發(fā)布時間：2019-07-28 19:55

【摘要】：在井下建立凈水站,對礦井水進行凈化軟化,在一定程度上可以減輕水環(huán)境保護壓力,改善煤礦經(jīng)濟和環(huán)境效益。目前,潞安王莊礦、常村礦采用清水箱+噴霧泵+軟水箱組合方式來實現(xiàn)礦井水的局部循環(huán)利用,但出現(xiàn)了諸如設(shè)備大而笨重、濾芯過濾精度差、容易堵塞、箱底堆積污物不易清除、自動化程度低等問題�；�于上述情況,本論文提出了一種用于綜采工作面的自動在線凈水站,并對凈水站的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、彈塑性力學分析、靜力學分析以及液壓系統(tǒng)設(shè)計四個主要方面進行研究。論文在分析表層過濾與深層過濾機理的基礎(chǔ)上,運用SolidWorks建立凈水站的三維結(jié)構(gòu)模型,按照過濾精度逐級提高的原則,設(shè)計四級過濾裝置:一級網(wǎng)板式過濾,選取8mm規(guī)格圓孔過濾板,圓孔排列方式呈60°梅花排列;二級縫隙式過濾,選取楔形絲規(guī)格為2mm,開口率0.99%;三級纖維式過濾,選取旋翼式纖維濾料作為過濾介質(zhì);四級折疊式過濾,選取過濾精度為5μm,截留率達90%以上的折疊式濾芯,能夠最大程度的提高過濾精度,保障出水水質(zhì)。為了確保設(shè)備的安全運行,論文通過ANSYS有限元法對球罐環(huán)焊縫的殘余應(yīng)力進行分析和預(yù)測,利用單元生死技術(shù),在體積熱源的作用下,得到球罐的溫度場與應(yīng)力場。結(jié)果表明:在球罐外表面焊料與母材結(jié)合處經(jīng)向殘余應(yīng)力較大可達510 MPa,緯向峰值則出現(xiàn)在焊縫中心;而在球罐內(nèi)表面赤道位置處兩向殘余應(yīng)力最大且均小于420 MPa;沿焊縫熔深方向焊接殘余應(yīng)力逐漸減小。為了滿足煤礦設(shè)備對輕量化的要求,論文利用Workbench的Statics Structural靜力分析模塊對纖維過濾器內(nèi)壓作用下的應(yīng)力進行分析。在此基礎(chǔ)上,調(diào)用Direct Optimization直接優(yōu)化模塊,選取Screening篩選優(yōu)化法進行優(yōu)化分析,分析結(jié)果表明:過濾器總質(zhì)量從553.15Kg降至392.79Kg,質(zhì)量減少了約29%,優(yōu)化效果明顯。為了提高凈水站的自動化程度和系統(tǒng)的可靠性,論文根據(jù)四級過濾的先后順序以及縫隙濾網(wǎng)和纖維濾料的反洗原理,設(shè)計凈水站反向沖洗回路與液壓油路。其中,反沖洗液壓回路包含五種工作模式:正常過濾模式、L罐反向沖洗模式、L罐正向沖洗模式、R罐反向沖洗模式、R罐正向沖洗模式。并建立液壓系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu),使隔爆電動球閥的開閉與電磁換向閥動作位的切換更加安全可靠。自動在線凈水站結(jié)構(gòu)緊湊,閥件可靠,自動化程度高,正常凈水與自動反沖洗功能的實現(xiàn),使系統(tǒng)的智能化得到了進一步的提高,五種工作模式的自由切換,保證了供水的連續(xù)性。這對構(gòu)建數(shù)字化礦井、智能化礦井、集約化礦井具有非常重要的意義。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TD218

【參考文獻】

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本文編號：2520306