Циклоны для очистки воздуха от пыли

Электрическая очистка воздуха: принцип работы

Зарядка частиц

ударной зарядкидиффузионной зарядкиПроцессы зарядки

• способность частицы к зарядке (скорость зарядки и предельный заряд, больше которого частица зарядиться не может);
• время, отпущенное на процесс зарядки;
• электрические параметры области, в которой находится частица (напряженность электрического поля, концентрация и подвижность ионов)

Дрейф и осаждение частиц

• электростатических сил притяжения, обусловленных наличием заряда на частице;
• молекулярных сил;
• сил, обусловленных капиллярными эффектами (в случае присутствия достаточного количества жидкости и способности частицы и электрода к смачиванию).

• производство положительных ионов для зарядки частиц;
• обеспечение электрического поля для направленного дрейфа ионов (необходимого для зарядки частиц) и для направленного дрейфа заряженных частиц к осадительному электроду (необходимого для осаждения частиц).

• высокая количественная концентрация частиц загрязнений; приводит к дефициту ионов (большая их часть осаждается на частицах), в результате чего снижается интенсивность коронирования, вплоть до прекращения (явление носит название запирание короны), ухудшению параметров электрического поля в промежутке ; это приводит к падению эффективности процесса зарядки;
• накопление слоя пыли на осадительном электроде:
  • если слой обладает высоким электрическим сопротивлением, то в нем накапливается электрический заряд того же знака, что и заряд дрейфующих частиц (и полярность коронирующего электрода), в результате чего:
    • снижается интенсивность коронного разряда (из-за деформации электрического поля в промежутке), что негативно отражается на процессе зарядки частиц и процессе дрейфа частиц к осадительному электроду;
    • заряженный слой оказывает отталкивающее действие на осаждающуюся частицу , имеющую заряд того же знака, что негативно отражается на процессе осаждения;
• электрический ветер (возникновение воздушного потока в направлении от коронирующего электрода в сторону осадительного электрода) в некоторых случаях может оказывать заметное влияние на траекторию движения частиц, особенно мелких.

Циклон из дорожного конуса

Простым и быстрым способом соорудить циклон на пылесос непосредственно своими руками – это сделать его из дорожного конуса.

Что необходимо для работы?

Раз изготовление циклона будет проводиться собственными руками, нужно подготовить необходимые инструменты и расходные материалы. А значит готовим:

• Дорожный конус;
• Трубы пластиковые (примерно 40 мм)
• Угол на 45 градусов;
• Фанера;
• Кусочки ЛДСП;
• Клеевой пистолет и стержни;
• Емкость с крышкой, можно из-под краски.

Приступим к изготовлению

Для начала берем фанеру, чтобы из нее сделать крышку закрывающую конус. Выпиливаем круг нужного диаметра, и в нем вырезаем два отверстия. Одно будет по середине, второе параллельно у края, как на рисунке 6.

Круг из фанеры с отверстиями для входа и выхода воздуха

Далее необходимо вставить трубку расширением вверх в центр круга как показано на рисунке 7. Стык между изделием и трубкой, проклеиваем.

Труба вставленная в одно из отверстий

Во второе отверстие также необходимо вставить трубу, но на нее сверху надевается угол 45 градусов. Именно продвигаясь по нему воздух будет закручиваться в вихрь. Угол располагается внутри конуса.

Расположение угла для правильной циркуляции воздуха в циклоне

После труба проклеивается как и в случае с первой. Крышка готова. Далее она вклеивается в конус.

Кончик конуса необходимо отрезать. После, он вставляется в крышку ведра по центру в заранее подготовленное отверстие. Место крепления проклеивается. С внутренней стороны крышку необходимо усилить кусочками ЛДСП. После они между собой стягиваются саморезами.

В итоге получается изделие как на рисунке 9.

Готовое изделие

Что такое циклон для пылесоса

Пылесборник или емкость для сбора пыли и грязи — это важная часть любого пылесоса. Они бывают нескольких видов: мешок из ткани или бумаги (одноразовые или многоразовые), аквафильтр или циклон. Последний чаще всего устанавливают в моделях, предназначенных для сухой чистки.

Циклонный фильтр для пылесоса представляет собой воздухоочиститель. Система фильтрует воздух при помощи инерции или центробежной силы. Его принцип работы несложен:

1. Воздух всасывает внутрь.
2. Циклон образует спиралевидный воздушный вихрь.
3. Под действием центробежной силы вся грязь и мусор сперва вдавливаются в стенки, а после оседают в виде осадка на фильтре. В среднем циклон очищает воздух на 97%.

Важно! В подобных пылесосах действует не один фильтр. Сперва поток воздуха проходит через первичную очистку (пластиковую сетку), после циклона – через систему НЕРА (фильтр высокоэффективной очистки, который задерживает мельчайшие пылинки и аллергены).. Благодаря высокой эффективности пылесосы с циклонным фильтром используются в разных областях: дома, на строительстве, при заправке картриджей, в лесоперерабатывающих и красочных цехах и т

д. Циклон применяется везде, где необходимо быстро и тщательно убрать мелкую пыль и нет возможности часто менять мешки или воду из аквафильтра

Благодаря высокой эффективности пылесосы с циклонным фильтром используются в разных областях: дома, на строительстве, при заправке картриджей, в лесоперерабатывающих и красочных цехах и т. д. Циклон применяется везде, где необходимо быстро и тщательно убрать мелкую пыль и нет возможности часто менять мешки или воду из аквафильтра.

Достоинства и недостатки

К преимуществам циклонных фильтров относятся:

1. Увеличенное время работы: техника может работать намного дольше благодаря многоступенчатой очистке.
2. Экономичность: не нужно покупать мешки или стирать их, достаточно регулярно промывать емкость.
3. Гигиеничность: не приходится контактировать с грязью.
4. Удобное обслуживание: емкость легко и быстро вынимается, чистится и вставляется обратно. Сам контейнер выполнен из прочного пластика, который не ломается от попадания внутрь постороннего предмета. Чаще всего он прозрачный, что позволяет следить за заполняемостью.
5. Компактность: циклоны небольшие по размерам и удобно расположены в пылесосе.

Важно! Емкость не нужно каждый раз мыть с водой – достаточно вытряхнуть пыль.

У пылесосов есть и недостатки:

1. При засорении мощность всасывания и самого циклона быстро снижается, из-за чего увеличивается время уборки.
2. Циклон пропускает самые мелкие частицы пыли и аллергены. Однако их задерживает НЕРА-фильтр.
3. Обычно модели отличаются повешенным уровнем шума. Если же в пылесборник попадет посторонний предмет, он легко создаст дополнительный шум.

Конструкция бытового циклона

Универсальных циклонов для выполнения различных очистных операций нет. Например, стружкоотсос должен иметь повышенную прочность стенок трубы, что предотвратит преждевременный износ

Относительно циклона, предназначенного для сбора и удаления опилок, важно предусматривать минимальные потери во всасывающих воздуховодах

Предусматривая циклон для целей очистки воздуха от цементной пыли, возникающей в строительных работах, особое внимание уделяют конструкции фильтров

Принцип работы циклонного пылеуловителя

В бытовых условиях наиболее универсальными считаются циклоны, очищающие воздух от крупнодисперсной пыли. Изменяя конструкцию фильтров, такие аппараты можно сделать для целей пылеудаления, в качестве стружкоотсоса, для очистки воздуха от опилок в деревообрабатывающей мастерской (например, у действующей пилорамы).

Составными частями такого агрегата являются:

• корпус – включает в себя коническую и цилиндрическую части, причём преимущественное влияние на качество процесса оказывает форма именно конической части;
• патрубок – один или несколько, куда поступает исходный загрязнённый воздух;
• выхлопная труба, предназначенная для отвода очищенного от пыли воздуха;
• входной фильтр (или их система) в качестве стружкоотсоса;
• приёмное ведро;
• приводной электродвигатель;
• вентилятор.

Устройство циклонного пылеуловителя

Все перечисленные детали/узлы можно приобрести, либо сделать своими руками.

Результат работы циклона

Выбор электродвигателя

Поскольку самодельный циклон устанавливается в мастерской, то главным параметром двигателя является его мощность и количество оборотов ротора. При наличии вентилятора мощность двигателя особого значения не имеет, поскольку частицы пыли всё равно в работающий станок, пилораму и т.п. попадать не будут. Тем не менее, мощность и диаметр улитки циклона должны быть взаимоувязаны между собой. При диаметре колеса улитки до 300…350 мм вполне подойдёт высокооборотистый (обязательно!) двигатель  до 1,5 кВт. При меньших диаметрах мощность может быть ниже, однако снизится и производительность очистки. Поэтому при наличии в мастерской металлообрабатывающего станка принимают двигатель от 1 кВт.

Мощность электродвигателя существенно увеличивается, если планируется обустроить своими руками самодельное устройство за пределами помещения. Свободного места прибавится, но эффективность очистки снизится, в основном, из-за потерь в воздуховодах. Также стоит отметить, что в холодную пору года такой самодельный циклон будет эффективно «вытягивать» тепло из мастерской.

Удачным вариантом следует признать покупку электродвигателя в комплекте с приёмной улиткой, номер которой определяет потребительские возможности самодельной системы очистки воздуха. Наиболее распространённые для бытового применения параметры улиток и рекомендуемых к ним электродвигателей приведены в таблице:

Системы поставляются с резиновыми виброизоляторами. Они способны создавать рабочее давление от 0,8 кПа и выше.

В последнем случае для самодельной улитки возрастают непроизводительные потери, а инерционность способа отбора частиц для варианта со стружкоотсосом окажется весьма низкой.

Выбирая двигатель, необходимо учитывать, что скорость движения воздуха в устройстве не может быть меньше 2,5…3 м/с. При неудовлетворительной очистке элементы самодельного циклона как стружкоотсоса (фильтр, ведро) быстро забиваются стружкой, опилками и другими мелкими отходами.

Циклон из пластиковых вёдер

В качестве корпуса устройства можно использовать 10 литровые пластиковые вёдра из-под водоэмульсионной краски. Подготавливают следующие инструменты и материалы.

Инструменты

• строительный нож;
• маркер или карандаш;
• циркуль;
• электролобзик;
• шуруповёрт;
• пила-ножовка;
• шило;
• клеевой пистолет.

Материалы

• два пластиковых 10 литровых ведра;
• водопроводная ПВХ труба и уголок ø 32 мм;
• автомобильный воздушный фильтр;
• клеевой стержень;
• строительная фанера;
• кровельное железо;
• саморезы;
• шланги от пылесоса;
• столярный клей;
• герметик.

Пошаговая инструкция сборки циклона

https://youtube.com/watch?v=nOO_PKw3pEs

1. С вёдер снимают крышки. Одно из них разрезают по высоте пополам.
2. Отрезок трубы заключают в коробчатую конструкцию из фанеры.
3. Дощечки из фанеры склеивают столярным клеем так, чтобы внутри коробки плотно помещалась труба.
4. Пространство между патрубком и фанерой заполняют герметиком.
5. Делают шаблон из картона или плотной бумаги, который повторяет изгиб боковой поверхности ведра в верхней его части (70 – 100 мм от крышки ёмкости).
6. Приложив шаблон к коробке, карандашом или маркером наносят линию изгиба.
7. Электролобзиком обрезают коробку вместе с трубой, следуя намеченной линии.
8. Конструкцию прислоняют к ведру.
9. Изнутри ёмкости карандашом намечают контуры отверстия патрубка. Делают это таким образом, чтобы патрубок входил в отверстие под наклоном вниз (20 – 300 от горизонтали)
10. Ножом вырезают проём.
11. По периметру прислонённой фанеры изнутри ёмкости прокалывают шилом дырочки.
12. С помощью шуруповёрта саморезами через дырочки крепят фанерное обрамление патрубка к ведру.
13. Проверив надёжность крепления коробки, с внешней стороны клеевым пистолетом герметизируют периметр соприкосновения.
14. Из кровельного железа вырезают круг, диаметром равным внутренней окружности ведра – на высоте 70 мм от днища. Разметку выполняют циркулем.
15. Жестяной круг разрезают наполовину от центра к краю.
16. Внешние края разреза разводят на угол 300.
17. Фигурную вставку устанавливают в ведре враспор.
18. Вставка из жести в форме винта будет способствовать завихрению опилок, стружки и пыли, которые будут быстро отправляться в накопитель (1/2 часть второго ведра).
19. У верхнего ведра срезают днище.
20. Камеру циклона плотно вставляют в накопитель.
21. В крышке верхнего ведра вырезают отверстие ø 32 мм. Это можно сделать соответствующей развёрткой или ножом.
22. В отверстие опускают трубу, длиной 300 мм так, чтобы снаружи оставался патрубок высотой 70 мм.
23. Место соединения обрабатывают клеевым пистолетом.
24. Боковой патрубок соединяют шлангом с соплом деревообрабатывающего станка или мусорособирателя.
25. Выступающую трубу из крышки ведра соединяют со шлангом пылесоса.
26. Для того чтобы в пылесос попадал полностью очищенный воздух, на нижний конец трубы одевают цилиндрический воздушный фильтр.
27. Из жести вырезают пятачок по внешнему диаметру фильтра. Пятачок (заглушку) вырезают с тремя язычками.
28. К язычкам заглушки винтами или заклёпками крепят три полоски из жести, верхние концы которых отгибают.
29. Отгибы крепят к тыльной поверхности крышки ведра винтами.
30. Соединение заглушки и нижнего отверстия фильтра герметизируют клеевым пистолетом.

Циклонный фильтр готов к работе. По мере надобности верхнюю часть циклона вынимают из накопителя и освобождают его мусора. Фильтр периодически чистят зубной щёткой, заводя щетинки в складки гофры.

Поэтапное изготовление Циклона

Рассмотрим разные варианты изготовления Циклона для пылесоса своими руками из канализационных труб и как сделать такое устройство по пошаговой инструкции с чертежами и фото-примерами.

Без конуса

Для конструкции из ведра и канализационных труб понадобятся:

• масляный фильтр;
• пластиковое ведро;
• канализационные ПВХ колена на 45° и 90°.
• труба сечением 40 мм и длиной 1 м;
• гофротруба длиной 2 м и диаметром 40 мм.

Процесс конструирования таков:

1. По центру крышки от ведра прорезаем отверстие, чтобы в него вошла угловая пластиковая труба на 90°, к которой будет подсоединяться пылесос.
2. Замазываем щели герметиком.
3. В боковой части ведра прорезаем еще одно отверстие и вставляем колено 45°.
4. В качестве соединительного элемента с коленом используем гофру.
5. Стыкуем выход фильтра с коленом в крышке ведра.

С конусом

Для изготовления такого приспособления нужно подготовить:

• дорожный конус;
• круглые деревянные палочки;
• большую емкость;
• пластиковые колена диаметром 50 мм на 45° и 90°;
• кусок ПВХ трубы 50 мм;
• гофрированную трубу;
• толстую фанеру;
• крепеж.

Изготавливаем фильтр таким образом:

1. Из фанеры вырезаем площадку под конус в виде квадрата размером 40*40 см и круг, равный внутреннему диаметру конуса.
2. Скрепляем две детали вместе при помощи саморезов или клея и сверлим по центру отверстие под ПВХ трубу 50 мм.
3. Изготавливаем из фанеры площадку размером 40х40 см и по центру делаем отверстие, диаметр которого должен соответствовать диаметру верхушки конуса.
4. Закрепляем к площадке из п.3 четыре круглые палочки и плотно вставляем конус.
5. Сбоку возле основания конуса проделываем отверстие диаметром 50 мм и вставляем в него трубу, промазывая шов герметиком.
6. Прикладываем площадку из п.2 к вертикальным стойкам и крепим деталь на саморезы. При помощи деревянных держателей закрепляем трубу, входящую в нижнюю часть конуса, после чего вставляем еще одну трубу и колено в отверстие по центру.
7. Устанавливаем конус сверху емкости для мусора, подключаем трубу пылесоса и трубу на всасывание мусора, проверяем работоспособность устройства.

Простой Циклон

Если необходим пылесос для уборки рабочего места после работы ЧПУ фрезера или аналогичного оборудования, можно собрать простой и компактный Циклон из ПВХ канализационных труб и пластиковых бутылок.

Для сборки понадобятся:

• 2 гофрированных шланга к пылесосу;
• ПВХ трубы диаметром 40 и 100 мм;
• лист металла толщиной 0,2-0,5 мм;
• 2 пластиковые бутылки на 2,5 л и одна на 5 л;
• ножницы по металлу;
• электродрель со сверлами;
• заклепочник;
• термопистолет с клеем.

Изготавливаем фильтр таким образом:

1. От трубы сечением 100 мм отрезаем ровный кусок длиной 50 см, который будет служить корпусом устройства.
2. Отрезаем два куска трубы 40 мм длиной 40 и 15 см, после чего на листе металла чертим 3 окружности с внутренним диаметром корпуса. В центре этих кругов чертим еще круги с диаметром меньшей трубы.
3. Вырезаем детали из металла ножницами, после чего разрезаем их до середины и вырезаем внутренние круги. Затем соединяем при помощи заклепок все элементы между собой в виде спирали, которую надеваем на трубу 40 мм, равномерно распределяем витки и фиксируем их термоклеем.
4. Спираль помещаем в большую трубу и оставляем немного выступ наружу.
5. В верхней части корпуса проделываем отверстие под всасывающую трубу, счищаем заусенцы для плотного прилегания.
6. Помещаем трубу в отверстие, герметизируя место стыка термоклеем.
7. Из бутылки 5 л срезаем верхнюю часть, с которой удаляем горловину. Получившееся отверстие подгоняем под трубу 40 мм, поле чего надеваем деталь на корпус и приклеиваем термоклеем.
8. Из емкости 2,5 л отрезаем большую часть и надеваем на низ корпуса с обязательным проклеиванием.
9. Из двух пробок делаем соединительный элемент, высверливая середину. Бутылку, которая будет использоваться под мусор, укрепляем при помощи сварочных электродов. Для этого приклеиваем их по кругу бутылки при помощи скотча. Вкручиваем емкость на место и подсоединяем шланги на всасывание и выход.

Слишком тонкие гофрированные трубки использовать не стоит, поскольку во время работы они будут издавать сильный свист.

Подробнее об изготовлении самодельного Циклона можно узнать из видео.

Изготовление элементов циклона

На специализированных форумах сети Интернет можно найти чертежи всех составляющих агрегата, которые доступны для того, чтобы сделать их своими руками. Из подручных средств часто производится переделка бытового (а лучше – промышленного) пылесоса. Дополнительно необходимы:

• комплект шлангов из полупрозрачного гофрированного материала (это облегчит визуальный контроль за осевшими внутри частицами пыли). Для стружкоотсоса практичнее резиновые шланги;
• звукоизолирующая коробка, которая будет выполнять две функции – обеспечит снижение уровня шума в мастерской, и дополнительную защиту всех находящихся там станков и электроинструментов от периодически накапливаемого пылью статического электричества. С этой целью коробку можно сделать своими руками из фанеры, а изнутри отделать любого типа звукоизолятором;
• воздуховоды для очищенного воздуха: собираются своими руками из тонкого алюминиевого листа, и соединяются между собой фальцами;
• ёмкость для сбора отходов – можно изготовить из обычного строительного ведра вместимостью от 20 л, которое при помощи гофрорукава герметизируется с корпусом самодельного циклона;
• фильтр (можно использовать фильтр от грузовых автомобилей), который устанавливается на выходном патрубке.

https://youtube.com/watch?v=TOnfeSdbvyQ

Переделанный своими руками для нужд пылеудаления пылесос проверяют: сначала на холостом ходу, прогоняя через систему обычный воздух, а потом уже с подключением пылесоса к работающему станку.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

У этого термина существуют и другие значения, см. Циклон (значения).

Простейший циклонный пылеуловитель (аналог ЦН)

Циклон — воздухоочиститель, используемый в промышленности для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип очистки —инерционный (с использованием центробежной силы), а также гравитационный. Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности.

Собранная пыль может быть в дальнейшем переработана (см. рекуперация (обработка сырья)).

Конструкция и принцип работы

Внешний вид циклонного фильтра представляет собой цилиндрическую емкость, снизу которой есть конусообразная часть. Сверху самоделки располагаются два отверстия – входное и выходное, предназначенные для прохождения воздуха. В нижней части конструкции также есть отверстие, через которое выходит отфильтрованный мусор. Входное отверстие вверху оснащается каналом, благодаря которому поступающий воздушный поток подается в Циклон по касательной.

Поскольку система имеет цилиндрическую форму, входящий поток движется по кругу, приводя к завихрениям. Из-за центробежной силы происходит отбрасывание на периферию тяжелых частиц, содержащихся в потоке. Второе отверстие, являющееся выходным, расположено перпендикулярно по отношению к входному. Такое расположение приводит к изменению вихревого потока на вертикальный, исключая подхватывание отсеянных частиц. Мусор перемещается по стенкам цилиндра вниз и попадет в конус, из которого через выходное отверстие попадает в мусоросборник.

Однако у циклонного фильтра есть один недостаток – с его помощью можно убирать только сухой строительный мусор. Если же в нем присутствует вода, то в процессе всасывания возникнут проблемы. Кроме этого, применяемый пылесос должен иметь достаточную мощность, поскольку воздух проходит через дополнительный фильтр, а сама конструкция имеет длинный воздуховод.

Готовое оборудование получается громоздким, поэтому всасывающий воздуховод для удобства эксплуатации лучше использовать подлиннее.

Зачем нужен циклонный фильтр?

Строительная, металлическая или древесная пыль на вид совершенно безобидны. Но это только на первый взгляд. Работа в помещении где скопилось много пыли, может навредить органам дыхания и вызвать серьезные заболевания. Да и инструменты будут портиться от бесконечного потока мусора. Причин может быть несколько:

• Пыль попадает в инструмент и на смазку внутри него. В результате он перегревается и выходит из строя.
• Если в устройстве есть движущиеся части, то пыль вполне может затруднить их работу, и также привести к поломке в дальнейшем.
• Пыль может забить специальные вентиляционные отверстия, которые призваны охлаждать инструмент. Как результат – снова перегрев и поломка.

Циклонный фильтр обеспечит сбор любого мусора на производстве без вреда для пылесоса.

Циклон своими руками – фото

Циклон в сборе

Такая установка обеспечивает высокий уровень очистки воздуха.
Заготовки для вентилятора.
Канавки в крышке работал фрезером с помощью циркульного приспособления для него фрезой диаметром 3 мм и глубиной 3 мм.
Готовые для сборки корпус и вентилятор.
Перед приклеиванием лопастей.
Барабан с крыльчаткой выглядят как промышленно изготовленные детали.
Клеевой пистолет выручает именно в тот момент, когда он просто незаменим.
Перед сборкой электродвигателя важно проверить крепление крыльчатки на валу.
Мощный мотор может превратить циклон в настоящий пылесос!
Заготовки для корпуса циклона.
Верхний корпус-цилиндр из оцинкованной кровельной стали.
Готовая конусная часть ожидает сборки.
Пропиленовые трубы как элементы подводящей и отводящей магистралей.
Полипропиленовая труба превратилась из круглой и большой в прямоугольную маленькую.
Камазовский фильтр для тонкой очистки воздуха после циклона.
Полипропиленовые канализационные отводы отлично работают в качестве воздушной магистрали.
И правда, пыли стало значительно меньше, можно и доску начисто пройти.

Олег Самборский, г. Сосновоборск Красноярского края