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矿产资源作为不可再生资源,实现多级利用,具有重大意义。目前,在进行矿山开采、金属冶炼以及煤矿开采的时候,为了将煤泥、矿砂浆等物料脱水利用和废水环保排放,需要脱水设备。但是现有的脱水设备一般为压滤机或者是进口脱水筛,其脱水效果好但是价格太高、能耗太大。现有国产脱水筛一般是利用两个相对转动的激振器带动物料上下跳动脱水或者是左右振动脱水,虽然价格低,但是脱水效果不够理想、效率不高,因此有待改进。本文研究了一种新型的利用旋流器浓缩脱水的振动设备,通过振动筛的直线振动原理来达到物料脱水的目的。本设备脱水率为90%以上,能够很好的达到用户的最终要求。 本研究主要内容包括:⑴深入了解国内外筛分机械的发展现状,通过分析尾矿干排的工作原理及工艺流程,在理论分析的基础上,提出一种新的分级浓缩脱水工艺设备----利用旋流器浓缩脱水的振动筛。⑵从水力旋流器的结构及其工作原理入手,对水力旋流器分离机理进行详细阐述。分析水力旋流器的性能指标,其中包括对分离粒度、单台处理能力、分级效率等的分析,并一一列举结构参数、操作参数和物性参数等各项因素对水力旋流器分离性能指标的影响。最重要的是,提出一种沉砂口直径可以自动调节的旋流器结构,通过利用传感器来对沉砂嘴的直径变化情况加以探测,由执行器的输出轴作向前或向后运动,及时调整沉砂嘴的磨损,这样才能够有效地延长水力旋流器的使用寿命,使其稳定地工作。⑶系统研究了水力旋流器直径、溢流口直径、沉砂嘴直径、锥角、给矿压力、进料浓度等对分离性能的影响规律,并进行了相关理论分析。最终试验研究表明小锥角、小直径的旋流器更适宜于尾矿干排。除此之外,还要求进料压力适中,以0.10~0.15MPa为宜。还有尾矿的进料浓度也不宜太低,防止进料浓度过低导致矿浆体积量增大,进而将会增加旋流器的工作台数,这样在实际生产过程中不经济。⑷利用Pro/E软件的实体建模模块对振动筛筛箱的主要零件进行建模,再根据有限元软件ANSYS对直线型振动筛进行结构动力学分析。发现第8阶和第9阶固有频率很接近振动筛的工作频率,与工作频率相差小于10%,易发生共振。由此,对振动筛的结构进行修改。根据振动筛的设计要求以及相关的使用要求,本文选用在筛面底部增加两条纵向加强梁来提高筛体的纵向刚度,有效地避免第8阶和第9阶固有频率接近振动筛的工作频率,在实际的应用过程中以防止产生共振现象。