在半导体级高纯石英砂的生产过程中，筛分是对成品品质把关的关键环节。然而，传统筛分设备依赖人工巡检、手动清网和经验调参的模式，长期面临三个难题：一是生产线需专人值守，人力成本持续攀升；二是设备运行状态难以实时掌握，突发堵网或故障往往导致非计划停机；三是多批次生产时工艺参数一致性难以保证，影响产品质量稳定性。

在人工成本上升与智能制造转型的双重驱动下，越来越多的石英砂加工企业开始寻求筛分工序的自动化与智能化升级。新乡市高服机械股份有限公司（简称“高服机械”）推出的S49-AC系列超声波振动筛，在解决超细粉体堵网难题的基础上，进一步开放了PLC接入接口与智能控制系统，为半导体石英砂筛分工序实现无人化值守提供了技术基础。

一、产品介绍

高服S49-AC超声波振动筛是在传统三次元旋振筛基础上，集成高频超声波技术与智能控制系统的新型筛分设备。设备由筛机体、振动电机、超声波发生器、超声波换能器、软接触网架、筛网以及PLC通信模块等部件构成。

该产品在硬件层面解决了石英砂筛分的两大基础问题——堵网与金属污染；在控制层面，设备支持接入工厂上位机系统，实现运行状态远程监测、参数集中调控与故障自动预警。配合自动化上下料系统，筛分工序可实现无人化或少人化值守。

作为高服机械在半导体材料筛分领域的成熟产品，S49-AC超声波振动筛已应用于多家高纯石英砂生产企业的智能化产线中，支持7×24小时连续运行。

二、工作原理

高服S49-AC超声波振动筛的工作原理可分为筛分执行层面与智能控制层面两个维度。

（一）筛分执行层面：双重振动协同

设备采用“宏观机械振动+微观超声振动”双重筛分体系：

第一步：能量转换

超声波发生器将220V、50Hz的工频电能转化为18KHz—40KHz的高频电信号，经换能器转换为同频率的高频机械振动，经由共振环均匀传导至整个筛网表面，使筛网产生每秒数万次的微幅高频振动。

第二步：双重振动协同

宏观旋振：振动电机驱动筛体做三维旋振运动，推动石英砂颗粒在筛面上以螺旋线轨迹均匀铺展并向前运动，实现基础分级与输送。

微观超声振动：高频微振使石英砂颗粒处于“微悬浮”状态，有效打破颗粒间的范德华力与静电吸附力，避免团聚与筛网粘附。

第三步：动态自清洁

高频超声振动持续作用于筛网，强制清除嵌顿在网孔中的临界颗粒，确保网孔保持通畅。这一过程在线进行，无需停机干预。

（二）智能控制层面：PLC接入与远程管控

高服S49-AC超声波振动筛配备智能控制系统，支持以下控制功能：

1. PLC/DCS系统接入

设备预留标准通信接口，可接入工厂现有的PLC或DCS集散控制系统。操作人员可在中控室完成设备启停、运行参数调整等操作，无需亲临现场。

2. 运行状态实时监测

系统内置传感器，可实时监测以下参数：

振动频率与振幅

超声波发生器输出功率与频率

电机电流与温度

设备运行时长

数据可实时上传至上位机系统，并在电子看板上集中显示。

3. 故障自动预警

当设备运行参数超出设定阈值（如超声波输出异常、电机过载、筛网破损导致电流异常波动）时，系统自动发出预警信号，并通过PLC系统通知中控人员。部分常见故障可实现自动处置。

4. 工艺参数存储与一键调用

系统支持多组工艺参数存储，针对不同粒径规格的石英砂（如70-140目、140-200目、200-300目），操作人员可一键调用对应配方参数，实现快速换产。

5. 远程运维支持

设备支持物联网接入，经授权后，高服机械技术人员可远程进行设备诊断与参数优化，降低现场维护频次。

三、核心优势

优势维度 具体说明

无人化值守能力 设备支持PLC系统接入与远程集中控制，配合自动化上下料系统，筛分工序可实现无人值守运行，降低人工成本。

运行状态实时可视 振动频率、超声波输出、电机电流等关键参数可实时上传至上位机系统，中控室可随时掌握设备运行状态。

故障自动预警 设备运行异常时系统自动预警，可通过PLC系统通知中控人员，减少非计划停机时间。

减少现场人工操作 设备启停、参数调整均可在中控室完成，操作人员无需频繁进入筛分车间，减少粉尘环境暴露。

工艺参数一键调用 针对不同粒径规格的石英砂，系统支持多组工艺参数存储与一键调用，换产调试时间缩短。

不停机连续运行 超声波持续清网使筛网通透率保持较高水平，配合PLC控制的连续供料与排料，生产线可实现7×24小时连续运行。

避免金属污染 接触物料部分采用304或316L不锈钢，精密抛光处理。摒弃橡胶球清网结构，从源头规避橡胶磨损产生的粉尘污染。

四、筛分目的

在半导体石英砂生产流程中，使用配备PLC控制系统的高服超声波振动筛主要实现以下目的：

筛分目的 具体说明

无人化值守 通过PLC系统接入与远程集中控制，减少筛分工序对现场操作人员的依赖，实现自动化连续生产。

运行状态透明化 实时监测设备运行参数，及时发现异常工况，降低突发故障导致的停机风险。

窄粒度分布控制 对石英砂粉末按粒度进行精准分级，满足半导体坩埚用石英砂70-300目的窄粒度分布要求。

除杂净化 去除石英砂中混入的大颗粒杂质、异物及团聚体，保障成品纯度。

数据采集与追溯 采集设备运行数据与生产数据，为工艺优化和设备维护提供依据。

五、应用场景

半导体石英砂行业

电子级高纯石英砂的自动化精细分级产线（70-300目集中分布要求）

石英砂提纯工厂的智能化改造升级

单晶硅坩埚用石英砂、石英玻璃原料的连续筛分处理

需要实现筛分工序少人化/无人化运行的生产场景

新能源锂电行业

负极材料（天然石墨、人造石墨、硅碳负极）的自动化分级产线

正极材料（磷酸铁锂、三元材料）的连续除杂处理

金属粉末行业

3D打印用金属粉末的自动化筛分分级

粉末冶金用粉体的连续化生产

其他精细粉体行业

碳化硅、电磁粉、激光粉等高纯粉体

食品、医药行业符合GMP规范的自动化筛分产线

六、技术参数

参数项 典型值/范围

型号 S49-AC系列（智能控制配置）

筛网目数 25目—600目

超声波频率 18KHz—40KHz

控制系统 支持PLC/DCS接入

通信接口 标准工业通信协议

监测参数 振动频率/振幅/电机电流/超声波输出/设备温度

电源 220V，50Hz

材质 SUS304 / SUS316L（接触物料部分）

层数 1—4层

筛面直径 600mm—2000mm

注：以上参数为标准机型参考值，高服机械可根据客户智能化产线需求提供定制化通信方案。

七、公司简介

新乡市高服机械股份有限公司始创于上世纪八十年代，总部位于“振动之都”——河南新乡，是振动筛分行业的头部企业。

资质与荣誉

公司先后获得以下资质：

国家专精特新“小巨人”企业

国家绿色工厂

国家知识产权优势企业

振动协会会长单位

**“高服”商标被认定为“中国驰名商标”

研发实力

公司累计申请专利500余项，参与起草制定了4项国家标准，并挂牌“河南省工业设计中心”和“河南省智能在线筛分系统工程技术研究中心”。2024年，公司研发投入超800万元，用于提升产品的智能化、网络化、数据化服务能力。

智能化转型

近年来，高服机械持续推动产品智能化升级，从单一设备制造商向智能筛分系统解决方案提供商转型。公司研发的智能精细筛分系统可实现筛分、输送、称量、包装等多环节的自动化联动控制，已在食品、医药、新能源等行业实现应用。

全球市场

高服机械产品涵盖振动筛分设备、输送设备、过滤设备等，广泛应用于食品、制药、化工、冶金、建材、矿山、热电、环保、新能源等行业。产品远销100多个国家和地区，服务全球客户超过10000家，是宁德时代、国轩高科、中石油、中石化、中国建材、中国航天等众多知名企业的合作伙伴。

行业地位

2024年，国际权威咨询机构弗若斯特沙利文（Frost & Sullivan）确认：高服机械2023年振动筛全球销量第一。

服务支持

高服机械根据客户的具体物料特性、筛分要求及现场工况，推荐和定制合适的筛分解决方案。针对智能化产线需求，可提供PLC接入方案定制、通信协议适配、上位机系统对接等技术服务。欢迎广大客户来电咨询或来料试验，我们将为您提供专业的技术支持与服务。

新乡市高服机械股份有限公司

地址：河南省新乡市

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