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煤矿井下排水系统是煤矿安全生产的有力保障,随着科学技术的发展和煤矿安全要求的提高,传统的手动排水系统已经不能满足煤矿安全高效生产的要求,井下自动排水系统必将成为煤矿井下排水系统发展的必然趋势。从传统的排水系统到自动排水系统的转换设计中,如何对排水系统各环节进行控制是井下自动排水系统运行的关键。射流泵抽真空装置是井下排水系统的关键组成部分。在现如今设计的一套自动排水系统中存在如下问题:用传统的电磁阀对射流泵抽真空装置控制时,无法实现对水泵泵腔抽真空,排水系统也就无法运行;另外,在市场上找不到合适的射流泵抽真空用的控制阀。针对自动排水系统设计中存在问题,本课题提出了对抽真空本安控制阀进行设计研究并从理论和实验两方面研究射流泵抽真空装置。抽真空本安控制阀的设计主要从三部分着手进行,首先,通过理论分析抽真空装置控制中存在的问题,总结出影响射流泵抽真空的主要因素,为抽真空控制阀的阀体的选型提供了有力依据;其次,根据控制阀开启时间和开启转矩等条件对执行机构传动系统进行详细设计,并对主要结构件(齿轮、蜗轮蜗杆、轴)作了强度校核;最后,根据本安型电路的设计要求和煤矿安全规程对抽真空控制阀的控制电路进行了设计,并运用Protel软件对控制电路的电路板进行了设计。抽真空本安控制阀的各部分设计制作完成后,对整个抽真空本安控制阀进行组装,并通过实验检测设计的控制阀的相关特性参数,实验证明所有参数都符合现场使用条件。射流泵抽真空的理论研究主要是运用流体仿真软件Fluent对射流泵抽真空装置的模型进行仿真,并对仿真结果进行分析。通过对射流泵抽真空装置仿真结果中各关键部位的压力和速度云图等的比较,分析射流泵抽真空系统控制阀节流口处和射流泵喷嘴处的压力和速度变化情况,并总结得出影响射流泵抽真空的主要因素。为检验设计的抽真空本安控制阀的现场使用情况和理论研究得出的结论,将设计的控制阀做现场(煤矿井下)试验,并使用不同通径的控制阀做抽真空试验比较。系统运行正常,控制阀也能达到预期的设计效果;通过比较系统运行时不同通径下泵腔真空度的变化曲线,分析得出影响射流泵抽真空的主要因素,也验证理论仿真研究结果。