تلعب شكلية الشاشات وترتيبها دوراً كبيراً في دقة فرز المواد. أظهرت دراسة نُشرت السنة الماضية حول مناولة المواد السائبة أنه عندما تكون منصات الغربلة مائلة بزاوية ما بين 15 إلى 25 درجة، يعمل الجاذبية بشكل أفضل دون التضحية بالوقت الذي تحتاجه الجسيمات للهبوط بشكل صحيح. ويعد اختيار قياس الشبكة (Mesh Size) أمراً في غاية الأهمية أيضاً. إذا كانت الثقوب صغيرة جداً، فإنها تميل إلى الانسداد بفعل الجسيمات الدقيقة. وإذا كانت كبيرة جداً، فإن عملية الغربلة تسمح بمرور الكثير من الجسيمات ذات الأحجام الصغيرة. ولذلك، يوفر معظم مصنعي المعدات المتقدمة حالياً أنظمة منصات قابلة للتغيير. وهذا يسمح للمشغلين بتغيير أنواع الشبكات بسرعة حسب نوع المادة التي يتم معالجتها. تشير الاختبارات الميدانية إلى أن هذه الإعدادات المرنة يمكن أن تزيد الإنتاجية بنسبة تتراوح بين 25 إلى 30% مقارنة بالنماذج التقليدية ذات الشاشات الثابتة في ظروف العمل الواقعية.
النوع من الحركة المستخدمة يلعب دورًا كبيرًا في كيفية فصل المواد على معدات الغربلة. تعمل الشاشات الاهتزازية الخطية بشكل جيد جدًا في إزالة الجسيمات الكبيرة لأن المادة تتحرك في خط مستقيم عبرها. من ناحية أخرى، تخلق الحركة الدائرية تأثير دوران ينشر المادة بشكل مختلف، وهو أمر ممتاز عندما تكون هناك حاجة إلى مراحل متعددة من الفصل. بعض التقنيات الأحدث تدمج بين هذه الأساليب، مثل تلك الشاشات التي تستخدم حركة بيضوية والتي بدأنا نراها مؤخرًا. تصل هذه الأنظمة الهجينة إلى دقة تصل إلى 98٪ في فصل الفحم خلال اختبارات أجرتها شركات معالجة المعادن في العام الماضي. أرقام مثيرة للإعجاب بالنظر إلى طبيعة العمل.
ثلاثة أنظمة فرعية تحدد الأداء:
كما ورد في مراجعة تقنيات الفرز لعام 2024 , يسمح التزامن الصحيح للمكونات بتحقيق سعات تجاوز 3000 طن في الساعة في تطبيقات التعدين مع الحفاظ على كفاءة فرز تبلغ 85% أو أكثر.
تعمل الشاشات الاهتزازية التي تُضبط بزاوية تتراوح بين 15 درجة و30 درجة بشكل أفضل لأن الجاذبية تساعد في تحريك المواد على سطح الشاشة. في الواقع، يقلل هذا النوع من الإعداد مشاكل انسداد الجسيمات الصغيرة (وهو ما يُعرف باسم التعمي) ويستطيع التعامل مع أحجام كبيرة أيضًا - فبعض الأنظمة تعالج حوالي 3000 طن كل ساعة عند التعامل مع مواد البناء. وبسبب الميل، تميل الجسيمات الأصغر إلى المرور عبر الفتحات أسرع مما لو كانت على شاشات مسطحة. ولذلك يفضّل كثير من العمليات في محطات معالجة الفحم ومرافق معالجة المعادن هذا التصميم. سيُخبرك معظم المصنّعين بأنه عندما يكون السرعة أكثر أهمية من التقاط كل جسيم صغير، فإن هذه الشاشات الاهتزازية المائلة منطقية من حيث الإنتاجية وكفاءة التشغيل.
تعمل الشاشات الاهتزازية الخطية باستخدام محركين يدوران في اتجاهين متعاكسين، مما يخلق حركة ذهاب وإياب توزع المواد بشكل متساوٍ على طول سطح الشاشة. عادةً ما تعمل هذه الآلات بمدى اهتزاز أفقي يتراوح بين 4 إلى 6 ملليمترات، مما يسمح لها بفصل الجسيمات الصغيرة حتى 50 ميكرون. تجعل هذه القدرة منها أداة لا غنى عنها في العمليات مثل تصنيع المواد الكيميائية وإنتاج ملح الطعام حيث تكون النقاء مهمًا للغاية. بالمقارنة مع الشاشات المائلة التقليدية، فإن هذه النماذج ذات الأسطح المستوية تحافظ على بقاء القطع الأكبر لفترة أطول دون أن تقفز بعيدًا لأنها موضوعة بشكل أفقي. ونتيجة لذلك، يشير المصنعون إلى دقة تصل إلى 95 بالمئة عند فرز المساحيق الصيدلانية، وهي نسبة ذات أهمية كبيرة في الصناعات التي يمكن أن تسبب الشوائب الصغيرة فيها مشكلات كبيرة لاحقًا.
تعمل الشاشات الاهتزازية الدائرية من خلال الجمع بين الحركة الرأسية والأفقية لإنتاج تأثير الاهتزاز الإهليلجي ثلاثي الأبعاد المميز. يساعد هذا في فصل الخامات الثقيلة مثل خام الحديد والنحاس قبل مرورها عبر تلك الألواح البولي يوريثينية القوية. يمكن للنماذج الأكثر متانة تحمل قوة تصل إلى حوالي 10 Gs عند استخدامها في عمليات التكسير الأولية، وبعض المصانع تشير إلى معالجة ما يصل إلى 1,800 طن في الساعة من مادة البوكسيت النحاسي. أما بالنسبة للنماذج الإهليلجية، فيمكن للمُشغلين تعديل شدة الاهتزاز بين حوالي 2 إلى 8 ملليمترات. مما يجعل هذه الشاشات مناسبة بشكل خاص لمعالجة المواد اللزجة مثل خام النيكل اللايسيتي، والتي تميل إلى التسبب في مشاكل انسداد في أنظمة الغربلة الأخرى.
| مميز | الشاشات الدائرية | الشاشات الخطية | الشاشات المائلة |
|---|---|---|---|
| نوع الحركة | إهليلجي 3D | خطي أفقي | دائري مائل |
| السعة القصوى | 1,800 طن/ساعة | 800 طن/ساعة | 3000 طن في الساعة |
| الحجم الأدنى للجسيمات | 150 ميكرون | 50 ميكرون | 500 ميكرون |
| الصناعات الرئيسية | التعدين، التحجير | الصناعات الكيماوية، إعادة التدوير | الركام، الفحم |
تسيطر الشاشات الدوارة على معالجة الخامات الثقيلة، بينما تتصدر النماذج الخطية الفرز الدقيق للغاية، وتظل الشاشات المائلة الخيار الأمثل للفرز الجملة السريع بتكلفة فعالة.
تتطلب العمليات الصناعية بشكل متزايد شاشة اهتزازية تهيئةً مخصصةً وفقًا لخصائص المواد والأهداف الإنتاجية. فيما يلي أربع تصميمات متخصصة وتطبيقات محددة لكل قطاع:
بفضل تصميمها الذي يتضمن 5 إلى 7 طبقات مائلة تدريجيًا، تحقق شاشات الموز زيادة تصل إلى 30% في سعة المعالجة مقارنة بالشاشات المائلة القياسية (بونمون 2022). ويعزز شكلها المنحني عملية توزيع المواد بسرعة، مما يجعلها مثالية للفصل السريع من الخشن إلى الدقيق في معالجة خامات النحاس والحديد.
باستخدام ألواح غربال من البولي يوريثين، تستعيد شاشات التصفيح 95% من مياه العملية في غسيل الرمال وتقلل رطوبة المخلفات من 28% إلى 12%، مما يتيح نقلها بتكاليف أقل (مراجعة التعدين العالمية 2023). والنتيجة هي مواد خام خالية من التنقيط ومناسبة للاستخدام الفوري أو البيع.
تم تجهيز الشاشات ذات المدرجات المصنوعة من الفولاذ المنغنيزي لمعالجة معدلات تغذية تتراوح بين 500–800 طن في الساعة في التكسير الأولي في المحاجر. تزيل قضبان فتحاتها التي تتراوح بين 75–150 مم الصخور ذات الأحجام الكبيرة قبل المعالجة الثانوية، مما يقلل من اهتراء الكسارة بنسبة 40% في عمليات الجرانيت والبازلت.
| التطبيق | نوع الشاشة | نطاق حجم الجسيمات | زيادة الكفاءة |
|---|---|---|---|
| المساحيق الصيدلانية | الدوار | 20–500 ميكرومتر | نقاء 99.8% |
| الغرامات الفحمية | عالية التردد | 0.5–6 مم | انخفاض الغبار بنسبة 25% |
تعمل الشاشات عالية التردد بسرعة 3600 دورة في الدقيقة لمنع الانسداد أثناء فصل الفحم الدقيق، بينما تحقق الشاشات الاهتزازية الدورانية دقة فرز شبه مثالية لحبوب الأدوية من خلال الحركة ثلاثية الأبعاد.
في قطاع التعدين، تعالج الشاشات الاهتزازية ما بين 500 إلى 4000 طن/ساعة من المواد الم abrasive مثل خام الحديد والجرانيت، وتحقق كفاءة فرز تصل إلى 95–98% حتى مع أحجام تغذية تتجاوز 200 مم. تُحافظ النماذج الدوائية الثقيلة ذات الطبقات البولي يوريثينية والمحركات المقاومة للغبار على 0.5% من التوقف عن العمل تحت الظروف المثلى، وذلك بفضل الاهتزازات التي تصل إلى 8–10 G-force.
تستخدم منشآت إعادة التدوير في المدن شاشات خطية قابلة للتعديل (بزاوية 15°–30°، وسرعة 750–1500 دورة/دقيقة) لإدارة مدخلات متنوعة - من الحطام الناتج عن البناء إلى النفايات الإلكترونية. وقد ساعد الجمع بين الشاشات متعددة الطبقات (3–5 طبقات) ونظام مراقبة التغذية المدعوم بالذكاء الاصطناعي في تقليل معدلات التلوث بنسبة 40% في التركيبات الحديثة.
تنتج الغربال الاهتزازية الدوارة ذات فتحات 5–8 مم تربةً مُخصَّبة تتماشى مع معايير وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) من خلال فصل التكتلات وتقليل الرطوبة بنسبة 85% في تمريرة واحدة. وفي مصانع طاقة الكتلة الحيوية، تعالج الغربال الخطية المقاومة للتآكل 50 طن/ساعة من رقائق الخشب مع نسبة بقاء أقل من 3% للأحجام الأكبر.
رفع محجر البازلت الإنتاج بنسبة 22% بعد استبدال الغربال الأفقية بمقابل مائل بزاوية 25° مزودة بسجادات تبديلية. وقد قللت هذه الترقية من الانسداد بنسبة 68% وسمحت بمعالجة مستمرة بقدرة 1200 طن/ساعة، لتلبية المواصفات الصارمة بحجم 19.5 مم الخاصة ببناء الطرق السريعة.
تأتي المعدات الحديثة مزودة بأجهزة استشعار إنترنت الأشياء (IoT) وقدرات تعلّم آلي تراقب باستمرار أشياء مثل أنماط الاهتزاز، ودرجة حرارة المحامل، وحالة حمل المحرك لحظة بلحظة. الجزء الذكي حقًا؟ يمكن لهذه أنظمة المراقبة اكتشاف المشكلات المحتملة قبل حدوثها بفترة تتراوح بين 8 إلى 12 ساعة. وبحسب تقرير سوق الشاشات الاهتزازية في أمريكا الشمالية لعام 2025، قلّص هذا النظام التحذيري من توقفات العمل غير المتوقعة في المناجم بنسبة تصل إلى 35%. رقم مثير للإعجاب حقًا إذا توقفنا للتفكير فيه. وهناك المزيد أيضًا. لا تكتفِ منصات الذكاء الاصطناعي بمراقبة المشكلات فحسب، بل تقوم أيضًا بتعديل شدة الاهتزاز تلقائيًا وفقًا لنوع المادة التي يتم معالجتها. وهذا يعني توفيرًا أكبر في الطاقة مع الحفاظ في الوقت نفسه على الدقة الكافية لأداء المهام الصناعية المهمة.
في الآونة الأخيرة، بدأت المزيد من مصانع تحضير الفحم باستخدام تلك الشاشات ذات التردد العالي المزودة بمحركات اهتزاز مزدوجة اللبنة، لأنها تعمل بشكل أفضل في معالجة المواد الأصغر من 6 مم. أما بالنسبة لعمليات الوقود الحيوي، فإن الناس يميلون إلى استخدام أنظمة الغربلة الخطية الوحدية نظرًا لقدرتها العالية على التعامل مع تلك المواد العضوية اللزجة دون انسداد كبير. وبحسب التقارير الصناعية الأخيرة، فقد شهدت كلتا الصناعتين زيادة بنسبة 40 بالمئة في ترقية معدات الغربلة في العام الماضي وحده. والهدف الرئيسي هنا هو بالطبع تقليل استهلاك الطاقة، وهو أمر منطقي للغاية بالنظر إلى ارتفاع تكلفة الكهرباء في الآونة الأخيرة.
تشمل المكونات الرئيسية الأسطح الغربالية ومحركات الاهتزاز والدعامات العازلة، والتي تحسن الأداء من خلال تمكين التصنيف المتسلسل وتقليل انتقال الاهتزازات.
تستخدم الشاشات الخطية الحركة الأفقية للفصل الدقيق، بينما تستخدم الشاشات الدائرية حركة ثلاثية الأبعاد بيضوية الشكل، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التعدينية ذات الأحمال الثقيلة.
تُحسّن الشاشات الموزية، التي تتميز بتصميمها متعدد الطبقات، كفاءة الغربلة من خلال تسريع توزيع المواد، وهي مثالية للفصل من الخشن إلى الدقيق في معالجة خامات النحاس وال желез.
تشمل الشاشات الحديثة أجهزة استشعار إنترنت الأشياء والتعلم الآلي للصيانة التنبؤية، مما يقلل وقت التوقف بنسبة 35٪ ويطور شدة الاهتزاز لتوفير الطاقة.
EN
