С недавних пор увлёкся работой с деревом и весьма остро встал вопрос удаления стружки и опилок. Пока что вопрос уборки рабочего места решается домашним пылесосом, но он быстро забивается и перестаёт всасывать. Приходится часто вытряхивать мешок. В поисках решения проблемы пересмотрел множество страниц в интернете и кое что нашёл. Как оказалось, из подручных материалов можно изготовить вполне работоспособные пыле сборники.
Мини пылесос из пластиковой бутылки
Вот ещё одна идея мини-пылесоса основанного на эффекте Вентури
работает такой пылесос от нагнетаемого воздуха.
Эффект Вентури
Эффект Вентури заключается в падении давления, когда поток жидкости или газа протекает через суженную часть трубы. Этот эффект назван в честь итальянского физика Джованни Вентури (1746—1822).
Обоснование
Эффект Вентури является следствием действия закона Бернулли, которому соответствует уравнение Бернулли, определяющее связь между скоростью v жидкости, давлением p в ней и высотой h , на которой находится рассматриваемый элемент жидкости, над уровнем отсчёта:
где — плотность жидкости, а — ускорение свободного падения.
Если уравнение Бернулли записать для двух сечений потока, то будем иметь:
Для горизонтального потока средние члены в левой и правой частях уравнения равны между собой, и потому сокращаются, и равенство принимает вид:
то есть при установившемся горизонтальном течении идеальной несжимаемой жидкости в каждом её сечении сумма пьезометрического и динамического напоров будет постоянной. Для выполнения этого условия в тех местах потока, где средняя скорость жидкости выше (то есть, в узких сечениях), её динамический напор увеличивается, а гидростатический напор уменьшается (и значит, уменьшается давление).
ПрименениеЭффект Вентури наблюдается или используется в следующих объектах:
- в гидроструйных насосах, в частности, в танкерах для продуктов нефтяной и химической промышленности;
- в горелках, которые смешивают воздух и горючие газы в гриле, газовой плите, горелке Бунзена и аэрографах;
- в трубках Вентури — сужающих элементах расходомеров Вентури;
- в расходомерах Вентури;
- в водяных аспираторах эжекторного типа, которые создают небольшие разрежения с использованием кинетической энергии водопроводной воды;
- пульверизаторах (опрыскивателях) для распыления краски, воды или ароматизации воздуха.
- карбюраторах, где эффект Вентури используется для всасывания бензина во входной воздушный поток двигателя внутреннего сгорания;
- в автоматизированных очистителях плавательных бассейнов, которые используют давление воды для собирания осадка и мусора;
- в кислородных масках для кислородной терапии и др.
А теперь посмотрим на образцы которые смогут занять достойное место в мастерской.
В идеале хотелось бы получить нечто похожее на циклонный фильтр, но из подручных материалов:
Самодельный стружкоотделитель.
Принцип тот же, но изготовлен гораздо проще:
А вот этот вариант мне больше всех приглянулся, так как является уменьшенным аналогом промышленного циклона:
ч1
Поскольку дорожного конуса у меня нет, то решил всё-таки остановиться на вот такой конструкции, собранной из пластиковых труб для канализации. Несомненный плюс - доступность и дешевизна материала для сборки конструкции:
Самодельный циклон из пластиковых канализационных труб
Прошу обратить внимание на ошибку которую допустил мастер. Труба для забора мусора должна располагаться вот так:
В этом случае будет создаваться нужный вихрь.
На следующем видео показана подобная конструкция в работе:
Ну и напоследок немножко изменённый вариант:
Установки типа «циклон» применяются в промышленности для очистки газов и жидкостей. Принцип работы фильтра основан на физических законах инерции и гравитации. Через верхнюю часть фильтра из аппарат отсасывается воздух (вода). В фильтре создается вихревой поток. Вследствие этого загрязненный продукт поступает в фильтр через патрубок находящийся сбоку верхней части. Так как частицы мусора тяжелее, то они оседают в нижней части фильтр, а очищенный продукт выводиться через верхнюю часть. Именно такой фильтр, сделанный для мастерской, рассмотрим сегодня вместе с автором самоделки .
Инструменты и материалы:
Емкость для мусора на 76 л;
Фанера;
Поликарбонат;
Пластиковая труба;
Муфта;
Крепеж;
Малярный скотч:
Ручной фрезер;
Электрический лобзик;
Дрель;
Клеевой пистолет;
Ленточнопильный станок;
Шлифовальная машинка.
Затем из крышки, с помощью ленточнопильного станка, вырезает круг диаметром 40 см.
Место прореза склеивает, шлифует.
В круге диаметром 40 см, который остался от вырезания нижней крышке, вырезает середину по диаметру пластиковой трубы. Эта заготовка будет установлена в верхней части устройства.
Для боковой стенки автор использовал прозрачный поликарбонат. Это позволит контролировать работу фильтр и заполняемость мусорного бака. Свернув из поликарбоната цилиндр, вставил его во внутреннее отверстие нижней крышки. Наметил и обрезал по стыку. Получил цилиндр с диаметром 40 см и высотой 15 см.
Вставив цилиндр поликарбоната во внутреннее кольцо нижней крышки, сверлит отверстия с шагом 10 см. Фиксирует цилиндр саморезами. Что бы ни раздавить поликарбонат нижняя часть саморезов должна быть плоской.
В другую часть цилиндра вставляет верхнюю крышку. Фиксирует скотчем. Просверлив отверстия, крепит поликарбонат саморезами.
Jpg
Для входного и выходного отверстия автор использовал пластиковую трубу диаметром 7.6 см, а также две муфты для нее.
Сначала изготавливает входное отверстие. Отрезает от трубы кусок 23 см. Разрезает пополам муфту. Из фанеры вырезает прямоугольник со сторонами 12.5 и 15 см. Посередине вырезает отверстие 8.9 см (наружный диаметр муфты). Вставив в отверстие трубу, с двух сторон фиксирует ее муфтой. Герметизирует шов термоклеем.
К боковой стенке прямоугольника (12.5 см) прикручивает Вырезанный кусок размером 12.5 на 20 см.
Затем автор обрезает трубу и фанеру таким образом, что бы кривизна обреза совпадала с кривизной цилиндра.
1
Приложив конструкцию к месту установки, делает измерения для изготовления вертикальной подпорки. Вырезав ее, крепит к корпусу. Крепит там, где идет шов цилиндра, таким образом, закрывает его.
Отмечает на поликарбонате место выреза входного отверстия. Вырезает его с помощью бормашины.
Устанавливает входную трубу в отверстие, закрепляет ее. Шов уплотняет термоклеем.
Дальше делает выходной патрубок. Отрезает кусок трубы 15 см. Вставляет её в отверстие в верхней крышке. С двух сторон устанавливает муфту. Обрабатывает термоклеем.
Нижний экран автор изготовил из МДФ. Размер экрана 46 см в диаметре, толщина 3 мм. На расстоянии 5 см от края рисует круг. Отмеряет угол 120 градусов. Обрезает полосу между сторонами угла. Прикручивает экран к нижней крышке таким образом, что бы вырез начинался сразу за входной трубой.
Домашний пылесос настолько привычен в хозяйстве, что никто не задумывается о принципе его действия. С момента изобретения этого помощника в уборке помещений, использовался единственно возможный способ отделения пыли от чистого воздуха – фильтр.
С годами фильтрующий элемент совершенствовался, из банального мешка из плотного брезента, он превратился в высокотехнологичные мембраны, удерживающие мельчайшие частицы мусора. При этом от главного недостатка избавиться не удалось.
Создатели фильтров постоянно ищут компромисс между плотностью ячеек и пропускной способностью для воздуха. К тому же, чем загрязненнее мембрана, тем хуже проходит через нее воздушный поток.
30 лет назад, физик Джеймс Дайсон произвел прорыв в технологии уборки пыли.
Он изобрел компактный пылеотделитель, работающий по принципу центробежной силы. Надо сказать, что идея эта была не нова. Промышленные пилорамы использовали центробежные накопители опалок и стружек типа «циклон» достаточно давно.
Но никто не догадался применить это физическое явление в быту. В 1986 году зарегистрировал патент на первый пылесос циклонного типа, с названием G-Force.
Вообще существует три способа отделения пыли от чистого воздуха:
- Фильтрующая мембрана. Самый массовый и дешевый способ убрать пыль. Применяется в большинстве современных пылесосов;
- Водный фильтр. Воздух с мусором проходит через емкость с водой (как в кальяне), все частицы остаются в жидкой среде, на выход поступает идеально чистый воздушный поток. Такие устройства завоевали популярность, но их применение не стало массовым из-за высокой стоимости.
- Центробежный фильтр сухой очистки типа «циклон». Является компромиссом по стоимости и качеству очистки в сравнение с мембраной и водяным фильтром. На этой модели остановимся подробнее.
Принцип работы циклона
На иллюстрации показаны процессы, происходящие в камере фильтра циклонного типа.
Загрязненный воздух через патрубок (1) попадает в корпус фильтра (2) цилиндрической формы. Патрубок расположен по касательной к стенкам корпуса, благодаря чему воздушный поток (3) закручивается в спираль вдоль стенок цилиндра.
Под действием центробежной силы частицы пыли (4) прижимаются к внутренним стенкам корпуса, и под воздействием силы тяжести оседают в пылесборник (5). Воздух с мельчайшими частицами мусора (на которые не действует центробежная сила), попадает в камеру (6) с обычным мембранным фильтром. После окончательной очистки выходят в приемный вентилятор (7).
Мембранный фильтр загрязняется минимально, и его надо лишь изредка очищать после проведения уборки. Вся грязь просто высыпается из накопителя, и пылесос снова готов к работе.
Пылесосы с таким фильтром стоят дешевле водяных, но все же более дорогие, в сравнении с мембранными. Поэтому многие народные умельцы делают фильтр типа «циклон» своими руками, и соединяют его с входом в обычный пылесос.
Очень простой Циклон из подручных материалов, вполне справляется со своей работой по обслуживанию самодельного ЧПУ фрезера.
На видео: первое включение, тест показал, что нижней бутылке необходимо добавить жесткости, что и сделано.
Материалы и инструменты:
1. Старый рабочий пылесос и два шланга к нему
Трубы канализационные ПВХ D=100мм, D=40мм
Образец труб
2. Тонкий листовой метал ~0.2-0.5мм или металлопрофиль кровельный (надо распрямить молотком)
3. Две пластиковые бутылки на 2,5 литра с пробками, баклажка на 5 л.
4. Ножницы по металлу, эл. дрель, сверла, ножницы для бумаги, нож, изолента ПВХ, пистолет с термоклеем, заклепочник и заклепки
5. Сварочные электроды или аналогичные стержни 6 штук, скотч широкий, карандаш
Назначение:
Фильтр Циклон предназначен для грубой очистки всасываемого воздуха, он удаляет тяжелые фракции перед поступлением воздуха на крыльчатку турбины насоса. Благодаря этому можно всасывать достаточно крупный мусор, стружку, щепу и она не повредит и не закупорит крыльчатку насоса, при использовании пылесоса без мешка, пакета.
Применение:
Для сбора стружки из рабочей зоны станка, дрели, эл.рубанка, пилы и др.
Пример применения этого самодельного Циклона
Работает с ЧПУ фрезером
Принцип действия Циклона показан на рисунке ниже
Всасываемый воздух с мусором закручивается в спиральный вихрь большой скорости, крупные частицы прижимаются центробежной силой к стенке трубы и по спирали под собственным весом сползают в бутылку сборник.
Изготовление:
Отрезаем от ПВХ трубы диаметром 100 мм. прямой отрезок 400-500 мм. , ровный, без крепежной арматуры участок, это будет корпус Циклона.
Отрезаем от трубы диаметром 40 мм. отрезок на 100 мм. короче корпуса (это выход на пылесос) и отрезок длиной 150 мм. (всас для мусора). На листовом металле чертим три одинаковые окружности, диаметром равному внутреннему диаметру трубы корпуса, удобно обвести прямо через трубу карандашом, в центре этих кружков чертим еще круги равные наружному диаметру тонкой трубы, обвести по трубе карандашом.
[u]Схема
Вырезаем круги ножницами по металлу, затем разрезаем круги до средины, как на схеме, вырезаем внутренние круги. Соединяем с помощью заклепок полученные круги в единую спираль. Надеваем ее на тонкую трубу, распределяем равномерно витки и дополнительно проклеиваем все термоклеем из пистолета.
Теперь засовываем аккуратно полученную конструкцию спираль в корпус, при необходимости подрезаем зацепы, оставляем выступ наружу как на схеме.
В верхней части трубы корпуса сверлим отверстие под трубу (всас), правим ножом, чтобы получился правильный овал, для плотного крепления трубы.
Вставляем трубу и направляем как на схеме, по касательной, все хорошо проклеиваем из пистолета.
Вырезаем ножницами из пятилитровой баклажки колпак, удаляем резьбовое горлышко, подгоняем отверстие под плотное вхождение трубы D-40 мм., надеваем на корпус и проклеиваем вверху и внизу термоклеем.
Отрезаем 2/3 длины бутылки на 2,5 литра и надеваем её снизу корпуса, проклеиваем.
Крупный мусор в мастерской всегда можно смести и вывезти на свалку в мешках. Но что делать с пылью, металлической или древесной стружкой, а также многочисленными другими микроскопическими отходами производства? Покупка может хорошенько ударить по кошельку. А обычный пылесос не справится с такой работой. Но если сделать своими руками циклон для пылесоса или даже собственный строительный пылесос, можно избавить себя от ряда проблем!
Зачем нужен циклонный фильтр?
Строительная, металлическая или древесная пыль на вид совершенно безобидны. Но это только на первый взгляд. Работа в помещении где скопилось много пыли, может навредить органам дыхания и вызвать серьезные заболевания. Да и инструменты будут портиться от бесконечного потока мусора. Причин может быть несколько:
- Пыль попадает в инструмент и на смазку внутри него. В результате он перегревается и выходит из строя.
- Если в устройстве есть движущиеся части, то пыль вполне может затруднить их работу, и также привести к поломке в дальнейшем.
- Пыль может забить специальные вентиляционные отверстия, которые призваны охлаждать инструмент. Как результат – снова перегрев и поломка.
Циклонный фильтр обеспечит сбор любого мусора на производстве без вреда для пылесоса.
Принцип работы
Используя аэродинамический поток воздуха, фильтр свяжет пылинки между собой. В свою очередь начинает действовать центробежная сила, прижимающая их к стенкам емкости. А затем сила тяжести заставляет мусор оседать на дно.
Существует много схем, показывающих работу циклонных фильтров. Одну из них, можно посмотреть на ниже.
Устройство циклонного фильтра
Сделать такой, или подобный фильтр можно собственноручно. Существует огромное множество вариантов исполнения, но объединяет их одно – принцип работы. Любая конструкция будет состоять из:
- Обычного пылесоса (желательно мощного);
- Циклонного фильтра;
- Емкости, собирающей мусор.
Во всей конструкции. В нормальном состоянии он рассчитан на уборку дома, всасывание небольшого мусора и пыли. В данном же случае, появляется циклонный фильтр, значит длина воздуховода будет увеличена почти в три раза, соответственно и нагрузка на устройство будет больше. Конструкция получается довольно массивная в отличие от обычного пылесоса, поэтому такой трюк, необходим для того, чтобы длины шланга хватало для комфортной уборки.
Строительный пылесос своими руками: что нужно
Как было сказано выше, можно использовать обычный бытовой пылесос. Но многих мастеров такой вариант не привлекает, поэтому лучшим решением становится самодельный агрегат.
Для того чтобы сделать такое устройство, даже если он сохранился еще со временем далекого советского прошлого. В этом и преимущество, что самодельные пылесосы, можно изготовить из ненужных старых агрегатов.
Итак, из пылесоса извлекаем такие элементы как:
- Мотор;
- Шнур подключающий устройство к сети;
- Устройство регулировки мощности;
- Всасывающая гофра.
Для корпуса подготовьте:
- Трубу из пластика диаметром 5 см;
- Емкость с крышкой;
- Лист фанеры толщиной около 0,5 см;
- По 14 гаек и болтов М6;
- Полосу жести оцинкованной;
- Автомобильный фильтр (с микроавтобуса);
- Выключатель – 220 В;
- Герметик;
- Наждачку;
- Стержни для клеевого пистолета;
- Шланг-гофру (можно от стир. машины);
- Резьбовую шпильку с гайками и шайбами;
- Электромонтажную гофру ПНД32.
Стоит сразу подготовить инструменты:
- Дрель;
- Пистолет для клея;
- Пистолет для герметика;
- Ключи слесарные;
- Отвертки;
- Электролобзик;
- Кусачки.
Изготовление
Примерно на расстоянии 10 сантиметров от верха емкости проделываем отверстие, в которое подсоединим патрубок. Отверстие должно быть овальной ровной формы. Патрубок размещается в ней слегка под углом по направлению вниз, плотно прилегая к стенке. Клеевым пистолетом необходимо закрепить полученный результат, как на изображении 2.
Труба, вставленная в заранее проделанное отверстие в бочке
Изнутри крепим переходник, для подключения всасывающего шланга.
Вырезаем два круга по размеру примерно в половину меньше чем крышка, просверливаем отверстия под болты. Детали крепятся с двух сторон. После просверливаются другие круги, а наждачкой, их поверхность зачищается от заусенец. Покрываем герметиком изделия по периметру, после этого, они устанавливаются и окончательно крепятся. Отверстие под шпильку делается в центре. Немного левей будет размещаться отверстие побольше для забора воздуха.
Расположение шпильки и отверстия для отвода воздуха
Воздушный фильтр нам понадобится без сетки (она будет забиваться мусором, что крайне невыгодно), в которую он помещен. Ее нужно удалить кусачками. Одна сторона цилиндра должна закрыться заглушкой из фанеры. Фильтр крепится на шпильке гайкой.
К слову, фильтр поможет не просто избавиться от пыли, но и предотвратить вдыхание опасных мелких частиц, таких как к примеру тонер. Если пользоваться обычным пылесосом в данном случае, мешки легко забиваются тонерной пылью. В данном случае, все частицы будут оседать в емкости для сбора.
Для того чтобы его было удобней крепить, можно вырезать вместе с пластиковыми частями. Чтобы закрепить его на крышке, понадобится хомут, который можно изготовить из полоски жести.
Выключатель и регулятор размещаются рядом. После этого подключаются все части между собой проводами, и подсоединяется провод с вилкой.
Убедитесь, что все подключено правильно и нет оголенных проводов, и только после этого проверяйте работоспособность устройства.
Расположение двигателя, выключателя и регулятора мощности
Длины всасывающего шланга обычно не хватает, поэтому его наращивают с помощью гофрированной трубы.
Стандартные насадки от пылесоса помогут навести порядок в любой мастерской. Также их можно использовать для подключения к оборудованию, для прямого сбора мусора, при помощи нехитроумных переходников.
Итак, самодельный строительный пылесос циклонного типа готов!
Что делать, если нет возможности сделать пылесос своими руками?
Конечно не каждый захочет заниматься изготовлением пылесоса с нуля, да и необходимых деталей может не быть. В таком случае, прекрасно подойдет обычный бытовой пылесос, лучше с большой мощностью. Далее нужно будет просто изготовить для него циклонный фильтр, который не потребует больших затрат. Чаще всего его делают из дорожного конуса или ведра. Рассмотрим оба варианта.
Чертеж самодельного циклона можно посмотреть ниже.
Чертеж циклона
Циклон из дорожного конуса
Простым и быстрым способом соорудить циклон на пылесос непосредственно своими руками – это сделать его из дорожного конуса.
Что необходимо для работы?
Раз изготовление циклона будет проводиться собственными руками, нужно подготовить необходимые инструменты и расходные материалы. А значит готовим:
- Дорожный конус;
- Трубы пластиковые (примерно 40 мм)
- Угол на 45 градусов;
- Фанера;
- Кусочки ЛДСП;
- Клеевой пистолет и стержни;
- Емкость с крышкой, можно из-под краски.
Приступим к изготовлению
Для начала берем фанеру, чтобы из нее сделать крышку закрывающую конус. Выпиливаем круг нужного диаметра, и в нем вырезаем два отверстия. Одно будет по середине, второе параллельно у края, как на рисунке 6.
Круг из фанеры с отверстиями для входа и выхода воздуха
Труба вставленная в одно из отверстий
Во второе отверстие также необходимо вставить трубу, но на нее сверху надевается угол 45 градусов. Именно продвигаясь по нему воздух будет закручиваться в вихрь. Угол располагается внутри конуса.
Расположение угла для правильной циркуляции воздуха в циклоне
После труба проклеивается как и в случае с первой. Крышка готова. Далее она вклеивается в конус.
Кончик конуса необходимо отрезать. После, он вставляется в крышку ведра по центру в заранее подготовленное отверстие. Место крепления проклеивается. С внутренней стороны крышку необходимо усилить кусочками ЛДСП. После они между собой стягиваются саморезами.
В итоге получается изделие как на рисунке 9.
Готовое изделие
Циклонный фильтр из ведра
Еще одним простым материалом для изготовления циклонного фильтра станет обычное ведро, можно даже из под краски. Объем необходимо рассчитывать исходя из мощности пылесоса – это примерно 1 литр емкости на каждые 80-100Вт.
На ведре должна быть герметично прилегающая крышка, а сама форма емкости обязательно круглая!
Для изготовления понадобится:
- Ведро с крышкой (можно из под строительных смесей);
- Циркуль;
- По 2 колена 90 и 45 градусов;
- Пластиковая труба;
- Силикон;
- Резина или уплотнительные кольца;
- Канцелярский нож;
- Клеевой пистолет.
Изготовление
Делаем отверстия в крышке. Можно воспользоваться заводским циркулем, а можно самодельным. Вкрутите в рейку из дерева два самореза на расстоянии друг от друга ровно 2,7 сантиметра.
Центр каждого отверстия намечается в 4 см от края. Далее вырезаются окружности под трубы на отмеченных местах.
Вставляем плотно колено в раструб, предварительно нанеся на его бортик силикон. С внутренней стороны изделия, на раструб натягивается уплотнитель. При необходимости обожмите хомутом. Получится как на рисунке 10.
Вставляем трубы в крышку ведра, правильно поворачивая угол
С внешней стороны входной патрубок находится почти вровень с крышкой. С обратной же стороны, колено направляется поворотной частью в центр ведра. Но для нужного эффекта оно снабжается поворотом под 45 градусов, который направлен наискось вниз как на рисунке 11.
Вид с обратной стороны
Второй патрубок, который будет вытягивать воздух, располагается в обратном направлении. В него вставляется колено так, чтобы забирался воздух от стенки ведра. Необходимо в каждом случае использовать уплотнительные кольца, они позволят надежно закрепить трубы, и не дадут им поворачиваться.
Делаем вывод, что сделать циклон для пылесоса своими руками можно быстро и просто, с использованием подручных средств. На выходе, должно получиться примерно такое устройство как на рисунке ниже.
Циклонный фильтр подключенный к бытовому пылесосу
Сложности, с которыми можно столкнуться во время работы
Создать собственноручно циклонный фильтр, или даже самодельный пылесос, как мы убедились не сложно, при наличии необходимых материалов.
В некоторых случаях, рекомендуется брать металлические емкости для сбора мусора, так как они считаются более крепкими. При наличии пылесоса с огромной мощностью, пластиковое ведро может так сказать «схлопнуться». Оно втягивается во внутрь из-за сильного потока всасываемого воздуха. Это случается крайне редко, но лучше сразу предусмотреть такой вариант. Его можно выровнять, но повреждения на изделии будут на лицо. Так что всегда нужно учитывать качество пластика и мощность устройства. В случае с дорожным конусом, такой проблемы не возникает.