غربال

نام انگلیسی: Screen

سایر اسامی: الک، توری

غربال کردن روشی برای جداسازی ذرات است که فقط بر مبنای اندازه انجام می شود. در غربال کردن صنعتی، جامدات روی سطح غربال کننده ریخته، یا به طرف آن پرت می شوند. ذرات ریز از سوراخ های غربال می گذرند و ذرات فوق اندازه یا نخاله نمی گذرند. یک غربال تنها ذرات را به دو قسمت تقسیم می کند. این ها را کسرهای بدون اندازه می گویند، زیرا فقط حد بالایی یا پایینی اندازه ذرات این کسرها معلوم است، و حد دیگر معلوم نیست. در تولید مواد شیمیایی جداسازی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در واقع بیشتر دستگاههای فراوری به جداسازی یک ماده از یک فاز یا ماده ای دیگر اختصاص دارند.

جداسازی ها دو نوعند: تفکیک نوع اول که به عملیات نفوذ معروف است و شامل انتقال مواد بین فازهاست و تفکیک نوع دوم که به جداسازی مکانیکی معروف است و غربال کردن جزء این دسته می باشد.

غربال کردن غربال کردن یا سرند کردن روش جداسازی ذرات بر اساس اندازه آنهاست . در غربال کردن صنعتی، جامدات را روی سطح یک غربال می ریزند. ذرات با دانه ریز، از سوراخ های غربال عبور می کنند و ذرات درشت از سوراخ ها عبور نکرده و باقی می مانند. یک غربال عمل تفکیک را به دو جزء مختلف انجام می دهد. به این اجزاء، اجزای بدون اندازه معین گویند. چون اگرچه حد بالا یا پایین اندازه ذراتی که در آنهاست معلوم می باشد، ولی حد دیگر معلوم نیست . ماده ای که از یک سری غربال با اندازه های مختلف عبور می کند به اجزاء دارای ذرات معلوم تفکیک می شود، یعنی اجزایی که در آنها هم اندازه حداکثر ذره و هم اندازه حداقل آن معلوم است. غربال کردن گاهی به صورت مرطوب انجام می شود ولی اغلب به صورت خشک است. غربال های صنعتی از توری سیمی، پارچه ابریشمی یا پلاستیک، میله های فلزی، صفحات فلزی سوراخدار یا شیاردار یا سیم های با مقطع سه گوش ساخته می شوند. برای این کار از فلزات مختلف استفاده می شود که فولاد و فولاد ضدزنگ از بقیه رایج ترند. اندازه شبکه در الک های(غربال) استاندارد بین ۴۰in تا ۴۰۰in است و غربال توری با منافذ ۱ میکرومتر نیز در بازار موجود است. اما الک های ریزتر از ۱۵۰ mm معمولاً به کار نمی روند، چون برای ذرات بسیار ریز روش های تفکیک دیگر، با صرفه تر است. برای مواد با دانه های درشت از میله های آهنی یا فولادی و یا ریل های آهنی استفاده می شود . با کوچک شدن اندازه مواد اندازه چشمه ها( سوراخ های غربال ) نیز کوچکتر می شود . در عمده موارد از سطوح مشبک استفاده می شود. در سالهای اخیر الیافی مثل پلی اورتان برای ساخت شبکه غربالها مورد استفاده قرار گرفته اند که مقاومت در مقابل ضربه و سایش دارند و از سر و صدا می کاهند.

 به طور کلی از غربال ها بیشتر در صنایع معدنی استفاده می شود . برخی از کاربردهای غربال در زیر آمده است. برای جلوگیری از ورود قطعات درشت تر از حد به دستگاه ها و واحدهای عملیاتی. برای جلوگیری از ورود قطعات کوچکتر از حد به دستگاه ها. این کار برای افزایش ظرفیت و نیز گاهی جهت حفاظت از دستگاه ها صورت می گیرد. برای جلوگیری از ورود قسمت دانه درشت مواد از یک مرحله خردکن به مرحله بعدی خردکن. تهیه محصول با دانه بندی محدود. انواع غربال ها انواع گوناگونی از غربال های صنعتی برای منظورهای مختلف موجود است . در این قسمت به دسته بندی غربال ها و آشنایی با انواع مهم آن ها می پردازیم. در اکثر غربال ها، ذرات بر اثرنیروی جاذبه زمین از یک سری منافذ عبور می کنند و در نتیجه دسته بندی می شوند. در برخی از طراحی ها، ذرات به وسیله برس یا بر اثر نیروی گریز از مرکز به درون الک رانده می شوند. به طور کلی ذرات درشت به راحتی از منافذ بزرگ در یک سطح پایین می روند، اما برای ذرات ریز سطح غربال بایستی نوعی همزن داشته باشد تا همه ذرات بتوانند خود را به سطح غربال برسانند . در صنعت جهت همزدن از روش هایی مثل تکان دادن، دوران دادن یا اتعاش به طریق مکانیکی یا الکتریکی استفاده می شود.

به طورکلی غربال های صنعتی دو نوع کلی دارند:

الف- غربال های ساکن

ب- غربال های متحرک

یکی از مهمترین مشکلات عمده غربال ها مسدود شدن چشمه های غربال ها با دانه های مواد می باشد که این پدیده را کور شدن غربال گویند. به خصوص وقتی با ذراتی به شکل کشیده و میله ای شکل و یا چسبناک سروکار داریم این پدیده بیشتر اتفاق می افتد. برخی راههای مقابله با این پدیده در خلال توضیحات انواع سرندها گفته شد. مثل قرار دادن گلوله هایی در زیر شبکه غربال. نوع سطح مورد استفاده بستگی به نوع بار اولیه و حد جداسازی دارد. برای لایه بندی مناسب روی سطح سرند، ضخامت مواد روی سرند نباید از حدی بیشتر باشد. دقیق ترین جداسازی، با ذرات کروی روی الکهای آزمایشی استاندارد حاصل می شود . اما در مورد ذرات فیبری شکل و سوزنی برخی ذرات به راحتی از سطح سرند عبور می کنند در حالیکه برخی دیگر که با پهلو برخورد می کنند از سطح سرند عبور نخواهند کرد. به طور کلی شرکت های سازنده میزان ایده آل بودن و نحوه توزیع مواد را در منحنی هایی ارائه داده اند و هنگام طراحی و انتخاب غربال می توان از آنها به خوبی برای انتخاب نوع غربال کمک گرفت.

نام انگلیسی: Dynamic Sieve

در این دستگاه ها، همانطور که از نامشان پیداست، بوسیله حرکت سرند عمل غربال کردن صورت می گیرد. در ادامه برخی از این غربال ها توضیح داده می شوند.

نام انگلیسی: Vibrating Screen

این نوع سرند به سرند رفت و برگشتی reciprocating نیز معروف می باشد. در یک طرف این نوع سرند یک وسیله مکانیکی قرار دارد که با ایجاد ارتعاش باعث انتقال و غربال شدن خوراک ورودی می شود. این سرند شامل یک صفحه می شود که با شیب ملایمی از یک طرف به ارتعاش کننده متصل است. هرچه ارتعاش سریعتر و دامنه کوچکتر باشد غربال کمتر کور می شود. کاربرد این غربال در صنعت بسیارگسترده است و در ظرفیت های کم و نیز ظرفیت های زیاد بسیار خوب عمل می کند.

به علت بازده بالای عملیات غربال کردن به طریقه ارتعاشی امروزه طراحی های متنوعی در این زمینه صورت گرفته است. بعنوان مثال روی غربال گریزلی  موتور ارتعاشی گذاشته اند تا عملیات غربال کردن سریعتر و بهتر صورت گیرد. در روش تر مواد جامد به همراه مایع از بالا وارد یک ظرف استوانه ای می شوند . از پایین ظرف یک موتور، عمل ارتعاش را انجام می دهد. مواد جامدریز به همراه مایع از شبکه غربال که پایین خروجی جامد قرار دارد عبور می کنند و از کف ظرف خارج می شوند. مواد جامد درشت دانه از بالای شبکه غربال و از خروجی مربوطه خارج می گردند.

در این نوع غربال برای جلوگیری از کور شدن چشمه ها از یک سری گلوله که در زیر شبکه سرند قرار می گیرند و به تناوب به چشمه ها ضربه وارد می کنند، استفاده می شود. در این نوع غربال محدوده جدایش ذرات بین ۱۰ mm تا ۲۵۰ mm می باشد.

نام انگلیسی: Trommel screen

این سرند از غربال ای متداول می باشد و برای جداسازی مواد در محدوده ۶ mm تا ۵۵ mm استفاده می شود. روش جداسازی هم به طور تر و هم خشک امکان پذیر می باشد. Trommel در زبان آلمانی به معنای گردان می باشد. این غربال یک استوانه با جداره مشبک شیبدار می باشد. از یک طرف مواد ورودی وارد و از طرف دیگر دانه های درشت خارج می شوند و دانه های ریز از جداره غربال بیرون می روند. از مزایای این غربال ساده بودن، با دوام بودن و قابلیت بار زیاد می باشد و عیب مهم این دستگاه گیر کردن مواد در چشمه ها و سوراخ ها می باشد.

نام انگلیسی: Rotating Screen

در این غربال می توان چند شبکه غربال را به طور طبقاتی روی هم قرار داد . شبکه غربال در یک محفظه قرار دارد و انعطاف پذیر می باشد تا بتواند مانند نقاله حول یک محور دوران کند. شیب این سرند بین ۱۶ تا۳۰ می باشد. مواد از یک طرف روی غربال می ریزد و مواد دانه درشت از طرف دیگر خارج می شود و مواد ریزتر از شبکه غربال عبور می کند و از آن سوی شبکه خارج می شوند. شکل عمومی این دستگاه شبیه غربال ارتعاشی است و تنها تفاوت آن با سرند ارتعاشی وجود میل لنگ و محور به جای موتور ارتعاشی می باشد . کاربرد این غربال در صنعت زیاد نمی باشد. نوع خاصی از این غربال برای عملیات غربال کردن به روش تر استفاده می شود. در این حالت ابتدا مواد دوغابی را وارد یک محفظه می کنند. سوی دیگر محفظه یک غربال دورانی وجود دارد که از یک طرف به دوغاب و از طرف دیگر به خارج منتهی می شود. با گردش غربال مواد جامد روی شبکه قرار می گیرند. در این حالت مواد دانه درشت از شبکه عبور نمی کند و به خارج هدایت می شود. اما مایعات به همراه مواد ریزاز شبکه عبور کرده و از سوی دیگر خارج می گردند. دقت شود که این نوع غربال تنها برای مواد دانه درشت استفاده می شود و در غیر این صورت اگر مواد دانه ریز باشند باید از فیلتر استفاده نمود.

نام انگلیسی: Constant Sieve

در این نوع سرند، خود سرند ساکن است ولی با استفاده از یک شیب مناسب یا در اثر نیروی کمکی مثل حرکت خود مواد روی سرند، مواد منتقل می شوند. انواع زیر در این دسته طبقه بندی می شوند:

نام انگلیسی: Grizzly Sieve

این غربال یکی از مهمترین غربالهای مورد استفاده در صنعت می باشد. غربال گریزلی از یک سری میله های فلزیِ موازی تشکیل شده است که درون یک قاب ساکن مایل قرار دارند. مواد با دانه بندی های مختلف پس از عبور از یک سری غربال گریزلی به ترتیب دسته بندی می شوند. شیبِ مسیر مواد معمولاً موازی با طول میله ها است. خوراک با دانه های درشت مثل خوراک یک خردکنِ اولیه روی انتهای فوقانی شبکه قرار می گیرد. قطعات درشت غلتیده و از محل تخلیه مواد درشت دانه خارج می شوند، قطعات کوچک از یک جمع کننده پایین می روند. هرچه شیب زیادتر باشد ظرفیت بالا می رود اما فرصت جداسازی کم می شود. امروزه به علت سادگی و قیمت پایین از این نوع غربال با طراحی های متنوع استفاده می شود. این غربال می تواند لرزش نیز داشته باشد که در بخش غربال های متحرک بیشتر توضیح داده می شود. جنس میله ها معمولاً فولاد منگنز دار می باشد که مقاوم در مقابل سایندگی است در نظر می گیرند . از این سرند برای جداسازی های ابعاد بزرگ مواد ورودی به دستگاه ها استفاده می شود. ابعاد مدار حدود ۲۰۰ mm تا mm300 می باشد و ظرفیت می تواند ۱۰۰۰ ton/m2.hr باشد.

نام انگلیسی: Slope Constant Sieve

در صنعت از این سرند بیشتر برای طبقه بندی مواد به طریقه تر مورد استفاده می شود. حد پایین ذرات تا ۵۰ میکرومتر می تواند باشد. سطح مقطع این سرند به شکل شیبدار یا قوسی شکل بوده و شبکه ای شکل می باشد که حجمی حدود ۱۸۰ m3/m2.hr را می تواند از خود عبور دهد.