufgedrückte elektrische Leistung zu bestimmen bzw. die Anlage so sicher zu schalten, daß stets in der gegebenen Zeit dieselbe Leistung der Röhre aufgedrückt wird. Die Einflüße, die dies verhindern, sind zum Teil auf mechanische Unzulänglichkeiten des Schaltschützes, aber auch auf elektrische des Netzes und der Röntgenanlage selbst zurückzuführen. Bei den dadurch gegebenen Bedingungen ist es überhaupt nicht möglich, eine moderne größere Röntgendiagnostikanlage bis an ihre Belastungsgrenze auszunutzen, ohne die Röntgenröhre zu gefährden, selbst wenn, diese mit einer Drehanode ausgerüstet ist.So it is impossible to actually see the X-ray tube, e.g. B. in V100 seconds, pressed to determine electrical power or to switch the system so safely that the same power is always applied to the tube in the given time. The influences which prevent this are partly due to mechanical inadequacies of the contactor, but can also be traced back to the electrical network and the X-ray system itself. at the conditions given by it, it is not at all possible to create a modern larger To use the X-ray diagnostic system to its limit, without the X-ray tube endangered, even if it is equipped with a rotating anode.

Um diese Aufgable zu lösen, muß die gesamte Röntgenanlage gewissermaßen in .einen elektrisch stationären Zustand versetzt werden, d. h. die Anlage muß bereits, bevor die Röntgenröhre mit Energie beschickt wird, unter Hochspannung stehen. Ferner muß die Massenträgheit der Schaltorgane unschädlich gemacht werden und dafür - gesorgt wierden, daß der bei der Schaltung auftretende Lichtbogen innerhalb der Belastungszeit gelöscht wird.In order to solve this task, the entire X-ray system must, as it were, in one electrically stationary state, d. H. the system must already before the X-ray tube is charged with energy, are under high voltage. Furthermore, the Inertia of the switching devices are rendered harmless and care is taken that the arc occurring during switching is extinguished within the load time will.

Diese Bedingungen erfüllt restlos vorliegende Erfindung.These conditions are fully met by the present invention.

Es ist bereits bekannt, innerhalb einer aus Rohren gefertigten Hochspannungsleitung .ein Schaltorgan mittels Luft-, Gas- oder Flüssigkeitsdruck so zu steuern, daß der Hochspannungskreis geschlossen oder geöffnet wird.It is already known to .ein within a high-voltage line made of pipes Switching element to be controlled by means of air, gas or liquid pressure so that the high-voltage circuit is closed or opened.

Unter Verwendung dieses bekannten Konstruktionselementes für eine kurzzeitige Kontaktgabe im Hochspannungskreis wird die gestellte Aufgabe, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt, gelöst. Die zur Röntgenröhre führende Hochspannungsleitung ist unterbrochen an zwei voneinander isolierte Metalirohre ι und 2 gelegt. An der Unterbrechungsstelle werden durch den Isolierkörper 3, der einen Hohlraum umschließt, beide Metallrohre in geeignetem Abstand, gehalten. Rohr 2 ist für das. steuernde Medium mit einem Magazin 14 vermittels .eines; Isolierrohres 12 verbunden. In. dem Magazin 14 sind beliebig viele vSchaltorgane bekannter Art 6, 7, 8 aufgespeichert, die mittels der Feder 15 nach der Mündung der Rohrleitung gedrückt werden. Das oberste Schaltorgan 5 wird von der Federvorrichtung 32 nach der Rohrmündung geschoben und durch, z. B. durch den Stutzen 13 eintretende Preßluft, im vorliegenden Falle vorteilhafterweise ge-Using this known construction element for short-term contact In the high-voltage circuit, the task at hand is shown schematically as in the drawing shown, solved. The high-voltage line leading to the X-ray tube is interrupted placed on two metal pipes ι and 2 isolated from one another. At the point of interruption both metal tubes are held at a suitable distance by the insulating body 3, which encloses a cavity. Tube 2 is for the. Controlling medium with a magazine 14 by means of .eines; Insulating tube 12 connected. In. the magazine 14 any number of vSchaltorgane known type 6, 7, 8 are stored, which by means of the Spring 15 to be pressed after the mouth of the pipeline. The uppermost switching element 5 is pushed by the spring device 32 after the muzzle and by, for. B. compressed air entering through the nozzle 13, in the present case advantageously

spannte Kohlensäure, in die Rohrmündung eingeschoben, jedoch durch die Klinke 17 in der dargestellten Lage festgehalten.cocked carbon dioxide, pushed into the muzzle, but through the latch 17 in held in the position shown.

Wird nun Taste 20 gedruckt und dadurch Kontakt 21 nur kurzzeitig geschlossen, so wird die durch Feder ig niedergehaltene Klinke durch den bei ti, ν an Xiederpannung angeschlossenen Elektromagneten 16 gelüftet, so daß das Schaltorgan von der Preßluft durch die Rohrleitung getrieben wird. Gleichzeitig mit dem Ansprechen der Klinke 17 wird ein Schütz mittels Magnets 22 betätigt, Kontakt 24, 25 geschlossen und dadurch der Haltemagnet 23 eingeschaltet. Gleichzeitig wird aber auch der bei tr, χ angeschlossene Primärstromkreis des Hochspannungstransformators über Kontakt 26 und 24 geschlossen und so die ganze Hochspannungsleitung unter Spannung gesetzt. Erst nachdem die SpannungsVerhältnisse eine stabile Form angenommen haben, schießt das Schaltorgan durch den Hohlraum des Isolierkörpers 3 und überbrückt, wie mit Schaltorgan 4 dargestellt, die Rohrenden I und 2. Der Hochspannungskreis wird dadurch geschlossen und die Röhre für die Dauer des Schlusses belastet. Die Dauer des Schlusses ist bestimmt durch die Durchschußgeschwindigkeit des Schaltorgans, die 20 m in der Sekunde bequem erreicht, und durch die Länge des Schaltorgans 4.If button 20 is pressed and contact 21 is closed only briefly, the pawl held down by the spring ig is released by the electromagnet 16 connected to low voltage at ti, ν , so that the switching element is driven through the pipeline by the compressed air. Simultaneously with the response of the pawl 17, a contactor is actuated by means of magnet 22, contacts 24, 25 are closed and the holding magnet 23 is thereby switched on. At the same time, however, the primary circuit of the high-voltage transformer connected to tr, χ is closed via contacts 26 and 24 and the entire high-voltage line is energized. Only after the voltage conditions have assumed a stable form does the switching element shoot through the cavity of the insulating body 3 and, as shown with switching element 4, bridges the pipe ends I and 2. The high-voltage circuit is thereby closed and the pipe is loaded for the duration of the circuit. The duration of the end is determined by the penetration speed of the switching element, which can comfortably reach 20 m per second, and by the length of the switching element 4.

Nun ist durch die Bohrungen 31 und 33 des an sich hohlen Schaltorgans dafür gesorgt, daß bereits vor Ansatz des Öffnungslichtbogens der Druck in dem Hohlraum des Isolierkörpers 3 ansteigt und so die Länge des Lichtbogens begrenzt, um so mehr, als das Schaltorgan gleichzeitig die Öffnung des Rohres ι verschließt. Angenommen, der Lichtbogen könne noch eine Länge von 10 cm erreichen, so würde er bei einer Durchschußgeschwindigkeit des Schaltorgans 4 von 20 m pro Sekunde bereits nach V₂₀₀ Sekunde abreißen. Also sind Belastungszeiten der Röhre von 0,005 Sekunden durchaus möglich, wenn die Anordnung im Hochspannungskreis eines Drehstromapparates Hegt.Now it is ensured by the bores 31 and 33 of the actually hollow switching member that the pressure in the cavity of the insulating body 3 rises even before the opening arc starts and so limits the length of the arc, all the more so as the switching member simultaneously opens the Rohres ι closes. Assuming that the arc could still reach a length of 10 cm, it would break off _{after V 200 seconds at a penetration speed of the switching element 4 of 20 m per second.} So loading times of the tube of 0.005 seconds are quite possible if the arrangement is in the high-voltage circuit of a three-phase device.

Der entstehende Lichtbogen erhitzt aber nun offenbar das Preßgas im Hohlraum des Isolierkörpers 3. Dieses dehnt sich aus und um diese Ausdehnung zur Drucksteigerung innerhalb der Leitrohre nutzbar zu machen, ist der Stutzen 13 durch das Rückschlagventil 30, das durch die Feder 18 gehalten wird, verschlossen.The resulting arc now apparently heats the press gas in the cavity of the Insulator 3. This expands and around this expansion to increase the pressure To make it usable within the guide tubes, the nozzle 13 is through the check valve 30, which is held by the spring 18, closed.

Nach dem Durchschuß wird das Schaltorgan durch die Auswerferfeder 29 abgebremst land in freiem Fall, wie mit Geschoß 9 dargestellt, von der Rutsche 28 aufgefangen. Auf seinem Wege wird durch das Eigengewicht des Schaltorgans, wie mit Geschoß 10 dargestellt, der Kontakt 27 geöffnet, der Stromkreis des Haltemagneten 23 unterbrochen und dadurch der Kontakt von 24 mit 25 und 26 unterbrochen.After the penetration, the switching element is braked by the ejector spring 29 land in free fall, as shown with floor 9, caught by the slide 28. On its way, the weight of the switching element, as with floor 10 shown, the contact 27 is open, the circuit of the holding magnet 23 is interrupted and thereby the contact of 24 with 25 and 26 is broken.

Nun ist die Anlage wieder hochspannungsfrei, und das Schalten kann von neuem beginnen. Hierfür wird jedes Schaltorgan durch die Rutsche 28 nach einer Entnahmestelle, wie mit Geschoß 11 dargestellt, geleitet. Wird Kontakt 27 kurzgeschlossen, so können beliebig viele Schüsse hintereinander abgelassen werden, ohne daß die Hochspannungsleitung zwischendurch spannungslos wird.The system is now free of high voltage again and switching can begin again. For this purpose, each switching element is passed through the chute 28 to an extraction point, as shown with floor 11. Will Contact 27 short-circuited, so any number of shots can be fired one after the other without the high-voltage line becoming dead in between.

Ist die beschriebene Anordnung in eine Anlage mit einem Zeitrelais beliebiger Konstruktion eingebaut, so können Kontakt 27 und Schütz 24 mit den Magneten 22 und 23 entfallen. Das Zeitrelais, welches an die Klemmen S und T angeschlossen ist, wird dann gleichzeitig mit der Erregung des Magneten 16 ausgelöst. Es wird so eingestellt, daß die Hochspannungsleitung, welche beim Abschuß des Schaltorgans Spannung erhält, erst nach Durchschuß des Schaltorgans durch die Unterbrechung der Hochspannungsleitung wieder spannungsfrei wird.If the arrangement described is installed in a system with a timing relay of any design, contact 27 and contactor 24 with magnets 22 and 23 can be omitted. The timing relay, which is connected to the terminals S and T , is then triggered simultaneously with the excitation of the magnet 16. It is set so that the high-voltage line, which receives voltage when the switching element is fired, only becomes voltage-free again after the switching element has been shot through due to the interruption of the high-voltage line.

Claims

Patent claims:

1. Short-time switch controlled by means of air, gas or liquid pressure Use in high-voltage circuits, especially for short-term loads of X-ray tubes, characterized in that the live high-voltage circuit for a fraction of a second through an air, gas or liquid pressure Switching element is closed, which shoots through the interruption point at high speed. '«»

2. Short-time switch according to claim 1, characterized characterized in that the bullet-like switching element of a pressurized, insulating. Medium through a Pipeline, which partly also serves as a high-voltage line, driven in this way that the time of the current connection is clearly determined by the speed and the length of the switching element is determined. »»

3. Short-time switch according to claim 1 and 2, characterized in that the Interruption point of the high-voltage circuit is located within a cavity an insulating body is located, the approach of the opening arc for the purpose of extinguishing it at high speed is fulfilled by the pressurized, driving medium.

4. Short-term switch according to claim 1 to 3, characterized in that the bullet-like switching element so designed

is that the pressure rise in the cavity of the interruption point of the High-voltage line enclosing the insulating body in time from the switching element is self-controlled.

5. Short-term switch according to claim 1 to 4, characterized in that one Any number of bullet-like switching elements is stored in a magazine, which are individually after each shot automatically pushed into the mouth of the guide tube and there through a pawl be held.

6. Short-term switch according to claim 1 to 5, characterized in that the the magazine storing the bullet-like switching devices during the operational readiness of the pressurized, driving medium is filled.

7. Short-term switch according to claim 1 to 6, characterized in that the Inlet of the medium driving the switching element with a check valve is permitted.

8. Short-term switch according to claim 1 to 7, characterized in that the high-voltage line is " ^{put under voltage shortly before or simultaneously with the actuation of the firing of the switching element 1} and is automatically de-energized after the interruption point has been shot through.

1 sheet of drawings