Конструкция бытового циклона

Циклон для пыли. Виды циклонов для очистки воздуха и их принцип действия

Циклон для пыли является одним из основных аппаратов для очистки воздуха и отходящих технологических газов от твердых загрязнений, которые образуются в результате деятельности различных производственных предприятий. Благодаря простоте конструкции, отсутствию подвижных узлов и механизмов, возможности увеличения производительности путем объединения в группы и батареи, циклоны сухой очистки широко применяются в технологических и подготовительных производственных процессах.

В зависимости от условий эксплуатации, физических и химических свойств загрязнений, концентрации запыленности и производительности аспирационной системы выбирается определенная конструкция, материал изготовления и размеры пылеулавливающей установки. Широкое использование циклон-аппараты получили в металлургической, химической, энергетической, деревообрабатывающей, горнодобывающей, машиностроительной промышленностях, на предприятиях по переработке и хранению зерна, изготовлению мебели, сыпучих строительных материалов, удобрений, продуктов питания, в сельскохозяйственной области.

Конструкция и устройство циклона

Конструктивно циклон для удаления пыли из воздуха или технологических газов состоит из нескольких основных частей:

цилиндрический корпус с конусной нижней частью;
входной патрубок для загрязненной газовоздушной смеси;
выходной вертикальный патрубок для чистого воздуха;
накопительный бункер с затвором для хранения и удаления пыли.

В зависимости от условий использования и вида загрязнений рабочей среды различают различные виды циклонов для очистки воздуха. Высокая эффективность очистки достигается в интервале размера загрязняющих частиц от 5 мкм до 40 мкм. Температура рабочей среды не должна превышать 400°C, а пыль не должна иметь слипающихся и волокнистых включений.

Корпус устройства может иметь конусную форму с расширением вниз или вверх, цилиндрический и конусный сегменты могут различаться длиной, высота оборудования учитывает скорость потока и концентрацию загрязнений. Для увеличения производительности без потери эффективности очистки циклоны могут объединяться попарно в группы или создавать батареи. Циклонный пылеуловитель купить можно для использования в качестве первой или основной ступени очистки. При включении устройства в состав аспирационной системы до вентилятора на выхлопной вертикальной трубе располагают спиралевидный патрубок, который задает направление очищенному воздуху, снижает гидравлическое сопротивление и нагрузку на вентилятор.

Принцип действия циклона для пыли

Работа циклона для очистки воздуха основана на применении центробежной и инерционной сил. Запыленный воздух под действием вентилятора проходит по воздуховодам и попадает во входной патрубок устройства со скоростью до 20 м/с. Патрубок имеет спиральную форму, которая придает потоку вращательное движение вдоль стенок корпуса. В сужающейся части скорость запыленного воздуха увеличивается, частицы загрязнений по инерции продолжают опускаться в нижнюю часть циклона. Очищенный воздух резко меняет направление на 180° и попадает в выхлопную вертикальную трубу, через которую выходит наружу.

В зависимости от места расположения пылеочистного оборудования и схемы его включения в состав аспирационной системы входные патрубки могут придавать потоку левое или правое вращение. Пыль, под действием силы инерции, продолжает осыпаться в нижнюю часть и попадает в накопительный бункер, из которого регулярно удаляется. Для выгрузки существует шибер или затвор с механическим или электрическим приводом. Вся конструкция располагается на стальной раме с небольшой площадкой, которая обеспечивает устройству устойчивость и доступ обслуживающего персонала к устройству выгрузки.

Элементы циклонов для пылеулавливания изготавливают из углеродистой и низколегированной стали. При наличии в рабочей среде агрессивных химических веществ или абразивных частиц толщину корпуса увеличивают или изготавливают из легированной стали.

Виды циклонов и их особенности

Наибольшее применение в промышленном производстве получили циклоны марки ЦН-15 и ЦН-11. Эти универсальные устройства предназначены для сухой очистки газовоздушной смеси от твердой неслипающейся и волокнистой пыли. Их нельзя применять в условиях взрывоопасной среды. В зависимости от производительности вентилятора одиночные модели ЦН имеют диаметр корпуса от 200 до 1200 мм, организация в группы предполагает наличие двух, четырех, шести и восьми циклонов с диаметром от 300 до 900 мм. Накопитель для пыли имеет пирамидальную форму, порядок очистки циклона предполагает регулярную выгрузку по мере достижения критического уровня (не выше плоскости, расположенной от крышки накопителя на 0,5 диаметра корпуса). Условное обозначение состоит из букв и цифр: Ц – циклон, Н – разработка НИИОГАЗ, 15,11 – угол наклона входного патрубка.

Для очистки воздуха от крупных отходов деревообработки в виде щепы, витой стружки, сырых опилок, коры, тяжелой пыли используют модели ОЭКДМ, имеющие наиболее низкое значение коэффициента гидравлического сопротивления. Мелкая стружка, древесная пыль, опилки эффективно улавливаются циклонами ЦДО, УЦ, Ц, которые отличаются высокой производительностью и низким уровнем сопротивления. Очистка газов от частиц сажи, продуктов горения и технического углерода осуществляется с помощью устройств СК-ЦН-34. Такие циклоны часто используются в энергетике (при сжигании топлива), в химической промышленности, при производстве нефтепродуктов способом каталитического крекинга.

Широкое применение циклонов в качестве сухой очистки воздуха и газов обеспечили их существенные преимущества:

высокая степень очистки;
высокая производительность;
разнообразие моделей с возможностью подбора для конкретных условий эксплуатации;
высокая энергоэффективность;
низкая стоимость производства фильтров-циклон;
отсутствие подвижных частей;
обеспечение эффективной работы при изменении концентрации пыли;
работа без необходимости подвода энергетических трасс.

Использовать циклоны можно в любых климатических зонах, температура эксплуатации составляет от -40°C до +40°C.

Циклоны для очистки воздуха от пыли — назначение и характеристики

Владельцам мелких мастерских и часто приходится сталкиваться с проблемой очистки воздуха при интенсивных работах по обработке дерева, шлифовке металлических поверхностей и т.д. Обычная вентиляция не поможет. Потребуется сделать специализированное оборудование. Имея некоторые навыки циклоны для очистки воздуха от пыли можно сделать и своими руками.

Назначение и характеристики циклонов

Циклон представляет собой специальную воздухоочистительную установку (подобные агрегаты применяются также в качестве стружкоотсосов, опилок и других отходов).

В качестве воздухоочистителей, промышленные конструкции должны обеспечивать отсос и пылеудаление с эффективностью не ниже до 90%, при пылеудалении фрагментов с размерами не менее 10-12 мкм. Они оснащаются разнообразными фильтрами. Самыми эффективными являются электрофильтры. Они могут одновременно снять заряд статического электричества с частиц пыли.

Принцип действия циклона такой. В улиткообразное входное пространство циклона на большой скорости с помощью вентилятора поступает воздух. Воздух, содержащий частички пыли, закручивается, поступая в коническую полость аппарата. Особенности геометрического строения циклона обуславливают постепенный рост скорости воздушного потока, содержащего пыль и иные отходы. В процессе происходит самоотделение более тяжелых частиц пыли от более лёгких. Первые оседают на дно, а вторые, перемещаясь в конусообразном пространстве, попадают в пылесборник, откуда их легко удалить с помощью ведра или другого контейнера. Очищенный воздух через трубу направляется в атмосферу.

Количество циклонов соответствует требованиям к качеству пылеудаления. Встречаются группы до 8 одиночных циклонов.

Требования к циклонам включают следующие параметры:

Максимальная дисперсность частиц, которые поступают в циклон, мкм.
Эффективность процесса, выраженная в предельной весовой концентрации частиц после пылеудаления, в г/мм 3 ;
Производительность, в м 3 /ч;
Температура воздуха или газа, поступающего в раструб циклона. Может достигать до 600 °C;
Внутренний диаметр циклона, мм.

Кроме конструктивных требований, предъявляются условия качественной установки аппаратов. При превышении зазоров в соединениях воздуховодов, происходит подсос воздуха. В это случае производительность отделения пыли снижается. Допустимая величина подсоса должна быть не более 8%.

Циклоны нужны не только для удаления пыли из окружающего воздуха, но и для обеспечения подачи чистого воздуха в помещение.

Конструкция бытового циклона

Универсальных циклонов для выполнения очистных операций нет. К примеру, стружкоотсос должен иметь повышенную прочность стенок трубы, что предотвратит износ. Относительно циклона, предназначенного для сбора и удаления опилок, важно учитывать минимальные потери во всасывающих воздуховодах. Предусматривая циклон для очистки воздуха от цементной пыли, образующейся в строительных работах, особое внимание уделяют конструкции фильтров.

В бытовых условиях универсальными считаются циклоны, очищающие воздух от крупнодисперсных частиц. Меняя конструкцию фильтров, такие аппараты можно адаптировать для пылеудаления, в качестве стружкоотсоса, для очистки воздуха от опилок в деревообрабатывающей мастерской .

Составными частями такого агрегата будут:

корпус — коническая и цилиндрическая части. Основное влияние на качество процесса оказывает форма конической части;
патрубок — один или несколько, куда поступает грязный воздух;
выхлопная труба для отвода очищенного от пыли воздуха;
входной фильтр (или система) в качестве стружкоотсоса;
приёмное ведро;
приводной двигатель;
вентилятор.

Все детали и узлы можно приобрести или сделать своими руками.

Выбор мотора для циклона

Самодельный циклон устанавливается в мастерской. Главным параметром двигателя является мощность и количество оборотов. При наличии вентилятора мощность двигателя не имеет особого значения. Частицы пыли всё равно не попадут в работающий станок, пилораму и т.п. Мощность и диаметр улитки циклона должны эффективно сочетаться между собой. При диаметре до 350 мм подойдёт высокооборотистый двигатель до 1,5 кВт. При меньших диаметрах мощность может быть ниже, но снизится и производительность очистки. При наличии в мастерской металлообрабатывающего станка применяют двигатель от 1 кВт.

Мощность двигателя существенно увеличивается, если нужно обустроить своими руками устройство за пределами помещения. Свободного места прибавится, но эффективность очистки упадет из-за потерь в воздуховодах. Стоит отметить, что в холодное время такой самодельный циклон будет уводить тепло из мастерской.

Хорошим вариантом следует признать покупку двигателя в комплекте с приёмной улиткой. Самые распространенные параметры улиток и рекомендуемых к ним электродвигателей приведены в таблице:

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

Выбирая или делая улитку собственноручно, предпочтение следует отдать радиальной схеме воздухозабора, чем тангенциальной.

В последнем случае самодельная улитка становится менее эффективной.

Выбирая двигатель, нужно учитывать, что скорость движения воздуха в устройстве должна быть не меньше 2,5-3 м/с. При плохой очистке элементы самодельного циклона быстро забиваются стружкой, опилками и прочими отходами.

Изготовление элементов циклона

На специальных форумах можно отыскать чертежи всех элементов агрегата, которые доступны, чтобы сделать их самостоятельно. Из подручных средств производится переделка бытовых пылесосов. Дополнительно потребуются:

комплект шлангов из полупрозрачной гофры (можно будет визуально контролировать осевшие частицы пыли). Для стружкоотсоса практичнее будет использовать резиновые шланги;
звукоизолирующая коробка, выполняющая две функции — обеспечивает снижение уровня шума в мастерской, и защиту всех находящихся внутри станков и инструментов от накапливаемого пылью статического электричества. Коробку можно сделать самому из фанеры, а изнутри отделать звукоизоляционным материалом любого типа;
воздуховоды для очищенного воздуха: собираются своими руками из тонкого алюминия, и соединяются фальцами;
ёмкость для сбора отходов можно сделать из простого строительного ведра, емкостью от 20 л, которое при помощи гофрорукава герметизируется с корпусом циклона;
фильтр (подойдет фильтр от грузовой машины), который устанавливается на выходном патрубке.

Переделанный для нужд пылеудаления пылесос проверяют. Сперва на холостом ходу, прогоняя в системе обычный воздух, а потом с подключением пылесоса к работающему станку.

Заключение

Циклоны для очистки воздуха от пыли необходимы для использования в мастерских по обработке дерева или металла. В рабочем помещении должен быть хороший воздухообмен, чтобы можно было с комфортом работать и выполнять все необходимые операции. Если обработка ведется интенсивно, следует использовать более мощные и производительные системы очистки, а также индивидуальные защитные средства.

Создание циклона для пылесоса — схемы для строительного и бытового

Ни один пылесос не обходится без контейнера для сбора пыли. Пылесборники делятся на несколько видов: мешок, аквафильтр или циклонный. Циклон для пылесоса постепенно становится популярнее других типов. Это связано с его эффективностью, удобством использования и экономичностью.

Что такое циклон для пылесоса

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

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

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

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

Достоинства и недостатки

К преимуществам циклонных фильтров относятся:

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

У пылесосов есть и недостатки:

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

Изготовление насадки циклон для бытового домашнего пылесоса из ведра

Сделать циклон-фильтр для пылесоса своими руками несложно. При работе важно понимать принцип действия воздухочистки и делать емкость герметичной, иначе пыль будет вылетать обратно в комнату.

Использовать можно не только ведро. Подходит любая достаточно прочная и плотно закрывающаяся емкость: конус, бочки, пластиковые канализационные трубы, банки с прочными стеклами, некоторые мастера даже делают контейнер сами из фанеры и оргстекла или используют старые советские пылесосы. Главное, чтобы форма была круглая, без углов, а внутри на стенках не было препятствий, иначе вихрь не сможет закружиться.

Поскольку самодельный циклон не фильтрует воздух также хорошо, как фирменный, мелкая пыль может проникнуть в технику и испортить мотор. Не стоит использовать насадку на пылесосе, который жалко потерять.

При работе важно обратить особое внимание на места соединения. Они должны быть прочно заклеены герметиком или проложены резиновой прокладкой. Если там появятся трещины, мощность пылесоса упадет, а мусор будет вылетать наружу. Кроме того, велика вероятность, что насадка попросту развалится.

Необходимые материалы

Для изготовления самодельного фильтра потребуются:

Большое ведро или другая пластиковая емкость примерно на 10-25 литров с плотно прилегающей крышкой. При выборе объема ведра стоит исходить из мощности пылесоса – на каждые 80-100 Вт приходится 1 литр.
2 полипропиленовых колена для водоснабжения – с углом наклона 30 или 45 градусов (для создания потока воздуха) и 90 градусов.
Труба длиной около 1,5 метров.
2 гофрированных шланга по 1 метру.
Фильтр – специальный масляный или альтернативный, например, кусок воздухопроницаемой ткани.

Схема и изготовление

Несложно понять, как можно сделать пылесос циклонного типа своими руками. По упрощенной схеме из указанных выше частей собрать насадку можно в несколько шагов:

В центре крышки нужно сделать отверстие под колено в 90 градусов и вставить его. В боковой части емкости делается отверстие для колена в 30 градусов. Все отверстия закрепить при помощи герметика, чтобы не оставалось щелей.
Внутри ведра поместить масляный фильтр, соединив его с трубой в крышке.
Шланги прикрепить снаружи к коленам – один (соединенный с коленом в 90 градусов) соединить с пылесосом, через второй будет втягиваться пыль.
Проверить работоспособность лучше на крупном мусоре, например, опилках.

Иными словами, домашний вариант циклона – это насадка между пылесосом и шлангом для сбора грязи. Если устройство не предполагается использовать постоянно, можно упростить схему: взять колена на 90 градусов и закрепить на крышке, а также не использовать фильтр. Колена потребуется вдавить внутрь посильнее, чтобы пыль не проникла обратно.

Если герметика нет, можно закрепить колена при помощи строительного фена. Для этого необходимо вырезать отверстия под колена немного меньше, чем нужно, нагреть края и вдавить внутрь. Пластик расплавится, прогнется и крепко захватит трубы.

Также можно использовать два ведра, соединив их между собой верхними частями. Должна получиться выпуклая бочка.

Насадка из конуса

Это второй по простоте чертеж насадки-циклона. Для ее изготовления потребуются:

Дорожный конус.
Кусок фанеры толщиной 2 см (вместо крышки для конуса).
Пластиковые трубы диаметром около 4 см.
Колено на 45 градусов.
Пластиковое или металлическое ведро с крышкой.

Главное отличие этого затвора от прошлого – пыль будет падать не просто вниз, а скатываться по конусу и оставаться в ведре.

Создание фильтра циклона для строительного пылесоса по данной схеме происходит следующим образом:

Необходимо отрезать подставку конуса и, если нужно, верхушку (сверху должно быть отверстие).
Затем сделать крышку для конуса – вырезать круг нужного диаметра. В нем необходимо сделать 2 отверстия – в центре и возле края, отступив от него примерно на 1-3 см.
В центральное отверстие нужно вставить трубу, протолкнув ее на несколько сантиметров, и тщательно проклеить.
В боковое отверстие также вставляется труба, на нее сверху надевается колено углом внутрь. Проходя по нему, воздух будет закручиваться в вихрь.
Далее крышка вставляется в конус и заклеивается.
В крышке ведра в центре нужно сделать отверстие диаметром чуть больше конца конуса. Последний вставляется в дыру и проклеивается. Изнутри крышку можно усилить фанерой.
Вся конструкция стягивается саморезами.

Создание из канализационных труб

Из канализационных ПВХ труб также можно сделать хорошую насадку. Для этого необходимы 2 трубы диаметром 11 и 5 см, емкость цилиндрической фирмы большего диаметра (например, 20 см) и колено в 90 градусов.

Порядок действий следующий:

В трубе диаметром 11 см возле раструба нужно вырезать отверстие.
Вставить в него колено и повернуть так, чтобы отверстие внутри «смотрело» в противоположную сторону от раструба.
Вырезать заглушку для трубы диаметром 11 см так, чтобы оставалась кромка шириной около 1 см.
Закрыть дно цилиндрической емкости наглухо, а сверху вырезать отверстие и закрепить на нем устроенную заглушку с помощью болтов.
Сверху трубу закрыть заглушкой с отверстием и закрепленной трубой диаметром 5 см.
Соединить части.

Итого устройство выглядит следующим образом: внизу стоит цилиндрическая емкость, к ней прикреплена труба диаметром 11 см. Сверху стоит заглушка с трубой, закрепленной с шлангом, ведущим к пылесосу. Сбоку к колену присоединен шланг или гофрированная труба, которой будут собирать мусор.

Как сделать фильтр циклон для строительного пылесоса

Самодельный циклон для строительного пылесоса хорошо подходит, если уборка после ремонта или строительства требуется нечасто или вовсе один раз. Несмотря на кажущуюся непрочность, он отлично собирает любую пыль и фильтрует воздух, может быть сделан практически из любых подручных средств.

Фильтр для строительного пылесоса делается аналогично бытовому. Но, поскольку строительная техника более мощная, для изготовления насадки стоит использовать более крепкие детали или укреплять имеющиеся. В остальном она ничем не отличается от циклона для бытового устройства.

Фильтр циклон для строительного пылесоса или бытовых моделей можно встретить в большом количестве моделей. Его популярность связана с немалыми достоинствами при незначительных недостатках. Насадку можно не только приобрести, но и сделать «двойника» фирменной своими руками из подручных материалов.