При обработке дерева в собственных мастерских всегда образуется большое количество стружки, которая мешается под ногами и загрязняет помещение. Для ее удаления созданы специальные приборы – стружкоотсосы, но стоят они дорого, поэтому не каждому по карману. Чтобы сконструированный стружкоотсос своими руками работал долго и полностью выполнял свою функцию, необходимо строго соблюдать все этапы его сборки.
Как работает стружкоотсос
К механизму подсоединяется гибкий шланг, лучше гофрированный, небольшого диаметра. Чем меньше сечение шланга, тем выше скорость засасываемого воздуха, а значит, качество очистки будет лучше. Вместе с крупной стружкой из помещения будут удалены мелкие частицы размером в несколько микрон.
Разряжение воздуха в устройстве происходит за счет вращения крыльчатки, соединенной с электромотором.
Основной принцип работы стружкоотсосов
Самостоятельно изготовленное оборудование для удаления стружки древесины прослужит долго и не вызовет нареканий, если его конструировать, зная на чем основана работа таких устройств.
Всасываемость стружкоотсосов объясняется следующими техническими характеристиками приборов:
- Основной корпус оснащен гофрированным мягким шлангом небольшого диаметра, с возможностью установки насадок разного типа. Шланг в первую очередь предназначен для усиления тяги;
- Сверху прибора двигатель, связанный с крыльчаткой. При вращении лопастей крыльчатки происходит разряжение воздуха и соответственно появляется тяга необходимой силы;
- В момент всасывания древесная стружка накапливается в съемной емкости (для этих целей подходит и мешок), а воздух выходит через патрубок;
- В патрубке устанавливается два фильтра – грубой и тонкой очистки, это обеспечивает удерживание в стружкоотсосе мелких древесных опилок.
Описанный выше принцип работы стружкоотсосов для чпу относится к типу циклонов. То есть в корпусе устройства при всасывании стружки происходит спиральное закручивание втянутых опилок. В результате более крупные под воздействием центробежной силы отсеиваются в емкость для опилок, а мелкие проходят фильтрацию.
Подбор материала
Для отвода воздуха с мусором подойдет шланг, желательно в тканевой оплетке, от старого пылесоса. Понадобится пластиковая канализационная труба D = 50 мм и длиной 150 мм, угловой пластиковый отвод 45 градусов и длиной 200 мм, пластиковое ведро от 10 до 25 литров с крышкой и второе ведро можно купить меньших размеров (5 – 10 л).
Еще нужна будет фанера толщиной 20 мм, саморезы и герметик.
Принцип действия аспирационных установок
Аспирация деревообрабатывающего цеха имеет сложную конструкцию, каждый элемент которой при установке подвергается точному расчёту. Стандартная система аспирации состоит из следующих деталей:
- Пылевой вентилятор (создаёт тягу, увеличивает давление);
- Уловитель крупной стружки (как правило, реализован с помощью циклона);
- Система удаления загрязнений;
- Рукавные фильтры, пропускающие воздух, из которого удалены загрязнения;
- Контейнеры для сбора загрязнений.
Как работает система аспирации отходов деревообработки? Поток воздуха, нагнетённый вентилятором, вытягивает опилки и направляет их в сортировочный отсек системы. Уловитель крупных частиц отделяет их от воздушного потока и сбрасывает в бункер-накопитель, где они формируются в блоки для последующей утилизации. Воздух с частицами мелкой пыли проходит через пылеудалитель и фильтры, там он очищается от примесей. Очищенные воздушные массы выводятся за пределы цеха или поступают обратно в помещение через систему рециркуляции.
Схему аспирационной установки деревообрабатывающего цеха разрабатывают исходя из нескольких факторов:
- количество и расположение станков;
- энергопотребление приборов;
- климатические условия;
- необходимая мощность.
Расчёт системы и её установку должны производить специалисты в данной области технического обеспечения предприятий. Только они смогут детально учесть все условия цеха и подобрать необходимые элементы конструкции.
Сборка циклона
В конструкции стружкоотсоса необходимо предусмотреть использование циклонного фильтра.
Сборка циклона:
- Установка кольца для фиксации;
- Крепление бокового патрубка;
- Сборка фигурной вставки;
- Изготовление циклона.
Изготовление кольца и вставки
- У маленького пластикового ведра отрезать бортик.
- Разместив на фанере емкость, нужно обвести его дно и определить центр получившейся окружности. Для нахождения центра достаточно провести 2 перпендикуляра к начерченным касательным.
- Рисуется еще одна окружность на 30 мм больше первой.
- При помощи лобзика выпилить по проведенным окружностям кольцо.
Этапы установки кольцевого фиксатора
Кольцо крепится на вырезанном бортике пластиковой емкости.
- Бортик прикрутить, используя саморезы.
- Чтобы фанера не лопалась от шурупов, нужно в местах крепления просверлить отверстия меньшего диаметра, чем толщина шурупов.
- На крышке большой емкости размечается окружность, равная диаметру дна самой емкости.
- Вырезать полученный круг, закрепив его на бортике малой емкости при помощи шурупов.
Монтаж патрубка
Перед установкой необходимо проделать отверстие в дне (не в центре) малой емкости, в него вставляется колено в 45 градусов. Отвод крепится на саморезы и герметик, для придания герметичности и крепости стыков.
Как сделать фильтр типа циклон и воздуховод своими руками?
Сначала необходимо определить мощность вентилятора, ведь именно от нее будет зависеть производительность всей системы. Четкой формулы не существует. Но в большинстве случаев для обслуживания одного фуговочного станка с длинной барабана в 30 см или одного фрезерного станка с диаметром фрезы 10 см достаточно мощности 1,5–2 кВт.
Поэтому вентилятор мощностью 5–5,5 кВт теоретически может обслуживать 3 станка, однако на практике многое зависит от конструкции станков и герметичности соединения воздуховода и остальных устройств системы.
Если невозможно достать вентилятор достаточной мощности, то можно использовать бытовой пылесос старой модели, однако такая система аспирации пригодна лишь для ручного электроинструмента.
При работе со станком такая вентиляция будет часто забиваться, ведь скорости движения воздуха не хватит для нормального продвижения стружки по воздуховоду.
После этого нужно выбрать тип и конструкцию фильтра. Полноценные циклонные фильтры сделать довольно сложно.
Но из обычной железной или пластиковой бочки объемом 200–500 литров можно сделать очистное устройство, пригодное для использования в гараже или маленькой столярной мастерской.
Для этого нужна бочка с герметичной закрывающейся крышкой, любая щель резко снизит эффективность системы.
В крышку нужно вставить два патрубка – один короткий и прямой, другой чуть длинней и изогнутый под углом 45 градусов. В качестве патрубков подойдут обычные трубы из ПВХ диаметром 50–110 мм.
Короткий и прямой патрубок нужно вставить в крышку по центру, а более длинный и изогнутый (его делают из прямого отрезка трубы и уголка 45 градусов) — на расстоянии 1 см от края бочки и повернуть его приблизительно параллельно стенке.
Оба патрубка необходимо не только закрепить, но и герметизировать, для чего хорошо подходит термоклей. Короткий патрубок будет выходом, а длинный входом фильтра, поэтому воздуховод, ведущий к станку подключают к длинному патрубку, а воздуховод, ведущий к вентилятору соединяют с длинным.
Такой способ подключения более эффективен, чем тот, что используют в недорогих аспирационных системах с мешками, ведь вентилятор не вступает в контакт со стружкой, а значит, служит гораздо дольше.
Установка входного патрубка не в крышку, а в стенку бочки так, чтобы поток воздуха шел вдоль стенки, усложнит конструкцию, но повысит эффективность очистки.
Последовательная установка двух фильтров этого типа повысит эффективность очистки, ведь в первом будет оседать крупная и мелкая стружка, а второй задержит мелкую пыль. Если сделать крышку из плексигласа, то вы сможете контролировать наполнение фильтра и выбирать время его очистки.
Выбрав вентилятор и сделав фильтр, необходимо подобрать материал для воздуховодов.
Гибкие ПВХ шланги удобны и недороги, но обладают невысокой стойкостью к истиранию, поэтому срок их службы составляет 1–3 года.
Полиуретановые шланги служат 3–5 лет, но обходятся в несколько раз дороже аналогов из ПВХ. Иногда используют канализационные ПВХ трубы.
Однако из-за необходимости герметизировать каждый стык, такой воздуховод обходится заметно дороже того, что сделан из шланга.
Воздуховод из металлических труб обходится максимально дорого, но срок его службы неограничен, а сопротивление движению воздуха минимально.
Мы также подготовили ссылки на форумы, где пользователи обсуждают, как сделать циклон своими руками, а также самостоятельное изготовление и использование других аспирационных систем:
- мастеровой;
- металлический форум;
- форум профессиональных мебельщиков;
- форум любителей станков с ЧПУ.
Крепление верхнего отвода
- Высверливаются вводы в центре дна малого ведра.
- Пластиковая труба крепится к листу фанеры с приготовленным отверстием, равным толщине трубы.
- Конструкция прикручивается снизу четырьмя шурупами.
- Все образовавшиеся стыки заливаем герметиком. Помимо герметичности, он придает сборке дополнительную прочность.
Вставка крепится к внешней стенке фильтра посредством саморезов.
Как устроен стружкоотсос циклон
Очищаемый циклоном воздух вместе с мусором из помещения выбрасывается наружу. Фильтр предполагает использование электромотора мощностью 3,5 кВт.
Он приводит во вращательное движение крыльчатку, способную выдержать довольно большую нагрузку и создать необходимое разряжение воздуха. Фильтрация в таком стружкоотсосе осуществляется в несколько ступеней.
Крупный мусор, пройдя через фильтр, собирается в специальном пакете. Корпус установки должен быть герметичным. Для снижения шума корпус можно обклеить поглощающим материалом.
Подобное устройство возможно изготовить самостоятельно.
Виды пылеуловителей
Одним из главных элементов системы аспирации деревообрабатывающего производства являются пылеуловители. Это особые фильтры, которые отсеивают крупные частицы стружки и опилок и удаляют их в отсек для последующей утилизации.
Выделяют два типа пылеудалителей:
- одноступенчатые;
- двухступенчатые.
Сегодня на производстве чаще всего используются устройства второго типа. Двухступенчатые пылеудалители разделяют древесную пыль и опилки в зависимости от размера, отсеивая крупные частицы. Таким образом, в фильтры тонкой очистки поступает только мелкая пыль, их сетка не засоряется стружкой.
Благодаря двухступенчатым устройствам, фильтры приходится реже заменять и чистить, а воздух после тонкой очистки подавать обратно в помещение.
Циклоны
Циклон — это прибор двухфазной очистки отходов деревообработки, который позволяет отделять крупные частицы стружки от мелкой пыли. Он работает по принципу воронки. Во время очистки, крупная стружка вращается на внешней части прибора, а затем оседает в пылесборнике. Мелкие же частицы попадают во внутреннюю часть, оседая на поверхности фильтров. Таким образом, в отсеки тонкой очистки попадает уже освобождённый от видимой пыли воздух.
Рукавные фильтры
Используются для очистки запылённого воздуха и сепарации отходов деревообработки, отделения мелкой пыли от крупных опилок, древесной стружки. Сепарация происходит при прохождении воздушных масс через фильтр, сделанный в виде длинных рукавов.
Рукавные очистители чаще всего изготавливают из нетканого полиэстера. Когда загрязнённый воздух проходит через рукав, загрязнения задерживаются на его внутренних частях, а воздушный поток движется дальше, к фильтрам тонкой очистки.
Раз в 5–10 минут рукава автоматически продуваются потоком сжатого воздуха, который сбивает с внутренних частей слой пыли. Таким образом, фильтрующая поверхность постоянно очищается, остаётся работоспособной в течение длительного времени.
Аспирация играет важную роль в обеспечении безопасности процесса деревообработки. Полученные в результате её работы древесные опилки используют повторно для изготовления ДСП и других материалов. Приборы удаления отходов должны быть установлены на любом предприятии, где изготавливают изделия из древесины.
Фильтр из пластиковых ведер
Для изготовления мусороуловителя понадобится режущий инструмент, инструмент для сверления, обработки поверхностей, термопистолет, карандаш, линейка, нож.
В качестве материала можно использовать ЛДСП, пластиковый тридцатилитровый бачок, трубу ПВХ, термоклей, силиконовый герметик, болты, гайки, шурупы. Так же понадобится пылесос со шлангом.
Порядок изготовления
- Из листа ЛДСП вырезается перегородка для соединения пластиковых емкостей.
- На ней вырезаются пазы для плотного соединения с кромкой ведра.
- Вырезается пластина для закрывания циклонного фильтра.
- Перемычка крепится на ведрах при помощи герметика, затем высверливается отверстие, которое объединяет оба сосуда.
- У емкости вырезается дно для создания конуса.
- Собранная конструкция стягивается при помощи струбцин и остается в покое до высыхания герметика.
- Углубление на крышке бункера заполняется термоклеем.
- При помощи дрели нужно проделать отверстие диаметром равным 50 мм. В него монтируется труба длиной 120 мм с нанесенным герметиком.
- В боковое отверстие вставляется угловой отвод из ПВХ. Он крепится при помощи болтов и гаек.
На механизм одевается крышка и подключается пылесос. Подсоединяемый шлаг можно обмотать изолентой для лучшей герметичности.
Принцип работы системы вентиляции
Основа этой системы – воздушный нагнетатель, придающий воздуху ускорение. В обычных бытовых пылесосах используют 2 вида таких устройств:
- лопастные;
- центробежные.
Лопастные
Лопастные нагнетатели работают по принципу пропеллера, то есть изогнутые лопасти при вращении придают воздуху ускорение и вынуждают его двигаться в определенную сторону.
Этот тип нагнетателей хорошо работает лишь на определенных оборотах и нагрузке, когда скорость вращения пропеллера меняется или возрастает нагрузка, КПД нагнетателя резко снижается.
Нагнетатели такого типа устанавливали на пылесосы середины прошлого века, однако в современных устройствах их не используют из-за низкой эффективности.
Центробежные
Центробежные вентиляторы используют центробежную силу, которая возникает во время вращения ротора (крыльчатки) с установленными на нем лопатками. Чем быстрей вращается крыльчатка, тем выше скорость движения воздуха и выше значение центробежной силы.
Вокруг ротора установлен корпус, по форме напоминающий улитку и обеспечивающий вход воздуха со стороны ротора, а выход сбоку. Центробежная сила прижимает воздух к корпусу, поэтому, дойдя до выходного отверстия, он устремляется наружу. КПД устройств подобного типа зависит от скорости вращения ротора – чем она выше, тем более эффективно работает вентилятор.
Для надежной и эффективной работы нагнетателя его необходимо полностью оградить от пыли и более крупных загрязнений, к которым относится стружка, поэтому между вентилятором и станком устанавливают фильтр и систему воздуховодов.
Фильтры
Чаще всего используют фильтры типа «циклон», которые разделяют воздух и любые загрязнения с помощью центробежной силы. Корпус изготавливают в форме сужающегося к низу конуса, сверху устанавливают две камеры, в которых происходит грубая и тонкая очистка.
Войдя в первую камеру, которая представляет собой круглую полость, воздух резко теряет скорость движения, из-за чего наиболее тяжелые загрязнения падают сначала на дно камеры, затем по покатым стенкам попадают в бункер. Разница скоростей возникает из-за отличия в сечении воздуховода и камеры, однако количество воздуха перемещаемого за единицу времени одинаково.
Из первой камеры воздух попадает во вторую камеру, изготовленную в виде сужающегося к низу конуса. Таким образом, можно сказать, что воздух в фильтре данного типа служит для удаления стружки из окружающего пространства.
Из-за разницы сечений первой камеры и прохода во вторую камеру скорость воздуха снова возрастает, а поток закручивает, создавая центробежную силу. Примерно на середине высоты конуса установлена выходная труба, диаметр которой равен или несколько превосходит диаметр входного отверстия второй камеры, в результате чего закрученный поток воздуха уходит вверх.
Из-за разницы в плотности даже
мельчайшая пыль обладает более высокой инерцией, чем воздух того же объема, поэтому не успевает изменить направление вслед за воздушным потоком и по конусной стене камеры попадает в бункер.
Возможны и другие варианты исполнения этого фильтра, однако все они работают на одном и том же принципе – легкий и обладающий малой инерцией воздух легко меняет направление движения.
Более тяжелые же загрязнения, движимые центробежной силой, оседают на дне устройства. Помимо «Циклона» используют и другие виды фильтров, но только для тонкой очистки от остатков пыли, которая проскочила через первый фильтрующий элемент. Чаще всего такими фильтрами оснащают установки небольшой мощности, обслуживающие 1–3 деревообрабатывающих станка.
Многие производители и продавцы предлагают комбинацию вентилятора и нескольких мешков для сбора стружки, древесной пыли и опилок. Большинство подобных устройств не имеют циклонного фильтра, поэтому роль фильтра выполняет сам мешок.
Минус такой комбинации в быстрой наполняемости мешка, особенно при интенсивном использовании станка, в результате чего мешки приходится менять каждые 20–40 минут, а это очень неудобно.
Если станок интенсивно используют, лучше сделать циклонный фильтр большого объема с возможностью выгрузки отходов в грузовик.
Это увеличит капитальные затраты, ведь такой фильтр обойдется недешево, зато резко снизит эксплуатационные расходы, что в долгосрочной перспективе приведет к экономии. Собранную стружку, к слову, можно сдавать (Куда девать стружку?) или применять для собственных нужд (Что можно сделать из стружки?).
Воздуховоды
Вентилятор, фильтр и станки соединяют друг с другом с помощью жестяных или пластиковых труб. Все элементы системы вентиляции подбирают таким образом, чтобы скорость проходящего воздушного потока смогла увлечь за собой 90–95 % отходов, появляющихся в результате обработки древесины.
Поэтому чем больше станков или иных устройств подключено к системе вентиляции, тем более мощным должен быть двигатель. Объем бункера подбирают, исходя из скорости его наполнения и возможности вывоза накопленных отходов.
Изготовление циклона из дорожного конуса
Очень простой и быстрый в изготовлении способ – использование дорожного конуса.
- У конуса нужно отрезать дно и верхушку и, перевернув его, поместить в любой сосуд для накопления отходов.
- Изготовить круглую крышку, примерно равную верхней части фишки, просверлив в ней отверстие 40 мм.
- В проделанный проем в боковой стенке закрепить при помощи клея угловой отвод.
- Все соединения проклеить термопистолетом для герметичности и прочности. Сборник отходов соединяется с пылесосом через гофрированный шланг.
Стружкоотсос можно изготовить из самого разнообразного подручного материала своими руками.
Изготовление фильтрующей системы
Систему фильтров для стружкоотсоса изготовить самостоятельно затруднительно. Приобретение уже готового устройства упрощает работу. Однако для его закрепления нужно создать посадочное место, оно должно быть герметичным.
Конструкцию под фильтр можно изготовить из дерева. Отводящее отверстие должно быть достаточно большим, так как небольшой диаметр снижает пропускную способность. В дополнительном креплении фильтр не нуждается, если изготовленный блок совпадает по размерам с отверстием.
Изготовление фиксирующего кольца и фигурных вставок
Корпус для фильтров изнутри необходимо усилить поликарбонатом. Для его закрепления требуются фиксирующие кольца, обычно хватает двух, и вертикальные планки. В домашней мастерской проще изготовить такие кольца из дерева, но они должны обладать достаточной прочностью.
Установка колец
Корпус начинают собирать с установки фиксирующих колец и поликарбонатных листов. Соединяются элементы саморезами. Герметизация устройства повышается, если в кольцах сделать отверстия для листов, которые после их закрепления заделываются герметиком.
Устройство бокового патрубка
Боковой патрубок устанавливается с целью предотвращения поломки конструкции вследствие возможного засорения фильтров. Чтобы его установить, в поликарбонате просверливается отверстие, которое затем с двух сторон перекрывается предохранительным патрубком.
Для повышения герметизации используется герметики или между стенкой и деревянными планками закрепляется резиновая прокладка. Патрубок на корпусе закрепляется гайками или болтами.
Устройство верхнего ввода
Синхронное включение стружкоотсоса обеспечивает всасывание опилок в верхней части прибора. Чтобы сделать верхний ввод присоединяют небольшой корпус, внутри которого размещают патрубок от ненужного пылесоса. Этим обеспечивается крепкая фиксация всасывающей трубы и возможность ее отсоединения при необходимости.
Изготовление фигурной вставки
Входной патрубок соединяется с корпусом при помощи фигурной вставки. Вентилятор улитка для стружкоотсоса располагается напротив вставки, этим обеспечивается цикличное завихрение воздушного потока.
Фигурную ставку герметизируют, обработав места соединений герметиком.
Сборка фильтрующей системы
Изготовленный корпус для системы фильтров устанавливается на свое место. Необходимо учитывать, что внутри также будут закрепляться электронные детали, отвечающие за работу электродвигателя.
Снаружи корпуса требуется сделать еще один патрубок, он необходим для отведения потока воздуха.
После установки корпуса с фильтрами закрепляется двигатель. Стружкооотсос устанавливается на подходящую емкость, в которую можно вставить мешки для сбора стружки. Объем мешков должен совпадать с размерами емкости. Закрепить корпус можно при помощи хомута.
