浅谈HTG系列高频振动筛的研发及应用

(中国水利水电第九工程局有限公司，贵阳，550081)

1 前言

传统的高频筛作为制砂系统的主要设备，目前国内市场高频筛主要存在两种来源：一是依靠国外生产厂家爱斯太克公司生产的PEP2618V系列高频筛；二是依靠国内生产的高频筛。现阶段无论采用那种高频筛进行制砂均无防尘、调频的功能。

目前制砂工艺一般为干法制砂、湿法制砂。当采用干法制砂时，由于传统高频筛均未进行筛面封闭，在进行生产时极易产生扬尘，完全达不到环保要求；当采用湿法生产时，虽控制了干法生产扬尘问题，但是后续需要增加细砂回收及污水处理成本等问题，其经济效益欠佳。

随着我公司在气力分级调控石粉含量技术方面的日益完善，干法制砂技术必然是最佳选择。因此，在大量高频筛投入使用的情况下，急需解决干法筛分带来的扬尘问题。

2 国内外目前技术情况

国外目前技术成熟的高频筛厂家只有爱斯太克公司生产的PEP2618V系列高频筛，目前正广泛应用到人工制砂领域，但是在维修过程中对厂商过渡依赖，维修模式单一，用户选择余地小，维修费用昂贵，零配件短缺等。

国内目前只有南昌矿山机械有限公司生产HFS系列液压高频筛，适用于人工制砂的干法筛分但无防尘效果，该设备采用0～5000RPM原装进口液压马达，频率可以通过液压油流量调节。国内另一种高频筛为振动电机驱动的高频直线振动筛，主要有GPS系列、ZSF系列及DZSF系列。高频直线振动筛转速可达到1500r/min或3000r/min，这种类型高频筛无法满足实际生产需求。

3 HTG系列高频筛的研发及应用

3.1 高频筛干法扬尘控制研究

高频筛工作过程中，物料在胶带机运行惯性抛送及重力作用下进入分料盘布料，然后进入高频筛筛分后，进入溜槽，最后通过胶带机送走。这一过程中物料的运动带动气流运动，细微粉尘随气流向流动就形成扬尘。如果没有外来气流的作用，则细微颗粒在重力的作用下将在一定的时间坠落，故扬尘扩散空间就会得到有效控制。可见，造成高频筛扬尘扩散面积的主要因素是外来气流的作用，故对高频筛进行封闭，就能有效控制粉尘的扩散范围。只要把粉尘控制在不影响人员、电气设备的区域，便可达到粉尘控制的环保要求。因此，只要对胶带下料口及高频筛面、筛底做有效密封，降低物料在筛分过程中的活塞效应，就能有效控制扬尘。上述措施必须充分考虑设备运行观察及检修方便性。

以西藏某水电站砂石系统为例，当地处于高海拔峡谷地带，气候干燥而且长年处于强风状况，而且生产的是碾压砂，采用湿法筛分时脱水时间较长，而狭窄的场地不能布置大容量料仓。为解决高频筛干法筛分的扬尘问题，故在系统建安时就充分考虑了高频筛干法筛分的粉尘控制，采用的措施为封闭措施，而且设计密封罩时，充分考虑了设备运行、检修的方便性和物料在筛分流动过程中的活塞效应，对高频筛的防尘罩，下料梭槽的角度，结构形式进行设计改进，增加空气在筛腔内的流动时间，降低气流速度，使粉尘充分沉淀，实现防降尘目标。

图1 高频筛防尘罩

3.2 高频筛高频低振幅及无极调频研究

随着科技的进步，高速电机发展也日新月异，目前MVE系列高频振动电机的转速已经可以高达6000r/min，而振动电机的振幅调整主要依靠调整偏心块的偏心距。因此，利用高速电机研制附壁式振动电机，已经可以达到液压转子高频低幅振动的要求。而且电机的采购成本相对于液压振动器低很多，国内也有成熟产品。故可克服液压高频振动筛动力装置采购成本高、周期长的缺点。

目前国内已经有高速电机的变频器，高速电机变频器能实现电机转速在0～6000r/min的无极调速，较液压驱动装置0～5000r/min的无级调速，调速空间更大，更容易找到合适频率来获得最佳的物料分级频率。

3.3 高频筛性能研究

筛分设备处理能力及筛分性能主要取决于筛分面积、筛网孔径、振幅和频率4个因素，而高频筛的振幅和频率均取决于振子的性能，而振子的组合数量与筛分面积成正比关系。因此，只要找到它们之间的函数关系，就可以实现筛分面积选择的多元化。故能根据砂石系统工艺特点和设备特性选择合适筛分面积，实现高频筛筛分集中化布置，便于粉尘控制及砂石系统的布置，而筛分面积的改变必然导致筛箱结构的变化。

以西藏某水电站砂石系统为例，运行过程中为解决高频筛运行保障性和检修经济性，在该系统使用的6台高频筛里选取了其中3台，对其动力装置进行对比试验：3#高频筛采用原装液压振子、5#-2高频筛采用附壁式振动电机(3000r/min)、4#高频筛采用可调频高转速附壁式振动电机(3台筛分机筛分面积相同)。

经初步对比试验，三台筛分性能检测见表1。

表1不同动力装置的高频筛筛分性能试验对比

设备编号3#高频筛(液压驱动)4#高频筛(普通振动电机)5#-2高频筛(MVE系列振动电机)筛面倾角38°38°38°处理量(t/h)396.4352217.9含水率(%)0.92.22.5进料含砂率(%)63.1558.2778.8出混合料含砂(%)33.539.5652.1制砂能力(t/h)109.8172.1147.1筛分效率≤5mm(%)67.0053.1670.72

分析说明：3#高频筛为液压驱动、5#-2高频筛为振动电机驱动(转速3000r/min)、4#高频筛为变频控制振动电机驱动(转速4200r/min)。

筛分效率与料源及料源含水率有直接关系，3#高频筛采用液压驱动，料源为3#立轴破碎机制砂，进料(含砂率63.15%，料源含水率为0.9%)，筛分效率为67%；4#高频筛采用变频器控制，电动机频率为70Hz，转速4200r/min，料源为4#立轴破碎机制砂，进料(含砂率58.27%，料源含水率为2.2%)，筛分效率为53.16%，考虑筛分过程中含水率较高，所以筛分效率略小于3#高频筛；5#-2高频筛采用附壁式电机驱动，转速为3000r/min，料源为A14胶带机返回料，料源较好，在含水率较大的情况下，筛分效率大于3#高频筛。

综上所述，采用振动电机驱动的高频筛在忽略料源含水率的情况下，筛分效率满足设计要求，筛分性能和液压振子驱动的高频筛相当，甚至超过液压振子驱动的高频筛。

3.4 研发产品设计定型

HTG系列高频筛可根据用户需求进行筛分箱体设计，并进行激振力与产能试验、螺栓连接扭矩测定、振动横梁材质选型、高频筛内力计算等确定高频筛。HTG系列高频筛装配效果如图2所示。

图2 HTG系列高频筛效果图

HTG高频筛设备编号的内涵：

4 总结

HTG系列高频筛存在以下优点：环保节能、高筛分效率、运行成本低廉等。可确保干法制砂满足环保及职业健康要求，同时提高高频筛检修配件的保障率，降低运行及维修成本。填补国内空白，降低高频筛的新置成本。