粉体的重要指标之一是粉体粒度，直接影响到产品的工艺和使用性能，在许多行业都有重要意义，如：石蜡的粒度决定其加入油墨后书写的流利程度，水泥的粒度决定其凝结时间等。据统计，粒度测试方法迄今为止已有上百种，那么今天介绍给大家的是其中最简单，也是应用最早、最广泛的方法——筛分。

一、筛分简介及常用方法

筛分是指将颗粒大小不等的混合物料通过带孔的筛面分成若干个不同粒度级别的过程，分别称重后可求得以质量百分数表示的粒度分布。根据粉体含水分的不同主要分为两大类：干筛法和湿筛法。

（一）干筛法

将干燥的粉体材料放置于筛分设备中，借助机械振动等方式使粉体通过筛网，待筛分完成后统计筛余物的重量和筛底存物的重量，二者求和后再与初始放入筛网中粉体的重量求差，可计算筛分过程中的损耗量。

（二）湿筛法

若粉体含水量较高，易粘结，且不与水发生反应时，湿筛法往往优于干筛法。与干筛法不同，湿筛法需要液体来促进颗粒之间的分离，过程中颗粒处于半悬浮状态，减少堆叠积压，因此筛分的精度会高于干筛法。此外，湿筛法还可以更好地适应环境温度和大气湿度，改善操作条件，一般用于测定水泥和生料的细度。

二、筛分设备的分类

筛分设备的核心功能组件是筛面，其上有许多形状、尺寸一定的筛孔。常见的筛面有棒条筛面、板状筛面、编织筛面和波浪筛面。

四种常见筛面

而不同种类的筛分设备，筛面的运动形式也有不同，对应着筛分效率的差异。因此我们可以根据筛面的运动特性把筛分设备分为振动筛、摇动筛、滚筒筛。

（一）振动筛

振动筛是目前各工业领域中应用最广泛的一种筛分设备，可用于液体中固体的分离过程、同一产品中不同粒度的分离、消除异物的安全筛分、颗粒均质化等。其工作原理是筛面倾斜安装，与地面形成一定夹角，在重力与振动电机所提供激振力的共同作用下，物料在筛网上向一定方向运动，通过多层筛分得到不同粒度的物料。

振动筛工作原理

在振动筛中，圆振动筛、旋振动筛、直线振动筛是应用较为广泛的几种。

1.圆振动筛

主要由筛箱、筛网、振动器轴承、减震弹簧、扣板组成。筛面固定于筛箱上，筛箱由弹簧悬挂或支承，主轴的轴承安装在筛箱上，由带轮转动而高速旋转。偏心配重盘安装在主轴上，随主轴转动产生离心惯性力，使筛箱形成近似圆形轨迹的振动。

圆振动筛工作示意图

这种筛分设备的筛面采用经典的倾斜布置，使卡在筛孔中的物料可以跳出，筛面不易堵，适用于大块、中细分级的物料，例如电磁性材料、重质钙。

YZ系列圆振动筛实物图

2.旋振动筛

主要组成包括防尘盖、进料口、筛网、出料口、上下偏心重锤、振动电机、减震弹簧等。旋振筛通过直立式振动电机产生的激振力，带动上下偏心重锤，让筛箱进行水平、垂直、倾斜三种方式的运动。

旋振动筛结构简图

在实际筛分中，将粒度大小不同、粗细混杂的碎散物料放入进料口，由于筛箱振动，物料层被分散，小颗粒乘机穿过间隙转移到下层筛面，由于小颗粒间隙小，大颗粒无法穿过，从而滞留在上层筛面，实现粗、细颗粒的分离。在生产中常用于将过大颗粒和异物从产品中分离，以及固液分离、悬浮颗粒的细度控制等。在以氧化铝、石英砂为核心材料的陶瓷行业有广泛应用。

旋振动筛工作示意图

3.直线振动筛

直线振动筛的筛面采用水平安装的方式，物料的运动轨迹为水平直线。利用振动电机激振作为动力源，使物料在筛网上被抛起，同时向前作直线运动，物料从给料机均匀地进入筛分机的进料口，通过多层筛网产生数种规格的筛上物、筛下物，分别从各自的出口排出。

直线振动筛工作示意图

直线振动筛能处理包括但不限于干物质颗粒、粉末分离、浆液过滤的物料，物料的运动轨迹不仅仅是向前的抛物线，而且颗粒存在一定的平面圆运动，使得筛分量与筛分精度大大增加。它的结构简单、装置精巧，一人便可完成筛分操作，通过增加密封盖设计，在筛分过程中粉体不易扩散到周围环境中，起到环境保护及减少原料损耗的作用。不仅在陶瓷行业大放异彩，在高分子材料领域例如聚丙烯、聚酰亚胺、氟塑料中也有着不错的表现。

直线振动筛实物图（图源：先锋振动）

（二）摇摆筛

摇摆筛很大程度上模仿并优化了我们日常生活中簸箕的使用，操作者通过调整偏心率、径向与切角，创造水平与抛掷的翻滚运动。根据运动方式的不同可以分为圆形摇摆筛和方形摇摆筛。

1.圆形摇摆筛

物料从中心到外缘均匀分散到整个筛面，以螺旋运动往轴向传播，做平面回旋式运动，过程中接近筛孔尺寸的小颗粒随着扩散便成功分离。常用于干燥、粉状、颗粒状产品的筛分、分级和除尘，特别适用于细、脆、轻等难于筛分的产品，如聚氯乙烯、硅藻土、硫酸钠等。

圆形摇摆筛工作示意图

2.方形摇摆筛

方形摇摆筛启动后，内部的激振器开始产生偏心力，筛箱开始在惯性作用下带动筛面做前后往复的周期性摇动，使物料迅速在筛面上展开，并紧贴筛网向前运动，让小于筛孔径的物料快速透过到下层，完成筛分。

方形摇摆筛工作示意图

在摇摆的过程中，物料能在较小的面积上走过相对长的路程，着网时间相对其他筛分设备要长，因此能有效提高筛分精度和筛分率。对于一些需要追求精细粒度的材料如碳酸钙、纯碱、珍珠岩等是优选设备。

方形摇摆筛实物图（图源：先锋振动）

（三）滚筒筛

滚筒筛与前两类筛分设备最大的区别是不需要振动电机产生激振，而根据滚筒的传动方式不同将其分为有轴滚筒筛和无轴滚筒筛。

1.有轴滚筒筛

滚筒倾斜安装于机架上。电动机经减速机与滚筒装置通过联轴器连接在一起，驱动滚筒装置绕其轴线转动，从而带动筛面上的物料翻滚。

有轴滚筒筛工作原理

物料在滚筒内的翻转、滚动能使卡在筛孔中的物料弹出，有效防止筛孔堵塞，常用于对块状不统一的物料进行分离。

有轴滚筒筛实物图（图源：漳州泓宇）

2.无轴滚筒筛

采用无中心轴结构设计。其传动方式也很多样，具体可分为三种。

（1）链条传动

电机带动链条，链条带动滚筒的齿轮进行传动。

（2）齿轮传动

滚筒前端装有大齿轮，与电机驱动的小齿轮咬合，通过齿轮的扭转力带动滚筒转动。

（3）托辊传动

滚筒放在四个或多个托辊上，通过电机带动托辊转动，在摩擦力的作用下，托辊带动滚筒转动。

与有轴滚筒筛相比，无轴滚筒筛的结构更为简单，制造也更加节省材料，筛分物料的空间更大，同时间内相较于有轴滚筒筛，处理量能提高近20%。在二氧化硅的筛分中，这两种滚筒筛均展现出优的性能。

三、小结

在对粉体进行筛分时，首先应根据粉体含水量多少确定使用湿筛法或干筛法。其次针对不同的方法选择相应的设备，如一般干燥粉体的筛分可以选用任意振动筛、摇摆筛或滚筒筛，但涉及到固液分离作业时，直线振动筛、旋振动筛是更好的选择；当物料轻、脆、细时应选择圆形摇摆筛等。无论如何，追求高效率、低损耗、处理量大的筛分设备及方法是保证粉体产业质量稳步提升的重要一环，若您想了解更多关于粉体生产、加工、运输、包装、应用、监测等工艺中最为先进的粉体设备，敬请关注今年九月的德国纽伦堡粉体工业展览会！

粉体圈：小张

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