На этой веб-странице представлена ​​общая информация о конструкции циклона, подробный чертеж с размерами, который вы можете использовать для создания собственного циклона по моим планам, электронную таблицу, которая позволит вам проектировать большие и меньшие циклоны той же конструкции, а также некоторые детали, которые привели к разработка этой конструкции циклона. Ниже приводится более подробная информация о шагах по созданию этого циклона. Я считаю, что большинство плотников могут использовать эти планы и инструкции по сборке, чтобы создать не только самую доступную в установке, но и лучшую систему сбора мелкой пыли, доступную на сегодняшний день.К 2004 году тысячи уже построили свои циклоны по этим планам и инструкциям по сборке. В то время Clear Vue Cyclones начали производить эти циклоны для тех, у кого не было времени или терпения, чтобы построить свои собственные. Сейчас более 45 000 человек во всем мире используют и любят эти циклоны, потому что они невероятно хорошо работают. Многие предоставили свои предложения, отзывы и вопросы, чтобы помочь улучшить эти страницы, чтобы большинство могло строить свои циклоны, не обращаясь ко мне за дополнительной помощью в процессе строительства.Прежде чем приступить к созданию собственного циклона или воздуходувки, имейте в виду, что при неправильной сборке это оборудование может нанести материальный ущерб, травмы и даже убить, поэтому, пожалуйста, прочтите заявление об отказе от ответственности и убедитесь, что все, что вы делаете, безопасно. Не имея опыта работы с листовым металлом, большинство из них может построить циклон менее чем за десять часов работы, воздуходувку — за шесть часов работы, а всю систему с полным цехом воздуховодов — менее чем за сорок часов работы. Если вы не хотите тратить время на создание собственного циклона и воздуходувки, вам следует серьезно подумать о покупке Clear Vue Cyclone или набора у моего сына.

Один из моих наиболее часто задаваемых по электронной почте вопросов: почему я должен использовать вашу конструкцию циклона, когда практически каждый другой небольшой магазинный циклон получает высокие оценки и похвалы в журналах? Простой ответ заключается в том, что моя конструкция циклона перемещает больше воздуха, потребляет меньше энергии и обеспечивает более чем в пять раз лучшее отделение мелкой пыли, что нам нужно, если мы собираемся использовать фильтры, достаточно тонкие для защиты нашего здоровья. Следующий фон дает небольшую историю, чтобы рассказать, что привело к моему улучшенному дизайну.

В отличие от большинства, я вырос не только в области деревообработки, но и в области биомедицинской инженерии, поэтому я питал здоровое уважение к мелкой пыли. Я мог делать любые большие проекты в нашей семейной мастерской по производству столярных изделий или в деревянной мастерской при университете, где я преподавал инженерное дело. В обоих крупных магазинах был установлен отличный пылесборник. Я делал только небольшие проекты дома в своем гараже с уборкой с помощью пылесоса и пылесоса.Когда я собирал мелкую пыль дома, я делал именно то, что до сих пор рекомендую тем, у кого нет действительно хороших систем пылеулавливания. Перед тем, как произвести мелкую пыль, я надел профессионально подогнанную маску-респиратор с двумя картриджами, одобренную 3M NIOSH, приоткрыл дверь основного магазина на несколько дюймов и включил сильный вентилятор, который выдувает заднюю дверь .

Когда я перешел в большой магазин дома, я прошел почти те же испытания по сбору пыли, что и другие серьезные мастера по дереву.Я начал немного лучше, чем большинство других, принося домой из семейного магазина два излишка 2-х сильных пылеуловителей Cincinnati Fan на вращающихся вокруг 55-галлонных бочек. Также в мой магазин попадал солнечный свет, который позволял мне видеть, когда в воздухе есть пыль, которая была измерителем частиц для бедняков. Два моих пылесборника отлично справились с сбором опилок и стружки, но солнечный свет показал, что у меня запыленный воздух, плюс пыль продолжала портить мою отделку в течение ночи. Чтобы решить эту проблему с переносимой по воздуху пылью, я установил на оба пылесборника рукавные фильтры тонкой очистки.Сначала оба работали намного лучше, потому что более тонкие фильтры имели меньшее сопротивление, что улучшало воздушный поток, но вскоре поры фильтра забились пылью, которая не выходила при нормальной очистке. Это засорение известно как засорение фильтра. Приправы улучшают фильтрацию, но также сильно блокируют поток воздуха.

На солнце все еще оставалось много пыли, поэтому я также установил большой воздухоочиститель на потолке. Он действительно сохранил мою отделку, но солнечный свет показал, что ему нужно проработать не менее шести часов, прежде чем уровень пыли в воздухе снизится.Позже я узнал, когда мой магазин был проверен, что измеритель частиц показал, что и мой мешок для сбора мелкой пыли, и фильтр воздушного фильтра свободно пропускают мелкую невидимую нездоровую пыль. Мой инспектор объяснил, что почти все воздухоочистители для небольших магазинов и даже пылеуловители и циклоны с тонким картриджем создают плохое ложное чувство безопасности, потому что они используют вентилятор с недостаточным питанием, поэтому приходится использовать очень открытые фильтры, чтобы пропускать воздушный поток, который позволяет незаметно для самых мелких вредных веществ. пыль проходит насквозь.

Желая лучшего улавливания мелкой пыли и устав от необходимости переключать пылеуловители между машинами, я построил циклон Shop Notes и установил воздуховоды.Я привел в действие этот циклон с помощью одного из моих двух воздуходувок для сбора пыли Cincinnati Fan 2 л.с. Эта система была намного удобнее с противовзрывными воротами на каждой машине, но у этой системы было слишком много проблем. Мой фильтр-мешок тонкой очистки забивался каждые несколько минут, когда я использовал барабанную шлифовальную машинку. Было очень больно взлетать, потом выходить на улицу и убираться, что всегда подвергало меня огромному облаку пыли. Он всасывал мелкую пыль прямо из пылесборника в фильтровальный мешок. Конус циклона также забивался каждый раз, когда я использовал свой большой строгальный станок для черновой распиловки древесины.Я провел довольно много исследований, а затем разработал конус другой формы, чтобы решить проблему засорения конуса. Самым большим разочарованием было то, что мой циклон переместил вдвое меньше воздуха, чем аналогичный пылеуловитель. Очевидно, что для требуется много работы, чтобы заставить воздух вращаться по плотной разделительной спирали внутри циклона .

С помощью двух друзей-инженеров я начал переделывать небольшие цеховые циклоны. Я разработал лучшую циркуляцию воздуха внутри циклона. Это снизило накладные расходы примерно на треть и улучшило воздушный поток.Тем не менее, он по-прежнему перемещал только около двух третей воздуха, чем такой же пылесборник с приводом от двигателя. Воздух в моем цеху продолжал заполняться мелкой пылью, поэтому мне приходилось работать с воздухом на улице. Устав от горения летом и замерзания зимой, я заменил этот циклон построением широко разрекламированного циклона Wood Magazine. К сожалению, у него были точно такие же проблемы с засорением конуса, засорением фильтра и мрачным воздушным потоком. Я исправил засорение конуса и увеличил поток воздуха, придумав гораздо более эффективную конструкцию вентилятора и крыльчатки.Мой друг-инженер придумал набор фильтров для замены внешних больших рукавных фильтров, поэтому я последовал его примеру, изменив мой пылесборник для использования картриджного фильтра, а также построил набор фильтров с очисткой, чтобы очистить мой циклон до сих пор постоянно. Полегче. Солнечный свет в моем магазине показал, что все эти агрегаты все еще были пылевыми насосами.

С отвращением и уставшим тратить свое ограниченное время на сбор пыли вместо того, чтобы получать удовольствие от работы по дереву, я по глупости попался на рекламную шумиху.Я прочитал статью в журнале FWW, в которой восхвалялись достоинства одного небольшого магазинного циклона, который обещал отличную защиту здоровья и одновременно давал хороший сбор на трех с лишним машинах. Зная, что мои дети все больше и больше начинают работать со мной в моем магазине, я установил циклон с лучшим рейтингом по журналу с воздуховодами, разработанными и поставленными поставщиком, а также рекомендованным поставщиком обновлением фильтра тонкой очистки. Я так много вложил в это устройство, и оно выглядело так красиво с его красивым металлическим циклоном, градуированными воздуховодами и заслонками на каждой машине, что я похвалил его в Интернете, хотя на самом деле мне следовало просто выбросить эту систему немедленно.Даже при попытке собрать пыль с помощью одной машины эта система собирала намного хуже, чем мои предыдущие циклоны или существующие гораздо более доступные пылеуловители. Конус циклона и внутренний фильтр постоянно забивались, что приводило к неприятной очистке, в результате чего я и мой магазин были покрыты той самой пылью, которой я купил эту систему, чтобы избежать ее. Потока воздуха не хватало, чтобы предотвратить засорение спроектированных и поставленных поставщиком вертикальных участков воздуховодов, а на горизонтальных участках — скопление огромных скоплений пыли, которые представляли серьезную пожарную опасность.Когда кучи пыли внутри канала вырвались наружу, они так сильно ударили по каналу, что продолжали разрывать стыки. Эти сваи прошли через циклон и за считанные минуты разрушили фильтры тонкой очистки. После трех неудачных внутренних фильтров этот поставщик заставил меня заплатить за дорогой внешний рукавный фильтр. Они тупо выпустили поток наполненного пылью воздуха на сторону фильтра, который быстро стер и этот фильтр, поэтому я переключился на набор фильтров, который я придумал для своего циклона Wood. Тем не менее, после менее чем трех месяцев использования я решил завершить свои рождественские проекты 1999 года, а затем заменить эту систему коммерческим циклоном и воздуховодом от известного коммерческого поставщика, который гарантировал качество воздуха.

По ходу дела я свободно делился своими изменениями в пылесборнике и циклонах на первых форумах по деревообработке, а позже резюмировал предложенные мной изменения в циклонах на моей странице модов циклонов. Я также работал с большинством мелких производителей циклонов и несколькими крупными коммерческими поставщиками, чтобы внести те же изменения в их циклоны. Я также переделал планы Wood Magazine и PSI для тех, кто хотел построить собственный циклон. Сейчас большинство крупных коммерческих поставщиков и все мелкие продавцы, кроме JDS, Jet и Laguna, продают циклоны, в которых используются мои инновации.

Всю эту работу мы оставили с небольшими цеховыми пылесборниками-циклонами, которые перемещают слишком мало воздуха, нуждаются в постоянной очистке и замене фильтров, а также имеют довольно много пылевых насосов. В деревообработке образуется столько пыли, что вместо более мощных воздуходувок и гораздо более крупных фильтров, достаточно тонких для защиты нашего здоровья, почти все продавцы небольших магазинов обновили свои воздухоочистители, пылесборники и циклоны с открытыми фильтрами. Фильтрующий материал дорогой, поэтому меньшие фильтры стоят дешевле.Более открытые фильтры позволяют тонкой невидимой нездоровой пыли, которая забивает и разрушает фильтры, ускользать прямо, поэтому клиентам не нужно тратить так много времени на очистку фильтров или заменять фильтры почти так же часто. Проблема в том, что слишком открытые фильтры также заполняют воздух нашего магазина мельчайшими невидимыми частицами, которые наносят наибольший вред нашему здоровью.

Я продолжал использовать эту систему с самым высоким рейтингом журналов было огромной ошибкой. Меня доставили в больницу с очевидным сердечным приступом.Мои врачи обнаружили, что моему сердцу не хватает кислорода, так как у меня была сильная аллергическая реакция. Моя реакция продолжалась даже в чистой комнате. Каждый раз, когда мне уменьшали дозу лекарств, моя реакция становилась серьезной. Они вызвали терапевта-респиратора. Он определил, что мелкая древесная пыль, застрявшая в моих легких, продолжала вызывать мою реакцию. Я отказывался верить этому диагнозу, так как только что прошел тест на аллергию, который не показал аллергии. Новое испытание на аллергию показало с неприятными язвами, что у меня возникла серьезная аллергия на самые разные породы дерева.После длительного пребывания в больнице для лечения двойной пневмонии, сопровождавшей эти проблемы, я, наконец, отправился домой под сильным лекарством. Я немедленно вернулся к респираторной недостаточности. Мой респираторный врач заподозрил, что мой дом заражен. Мы провели очень дорогостоящую уборку в супердоме, но мои проблемы продолжались: одна вспышка двойной пневмонии за другой, так что я, наконец, заплатил за дорогостоящую проверку качества воздуха. После того, как все вымыли и помыли, качество воздуха в моем доме все еще было настолько плохим, что, если бы это было общественное здание, EPA закрыло бы его.Ремонт потребовал установки мощной системы очистки воздуха, замены ковров на плитку, перекраски стен и потолка, а также глубокой профессиональной чистки всей мебели и портьер. К тому времени, когда я преодолел все повреждения, нанесенные этой мелкой пылью, повторяющиеся приступы пневмонии, я потерял 52% своей дыхательной способности. Ожидалось, что мне придется всю жизнь оставаться на дополнительном кислороде. Мой респираторный врач тоже очень талантливый плотник. Он сказал, что я должен прекратить работу по дереву.

Я очень упрям ​​и не хотел отказываться ни от трех поколений инструментов, ни от любимого хобби.Мои врачи все еще говорили, что я больше не буду заниматься деревообработкой, пока у меня не исчезнут такие сильные аллергические реакции. В отличие от большинства, мой инженерно-технический опыт позволил мне провести серьезные испытания, а затем придумать мой собственный гораздо лучший дизайн циклона для отделения мелкой пыли. Испытание воздушного потока показало, что мой дорогой циклон с самым высоким рейтингом из журналов переместил менее половины заявленного объема воздуха, а его фактический поток был намного меньше, чем у моего пылесборника, который он заменил. Этот небольшой объем воздуха настолько снизил скорость воздуха в воздуховодах, что мои воздуховоды постоянно забивались.Испытания на частицы показали, что этот дорогой циклон с самым высоким рейтингом отделяет не лучше, чем крышка сепаратора мусорного ведра за 25 долларов. Это, конечно, означало, что вся тонкая очистка пыли была возложена на фильтры. Изучив инженерные схемы, показанные при типичной загрузке пыли и потоках воздуха для сбора пыли, мой поставщик использовал менее четверти минимальной требуемой площади поверхности фильтра. Таким образом, слишком маленький фильтр ясно объяснял, почему мой фильтр постоянно забивается. Хуже того, воздуховоды, разработанные этим же продавцом, не соответствовали школьному качеству.Каждый, кто разбирается в конструкции воздуховодов для сбора пыли, знает, что воздух при таком давлении подобен воде и практически не сжимается. В результате любой небольшой порт для инструментов, чрезмерно ограниченный кожух для инструментов, воздуховод или шланг меньшего размера или грязный фильтр добавят достаточного сопротивления всему, но убьют воздушный поток, необходимый для хорошего сбора. Мой поставщик по-прежнему использует бесплатную компьютерную программу для проектирования воздуховодов, в которой указывается, что воздуховод настолько ограничен по размеру, что перекрывает воздушный поток, необходимый для предотвращения забивания вертикальных участков.Тестирование частиц показало, что дорогостоящая модернизация фильтра, которую я купил, беспрепятственно пропускала невидимые 10-микронные и более мелкие невидимые частицы пыли, которые, как известно, наносят наибольший вред здоровью. Это вдохновило меня на поиск лучшего решения. Я выяснил, как уменьшить внутреннюю турбулентность, которая препятствует отделению мелкой пыли, и выяснил, как подобрать размер циклона, чтобы его конус не забивался постоянно, и он не всасывал мелкую пыль из пылесборника. Я изучал конструкцию воздуходувок и придумал конструкцию воздуходувок для небольших производственных циклонов, которые перемещают больше воздуха с меньшей мощностью.и обеспечивает более чем в шесть раз лучшее отделение мелкой пыли, что нам необходимо для защиты наших фильтров тонкой очистки, которые рекомендуют врачи-респираторы. Я понял, что нам нужно сделать, чтобы капюшоны с инструментами работали на нас, а не против нас. Я сделал домашнее задание, чтобы узнать, сколько воздуха нам нужно было перемещать и с какой скоростью, чтобы добиться хорошего улавливания мелкой пыли. также выяснил, как добиться как минимум в шесть раз лучшего отделения мелкой пыли, которая постоянно забивается и быстро разрушает фильтры тонкой очистки. Эти улучшения стоят небольшой дополнительной работы по обновлению базового дизайна, так как это будет иметь большое значение.Большинство из тех, кто пользуется моей последней конструкцией циклона, обнаруживают, что они переходят от необходимости заменять фильтры тонкой очистки каждые три месяца при постоянной работе по дереву или ежегодно для большинства рабочих небольших цехов, к тому, что их измерители частиц покажут необходимость в установке фильтра через шесть или более лет. замена. Я настоятельно рекомендую сделать мой диаметр 18 дюймов, если вы используете воздуходувку для сбора пыли мощностью до 5 л.с., и мой 6-дюймовый циклон размером с вакуум, если вы работаете с магазинным пылесосом.

С тех пор, как я выполнил эту работу в начале 2000 года, на нашем рынке небольших магазинов по-прежнему доминируют те же высокобюджетные рекламодатели, которые сосредоточены на продаже оборудования, а не на охране здоровья.Я наблюдал за испытаниями циклонов для небольших магазинов всех основных производителей и размеров в 2007 и 2008 годах, а с 2000 года я наблюдал за четырьмя различными журнальными испытаниями пылеуловителей и циклонов. Вместо того, чтобы признать в этих испытаниях, что истинным показателем работы циклонного сепаратора является то, насколько хорошо он отделяется, эти журнальные тесты, в которых доминировали поставщики, игнорировали разделение циклонов и сосредоточились на воздушных потоках. Воздушный поток в основном зависит от того, насколько большие и хорошие наши воздуходувки. В этих тестах даже не рассматривался рабочий поток воздуха, а вместо этого основное внимание уделялось максимальным потокам воздуха, которые примерно вдвое превышают те, которые мы получим с подключенными воздуховодами, подключенными инструментами и фильтром, который больше не является новым.Ни один из них, кроме моего циклона, не обеспечивает намного лучшего разделения, чем недорогие крышки сепаратора для мусора, а один циклон остается настолько плохим, что лишь на 85% лучше, чем крышка сепаратора для мусора. Большинство продавцов пылесборников и циклонов рекламируют и продают фильтры тонкой очистки, которые свободно пропускают мелкую невидимую нездоровую пыль. Наконец, форумы наших небольших магазинов заполнены оплачиваемыми поставщиками услугами и администраторами форумов, которым платят за то, чтобы они рекомендовали такие же плохо работающие циклоны. Меня запустили на популярный форум, который я помог запустить, потому что один из поставщиков заплатил владельцу форума за рекламу их продуктов.Точно так же те же самые форумы заполнены покупателями циклонов впервые, которые все еще убеждены, что, потратив так много, они получили отличный продукт. Ясно, что вы не должны верить большинству доступных тестов и рекомендаций циклонов.

С 2000 года более двадцати тысяч пользователей небольших магазинов построили или приобрели мою конструкцию циклона. Не только пользователи циклонов впервые, но и те, кто находится на втором и третьем циклонах и имеет опыт работы с коммерческими циклонами высокого класса, все отправляют письма и электронные письма, в которых очень хвалят этот дизайн.Эти опытные пользователи циклонов постоянно сообщали, что у них 3 л.с., а меньшие циклоны перемещают слишком мало воздуха. Те, у кого есть счетчики частиц, такие как недорогой 0,5-микронный счетчик, продаваемый Dylos Products, сообщают, что если они также модернизируют отверстия для инструментов и кожухи, как я рекомендую, моя конструкция циклона сохранит воздух в их магазине более чистым, чем снаружи.

Например, Д. Хейс писал: «»: «Я использую свой большой магазинный пылесос в качестве пылесборника при переворачивании партий ручек. Зная, что я использую много токсичных пород дерева, я модернизировал свой пылесос с помощью хорошего HEPA-фильтра.Хотя этот фильтр отлично работает, при повороте мне приходится постоянно убирать пылесос на улицу, чтобы очистить этот HEPA-фильтр, потому что он очень быстро забивается. Устав от чистки фильтра, мешающей мне вращаться, я купил циклон конического типа марки XXX, который стоял перед моим пылесосом. Этот существенный и дорогой циклонный сепаратор просто перемещал стружку и опилки в сборный бункер без каких-либо заметных улучшений в поддержании чистоты моего фильтра тонкой очистки. Я искал в Интернете форумы по деревообработке в поисках помощи. Многие сказали, что они получили очень хорошие результаты с вашим мини-циклоном, поэтому я купил циклон диаметром 6 дюймов вашей конструкции.Результаты невероятные. Почти вся мелкая пыль попадает в бункер циклона, и я могу продержаться как минимум в пять раз дольше между очистками HEPA-фильтра. Спасибо, что поделились таким невероятным дизайном! «

Точно так же Дж. Ван написал: «Как и вы, я купил циклон с рейтингом лучших журналов мощностью 3 л.с., и он не собирал мелкую пыль, как мой пылесборник мощностью 1,5 л.с., который он заменил. Хуже того, я позаимствовал у друга воздухоочиститель Dylos. метр и обнаружил, что у этого циклона такой открытый фильтр, что он накопил и заполнил мой магазин мелкой пылью, которой я хотел избежать каждый раз, когда включаю циклон.Я построил один из ваших циклонов и перешел на более тонкие фильтры, которые вы рекомендуете. Я также много поработал над улучшением кожухов и отверстий для инструментов. Теперь качество воздуха в моем магазине постоянно лучше, чем отличное качество воздуха на улице, на северном побережье Калифорнии. Большое вам спасибо за вашу совместную работу и усердную работу! »

Я построил свой первый циклон примерно в 1995 году по чертежам из журнала Shop Notes, и он ужасно сработал.Как неизлечимый наркоман, который должен выяснить, почему что-то работает плохо и нуждается в ремонте, я потратил много времени на исследование, изменение и тестирование моего существующего дорогостоящего циклона, чтобы попытаться улучшить его мрачный воздушный поток и эффективность разделения. В дополнение к сбору изменений, рекомендованных другими мастерами по дереву, я также тщательно изучил литературу по исследованию циклонов. Одним из лучших источников информации была работа, проделанная на сайте Cotton Site, посвященном исследованиям и испытаниям различных конструкций циклонов.Собрав эту информацию, я затем построил, протестировал и во многих случаях улучшил различные модификации и поделился кое-чем из того, что делал до 1999 года.

Наилучшим улучшением воздушного потока стало добавление «нейтральной лопасти» Джима Халберта, которая уменьшила потребность в лошадиных силах за счет уменьшения внутренней турбулентности циклона. Когда все было сказано и сделано, я изменил выпускное отверстие пылепровода циклона в нижней части конуса, изменил угол конуса, изменил диаметр циклона, изменил размер впускного отверстия, изменил впускной канал на прямоугольный, изменил размер и конструкцию воздуходувки, добавил набор фильтров с меньшей степенью очистки и заменен выпускной патрубок циклона на более эффективный размер.До этих усовершенствований примерно одна полная мощность циклонного нагнетателя мощностью 1,5 лошадиных силы использовалась только для вращения воздуха внутри циклона. Все крупные продавцы небольших магазинов сегодня используют варианты моей модифицированной конструкции циклона, которые я опубликовал и разместил на своих веб-страницах с модификациями циклонов. Благодаря этим усилиям эти циклоны перемещают больше воздуха с меньшей мощностью, их легче опорожнять, а циклонные фильтры намного легче чистить. Независимо от этих улучшений, в конечном итоге эффективность разделения в той базовой конструкции циклона, которую все еще используют, остается немногим лучше, чем пластиковая крышка сепаратора для мусора за 25 долларов. Это плохое разделение создает серьезные проблемы с фильтром. При использовании с фильтрами тонкой очистки эти циклоны удаляют так много мелкой пыли, что фильтры очень быстро забиваются. Это засорение убивает воздушный поток, необходимый для хорошего улавливания мелкой пыли, и быстро разрушает наши фильтры, потому что более высокое давление заставляет мелкие острые частицы прорезаться и разрывать их через фильтры. Уборка делает то же самое, но быстрее. Вот почему я рекомендую использовать только традиционные циклоны, их следует использовать только без фильтров и выводить их прямо наружу.Это также вдохновило меня на создание более совершенного циклона-сепаратора.

Выбрав решение отказаться от своего сорока с лишним лет хобби работы с деревом, я решил потратить свое время на восстановление, чтобы заработать свои три диплома инженера. Мне нужно было решение, уменьшающее количество пыли, попадающей в фильтр. Носить маску было недостаточно, потому что мелкая пыль сохраняется в течение нескольких месяцев и будет продолжать попадать в мой дом, офис и автомобили.Общие знания тех фирм по сбору пыли, которые гарантируют качество воздуха для клиентов, говорят, что мы должны улавливать мелкую пыль по мере ее образования, а затем избавляться от этой пыли. Я нашел несколько отличных небольших коммерческих циклонов и пылеуловителей от Felder, AAF, Torit-Donaldson, Dust Vent и т. Д. Пожарные и строительные нормы и правила требуют, чтобы пылеуловители и циклоны размещались снаружи за взрывозащищенными и противопожарными барьерами или чтобы эти устройства сертифицирован как пожаро- и взрывобезопасный. Получение этого сертификата настолько дорого, что все более доступные коммерческие пылеуловители и циклоны требовали выноса их на улицу.Те, которые были настроены для использования в помещении, стоили намного больше, чем мой бюджет, плюс требовалась ежеквартальная замена многих дорогих картриджных фильтров. Большинство из них также использовали большие коммерческие трехфазные двигатели, которые моя домашняя электрическая служба не могла бы поддерживать без дорогостоящего фазового преобразователя. Это подтолкнуло меня к дальнейшим исследованиям основ теории разделения и конструкции циклонов. Мои исследования убедили меня, что циклон — лучшее решение, но ни одна из семи достаточно хорошо изученных конструкций циклонов не предлагала сочетание тонкого разделения с минимальным потреблением энергии.

Я вернулся к основам физики разделения вихревых труб и теории конструкции циклонов, чтобы придумать мою собственную конструкцию циклонного сепаратора. Я наклонил впускное отверстие нейтральной лопасти, добавил спиральную перегородку, известную как воздушная рампа, а также изменил впускное отверстие и геометрию циклона, чтобы мелкая пыль также отделялась. Хотя по состоянию на 2000 год у меня был гораздо лучше работающий циклон, мне все же потребовалось несколько лет, чтобы спроектировать, а затем построить, протестировать и усовершенствовать мою конструкцию до ее нынешней конфигурации. Ниже описаны некоторые из этих процессов.Хотя это, вероятно, не так уж интересно для большинства, знание большей части этой информации будет иметь значение между вашим магазином, который выглядит чистым, и магазином, воздух которого защищает ваше здоровье и здоровье ваших близких. Вместо того, чтобы повторять эту информацию более одного раза, вы можете прочитать ее на моих веб-страницах.

Некоторые университетские сайты предлагают электронные таблицы оптимизации конструкции циклонов. Чтобы использовать одну из этих таблиц, вам необходимо знать скорость и объем воздуха, с которым мы будем работать, количество отделяемого материала и размер этого материала.Эти калькуляторы электронных таблиц циклонов затем рассчитают общее сопротивление для каждого из различных типов циклонов вместе с ожидаемой эффективностью разделения.

1. Скорость полета

   Скорость полета, измеряемая в футах в минуту (FPM), определяет размер и вес чипа, который мы можем забрать. Поскольку в деревообработке производится стружка разных размеров, мы обычно выбираем скорость полета для самого большого типа материала, который мы используем. Во время обычной обработки дерева мы производим довольно крупные стружки вплоть до очень мелких частиц пыли, которые настолько малы, что их невозможно увидеть.Основные производители воздуходувок, которые предоставляют оборудование для использования воздуха и воздуховодов для транспортировки различных типов материалов, предоставляют диаграммы, которые показывают нам, какая скорость и минимальное давление необходимы для транспортировки различных типов материалов. Для мелкой древесной пыли, например, при использовании мелкой наждачной бумаги, нам нужно всего лишь около 50 футов в минуту, чтобы преодолеть обычные воздушные потоки в помещении и переместить эту пыль. Для типичных опилок нам нужно перемещать воздух со скоростью около 3800 футов в минуту, а для более крупных стружек нам нужно перемещать воздух со скоростью около 4500 футов в минуту.В идеале мы должны двигаться прямо со скоростью 4500 футов в минуту, чтобы собрать нормальный диапазон древесной щепы . Многие авиатехники вместо этого разрабатывают скорость 4000 футов в минуту, потому что этой скорости достаточно, чтобы подобрать материал, который большинство пожарных считает опасным.

2. Объем воздуха

   Объем воздуха, измеряемый в кубических футах в минуту (CFM), определяет, насколько большую площадь мы можем собрать. Скорость и объем воздуха тесно связаны формулой воздуха, где FPM = CFM / Площадь, где площадь выражается в квадратных футах.Короче говоря, если мы знаем, какая скорость воздуха нам нужна и размер области, которую нам нужно покрыть, мы можем вычислить, сколько кубических футов в минуту нам нужно. Чтобы просто собрать те же опилки и стружку, которые мы иначе подметали бы метлой, известной как «сбор стружки», большинство крупных стационарных инструментов для небольших магазинов могут использовать существующие кожухи и отверстия для инструментов и получить хороший «сбор стружки» с расходом около 350 кубических футов в минуту. Такие производители инструментов, как Fein и Festool, показали нам, что мы можем добиться отличного улавливания мелкой пыли с помощью большого пылесоса. Для этого наши инструменты должны быть построены с нуля, чтобы полностью удерживать пыль.

   К сожалению, большинство крупных стационарных инструментов, которые можно найти в небольших магазинах, представляют собой старые конструкции, в которые встроен только хороший «сбор стружки». Инженеры-авиастроители потратили десятилетия, выясняя, как исправить наши старые инструменты, чтобы добиться хорошего сбора мелкой пыли. Чтобы собрать мелкую пыль на наших типичных старых конструкциях инструментов, мы должны модернизировать кожухи, часто предоставлять отверстия для сбора пыли большего размера и обеспечивать воздушный пузырь вокруг рабочих областей инструментов, который втягивает мелкую пыль. Хотя этому пузырю нужен только воздух, движущийся со скоростью 50 футов в минуту и ​​быстрее, чтобы преодолевать обычные потоки воздуха в помещении и втягивать мелкую пыль, размер этого пузыря большой, почти пятнадцать дюймов во всех направлениях.Эта большая область — плохая новость, потому что скорость всасываемого воздуха падает примерно с той же скоростью, что и площадь поверхности сферы, что означает, что примерно в четыре раза больше Пи, умноженного на квадрат расстояния. Поэтому для хорошего улавливания мелкой пыли нам нужно перемещать намного больше воздуха, чем требуется для «сбора стружки». Если подумать, как работают наши пылесосы, это становится очевидным. Вакуумное сопло набирает только рядом с соплом и просто отодвигается немного в сторону, поэтому скорость полета уменьшается, и мы не получаем сбора. Инженеры по воздухоплаванию рассчитали минимальные воздушные потоки для каждого размера и типа большого стационарного инструмента, а затем уточнили эти значения на протяжении десятилетий опыта, чтобы создать таблицы требований CFM для каждого размера и типа инструмента.Эти таблицы показывают, что нашим более крупным стационарным инструментам для небольших магазинов необходимо перемещать около 800 кубических футов в минуту, чтобы соответствовать стандартам качества воздуха OSHA, около 900 кубических футов в минуту, чтобы соответствовать пятикратным более жестким стандартам ACGIH, и всего около 1000 кубических футов в минуту, чтобы соответствовать стандартам, установленным в пятьдесят раз более жесткими. EPA, медицинские эксперты и Европейский Союз.

3. Размер воздуховода

   Размер воздуховода легко рассчитать, если мы знаем требования к воздушной скорости FPM и объему воздуха CFM. Опять же, наша формула для воздуха FPM = CFM / Area показывает, что диаметр воздуховода 4 дюйма близок к идеальному размеру воздуховода для наших 350 кубических футов в минуту, необходимого для хорошего «сбора стружки».Канал диаметром 5 дюймов почти идеален для транспортировки 550 кубических футов в минуту, а диаметр 6 дюймов — почти идеален для 800 кубических футов в минуту. Нам нужен 7-дюймовый идеальный размер, чтобы выдерживать 1000 кубических футов в минуту. Если мы используем увеличенное рабочее колесо и немного более мощный двигатель, мы создаем достаточно давления, чтобы позволить нам перемещать эти 1000 кубических футов в минуту в канал диаметром 6 дюймов. Зная, что 6-дюймовые воздуховоды доступны и недороги, но больше нет в наличии или легко доступны, я сконструировал свой нагнетатель так, чтобы давление было достаточным для перемещения реальных 1000 кубических футов в минуту в воздуховоде диаметром 6 дюймов.

4. Статическое давление

   Статическое давление — это то, сколько накладных расходов необходимо преодолеть воздуходувке для работы в нашем магазине.Каждая длина воздуховода, фитинга воздуховода, кожуха для инструмента, порта для инструмента и фильтра будет добавлять некоторое сопротивление. Это хорошо изученная область, и мы можем использовать хороший статический калькулятор, такой как тот, который представлен на моих страницах здесь, чтобы получить хорошую рабочую оценку самого низкого и самого высокого потенциального сопротивления или статического давления в нашей системе. Это самое высокое сопротивление будет нашим самым длинным участком воздуховода плюс самое высокое сопротивление, которое мы ожидаем от наших фильтров.

5. Сопротивление фильтра

   Сопротивление фильтра значительно изменится в течение срока службы фильтра.Новый чистый фильтр пропускает больше всего воздуха и имеет наименьшее сопротивление. По мере загрязнения фильтра сопротивление возрастает. Со временем фильтры «сезонны», что означает, что они накапливают в порах фильтра слой мелкой пыли, который не выходит при обычной очистке машинным встряхиванием. Опытный фильтр часто будет фильтровать в десять-двадцать раз лучше, чем новый фильтр, но он будет иметь гораздо более высокое сопротивление.

6. Контроль фильтра

   Мониторинг фильтра осуществляется с помощью манометра и регистрирует сопротивление фильтра после каждой очистки.Эта мелкая пыль, застрявшая в порах нашего фильтра, состоит из мелких острых частиц, которые прорезают и разрывают матрицу фильтра. По мере того, как фильтр загрязняется, давление воздуха увеличивается, вынуждая эти частицы быстрее ускорять это повреждение. Очистка наших фильтров заставляет эти мелкие частицы проходить через фильтр, но даже быстрее, поэтому очистка также быстро разрушает наши фильтры. Фильтры, которые становятся слишком грязными, быстро выходят из строя, как и фильтры, которые очищаются слишком часто, плюс большинство плотников из небольших мастерских склонны чрезмерно очищать наши фильтры, что приводит к их выходу из строя еще быстрее.Вот почему большинство крупных коммерческих установок используют манометр и записывают давление воздуха после каждой очистки. Это давление будет неуклонно расти по мере того, как фильтр «сезон», а затем спадает, когда фильтр выходит из строя. Они должны заменить фильтры, когда давление падает слишком низко, потому что фильтр больше не работает должным образом.

7. Рейтинг фильтра

   Оценка фильтров осуществляется различными способами, но ASHRAE составляет правила оценки внутренних фильтров, предназначенных для защиты нашего здоровья.ASHRAE требует, чтобы внутренние фильтры были чистыми и новыми, когда они пропускают наибольшее количество воздуха и наиболее мелкую пыль. В противном случае мы использовали бы наши легкие для фильтрации воздуха, иногда до двух лет, когда требуется небольшой магазинный циклонный фильтр, чтобы полностью сезон. Производители фильтрующего материала также предоставляют рейтинг фильтра, который дает ожидаемый уровень фильтрации после того, как фильтр полностью заправлен, плюс уровень сопротивления для полностью заправленного фильтра. Этот уровень сопротивления затем используется как часть статических расчетов, используемых для определения размера системы пылеулавливания.

8. Размер фильтра

   Размер фильтра обычно определяется на основе рекомендаций производителей фильтров, основанных на тонкости фильтра, количестве воздушного потока и количестве фильтруемой пыли. Медицинские эксперты рекомендуют фильтровать древесную пыль минимум до 0,5 микрон, если у нас нет известной аллергии или другой респираторной проблемы, тогда мы должны фильтровать до уровня фильтрации HEPA, который использует фильтры, индивидуально сертифицированные для обеспечения 99.Эффективность фильтрации 97% при отфильтровывании частиц размером 0,3 микрона и более. Производители основных фильтров говорят, что фильтры из смеси полиэфирно-целлюлозной смеси 0,5 микрон требуют минимум одного квадратного фута фильтрующей поверхности на каждые 2 кубических фута в минуту воздуха, несущего такое большое количество мелкой пыли. Более толстый полностью спанбонд 0,5-микронный фильтрующий материал может обходиться одним квадратным футом площади фильтрации на каждые четыре кубических метра в минуту. Если вы читаете дальше, производители фильтрующего материала рекомендуют вдвое меньше минимальной площади фильтра, потому что это в четыре раза снизит сопротивление фильтра статическому давлению, в четыре раза продлит срок службы фильтра и в четыре раза сократит циклы очистки.Типичные мелкие цеховые пылесборники с фильтрами рукавного типа обычно имеют площадь фильтрации менее 50 квадратных футов, тогда как при заявленном потоке воздуха в 1000 кубических футов в минуту на самом деле требуется около 250 квадратных футов такой площади фильтра типа спанбонд, будь то мешок или картридж. Большинство небольших промышленных циклонов требуют потока воздуха 1000 куб. Футов в минуту и ​​поставляются с картриджными фильтрами со смесью полицеллюлозы, которые обычно имеют площадь менее 250 квадратных футов, когда им действительно требуется минимум 500 квадратных футов площади фильтра.

9. Стандартные фильтры

   Стандартные фильтры, поставляемые большинством продавцов небольших магазинов, в конечном итоге приводят к путанице из-за запутанной рекламы и показателей производительности.Большинство продавцов небольших магазинов рекламируют свой уровень фильтрации не в том случае, если он чистый и новый, как того требует ASHRAE, а вместо этого основывается на полностью выдержанном уровне фильтрации, который заставляет наши легкие выполнять фильтрацию иногда два года и более, пока сезон фильтрации. Большинство выбирают размер своих рукавных и картриджных фильтров исходя из сопротивления чистому и новому воздуху, которое может составлять одну десятую и менее фактического рабочего сопротивления наших фильтров, когда они полностью сезонны. Эта комбинация заканчивается тем, что они предоставляют слишком маленькие фильтры, которые быстро загружают убойный поток воздуха и вскоре оставляют нас с фильтрами, которые быстро выходят из строя и больше не обеспечивают нам хорошую защиту от мелкой пыли.Хотя это может привести к увеличению продаж фильтров, это не очень хороший способ заботиться о своих клиентах и ​​неизбежно приводит к использованию фильтров со слишком большим сопротивлением ограничению воздушного потока.

10. Столы для вентиляторов

    Таблицы вентиляторов позволяют нам использовать наши рассчитанные уровни высокого и низкого сопротивления в сочетании с требуемым потоком воздуха, чтобы выбрать корпус вентилятора подходящего размера, крыльчатку (вентилятор), размер которой соответствует нашим потребностям в потоке воздуха, и двигатель нужного размера.Хорошие таблицы вентиляторов также указывают нам правильный диаметр отверстия для вентилятора, который также имеет тот же размер, который мы должны использовать для нашей магистрали воздуховода.

11. Циклонный размер

    Затем выполняется определение размеров циклонов путем подачи наших CFM, FPM, загрузки пыли, веса пыли, сопротивления и т. Д. В один из вычислителей циклонов. Такие хорошие, как калькулятор циклонов ESSCO, покажут размеры и оценят эффективность каждого из основных хорошо известных типов циклонов.На самом деле нам не нужен красивый калькулятор, потому что, узнав размер воздуховода из таблицы вентиляторов, мы можем умножить его на три, чтобы получить диаметр нашего циклона. Затем все основные циклоны используют этот размер диаметра (D), чтобы мы могли вычислить размеры для всех других характеристик нашего циклона. При подаче на циклон ESSCO наших значений воздушного потока 800 кубических футов в минуту и ​​скорости потока 4000 кубических футов в минуту, плюс нормальный диапазон размеров древесной пыли показывает, что нам нужен циклон диаметром 13,5 дюйма, приводимый в действие двигателем мощностью 7,5 л.с., вращающим крыльчатку диаметром 16 дюймов.

12. Эффективность циклона

    Эти калькуляторы предсказывают эффективность циклонов, но почти все типичные циклоны для деревообработки, которые мы видим за пределами почти каждого крупного деревообрабатывающего предприятия, обеспечивают эффективность отделения частиц древесной пыли размером 30 микрон и более 99,9%. 30-микронная частица составляет примерно одну треть толщины грубого человеческого волоса. В деревообрабатывающей промышленности частицы размером менее 30 микрон считаются переносимой по воздуху пылью, потому что при выдувании на улицу они быстро бесследно рассеиваются.Практически все циклоны для деревообработки обеспечивают точно такое же разделение 30 микрон и предназначены для того, чтобы просто сбрасывать более тяжелые опилки и стружку в сборный бункер, при этом мелкая пыль выдувается наружу. Это также почти такая же эффективность отделения, как и у крышек сепараторов для мусора, за исключением того, что сепараторам для мусора требуются огромные мусорные баки с гораздо большими потоками воздуха, необходимыми для хорошего сбора мелкой пыли. Циклоны могут обрабатывать гораздо большие объемы воздуха при меньших размерах.

Применение того, что я узнал, к имеющимся небольшим цехам и даже к большинству циклонов на крупных предприятиях, показало, что сбор мелкой пыли при деревообработке представляет собой беспорядок. Только пара крупнейших поставщиков пылеуловителей, которые действительно сертифицируют и регулярно проверяют качество воздуха для своих клиентов после установки системы пылеулавливания, обеспечивают хороший сбор мелкой пыли. Большинство из них вместо этого предоставляют циклоны, которые обеспечивают ужасное разделение, нагнетатели, которые пропускают слишком мало воздуха, фильтры, которые так плохо фильтруют воздух, который не следует возвращать в помещение, воздуховоды, которые не начнут перемещать воздушные потоки, показанные десятилетиями воздушной инженерии как минимум, необходимый для хороший улавливание мелкой пыли, плюс большинство из них даже не на словах соблюдают ключевое требование, заключающееся в необходимости начинать с обновления большинства кожухов и отверстий для инструментов.Это действительно не имело никакого смысла, пока я не углубился в литературу и не обнаружил, что сбор пыли — это жестко оспариваемая война между несколькими благонамеренными медицинскими экспертами и нашей четвертой по величине группой работодателей в стране. Эти люди продолжают тратить большие деньги на покупку лучших исследований, которые можно купить за деньги, которые доказывают, что деревообработка не производит мелкой пыли, мелкая пыль, производимая деревообработкой, не оказывает отрицательного воздействия на здоровье, а уровни воздействия настолько малы, что не имеют значения.Эти интересы задержали принятие стандарта качества воздуха OSHA для деревообработки почти на тридцать лет и сделали этот стандарт в пятьдесят раз проще, чем рекомендовано медицинскими экспертами. Эти же интересы успешно бросили вызов этому несложному стандарту OSHA еще до того, как он полностью вступил в силу. Короче говоря, сегодня решение вопроса о сборе пыли для деревообработки почти полностью зависит от клиентов, а затем они верят, что поставщики предоставят то, что они заявляют в своей рекламе. В случае сбора пыли в небольших магазинах эта ситуация настолько мрачна, что продавец циклонов, получивший оценку «лучшего» журнала, выпускает циклон, который на самом деле увеличивает уровень переносимой по воздуху пыли в наших магазинах до гораздо более высокого уровня, чем если бы мы просто работали с вентилятором, работающим в открытом дверном проеме.

В итоге мелких и крупных магазинов пыли в США беспорядок. Мои личные испытания всех основных производителей и размеров небольших цеховых пылесборников и циклонов показали, что только пылеуловители мощностью 3 л.с. и больше, а циклоны мощностью 5 л.с. и больше перемещают достаточно воздуха, чтобы даже соответствовать относительно простым требованиям OSHA к качеству воздуха. Я обнаружил, что в большинстве небольших магазинных циклонов теперь используются части моего более раннего дизайна, опубликованные на моих веб-страницах с модификациями циклонов, но все они по-прежнему идут на серьезные дизайнерские компромиссы, чтобы упростить их сборку, использовать гораздо менее дорогой и мощный двигатель и принудительно подогнать их. под потолком высотой восемь футов.На момент тестирования, проведенного мной в 2006 году, ни одно из этих устройств не имело циклонного фильтра, который, будучи чистым и новым, обеспечивал даже 10-микронную фильтрацию. Все продавцы пылесборников и циклонов, продаваемые в небольших магазинах, рекламировали максимальные воздушные потоки, которые более чем вдвое превышали воздушные потоки, которые эти системы обеспечивали при реальном использовании. Все пылесборники и циклонные фильтры для небольших магазинов были в пять-двадцать раз меньше заявленного уровня фильтрации и даже были слишком малы для их фактических уровней фильтрации. Короче говоря, сбор пыли в небольших магазинах остается таким же мрачным беспорядком, каким был, когда в 1999 году я вдохновился на поиск лучших решений, которые помогут работникам небольших магазинов лучше защищать наше здоровье.

Каждый мелкий продавец в магазине в 1999 году продавал циклоны с серьезными проблемами внутреннего сопротивления, которые лишали примерно половины воздушного потока нагнетателя, но даже с изменениями, которые придумали я и мои друзья, но все другие небольшие магазинные циклоны по-прежнему имеют такой плохой воздушный поток, разделение и фильтрацию. они часто создают опасно большое количество мелкой пыли, если ее вентилировать в помещении. Самый популярный журнал рекомендовал циклон, который я установил в 1999 году для защиты своего здоровья, менее чем через два месяца после этого я попал в больницу.Предыдущие проблемы проектирования в сочетании с плохим разделением и плохим воздушным потоком помогли мне определить, что я хочу от лучшего циклона. Я все еще хотел циклон, который защищал крыльчатку нагнетателя и фильтр от ударов материала. Мне нужен был блок, который по-прежнему помещался бы под типичный восьмифутовый потолок высотой 96 дюймов. Я хотел, чтобы этот циклон обеспечивал гораздо лучшее отделение мелкой пыли, чтобы можно было использовать более мелкие и более доступные фильтры тонкой очистки, которые быстро разрушаются из-за циклонов, которые не обеспечивают хорошего качества. Я также хотел привести этот циклон в действие недорогим двигателем, который работал бы от обычного бытового тока.

Многие из этих целей проектирования оказались противоречащими друг другу. Уменьшение высоты циклона, чтобы он поместился под потолком высотой восемь футов, вынуждает использовать чрезмерно большой двигатель. Увеличение размера циклона, достаточного для использования двигателя меньшего размера, снижает эффективность сепарации и не позволяет нам разместить устройство под потолком высотой восемь футов. Использование более короткой длины конуса приводит к закупорке конуса при обработке крупной стружки и всасыванию мелкой пыли прямо из пылесборника и ее попаданию в наши фильтры.Конус должен быть спроектирован так, чтобы изменять направление воздушного потока, чтобы естественная точка реверсирования воздуха была правильной, чтобы пыль, стружка и стружка падали, а очищенный воздух уходил вверх. Все исследовательские модели циклонов говорят, что наилучшее отделение мелкой пыли происходит, когда длина конуса в 3 раза больше диаметра верхнего цилиндра, что снова создает слишком высокий циклон. Я попытался изменить традиционную конструкцию циклонов, которые все еще продаются, но ничто не привело к лучшему отделению мелкой пыли без создания циклона, который был либо слишком высоким, либо требовал слишком большого двигателя.

Это подтолкнуло меня назад к основной литературе по физике разделения, в которой циклон является частным случаем «вихревой трубы». Эта информация не очень помогла, потому что традиционный подход к лучшему отделению пыли — это более быстрое перемещение воздуха. Чем быстрее воздух движется, тем больше частиц циклон вылетит из этого воздушного потока. К сожалению, мои расчеты показали, что мне нужен двигатель мощностью 12,5 л.с., чтобы вдвое лучше улавливать мелкую пыль.

Это побудило меня задуматься о поиске других вариантов улучшения разделения.Почти все циклоны начинаются с впускного патрубка, который входит прямо сбоку. Это заставляет воздух вращаться и полагается на гравитацию, чтобы тянуть вниз и сбрасывать пыль. Сведение к минимуму внутренней турбулентности внутри циклона позволяет тому же воздушному потоку избавляться от гораздо более мелких частиц. Нацеленность этого входящего воздушного потока на выталкивание пыли вниз по направлению к пылесборнику еще больше улучшает разделение, но создает новый набор проблем. Поскольку бункер и соединение с нижней частью циклона герметично, эта движущаяся вниз спираль воздуха будет менять направление и подниматься вверх и выходить из выхода циклона.Мне нужно было добиться того, чтобы входное отверстие было правильным, чтобы минимизировать турбулентность и отрегулировать размер конуса, чтобы воздушный поток менял направление в нужном месте. Традиционные конструкции циклонов уже показали, что создание конусного выхода желоба для пыли того же размера, что и входное отверстие циклона, и изготовление этого конуса в три раза длиннее диаметра циклона, обеспечивает наилучшее отделение мелкой пыли для циклона с перпендикулярным входом. Для наклонного воздухозаборника мне нужно было рассчитать идеальную точку разворота на основе моего угла входа и скорости воздуха.К сожалению, воздушная скорость не постоянна, а близка к нулю на стенках циклона, которые выносят мелкую пыль и поднимаются на входе, близком к начальной. Это было непросто, так как слишком высокий уровень вызывает засорение циклона при обработке крупной стружки, а слишком низкий — всасывает мелкую пыль прямо из бункера. Для каждой разной конструкции и воздушной скорости требуется своя длина конуса. Я обнаружил, что для моей оптимизированной конструкции идеальная точка разворота находится в 1,64 раза больше диаметра внешнего цилиндра верхнего циклона. Это создает циклон, который будет перемещать настоящие 1000 кубических футов в минуту и ​​едва поместится под 8-дюймовым потолком с небольшим пылесборником.

Эта конструкция минимизирует внутреннюю турбулентность, снижая общее сопротивление циклона с примерно 3,5 дюйма, типичных для моих модификаций исходных циклонов с сопротивлением 4,5 дюйма, до всего 2,25 дюйма. Этот гораздо более чистый воздушный поток позволяет этому циклону обеспечивать в пять раз лучшую эффективность отделения мелкой пыли Это означает, что мы можем использовать фильтры меньшего размера, что является хорошей новостью, потому что хорошие фильтры тонкой очистки дороги.Это также означает, что мы увеличим срок службы фильтра во много раз и увеличим интервалы между циклами очистки фильтра.Это также означает, что я могу привести в действие этот циклон с помощью двигателя мощностью 5 л.с. и получить лучший воздушный поток и разделение, чем другие конструкции, которые могут получить с гораздо более крупными циклонами и двигателями. Более того, в сочетании с большим рабочим колесом такая высокая эффективность позволяет использовать все воздуховоды диаметром 6 дюймов вместо 7-дюймовых, а в некоторых случаях даже 8-дюймовых каналов для хорошего сбора мелкой пыли. Дополнительное давление, создаваемое этим большим рабочим колесом, также сводит к минимуму изменения капота и порта в наших инструментах.

Еще одно очень положительное преимущество этой конструкции — ее масштабируемость.Бесчисленное количество людей построили и купили маленькие циклоны диаметром 6 дюймов для использования со своими 2,5-дюймовыми производственными пылесосами. Тестирование этих небольших блоков в медицинской школе оказывается столь же впечатляющим, как и разделение на более крупные блоки. Эти маленькие 6-дюймовые версии обеспечивают эффективность отделения 99,9% для частиц размером менее 5 мкм по сравнению с ближайшим конкурентом, обеспечивающего разделение только 99,9% для частиц размером 25 мкм и более. Настоящим доказательством являются результаты, которые деревообработчики получают при их реальном использовании.Даже магазины, которые ежедневно производят несколько 55-галлонных бочек с пылью из МДФ, обнаруживают, что могут проработать шесть месяцев, но при этом почти не видят мелкую пыль в своих фильтрах. То же самое верно и в отношении масштабирования этого дизайна до гораздо большего размера. Я спроектировал один из них для огромного завода по переработке цемента, и они перешли от необходимости менять фильтры раз в пять-шесть месяцев, а также смогли использовать двигатель гораздо меньшей мощности. Владелец этого объекта сказал, что его экономия на энергии и фильтрах окупает его больше, чем он тратил на строительство этого устройства каждые три месяца.Я слышал похожие отчеты от производителя пластмасс, фирмы по обжарке кофейных зерен и бесчисленных мастеров по дереву. Многие даже построили эти агрегаты с циклонами увеличенного размера, чтобы использовать двигатели меньшего размера. Хотя мне не особенно нравится эта идея, потому что слишком много мелкой пыли не улавливается, если воздуходувка не перемещает достаточно воздуха, а эффективность отделения сильно снижается, многие успешно приводят в действие мою конструкцию циклона с двигателями мощностью 1,5 л.с. Вместо того, чтобы строить рекомендуемый мной циклон диаметром 18 дюймов, те, у которых есть двигатели мощностью 3 л.с., должны делать циклоны диаметром 20 дюймов, а те, которые имеют 2 и даже 1.В двигателях мощностью 5 л.с. следует использовать циклоны диаметром 22 дюйма. Часто эти большие диаметры требуют установки воздуходувки сбоку, так как в результате нагнетатель будет слишком высоким с установленным сверху нагнетателем, но, несмотря на это, они все равно работают очень хорошо. Если вам нужен более мощный циклона мощностью более 5 л.с., у вас есть проблемы со здоровьем или вам необходимо собирать воду с нескольких машин одновременно, я рекомендую вам обратиться за профессиональной консультацией по техническим вопросам.

Возможно, вы захотите внимательно изучить материалы, из которых изготовлен циклон.Нам нужно использовать материал, который будет хорошо изнашиваться. Большинство промышленных циклонов для обработки древесины имеют тенденцию выходить из строя из-за влажной абразивной пыли, вызывая ржавчину и образование отверстия внутри циклона, куда сначала попадает пыль и воздух. Судя по всему, дерево ударяется достаточно сильно, чтобы терять влагу и выделять тепло. Это создает быстрый процесс коррозии, чему способствует пескоструйная очистка из-за высокого содержания кремнезема в опилках и других всасываемых материалах. Большинство промышленных циклонов изготавливаются из тяжелой стали с покрытием для снижения стоимости.Поскольку наши небольшие цеховые циклоны, как правило, намного меньше, мы можем изготовить весь блок из нержавеющей стали, одного из новых очень прочных пластиков, которые использовались в циклонах Clear Vue, или покрыть контактную зону внутри вашего циклона. Изготовление одного из этих циклонов из прочного пластика, такого как Clear Vue Cyclone, стоит более чем вдвое, а изготовление из нержавеющей стали — примерно на 40 долларов дороже. Чтобы работать с пластиком или сваривать нержавеющую сталь, вам понадобятся специальные инструменты, поэтому большинство из них строится из оцинкованной стали. Если вы делаете циклон из стали или нержавеющей стали, вам следует использовать сменную резиновую пластину для струйной очистки, которая находится прямо там, где воздух впервые попадает внутрь циклона, чтобы минимизировать износ пескоструйной обработки.У моего циклона есть резиновый лист (от какого-то старого вкладыша шкафа), приклеенный полиэфирным герметиком, где материал ударяется, чтобы обеспечить небольшую дополнительную защиту.

Альф Той выполняет некоторые работы по изготовлению знаков и предлагает использовать прочные и долговечные устойчивые к пескоструйной обработке листы, которые он использует при изготовлении знаков, для защиты внутренних пятен износа на наших циклонах. Он говорит: «Мы используем этот резист, чтобы замаскировать участки на вывесках из кедра, подвергнутых пескоструйной очистке, и тот же материал используется при еще более тяжелой пескоструйной обработке, используемой для изготовления маркеров надгробий из гранита.Этот прочный прорезиненный материал с клейкой основой легко наносится, хорошо держится и прилипает достаточно плотно, чтобы воздух под высоким давлением из пескоструйного аппарата не высвободил его. Практически любое отверстие или отслоение этого материала может быстро испортить работу, позволяя песку протравить гранит иногда на глубину до 1/4 дюйма. Клей на резисте такой же, как и на виниловом материале, который производители вывесок используют для изготовления наклеек для автомобильных надписей, срок службы которых составляет 7 и более лет. Вам следует пойти в магазин надгробий и попросить кусок резиста квадратного метра или любого другого размера, который вам нужен.Не более 10 долларов или бесплатно, если у них есть записки «.

Многие просто покупают в небольшом магазине воздуходувку для сбора пыли и используют ее для питания своего циклона, но на самом деле это очень плохая идея. Мы подбираем воздуходувку для работы в ожидаемом диапазоне давления. Для наших небольших цеховых циклонов это обычно составляет от низкого статического давления примерно 4 дюйма до максимального примерно 12 дюймов. Короче говоря, лучший подход — определить размер воздуходувки, а затем найти то, что имеет наибольший смысл.Для циклона лучше всего использовать увеличенный корпус вентилятора и крыльчатку, прикрепленную к хорошему двигателю.

1. Вентиляторы

   Каждую неделю у меня появляется несколько человек, которые хотят привести в действие циклон с помощью типичного вентилятора с воздушным движением в виде большой крыльчатки с беличьей клеткой, встроенного канального вентилятора или какого-нибудь вентилятора с лопастями. Вентиляторы HVAC, вентиляторы испарительного водоохладителя и всевозможные другие лопастные вентиляторы могут легко перемещать 1000 кубических футов в минуту, которые я рекомендую. К сожалению, им также необходимо переместить такое количество воздуха при реальном давлении от 4 до 12 дюймов, чтобы добиться хоть какой-то пользы от циклона.Я разработал специальную крыльчатку с аэродинамическим профилем, которая обеспечит давление до 8 дюймов, что является минимумом для магазина размером с гараж на одну машину. Хотя эти крыльчатки с крыльчаткой и другие крыльчатки с кожухом намного более эффективны, они просто небезопасны в использовании. с древесной пылью. При обработке древесины образуются длинные волокнистые завитки и стружка, которые могут попасть на любую из несамоочищающихся крыльчаток. Воздуходувки для погрузочно-разгрузочных работ имеют самоочищающуюся конструкцию и являются для нас правильным типом крыльчатки.Точно так же, поскольку это одна из менее эффективных крыльчаток, нам нужен достаточно большой двигатель и достаточно большая крыльчатка, чтобы управлять воздухом с желаемым давлением. Мое тестирование показало, что не менее чем крыльчатка диаметром 14 дюймов действительно перемещает достаточно воздуха. При превышении нормального диапазона давления в наших магазинах двигатель, вращающий крыльчатку такого размера, будет тянуть до 3,5 л.с. и 5 л.с., я настоятельно рекомендую приобрести двигатель хорошего качества на 5 л.с. Хотя мы можем получить двигатели мощностью 3 л.с., которые имеют расширенный сервисный коэффициент, позволяющий им производить 3 л.с.45 л.с., мне кажется глупым покупать мотор, который напрягается для нашего наиболее часто используемого мотора в нашем магазине. Короче говоря, я рекомендую настоящий двигатель мощностью 5 л.с., который позволяет нам вращать настоящее погрузочно-разгрузочное колесо диаметром 15 дюймов с загнутыми назад лопатками (BC), необходимыми для минимизации шума.

2. Пылесборники

   Кажется вполне разумным, что производители пылеуловителей будут продавать только свои двигатели-воздуходувки и, возможно, даже продают комбинацию двигателей для воздуходувок, которая идеально подходила для наших размеров циклонов.Большинство говорят, что продают воздуходувки по отдельности, но лишь немногие делают это, и они берут столько же, если не больше, чем покупка целого пылеуловителя. Jet, Wilke Machinery, PSI, RBI и Laguna Tools продают моторные воздуходувки без необходимости покупать целый пылеуловитель, но цены высоки, а рабочие колеса слишком малы, пока вы не перейдете к их более крупным агрегатам, которые имеют больше двигателя, чем требуется. Пылеуловители мощностью 3 л.с. с 14-дюймовым рабочим колесом обеспечивают максимальную производительность 1900 кубических футов в минуту, и это лучший компромисс, который я смог найти.Не сумев найти то, что я хотел, я работал с несколькими поставщиками, чтобы предоставить колеса и двигатели воздуходувки подходящего размера, которые лучше всего работали бы с моей конструкцией циклона. Более подробная информация на моей странице Cyclone Building.

   Помимо того, что вы не предлагаете очень эффективных нагнетателей, вам необходимо знать, что большинство производителей воздуходувок для любителей рекламируют крайности, а не практическую эффективность работы двигателя в лошадиных силах и производительности в кубических футах в минуту (CFM).

   Большинство производителей пылеуловителей и циклонов используют так называемые двигатели, работающие от компрессора.К сожалению, многие из наших небольших продавцов в магазинах оценивают свои компрессорные двигатели, как и вакуумные, в зависимости от того, сколько они тянут во время запуска. Типичный двигатель компрессора мощностью 5 л.с. в небольшом магазине на самом деле является двигателем мощностью 3 л.с. во время работы, но предназначен для запуска при большой нагрузке, поэтому будет иметь схему запуска для тяжелых условий работы, типичную для двигателя мощностью 5 л.с. Нам нужна эта тяжелая пусковая схема, чтобы справиться с высокой нагрузкой при запуске наших тяжелых крыльчаток. Я отказался от традиционных поставщиков двигателей для небольших магазинов после того, как сгорело слишком много двигателей, и переключился, рекомендуя Leeson American, произведенные настоящими компрессорными двигателями мощностью 5 л.с., которые могут выдерживать большой пусковой ток, а затем работать с полной мощностью в 5 л.с.

   CFM — это аналогичный случай того, что вы видите рекламируемым продавцами небольших магазинов, это не то, что вы собираетесь получить. Текущая правда в рекламе позволяет любому требовать все, что он может показать, хотя бы на мгновение. Благодаря продуманным воздухозаборникам и отсутствию фильтров или циклонов продавцы небольших магазинов придумали способ оценивать свои воздуходувки примерно вдвое по сравнению с тем, что они могут сделать в реальной рабочей среде.

   Реальность такова, что, к сожалению, многие продавцы небольших магазинов сами не понимают. Производительность воздуходувок для небольших магазинов почти всегда сводится к одной простой вещи — диаметру крыльчатки. Причины этого:

   1. Большинство двигателей пылесборников вращаются со скоростью 3450 об / мин;

   2. Большинству приходится использовать простые рабочие колеса перемещения материала, которые построены как резервуары, чтобы выдерживать удары материала от кусков дерева. Всякий раз, когда наши циклонные пылесборники наполняются, все проходит прямо через крыльчатку, поэтому не увлекайтесь покупкой алюминиевой крыльчатки, которая может взорваться при ударе деревянным сучком;

   3. Большинство из них используют рабочие колеса перемещения материала с назад загнутыми лопатками, поскольку они обеспечивают наибольшую эффективность при наименьшем уровне шума;

   4. Эксперименты показывают, что изменение высоты лопасти примерно на одну треть диаметра крыльчатки мало влияет на эффективность крыльчатки, потому что каждая лопасть затеняет следующие за лопатками;

   5. Эксперименты также показывают, что длина лопасти, определяющая диаметр крыльчатки, почти полностью отвечает за определение эффективности крыльчатки; так,

   6. Эти факты позволяют вам принять обоснованное решение о том, что на самом деле может производить воздуходувка, вместо того, чтобы полагаться на совершенно бесполезную информацию о заявках на продажу.При всех практически идентичных характеристиках вы можете взглянуть на хорошую таблицу кривых характеристик вентилятора, сертифицированную ACMA, для промышленного нагнетателя с рабочим колесом того же размера, работающим со скоростью 3450 об / мин. Эта таблица мгновенно сообщит вам не только ожидаемый CFM при различных сопротивлениях, но также необходимую мощность в лошадиных силах для привода рабочего колеса при этой нагрузке и даже размер впускного отверстия, необходимого для этого рабочего колеса. Если заявленные продажи не совпадают, пожалуйста, не удивляйтесь, так как многие сегодняшние воздуходувки-любители выглядят красиво, но их дизайн настолько плох, что почти любой любитель, потратив всего несколько минут, может создать гораздо лучшую производительность, используя тот же крыльчатка.

Производители пылесборников должны защищать свои двигатели от возгорания, когда им разрешено работать на полную мощность без ограничений для воздушного потока. PSI, Grizzly и Delta, как известно, встраивают ограничения в некоторые из своих входных отверстий для пылесборников, чтобы предотвратить эту проблему, но другие очень мелким шрифтом предупреждают, что гарантия аннулируется, если устройство используется без воздуховодов или без воздуховодов большого размера. . Как ни странно, воздух при типичных объемах пылеулавливания и давлении больше похож на воду.Он почти не сжимается, поэтому даже небольшое ограничивающее открытие может убить поток воздуха. Использование небольшого воздухозаборника может спасти двигатели пылеуловителя, но убивает воздушный поток, необходимый для питания наших циклонов, и при этом собирает мелкую пыль. Большинство других производителей более целесообразно ограничивают максимальный воздушный поток, выбирая рабочие колеса меньшего диаметра. В любом случае, если вы поместите верхнюю часть воздуховодов, фильтра и циклона поверх ограничений, установленных производителем, вам повезет, и вы получите на своей машине одну треть максимального значения CFM, установленного пылесборником.Точно так же, как размер водяного шланга, ограничивающий поток воды, размер вашего воздуховода имеет решающее значение для воздушного потока. Стандартные 4-дюймовые воздуховоды и шланги для любителей выдерживают расход до 350 кубических футов в минуту, который нам необходим для получения такой же пыли, как и с помощью метлы, но для 800-1000 кубических футов в минуту, необходимых для улавливания самой мелкой и самой опасной пыли, нам понадобится либо огромный вентилятор, либо все 6 «или более крупный воздуховод и гибкий шланг.

Еще хуже становится, когда вы добавляете разделитель. Циклон может добавить от 2,25 до 7 дюймов сопротивления, а сепаратор для мусорного бака может добавить 4.5 дюймов сопротивления. Чтобы преодолеть это сопротивление, требуется как минимум на 3/4 лошадиных силы больше и примерно на 1,5 дюйма большего размера крыльчатки. Это означает, что самый маленький жизнеспособный циклон, который перемещается от машины к машине без использования воздуховодов, должен быть 3,5-сильным двигателем, вращающим 14-дюймовое рабочее колесо. Наши асинхронные двигатели обычно бывают мощностью всего 3 или 5 лошадиных сил, а 3 л.с. слишком малы. почему я настоятельно рекомендую использовать двигатель мощностью 5 л.с. Эта дополнительная мощность позволяет нам вращать крыльчатку диаметром 15 дюймов, что означает, что мы перемещаем больше воздуха, и это делает нашу систему более эффективной.Добавление почти любого воздуховода или даже грязного фильтра приводит к тому, что меньший блок сильно страдает от недостатка воздуха. Недостаток воздуха означает, что крыльчатка и двигатель бездельничают, не имея возможности получить воздух, необходимый для работы с полной эффективностью. С точки зрения денег и здравого смысла купить подходящую крыльчатку и двигатель для вашего циклона быстрее, проще и дешевле, а также построить или купить хороший корпус воздуходувки. Большинство обнаруживает, что им действительно нужен полный двигатель мощностью 5 л.с., вращающий 15-дюймовое рабочее колесо, чтобы приводить в действие циклон, и заботиться о типичной мастерской размером с гараж на две машины и получать действительно хороший сбор мелкой пыли.

Изготовить воздуходувку не так уж сложно и на самом деле стоит меньше, чем покупка гораздо менее мощного пылесборника или промышленного вентилятора. Вы все равно хотите потратить время и позаботиться о том, чтобы сделать такой, который будет надежным и безопасным в эксплуатации. Две клавиши делают его достаточно прочным и гарантируют, что ваш двигатель не перегреется из-за слишком большого количества воздуха. Я построил много воздуходувок для себя и других плотников, плюс мне много помогали люди, которые посещали этот сайт и предлагали свои предложения.Один из самых простых способов изготовления — использовать пару кусков фанеры или МДФ в качестве сэндвича, на котором держится металлическая спираль. Используя тонкую изоляцию в канавках на МДФ и длинные болты на внешней стороне этого металла, вы получаете очень прочный корпус вентилятора, который легко сделать, легко разобрать, очень безопасно и относительно тихо, потому что древесина демпфирует воздух. звук. Для получения подробных пошаговых инструкций по созданию собственной воздуходувки вы можете перейти на мою страницу «Создание воздуходувки» с изображениями (загрузка занимает некоторое время из-за медленных подключений).