Sicherungsschaltung für ein Röntgengerät. Wenn infolge einer Störung in dem Stromkreis zum Antreiben der Drehanode einer Röntgenröhre diese Röhre stehengeblie ben ist, kann die Röhre bei Belastung beschä digt. oder zerstört. werden. Es wurden deshalb Schaltungsanordnungen erdacht, welche die Belastung der Röhre nur zulassen, wenn die Anode umläuft. Diese Schaltungen wirken nur bei gewissen Störungen, sprechen aber auf andere nicht an.
Die Erfindung betrifft eine Sicherungs schaltung für ein Röntgengerät, das eine Iiöittgenröhre mit Drehanode enthält, die ein grösseres 1VIa1') der Sicherung bietet als die bisher bekannten Einrichtungen.
Es ist üblich, einen Kondensator in Reihe mit einem Teil der Feldwicklung (des Sta- t.ors) eines elektrischen Antriebsmotors für die Drehanode zu schalten, welche Feldwick lung das magnetische Drehfeld zum Antrei ben der Anode erzeugt, das Ganze, .um die Feldwicklung mit einphasigem Wechselstrom speisen: zu können.
Gemäss der Erfindung ist bei dieser Schal tung die Spule eines Spannungsrelais parallel zu demjenigen Teil der Feldwicklung geschal tet, mit dem der Kondensator in Reihe liegt, und die Spule eines Stromrelais ist in Reihe mit dem andern Teil der Feldwicklung gelegt. Weiter ist noch ein zweites Spannungsrelais vorhanden:, dessen Spule parallel zum Kon densator geschaltet ist. Ein jedes dieser drei erwähnten Relais enthält einen Arbeitskon- takt, der in einem Stromkreis liegt, mittels dessen die Hochspannungsquelle für \ die Röntgenröhre mit Strom versorgt wird.
Unter Spannungsrelais -wird hier und im folgenden ein Relais verstanden, das unter der Einwirkung der Klemmenspannung eines mit der Spule des Relais parallel geschalteten Stromverbrauchers wirkt. Die Spule eines Spannungsrelais hat einen verhältnismässig hohen Widerstand.
Unter Stromrelais wird hier und im fol genden ein Relais verstanden, das unter der Einwirkung eines Stromes wirkt, der über die Spule des Relais einem Stromverbraucher zu geführt wird. Die Spule eines Stromrelais hat einen verhältnismässig niedrigen Widerstand.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier Beispiele näher erläutert, deren Schalt schemen in der beiliegenden Zeichnung dar gestellt sind.
F'ig. 1 ist das Schaltschema eines Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung in dessen ein Eächster Form.
Fig. 2 ist das Schaltschema einer Vorrich tung, die mit einigen Zusätzen versehen ist. Entsprechende Elemente sind in beiden Figu ren mit den gleichen: Bezugsziffern bezeichnet.
Die Feldwicklung zum Antreiben der Drehanode einer Röntgenröhre besteht aus zwei an einem Ende miteinander verbundenen Teilen 5 und 6. Der Verbindungspunkt der Wicklungsteile <B>5</B> und 6 ist über eine Schmelz sicherung 3 mit dem einen Anschluss 1 einer Wechselstromquelle verbunden.
-Das andere Ende des Wicklungsteils 6 ist über die Spule eines Stromrelais 10 und einer Schmelzsiche rung 4 mit dem andern Anschluss 2 der Wech- selstromquelle verbunden, mit dem das andere Ende des Wicklungsteils 5 über einen Kon densator 7 verbunden ist. Die Spule eines Spannungsrelais 8 ist zu dem Wicklungsteil 5 und die Spule eines zweiten Spannungsrelais 9 zu dem Kondensator 7 parallel geschaltet.
Die Relais 8, 9 und 10 wirken mit ihren Arbeitskontakten 13, 11 und 12, die zwischen den Anschlüssen 14 und 15 in Reihe liegen und einen Teil eines Hilfsstromkreises bilden, der die Hochspannung an die Röntgenröhre anlegen soll. Dieser Hilfsstromkreis enthält einen (nicht dargestellten) Zeitschalter, der nach Ablauf einer zuvor bestimmten Zeit die Hochspannungsquelle wieder ausser Betrieb setzt.
Wenn Wechselspannung zwischen die An- sehlüsse 1 und 2 .gelegt ist, wird das Relais 8 unter der Einwirkung des Spannungsgefälles am Wicklungsteil 5, das Relais 9 unter der Einwirkung der Kondensatorspannung, und das Relais <B>10</B> unter der Einwirkung des den Wicklungsteil 6 durehfliessenden Stromes erregt. Infolgedessen werden die Arbeitskon takte 11, 12 und 13 geschlossen und die Hoch- spannungsrelais in Betrieb gesetzt.
Tritt eine Störung des Statorstromkreises ein, so können eines oder mehrere der erwähn ten Relais nicht arbeiten und die zugeord neten Kontakte bleiben oder werden geöffnet, so dass die Hochspannungsquelle ausser Be trieb bleibt oder kommt. Entsteht z. B. eine Unterbrechung zwi schen dem Anschluss 1 und dem Verbin dungspunkt der Wicklungsteile 5 und 6, so wird keines der drei Relais erregt. Entsteht eine Unterbrechung zwischen dem Konden sator 7 und dem Relais 8, so kann letzteres nicht. arbeiten.
Ist die Verbindung zwischen dem Relais 9 und dem Wicklungsteil 5 unter brochen, so ist das Relais 9 unvirksam. Eine unterbrochene Verbbindung zwischen dem An- sehluss 2- und dem Relais 9 hat zur Folge, da.ss die Relais 9 und 10 nicht arbeiten, und das Relais 9 wird ausgeschaltet, wenn eine Unter brechung- in der Verbindung zwischen dem Relais 9 und 10 entsteht.
Für den Fall, dass eine Störung des Wicklungsteils 5 eintritt, setzt das Relais 9 aus, wenn es sich um eine Unterbrechung und das Relais 8, wenn es sich um einen Kurzschluss, handelt. Bei Schäden des Wicklungsteils 6 gilt das gleiche bezüg lich der Relais 10 bzw. 8 und 9. Ein Kurz schluss im Wicklungsteil & bewirkt. im übrigen auch, dass die Sicherungen 3 und 4 durch schmelzen. Ferner könnte noch der Fall ein treten, dass sich einer der Anschlüsse des Kon- densators 7 lockert. In diesem Fall wirkt das Relais 8 nicht.. Tritt Kurzschhiss im Konden sator 7 auf, so wird das Relais 9 ausser Be trieb gesetzt.
Die Schaltung nach Fig. 1 sichert somit gegen die Belastung der Röntgenröhre mit. Hochspannung in zahlreichen möglichen Fäl len, in denen infolge einer Störung in dein Stromkreis des Motors die Anode nicht. in Be wegung gesetzt oder gehalten wird.
In der Schaltskizze nach Fig. 2 sind die Anschlüsse 1 und 2 der Wechselstromquelle mit den Enden eines Autotransformators 16 verbunden, bei dem ein Abgriff 17 über die Schmelzsicherung 3 mit dem einen Ende einer Drosselspule 18 verbunden ist. Ein Abgriff dieser Drosselspule ist mit dem Verbindungs punkt der Wicklungsteile 5 und 6 des Stators verbunden. Ähnlich wie in Fig. 1 sind der Wicklungsteil 5 (über den Kondensator 7) und der Wicklungsteil 6 (über die Spule des Stromrelais 10 und die Sehmelzsicherung 4) mit dem Anschluss 2 verbunden.
Der zwischen dem mit der Schmelzsieherung 3 verbunde nen Ende und dem Abgriff 19 liegende Teil der Drosselspule 18 ist. durch einen Kontakt 20, überbrückt. Dieser Kontakt ist bei uner- regtem Relais geschlossen und wird durch das Relais 9 geöffnet, wenn dessen Spule erregt wird.
Die Drosselspule 18 hat noch eine Zwi- sehenanzapfung 21, die mit dem einen Ende der 'Spule des Spannungsrelais 8 verbunden ist. Das andere Ende dieser Spule ist über einen veränderlichen Widerstand 22 mit dem Ende des Wicklungsteils 5 verbunden.
In diesem Fall ist. die Spule des Span- nungsrelais 8 also nicht wie- bei Fig. 1. mit ihren Enden unmittelbar mit denen des Wicklungsteils 5 verbunden, sondern einer seits über einen Teil der Drosselspule 18 und anderseits über den Widerstand 22.
Die Spule des Relais 9 ist einerseits mit dem Wicklungsteil 5 und anderseits über den Schalter 23 und den Arbeitskontakt 24 mit demjenigen Ende der Spule des Relais 10 ver bunden, das mit der Schmelzsicherung 4 ver bunden ist. Der Kontakt 24 ist bei unerreg- tem Relais offen und wird durch das Relais 9 geschlossen, wenn dessen Spule erregt wird.
Die Klemmen 25 und 27 dienen zum An schluss einer Wechselstromquelle, die beispiels weise eine Spannung von 220 V hat. Ein Mo tor 29 ist an die Klemmen 25 und 27 ange schlossen, einerseits über eine Drosselspule<B>2</B>8 und anderseits über einen durch zwei Kon takte 31. und 32 in Reihe überbrückten Schal ter 33. Dieser Motor betätigt mit verzögerter Wirkung den Schalter 23.
Nenn der Motor 29 in Betrieb ist, treibt er eine Welle, die einen Nocken 30 trägt. Diese Welle wirkt auf die Schalter 23 und 33 (siehe weiter unten). Bei unerregten Relais 8 und 9 ist der Kontakt 31 geschlossen und der Kontakt 32 offen. Wenn dieSpulen der Relais 8 und 9 erregt werden, öffnen sie den Kon takt. 31 und schliessen den Kontakt 32, Die Wirkung und die Funktion der Ar beitskontakte 13, 11 und 12 sind die gleichen, wie bei der Beschreibung der Fig. 1 erwähnt.
Die Schaltung, welche in Fig. 2 dar gestellt ist, wirkt folgendermassen: Wenn an den Autotransformator 16 Wech selspannung gelegt wird, nimmt die aus den Teilen 5 und 6 bestehende Feldwicklung an fangs die volle Spannung an, denn die Dros selspule 18 ist durch den Ruhekontakt 20 kurzgeschlossen. Der Drehanodenmotor ent wickelt somit ein starkes Drehmoment. und die Anode kommt schnell auf Touren.
Der den Wicklungsteil 6 durchfliessende Strom erregt die Spule des Relais 10. Dieses Relais schliesst infolgedessen den Kontakt 12. Auch die Spule des Relais 8 wird erregt und die Kontakte 1'3 und 32 weiden somit ge schlossen.
Das Schliessen des Kontaktes 32 hat zur Folge, dass der Motor 29 eingeschaltet wird und Nocken 30 sich zu drehen beginnt. So fort nachdem der Nocken 30 in Bewegung ge kommen ist, schliesst sich Schalter 33 und übernimmt die Funktion der Schalter 31 und 32.
Nach einem zuvor bestimmten Zeitverlauf von z. B. 0,8 oder 1 Sekunde, währenddes sen Schalter 3-3 stets geschlossen bleibt, be wirkt der umlaufende Nocken 30, dass sich der Schalter 23 schliesst. Dies bewirkt die Erre gung der Spule des Relais 9 und -somit das Schliessen des Kontaktes 11 dieses Relais. Die Kontakte 11, 12 und 13. sind jetzt. alle drei geschlossen, so dass der Strom, welcher die Hochspannungsquelle in Betrieb setzt, flie ssen kann.
Auch wird durch das Relais 9 der Kon takt 20 geöffnet, und daher der Kurzschluss der Drosselspule 18 unterbrochen. An dieser Drosselspüle, die mit der Feldwicklung 5, 6 in Reihe liegt, entsteht nun ein Spannungs abfall, -um den die Arbeitsspannung des Dreh anodenmotors verringert wird. Da jedoch die Drehanode inzwischen die erforderliche Um laufgeschwindigkeit erreicht hat, darf deren Arbeitsspannung niedriger werden, und dies ist sogar erforderlich, wenn a:ls Anlaufspan nung eine höhere Spannung verwendet wird als die dauernd zulässige.
Der Kontakt 24 schliesslich wird auch durch das Relais 9 geschlossen. Dies macht die Wirkung dieses Relais unabhängig von der Stellung des Schalters 23.
Der Motor 29 setzt seinen Umlauf fort, bis der Nocken 30 eine vollständige Umdmehung gemacht hat, für die er z. B. einer Zeit von 2 Sekunden bedarf. In seine Ruhelage zurück- gekehrt, öffnet dieser Nocken den Schalter 33 und schaltet infolgedessen den Motor 29 aus.
Die Röntgenröhre kann dann noch ihren Betrieb fortsetzen und wird erst zu der Zeit -ausgeschaltet, bei der durch den in den Kreis der Kontakte 12, 11 und 13 eingefügten Zeit schalter oder durch einen handbetätigten Schalter (beim Durchleuchten) der 'Strom unterbrochen wird, der die Hochspannungs quelle in Betrieb setzt. Die Dauer der Bela stung der Röntgenröhre ist unabhängig von der Umdrehungszeit des Nockens 30. Die Um drehungszahl der Drehanode nach dem Anlauf kann durch Wahldes Abgriffes 19 eingestellt werden.
Im übrigen wirkt die Schaltung nach der Fig. 2 in gleicher Weise wie die, auf die sich Fig. 1 bezieht, und liefert die gleichen Vor teile, die mit ihr schon erhalten wurden.
Safety circuit for an X-ray machine. If, as a result of a malfunction in the circuit for driving the rotating anode of an X-ray tube, this tube has stopped, the tube can be damaged under load. or destroyed. will. Circuit arrangements were therefore devised which only allow the tube to be loaded when the anode is rotating. These circuits only work with certain faults, but do not respond to others.
The invention relates to a safety circuit for an X-ray device, which contains an Iiöittgenröhre with rotating anode, which offers a greater 1VIa1 ') of the fuse than the previously known devices.
It is customary to connect a capacitor in series with part of the field winding (the stator) of an electric drive motor for the rotating anode, which field winding generates the rotating magnetic field to drive the anode, the whole thing around the field winding feed with single-phase alternating current: to be able to.
According to the invention, the coil of a voltage relay is switched parallel to that part of the field winding with which the capacitor is in series, and the coil of a current relay is placed in series with the other part of the field winding. There is also a second voltage relay, whose coil is connected in parallel to the capacitor. Each of these three mentioned relays contains a working contact which is in a circuit by means of which the high voltage source for the X-ray tube is supplied with current.
A voltage relay is understood here and in the following to be a relay that acts under the action of the terminal voltage of a power consumer connected in parallel with the coil of the relay. The coil of a voltage relay has a relatively high resistance.
Under current relay is understood here and in the fol lowing a relay that acts under the action of a current that is fed to a power consumer via the coil of the relay. The coil of a current relay has a relatively low resistance.
The invention is explained in more detail below with reference to two examples, the switching schemes of which are provided in the accompanying drawings.
F'ig. 1 is the circuit diagram of an exemplary embodiment of the invention in its next form.
Fig. 2 is the circuit diagram of a device Vorrich which is provided with some additions. Corresponding elements are denoted by the same in both Figures: Reference numerals.
The field winding for driving the rotating anode of an X-ray tube consists of two parts 5 and 6 connected to one another at one end. The connection point of the winding parts 5 and 6 is connected via a fuse 3 to one connection 1 of an alternating current source.
The other end of the winding part 6 is connected via the coil of a current relay 10 and a fuse 4 to the other connection 2 of the alternating current source, to which the other end of the winding part 5 is connected via a capacitor 7. The coil of a voltage relay 8 is connected in parallel to the winding part 5 and the coil of a second voltage relay 9 to the capacitor 7.
The relays 8, 9 and 10 act with their working contacts 13, 11 and 12, which are in series between the connections 14 and 15 and form part of an auxiliary circuit which is to apply the high voltage to the X-ray tube. This auxiliary circuit contains a time switch (not shown) which puts the high voltage source out of operation again after a predetermined time has elapsed.
If alternating voltage is applied between the connections 1 and 2, the relay 8 is under the action of the voltage gradient on the winding part 5, the relay 9 is under the action of the capacitor voltage, and the relay <B> 10 </B> is under the action of the current flowing through the winding part 6 is excited. As a result, the working contacts 11, 12 and 13 are closed and the high-voltage relays are put into operation.
If there is a fault in the stator circuit, one or more of the relays mentioned cannot work and the associated contacts remain or are opened, so that the high-voltage source remains or comes out of operation. Z. B. an interruption between tween the connection 1 and the connec tion point of the winding parts 5 and 6, none of the three relays is energized. If there is an interruption between the capacitor 7 and the relay 8, the latter cannot. work.
If the connection between the relay 9 and the winding part 5 is broken, the relay 9 is ineffective. An interrupted connection between the connection 2- and the relay 9 has the consequence that the relays 9 and 10 do not work, and the relay 9 is switched off if there is an interruption in the connection between the relay 9 and 10 arises.
In the event that a malfunction of the winding part 5 occurs, the relay 9 stops if it is an interruption and the relay 8 if it is a short circuit. If the winding part 6 is damaged, the same applies to relays 10 or 8 and 9. A short circuit in the winding part & causes. Incidentally, that fuses 3 and 4 blow through. Furthermore, the case could arise that one of the connections of the capacitor 7 becomes loose. In this case the relay 8 does not work .. If a short circuit occurs in the capacitor 7, the relay 9 is put out of operation.
The circuit according to FIG. 1 thus secures against the loading of the X-ray tube. High voltage in numerous possible cases where the anode fails due to a fault in your motor circuit. is set in motion or held.
In the circuit diagram according to FIG. 2, connections 1 and 2 of the alternating current source are connected to the ends of an autotransformer 16 in which a tap 17 is connected to one end of a choke coil 18 via fuse 3. A tap of this choke coil is connected to the connection point of the winding parts 5 and 6 of the stator. Similar to FIG. 1, the winding part 5 (via the capacitor 7) and the winding part 6 (via the coil of the current relay 10 and the safety fuse 4) are connected to the connection 2.
The part of the choke coil 18 located between the end connected to the fusible link 3 and the tap 19 is. by a contact 20 bridged. This contact is closed when the relay is de-energized and is opened by the relay 9 when its coil is energized.
The choke coil 18 also has an intermediate tap 21 which is connected to one end of the coil of the voltage relay 8. The other end of this coil is connected to the end of the winding part 5 via a variable resistor 22.
In this case it is. the coil of the voltage relay 8 is not connected with its ends directly to those of the winding part 5, as in FIG. 1, but on the one hand via part of the choke coil 18 and on the other hand via the resistor 22.
The coil of the relay 9 is on the one hand with the winding part 5 and on the other hand via the switch 23 and the normally open contact 24 with that end of the coil of the relay 10 a related party, which is ver with the fuse 4 a related party. The contact 24 is open when the relay is not excited and is closed by the relay 9 when its coil is excited.
The terminals 25 and 27 are used to connect an AC power source, which has a voltage of 220 V, for example. A motor 29 is connected to terminals 25 and 27, on the one hand via a choke coil <B> 2 </B> 8 and on the other hand via a switch 33 bridged in series by two contacts 31 and 32. This motor is also operated delayed action switch 23.
When the motor 29 is in operation, it drives a shaft which carries a cam 30. This wave acts on switches 23 and 33 (see below). When relays 8 and 9 are de-energized, contact 31 is closed and contact 32 is open. When the coils of the relays 8 and 9 are energized, they open the contact 31 and close the contact 32. The effect and function of the working contacts 13, 11 and 12 are the same as mentioned in the description of FIG.
The circuit, which is shown in Fig. 2, acts as follows: If the autotransformer 16 alternating voltage is applied, the field winding consisting of parts 5 and 6 at the beginning of the full voltage, because the Dros selspule 18 is through the NC contact 20 short-circuited. The rotating anode motor thus develops a strong torque. and the anode revs up quickly.
The current flowing through the winding part 6 excites the coil of the relay 10. This relay consequently closes the contact 12. The coil of the relay 8 is also excited and the contacts 1'3 and 32 are thus closed.
Closing the contact 32 has the consequence that the motor 29 is switched on and the cam 30 begins to rotate. Immediately after the cam 30 has started moving, switch 33 closes and takes over the function of switches 31 and 32.
After a predetermined time lapse of z. B. 0.8 or 1 second, while the sen switch 3-3 always remains closed, the rotating cam 30 acts that the switch 23 closes. This causes the energization of the coil of the relay 9 and thus the closure of the contact 11 of this relay. Contacts 11, 12 and 13 are now. all three closed, so that the current that puts the high-voltage source into operation can flow.
The contact 20 is also opened by the relay 9, and therefore the short circuit of the choke coil 18 is interrupted. At this choke, which is in series with the field winding 5, 6, there is now a voltage drop, -um which the working voltage of the rotary anode motor is reduced. However, since the rotating anode has now reached the required speed, its working voltage may be lower, and this is even necessary if a higher voltage is used as the starting voltage than the continuously permissible one.
The contact 24 is finally closed by the relay 9. This makes the effect of this relay independent of the position of switch 23.
The motor 29 continues its rotation until the cam 30 has made a complete revolution, for which it z. B. requires a time of 2 seconds. When it returns to its rest position, this cam opens the switch 33 and consequently switches off the motor 29.
The X-ray tube can then continue its operation and is only switched off at the time when the current is interrupted by the time switch inserted into the circle of contacts 12, 11 and 13 or by a manually operated switch (when candling) puts the high voltage source into operation. The duration of the loading of the X-ray tube is independent of the rotation time of the cam 30. The rotation speed of the rotating anode after start-up can be set by selecting the tap 19.
Otherwise, the circuit of FIG. 2 acts in the same way as that to which FIG. 1 relates, and provides the same parts before that have already been obtained with it.