淺談HTG系列高頻振動篩的研發(fā)及應用

(中國水利水電第九工程局有限公司，貴陽，550081)

1 前言

傳統(tǒng)的高頻篩作為制砂系統(tǒng)的主要設備，目前國內(nèi)市場高頻篩主要存在兩種來源：一是依靠國外生產(chǎn)廠家愛斯太克公司生產(chǎn)的PEP2618V系列高頻篩；二是依靠國內(nèi)生產(chǎn)的高頻篩?，F(xiàn)階段無論采用那種高頻篩進行制砂均無防塵、調(diào)頻的功能。

目前制砂工藝一般為干法制砂、濕法制砂。當采用干法制砂時，由于傳統(tǒng)高頻篩均未進行篩面封閉，在進行生產(chǎn)時極易產(chǎn)生揚塵，完全達不到環(huán)保要求；當采用濕法生產(chǎn)時，雖控制了干法生產(chǎn)揚塵問題，但是后續(xù)需要增加細砂回收及污水處理成本等問題，其經(jīng)濟效益欠佳。

隨著我公司在氣力分級調(diào)控石粉含量技術方面的日益完善，干法制砂技術必然是最佳選擇。因此，在大量高頻篩投入使用的情況下，急需解決干法篩分帶來的揚塵問題。

2 國內(nèi)外目前技術情況

國外目前技術成熟的高頻篩廠家只有愛斯太克公司生產(chǎn)的PEP2618V系列高頻篩，目前正廣泛應用到人工制砂領域，但是在維修過程中對廠商過渡依賴，維修模式單一，用戶選擇余地小，維修費用昂貴，零配件短缺等。

國內(nèi)目前只有南昌礦山機械有限公司生產(chǎn)HFS系列液壓高頻篩，適用于人工制砂的干法篩分但無防塵效果，該設備采用0～5000RPM原裝進口液壓馬達，頻率可以通過液壓油流量調(diào)節(jié)。國內(nèi)另一種高頻篩為振動電機驅(qū)動的高頻直線振動篩，主要有GPS系列、ZSF系列及DZSF系列。高頻直線振動篩轉(zhuǎn)速可達到1500r/min或3000r/min，這種類型高頻篩無法滿足實際生產(chǎn)需求。

3 HTG系列高頻篩的研發(fā)及應用

3.1 高頻篩干法揚塵控制研究

高頻篩工作過程中，物料在膠帶機運行慣性拋送及重力作用下進入分料盤布料，然后進入高頻篩篩分后，進入溜槽，最后通過膠帶機送走。這一過程中物料的運動帶動氣流運動，細微粉塵隨氣流向流動就形成揚塵。如果沒有外來氣流的作用，則細微顆粒在重力的作用下將在一定的時間墜落，故揚塵擴散空間就會得到有效控制。可見，造成高頻篩揚塵擴散面積的主要因素是外來氣流的作用，故對高頻篩進行封閉，就能有效控制粉塵的擴散范圍。只要把粉塵控制在不影響人員、電氣設備的區(qū)域，便可達到粉塵控制的環(huán)保要求。因此，只要對膠帶下料口及高頻篩面、篩底做有效密封，降低物料在篩分過程中的活塞效應，就能有效控制揚塵。上述措施必須充分考慮設備運行觀察及檢修方便性。

以西藏某水電站砂石系統(tǒng)為例，當?shù)靥幱诟吆０螎{谷地帶，氣候干燥而且長年處于強風狀況，而且生產(chǎn)的是碾壓砂，采用濕法篩分時脫水時間較長，而狹窄的場地不能布置大容量料倉。為解決高頻篩干法篩分的揚塵問題，故在系統(tǒng)建安時就充分考慮了高頻篩干法篩分的粉塵控制，采用的措施為封閉措施，而且設計密封罩時，充分考慮了設備運行、檢修的方便性和物料在篩分流動過程中的活塞效應，對高頻篩的防塵罩，下料梭槽的角度，結構形式進行設計改進，增加空氣在篩腔內(nèi)的流動時間，降低氣流速度，使粉塵充分沉淀，實現(xiàn)防降塵目標。

圖1 高頻篩防塵罩

3.2 高頻篩高頻低振幅及無極調(diào)頻研究

隨著科技的進步，高速電機發(fā)展也日新月異，目前MVE系列高頻振動電機的轉(zhuǎn)速已經(jīng)可以高達6000r/min，而振動電機的振幅調(diào)整主要依靠調(diào)整偏心塊的偏心距。因此，利用高速電機研制附壁式振動電機，已經(jīng)可以達到液壓轉(zhuǎn)子高頻低幅振動的要求。而且電機的采購成本相對于液壓振動器低很多，國內(nèi)也有成熟產(chǎn)品。故可克服液壓高頻振動篩動力裝置采購成本高、周期長的缺點。

目前國內(nèi)已經(jīng)有高速電機的變頻器，高速電機變頻器能實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速在0～6000r/min的無極調(diào)速，較液壓驅(qū)動裝置0～5000r/min的無級調(diào)速，調(diào)速空間更大，更容易找到合適頻率來獲得最佳的物料分級頻率。

3.3 高頻篩性能研究

篩分設備處理能力及篩分性能主要取決于篩分面積、篩網(wǎng)孔徑、振幅和頻率4個因素，而高頻篩的振幅和頻率均取決于振子的性能，而振子的組合數(shù)量與篩分面積成正比關系。因此，只要找到它們之間的函數(shù)關系，就可以實現(xiàn)篩分面積選擇的多元化。故能根據(jù)砂石系統(tǒng)工藝特點和設備特性選擇合適篩分面積，實現(xiàn)高頻篩篩分集中化布置，便于粉塵控制及砂石系統(tǒng)的布置，而篩分面積的改變必然導致篩箱結構的變化。

以西藏某水電站砂石系統(tǒng)為例，運行過程中為解決高頻篩運行保障性和檢修經(jīng)濟性，在該系統(tǒng)使用的6臺高頻篩里選取了其中3臺，對其動力裝置進行對比試驗：3#高頻篩采用原裝液壓振子、5#-2高頻篩采用附壁式振動電機(3000r/min)、4#高頻篩采用可調(diào)頻高轉(zhuǎn)速附壁式振動電機(3臺篩分機篩分面積相同)。

經(jīng)初步對比試驗，三臺篩分性能檢測見表1。

表1不同動力裝置的高頻篩篩分性能試驗對比

設備編號3#高頻篩(液壓驅(qū)動)4#高頻篩(普通振動電機)5#-2高頻篩(MVE系列振動電機)篩面傾角38°38°38°處理量(t/h)396.4352217.9含水率(%)0.92.22.5進料含砂率(%)63.1558.2778.8出混合料含砂(%)33.539.5652.1制砂能力(t/h)109.8172.1147.1篩分效率≤5mm(%)67.0053.1670.72

分析說明：3#高頻篩為液壓驅(qū)動、5#-2高頻篩為振動電機驅(qū)動(轉(zhuǎn)速3000r/min)、4#高頻篩為變頻控制振動電機驅(qū)動(轉(zhuǎn)速4200r/min)。

篩分效率與料源及料源含水率有直接關系，3#高頻篩采用液壓驅(qū)動，料源為3#立軸破碎機制砂，進料(含砂率63.15%，料源含水率為0.9%)，篩分效率為67%；4#高頻篩采用變頻器控制，電動機頻率為70Hz，轉(zhuǎn)速4200r/min，料源為4#立軸破碎機制砂，進料(含砂率58.27%，料源含水率為2.2%)，篩分效率為53.16%，考慮篩分過程中含水率較高，所以篩分效率略小于3#高頻篩；5#-2高頻篩采用附壁式電機驅(qū)動，轉(zhuǎn)速為3000r/min，料源為A14膠帶機返回料，料源較好，在含水率較大的情況下，篩分效率大于3#高頻篩。

綜上所述，采用振動電機驅(qū)動的高頻篩在忽略料源含水率的情況下，篩分效率滿足設計要求，篩分性能和液壓振子驅(qū)動的高頻篩相當，甚至超過液壓振子驅(qū)動的高頻篩。

3.4 研發(fā)產(chǎn)品設計定型

HTG系列高頻篩可根據(jù)用戶需求進行篩分箱體設計，并進行激振力與產(chǎn)能試驗、螺栓連接扭矩測定、振動橫梁材質(zhì)選型、高頻篩內(nèi)力計算等確定高頻篩。HTG系列高頻篩裝配效果如圖2所示。

圖2 HTG系列高頻篩效果圖

HTG高頻篩設備編號的內(nèi)涵：

4 總結

HTG系列高頻篩存在以下優(yōu)點：環(huán)保節(jié)能、高篩分效率、運行成本低廉等?？纱_保干法制砂滿足環(huán)保及職業(yè)健康要求，同時提高高頻篩檢修配件的保障率，降低運行及維修成本。填補國內(nèi)空白，降低高頻篩的新置成本。