發(fā)布時(shí)間：2019-07-28 19:55

【摘要】：在井下建立凈水站,對(duì)礦井水進(jìn)行凈化軟化,在一定程度上可以減輕水環(huán)境保護(hù)壓力,改善煤礦經(jīng)濟(jì)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(lái)實(shí)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(guò)濾精度差、容易堵塞、箱底堆積污物不易清除、自動(dòng)化程度低等問(wèn)題�；�于上述情況,本論文提出了一種用于綜采工作面的自動(dòng)在線(xiàn)凈水站,并對(duì)凈水站的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、彈塑性力學(xué)分析、靜力學(xué)分析以及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)四個(gè)主要方面進(jìn)行研究。論文在分析表層過(guò)濾與深層過(guò)濾機(jī)理的基礎(chǔ)上,運(yùn)用SolidWorks建立凈水站的三維結(jié)構(gòu)模型,按照過(guò)濾精度逐級(jí)提高的原則,設(shè)計(jì)四級(jí)過(guò)濾裝置:一級(jí)網(wǎng)板式過(guò)濾,選取8mm規(guī)格圓孔過(guò)濾板,圓孔排列方式呈60°梅花排列;二級(jí)縫隙式過(guò)濾,選取楔形絲規(guī)格為2mm,開(kāi)口率0.99%;三級(jí)纖維式過(guò)濾,選取旋翼式纖維濾料作為過(guò)濾介質(zhì);四級(jí)折疊式過(guò)濾,選取過(guò)濾精度為5μm,截留率達(dá)90%以上的折疊式濾芯,能夠最大程度的提高過(guò)濾精度,保障出水水質(zhì)。為了確保設(shè)備的安全運(yùn)行,論文通過(guò)ANSYS有限元法對(duì)球罐環(huán)焊縫的殘余應(yīng)力進(jìn)行分析和預(yù)測(cè),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(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)。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(dá)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(mǎn)足煤礦設(shè)備對(duì)輕量化的要求,論文利用Workbench的Statics Structural靜力分析模塊對(duì)纖維過(guò)濾器內(nèi)壓作用下的應(yīng)力進(jìn)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(jìn)行優(yōu)化分析,分析結(jié)果表明:過(guò)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(dòng)化程度和系統(tǒng)的可靠性,論文根據(jù)四級(jí)過(guò)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(jì)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(guò)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(dòng)球閥的開(kāi)閉與電磁換向閥動(dòng)作位的切換更加安全可靠。自動(dòng)在線(xiàn)凈水站結(jié)構(gòu)緊湊,閥件可靠,自動(dòng)化程度高,正常凈水與自動(dòng)反沖洗功能的實(shí)現(xiàn),使系統(tǒng)的智能化得到了進(jìn)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(duì)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(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TD218

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2520306