【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)化程度低等問題。基于上述情況,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。論文在分析表層過濾與深層過濾機(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,按照過濾精度逐級(jí)提高的原則,設(shè)計(jì)四級(jí)過濾裝置:一級(jí)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(jí)縫隙式過濾,選取楔形絲規(guī)格為2mm,開口率0.99%;三級(jí)纖維式過濾,選取旋翼式纖維濾料作為過濾介質(zhì);四級(jí)折疊式過濾,選取過濾精度為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
【分類號(hào)】：TD218

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 萬晉;李佳;林少雄;;球罐焊接殘余應(yīng)力數(shù)值模擬分析[J];焊接學(xué)報(bào);2016年04期

2 于忠臣;李轉(zhuǎn);牛源麟;鐘柳波;周穎;張嶸元;孫聰;;顆粒濾料反沖洗技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用進(jìn)展[J];當(dāng)代化工;2016年01期

3 李大慶;;JMSGLQ-70C型井下在線自清洗精密水過濾站應(yīng)用[J];同煤科技;2014年03期

4 劉躍旭;;市政污水深度處理中過濾技術(shù)研究進(jìn)展[J];廣東化工;2013年18期

5 張磊;秦海初;趙東升;;煤礦井下用高壓自動(dòng)反沖洗過濾裝置的研究[J];機(jī)械工程與自動(dòng)化;2013年01期

6 楊曉翔;龔凌諸;陳仲波;;球罐環(huán)焊縫接頭殘余應(yīng)力的三維非線性有限元分析[J];壓力容器;2012年05期

7 權(quán)潔;孟慶睿;侯友夫;王嘯;;彗星式纖維濾料過濾器的研究[J];液壓與氣動(dòng);2012年04期

8 張晨;賈春強(qiáng);付存銀;丁少華;;新型自動(dòng)反沖洗過濾站的設(shè)計(jì)與仿真研究[J];液壓與氣動(dòng);2011年12期

9 陳重毅;麻永林;邢淑清;遲露鑫;;SA508-3鋼厚壁圓筒縱焊溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)有限元分析[J];內(nèi)蒙古科技大學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

10 何緒文;李福勤;;煤礦礦井水處理新技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2010年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 張自斌;殊海燕;賀成柱;盛曉茜;;基于ANSYS Workbench的容器結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];第十屆中國CAE工程分析技術(shù)年會(huì)會(huì)議論文集[C];2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 宋磊;油田含油污水反沖洗過濾器的設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 劉何亮;U肋與頂板連接焊縫殘余應(yīng)力的三維數(shù)值模擬[D];西南交通大學(xué);2015年

3 安衛(wèi)杰;乳化液電液反沖洗過濾裝置設(shè)計(jì)及研究[D];太原理工大學(xué);2014年

4 王君紅;基于ANSYS的曲線重力壩壩形優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];蘭州交通大學(xué);2014年

5 趙軍;纖維球過濾器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬[D];北京化工大學(xué);2012年

6 龍憲春;鋼質(zhì)管道環(huán)焊縫殘余應(yīng)力與強(qiáng)度分析研究[D];西南石油大學(xué);2012年

7 郭祥;低合金鋼管道環(huán)焊縫接頭焊接應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律研究[D];上海交通大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：2520306