有可移动部件的x射线装置的制作方法

专利名称:有可移动部件的x射线装置的制作方法
本发明涉及一种X射线装置，它包含一个可移动部件，一个与该部件以液压方式联结并与该部件作反向移动的平衡重块，以及一个以液压方式传递力的汽缸系统。
DE-GM-172.886披露了这样一种X射线装置，其中平衡块与活塞连接，而装置部件-X射线观测机构则与汽缸相连。活塞将汽缸分为两部分，这两部分通过导管与一流体泵或类似构件连接，因此能把流体从一部分抽送到另一部分，从而使活塞在汽缸内移动，X射线观测机构也因此而移动。当活塞处于静止位置，即不受力时，用平衡重块使X射线观测机构保持在这个位置上。当观测机构受力时，平衡重块和观测机构起初作相反的移动，因而在这一阶段，使用者仅须克服加速度和摩擦力。但是，一旦平衡块从其静止位置移过一定距离，滑阀开启，泵就以所需要的方式与被活塞隔开的汽缸的两个部分连通，于是X射线观测机构便在泵压力作用下移动。在这一动作之后，平衡块重新回到它的起始位置，因此，像提升X射线观测机构那样的工作就只得靠泵来完成。在泵或泵的控制发生故障的情况下，X射线观测机构实际上不可能移动。
在另一种已知的X射线装置中，能由使用者人工移动该装置部件(DBP2324699)，因为平衡块总是与X射线观测机构反向移动。绕过若干辊子的绳索起传递力的作用，但是万一装置部件很重，克服绳索间摩擦所需的力会大得无法估计。
本发明的目的在于设计一种前面序言中所说的装置，这种装置仅用手而不靠泵就能完成移动。
本发明解决这问题的方案是在装置部件和平衡重块上都加上一个汽缸和一个活塞，其中一个被固定而另一个分别地与装置部件或平衡重块相连。一个汽缸和一个活塞围成一个流体空间，通过一根液压导管与被另一汽缸和另一活塞封闭的相应的流体空间相连。
按照本发明，装置部件与一个汽缸或一个活塞联结，平衡重块亦如此。当装置部件移动时，由与其相关联的汽缸和活塞所封闭的容积发生变化，迫使另一汽缸和活塞系统产生等量的但是相反的容积变化。例如，一个系统的容积变大，另一个系统的容积就相应变小。通过这些被汽缸和活塞封闭的流体容积的相反变化，可以获得装置部件和平衡重块的相反运动。
本发明中，“活塞”一词必须从广义上理解。它不一定要象已知装置那样由活塞把汽缸分为两部分空间;事实上该活塞可以是管形的。只要除了有连通两套汽缸活塞系统的开口之外，活塞和汽缸应合在一起形成一个对外界密闭的流体容积。
由于活塞和汽缸应易于彼此相对移动，另外流体容积对外封闭必须严密，因此需要合适的密封。事实上，彼此直径配合极精确能提供一种容易替换的密封，但造价昂贵，而且装配时细微的对颗粒杂质很敏感，此外，流体的小量漏泄仍然难免。众所周知，若插入弹性密封，圈或密封套，即使直径配合不太精密，也几乎能完全避免这种流体漏泄。但是，由它们的压力产生的摩擦太高(约为每个汽缸的有效力的6-10%)，不适用于本发明。
本发明的一个改进设计中，这些缺点得以避免。其中两个活塞(或汽缸)各自的外径明显地小于汽缸(或相应的活塞)的内径，这两部分之间的间隙被一个张紧的卷形隔膜所封闭。
卷形隔膜的外缘固定在汽缸上，隔膜的底在比汽缸小很多的活塞旁边凸起进入到更深的部分。近似园柱形的隔膜层在凸起部分与活塞接合，在深入部分与汽缸接合。移动时该间隙中跨接着绕弯的褶皱。由于光滑的物，这些卷形隔膜的高度相对于直径有一个限度，因此其升举也取决于直径(高度不大于直径)。
当隔膜成管形时，这一限度取消了，管缝基本上沿轴线延伸或与轴线成锐角。这样，园周方向的弹性比纵向的弹性大得多。当受到流体介质的压力时，这样一个隔膜会从凸起的褶皱内侧一边与活塞接合，另一边与汽缸接合，而纵向不偏。汽缸和活塞相对移动时，压力阻止隔膜形成妨碍运动的横向褶皱。传递力的流体的压力能使隔膜张紧，因此流体应永久受压。然而，在一个可绕水平轴线转动的X射线检查装置中，X射线观测机构带有供压缩运动的重量平衡，而当X射线检查装置处于铅垂位置时则不满足该条件，此时压缩方向是水平的。在这种情况下，两个汽缸/活塞系统的卷形隔膜会产生斜张紧状态，因为装置部件(X射线观测机构)和平衡重块都受到相等的彼此抵消的力的作用，这种力的作用通过例如一个弹簧系统就能产生，必要时可用一根细绳传递。
在本发明的一个更好的改进设计中，卷形隔膜是一个充有液体或气体介质的双重隔膜，其内压力超过传递力的流体压力。在这种情况下，双重卷形隔膜的斜张力是由隔膜中所含介质的较高压力所产生的。一般来说，用液体介质比用气体介质好，因为扩散损失较小。并不是在所有情况下都能维持恒定的压力，即保持卷形隔膜的张力恒定。加热卷形隔膜中的液体，由于热膨胀，能提高压力，在本发明的进一步改进设计中，使介质与一个用隔膜密封并含有增压气体的容器相联，从而避免了这种压力不恒定的情况。在这种结构的X射线装置中，使用者施加的力取决于卷形隔膜内的压力与流体所传递的力之差，该压力差越大，使用者移动装置部件所用的力也就越大。在绕水平轴线转动的X射线检查仪中，由于如上所述，传力流体的压力取决于X射线检查装置的倾斜度，因此压力差或相应地使用者移动装置部件所用的力-当容器中压力恒定时-取决于相应的倾斜度。
本发明的进一步改进设计使上述依赖性得以避免。设置一个容器，用隔膜将其分成两部分，一部分与传力流体相通，另一部分与卷形隔膜中的介质接触。另外，在隔膜上设置一个施加附加力的装置，使卷形隔膜中介质的压力大于传力流体的压力。在此实施例中，压力差仅由隔膜上的附加力(例如用一个弹簧产生的力)引起，适当分配这个力的比例，就能使使用者移动该装置部件的力显著地变小。
为了通过重量平衡使汽缸和活塞之间产生一定的位移，膨胀状态下的汽缸/活塞系统的长度必须为该位移的2.5倍左右。
为了既限定汽缸/活塞系统的长度又保证该装置部件有足够的位移行程，本发明的进一步改进设计用一个杠杆将装置部件和/或平衡重块与对应的汽缸/活塞系统相连接，该杠杆的设计使装置部件或平衡重块移动时所联接的汽缸/活塞系统位移较小。
下面参照附图对本发明作更充分的说明。
附图所示的是图1 一个实施例图2a一个汽缸/活塞系统的剖视图图2b卷形隔膜中恒定内压力的产生图3 用于将运动转换成汽缸的缩减位移的一个平行四边形杆系图4 图1装置的一个进一步的实施例参照图1，编号数码1所指的是一个X射线检查装置的机架，它以轴颈可转动地支承在底脚2上可绕水平轴线转动。纵向拖板3可在机架1中沿其长度方向移动，纵向拖板3上带一横向拖板4，后者可在纵向拖板上沿箭头5所指的横跨装置长度的方向移动。横拖板4-边装有X射线管，(图中没表示)另一边装有一个X射线观测机构6。该机构能沿箭头7所指的方向，即与纵向和横向成直角的方向-所谓压缩方向-移动。
纵向拖板及其所载元件的重量借助于主平衡块8而平衡。主平衡块8可在机架1的长度方向上移动，并通过绕过辊子的绳索与纵向拖板相连。
为了达到压缩方向的重量平衡，X射线观测机构与汽缸9a相联接，后者与紧固在横向拖板4上的活塞10a一起构成一个封闭的流体容积;同样，在装置底脚部位，加压平衡重块12与汽缸9b相连，后者与活塞10b构成一个封闭的流体容积，该容积通过由挠性管11形成的液压通道与汽缸9a和活塞10a中的流体相通。当观测机构6沿压缩方向(箭头7)朝机架1移动时，汽缸9a下移，这样排出的流体便将汽缸9b和它所连接的平衡块12一起举起。重量12与其升程的积等于观测机构6的重量与其升程的积。这样就得到了重量平衡用平衡重块使X射线观测机构6保持在它相应的位置上，使用者只须施以加速力并克服摩擦就可移动X射线观测机构。
由图1显然可见，观测机构6和平衡块12并不直接与对应的汽缸9a和9b相连，而是通过一个平行四边形杆形成的杆系相联结的，该杆系紧夹住汽缸10的两侧，其中一侧具体显示于图3。(注原文可能有误，见译文，为重原文，故改过来，待修改程序)平行四边形杆包括杆13，其中部14枢接于汽缸9，一端枢接于棒15端部，另一端枢接于棒16中部。棒15的另一端枢接棒17，棒17长度与杆13相等，其另一端与棒16的一端枢接。这样，杆13和棒15、16、17构成一个平行四边形。棒16的自由端在一个固定点枢接于机架1中的横拖板4，其连接方式使该枢轴关节，点14和棒15、17之间的枢轴关节位于同一平面内。棒15和棒17的枢轴关节上固定负荷，即观测机构6或对应的平衡块。该平行四边形杆系的作用在于，当负荷移动时，使汽缸9相对于固定活塞10移动的距离是负荷升举高度的一半。所以，如上所述，汽缸9和活塞10系统的结构长度能小些。此外，有了上述的平行四边形杆结构，可以保证汽缸上的枢轴点14和负荷的枢接点始终沿压缩方向(箭头7)的平行直线移动。(图3上是垂直地)图2a具体显示了一个包含汽缸和活塞系统的结构。图中所示的系统在中心线右侧处于完全压缩状态，而在中心线左侧则处于充分伸展的状态。活塞10由一管子形成，管子的低端有一连接挠性管11(见图1)的接头，环绕着活塞10的汽缸9的顶部用一端面封闭。汽缸内径(例如62毫米)显著大于活塞10的外径(例如46毫米)，在汽缸和活塞之间有较大的间隙。该间隙被一个包围活塞10的双重卷形隔膜18所密封。该卷形隔膜的中部19处与整个活塞园周接触，其端部通压力环20与汽缸9下端及汽缸部件21相连接，该汽缸部件仅作为一个导向元件，其内、外径与汽缸9一致。双重卷形隔膜18一方面封闭汽缸9和活塞10之间的间隙，另一面保存一种较好的液体介质，例如甘油。
这种流体的压力超过传力流体的压力，传力流体的容积以汽缸9顶部面积。卷形隔膜18的一侧和活塞10为界，所以在卷形隔膜充胀，汽缸移动时，它沿汽缸内壁和活塞外壁滚动而不褶皱。由于卷形隔膜内部的压力，汽缸9与活塞10共轴。
如果卷形隔膜内部的压力低于传力流体的压力，该隔膜面向所说的流体一侧就会形成尖锐的褶皱，这种褶皱实际上将阻止活塞和汽缸之间的移动。卷形隔膜的弹性至少在轴线方向应尽可能小，它可以由一连串在轴向延伸的两侧用橡胶皮密封的织物组成。卷形隔膜越薄，汽缸移动时隔膜中的粘结损失越小，结果，使用者移动观测机构所施的力也就越小。但是这种损失也取决于汽缸内表面和活塞外表面的直径。这两个直径相差越大，卷形隔膜梳理褶皱的直径也越大，粘结损失就越低。另一方面织物上的负荷随着活塞与汽缸间环形间隙的量值而增加，所以在直径差较大的情况下，需要较厚的卷形隔膜。
如上所述，卷形隔膜中的内压力需超过传力流体的压力，气密密封的卷形隔膜内部能维持较高的内压力。然而由于卷形隔膜受热膨胀和弹性差，仍可能发生少量的压力波动。当卷形隔膜内部通过压力环中的开口22与一压力容器连接时，这些压力波动可以避免。该压力容器大致如图26所示，它由金属容器23形成，被弹性隔膜24分成两个腔室，腔室25充有卷形隔膜中包含的那种流体，并通过出口22与后者相通，而与外界气密隔绝的另一腔室则含有一种压缩气体，例如氮。
卷形隔膜中的流体与大气之间和传力流体之间的压力差越大，粘结损失就越大。所以在卷形隔膜内压力恒定的实施例中，当X射线检查仪工作台垂直时，粘连损失最大，因为这时传力流体的压力实际上没有，压力差很大。如果用一个仅仅提供维持卷形隔膜张紧所需压力差的压力发生器代替总是产生恒定(最大)压力的容器，就可以避免这一缺点。这个压力发生器如图20所示，它包括被隔膜29分为两部分的容器28，每一部分有各自的出口30和31。出口31与出口22相连，出口30通过一个软管(未示出)与汽缸端面附近的出口32相连。通过导管(未示出)和出口32与出口30相连的汽缸10中的腔室附装一压力弹簧33，该弹簧加压于一部分隔膜表面。若没有这个弹簧，隔膜将永远处在这样一个位置其内部压力等于传力流体的压力。但是，由于有弹簧33的作用，若装有出口31的腔室中的压力升高，就使卷形隔膜中的压力比传力流体的压力高出一个预定的值，该值取决于弹簧。
当卷形隔膜发生漏泄时，隔膜29被弹簧的弹力推向右边。如果在这个位置装一个合适的开关，例如在隔膜移入极端位置处装一个用磁铁起动的接触簧片，就能产生一个报警信号。
如上所述，传力流体的压力在X射线检查装置转至它的垂直位置时消失，在这个位置用轻微的力牵拉X射线观测机构，平衡重块就能随着移动。若作用于观测机构的力超过了相当于大气压力和活塞有效面积之乘积的临界值，就会产生真空或负压，以致流体中形成蒸气。随后，平衡重块和观测机构移动的不一样快，前者跟得慢了，并在蒸汽汽泡消失时产生可听见的干扰性撞击。
我们所需要的平衡块的功能仅仅是在7a(向上)方向支承X射线观测机构。不必在这个方向加力，这是铅垂装置在操作上的优点，因为当X射线观测机构在7方向移动时，平衡块12一旦到达其终照位置就不再移动，所以不需要操作者施加任何加速力。这种解耦如图4所示，一方面得到了控制上的优点，另一方面避免了形成真空后发生前述碰撞。挠性导管11与没有一个开口或一个阀系统36的刚性腔35的弹性胆34连通，使空气能流入腔中和在制动时流出。当在箭头37或7a方向分别地施加一拉力时，汽缸9a受到此力，系统9a，10a中增加的体积被从弹性胆34中流出的流体所填充。汽缸9b相对于汽缸10b的位移不变，这意味着平衡块不再随观测机构运动，这就有如上述所述的优点，即在这个位置，操作者只须移动观测机构的质量。
当X射线检查装置离开铅垂直位置时，流体重新被压缩，使弹性胆34膨胀排出其包藏的空气，同时阀36关闭，仅通过一个小塞子保持开口，这样在弹性胆34处处与刚性腔35的内壁接合之前空气只能慢慢地流出。所以耦联的建立是平缓而不是冲击式的，此后汽缸9a和9b又彼此联动了。
两个汽缸/活塞系统不是绝对必须与观测装置6相连，相应的平衡块也不是绝对必须有同样的尺寸。在两个系统尺寸不同的情况下，可以得到不同的传动化(这意味着，汽缸9a移动时，9b移动的距离不相同)，这是可以实现的，那时，就可以用较小的平衡块或较小的汽缸升程获得重量平衡了。
活塞的密封对汽缸来说也不重要。事实上汽缸可以装在管形活塞的内部，通过卷形隔膜与活塞相接。
为了减少结构的尺寸，最好有两个直径不同的活塞从相反方向移入汽缸，其中一个可以穿入另一个。活塞两边必须各被一个端面封闭。汽缸直径在轴线方向必须适配，使汽缸内壁和活塞外壁之间的中部始终与汽缸轴保持相同的距离。可以用一个有两个以上带阶梯形直径并可对插的部件的系统取代一个仅有两个部件的汽缸/活塞系统，在该系统的两部分之间安装卷形隔膜。移动时，这些部件彼此叠套地滑进或滑出，适当选择直径可以保证所有叠套部件均连同步的移动。
权利要求
1.一种X射线装置，包含一个可移动部件，一个以液压方式与该部件联结并可与该部件反向移动的平衡重块，和一个以液压方式传递力的汽缸装置，其特征在于，该装置部件(6)和平衡重块(12)各附有一个汽缸(9a、9b)和一个活塞(10a、10b)，一个部件(如9a、9b)固定而另一部件与对应的装置部件(6)和平衡重块(12)相连接；由一个活塞和一个汽缸(9a、10a)封闭的流体空间，通过液压导管(11)与另一个汽缸和活塞(9b、10b)封闭的对应的空间相通。
2.根据权利要求
1的X射线装置，其特征是一个活塞和一个汽缸(9a、9b)的外径明显地小于各自联接的汽缸或活塞(10a、10b)的内径，并且这两部分之间的间隙用一个张紧的卷形隔膜(18)密封。
3.根据权利要求
2的X射线装置，其特征是卷形隔膜(18)有两个侧壁并充有一种液体或气体介质，其内压力超过传递力的流体压力。
4.根据权利要求
3的X射线装置，其特征是液体或气体介质与一压力容器(23、28)联结，该压力容器由一个隔膜密封并含有压缩气体。
5.根据权利要求
3的X射线装置，其特征是装有一个被隔膜(29)分开的容器，其一部分容积与传递力的流体连通，另一部分与卷形隔膜(18)内的介质连通;并且有装置(33)对隔膜施以附加力，使卷形隔膜中介质的压力超过传力流体的压力。
6.根据前面任一项权利要求
的X射线装置，其特征是一个容积可变的容器与液压导管(11)和两个汽缸中相应的工作空间相联结。
7.根据权利要求
6的X射线装置，其特征是在刚性腔(35)内部安装一个与汽缸内流体连通的弹性胆(34)，它有一个开口，因此大气压力能影响胆的容积变化。
8.根据权利要求
7的X射线装置，其特征是刚性腔装有阀门(36)，空气能够从两个容器之间的空隙通过该阀门可任意选择有控制阻尼地或被阻尼地流出。
9.根据前面任一项权利要求
的X射线装置，其特征是装置部件(6)和/或平衡重块(12)通过杠杆系(13…17)与关联的汽缸(9a、9b)(活塞)相连接，该杠杆系的设计使装置部件(6)或平衡重块(12)移动时，与它们相连的汽缸(9a、9b)(活塞)移动程度较小。
专利摘要
一种有可移动部件的X射线装置。本发明的X射线装置中，平衡块的平衡作用借助于两个汽缸/活塞系统以液压方式完成。这两个系统通过一根液压导管互相连通，其中一个与本装置上要移动的部件如X射线观测机构联结，另一个则与平衡块相连。当该部件移动时，平衡块向相反方向移动，因此只须产生加速度和摩擦力便可移动该部件。最好在汽缸和活塞之间留有一环形间隙，并在该间隙中用一个与汽缸和活塞都相连的挠性卷形隔膜保证对外界的密封。
文档编号G03B42/02GK85101804SQ85101804
公开日1987年1月17日 申请日期1985年4月1日
发明者凯泽·赫勒尔德, 施梅德曼·沃尔特 申请人:菲利浦光灯制造厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan