Циклонный строительный пылесос с автозапуском. Эпизод 1

Сегодня делаем правильный циклонный строительный пылесос из дерьма и палок.
И добавляем к нему очень полезную функцию — автоматическое включение пылесоса при включении пылящего инструмента (штробореза, торцевой пилы, лобзика, перфоратора и т.д.).

↑ Все строительные пылесосы sucks!

«Серёга, тебе заняться нечем? Нафига вообще делать пылесос самому?»
Так получилось, что мой брат работает строителем, и по роду деятельности ему пришлось столкнутся со всеми недостатками этих сомнительных поделий. Я не мог остаться в стороне от этой ситуации, и стал изучать вопрос.
Похоже, что ВСЕ строительные пылесосы промышленного производства отстой. Я серьезно. Дорогие, дешевые, не важно, они все примерно одинаковые. Их конструктив и характеристики никак не соответсвуют тем задачам, которые перед ними ставятся. Полный провал. Пользоваться таким пылесосм на стройке — боль и мучение.


Типичный пылесос состоит пластикового ведра, одноразового бумажного фильтрмешка, бумажного многоразового фильтра тонкой очистки и собственно мотора с крыльчаткой.
На стройке пылесос может засасывать не только мелкую пыль и опилки, но и камушки, в т. ч. крупные. В шланге они разгоняются до приличной скорости и довольно быстро дырявят мешок. Производители пылесов делают всё для того, чтобы мешки нельзя было использовать повторно, но тут выручают китайцы, делающие недорогие совместимые мешки.

Далее фильтр тонкой очистки. Его размер и, следовательно, полезная площадь явно недостаточны: всосав небольшое количество мелкой пыли, он моментально забивается и сила всасывания падает почти до нуля. На более или менее приличных пылесосах есть механизм, который должен стряхивать пыль с фильтра. Конечно же, он ничего толком не стряхивает. Фильтр многоразовый, но рано или поздно и его надо менять. Новый стоит каких-то совершенно космических денег. Раз в 10-20 дороже, чем автомобильный воздухофильтр гораздо большей площади.


Единственная часть, которая почти не вызывает вопросов — мотор. У бытовых и профессиональных одинаковый конструктив, но, но у последних бывает существенно большая длина щеток. На стройке случается непрерывно работать часами, тут всё понятно.

Большинство таких моторов охлажается тем же воздухом, который он гонит через пылесос. Если воздух перекрыть, может и перегреться. Существуют моторы другого конструктива, у которых отдельная крыльчатка для охлаждения, они предпочтительнее.

↑ Нам поможет циклон

Посмотрите на эту анимацию. Всё гениальное просто!

Если закрутить воздушный поток волчком, тяжелые частицы пыли будут прижаты к внешней стороне воронки и не смогут попасть во всасывающий патрубок, находящийся в середине циклона. Фильтр может работать, не теряя своих характеристик, до тех пор, пока бункер под ним не переполнится.
Зацените видео, где в циклонный пылесос засасывают мешок цемента и почти не теряет силы всасывания.
Вдохновившись вот этим невероятным примером, мы наконец решились разработать свою конструкцию.

Чем меньше диаметр циклона, тем мощнее центробежные силы, тем эффективнее происходит отсев мелких фракций. Поэтому для правильной очистки нужно как минимум две ступени. Сначала большой циклон, в котором остаются песок и камни, потом циклон меньшего диаметра для отсева более мелкой пыли. Роль большого циклона исполняет прочное пластиковое ведро, в которое воздух из шланга входит по касательной. Ещё одно такое же будет первичным бункером. Вообще-то форма ведра не сильно похожа на правильный циклонный фильтр, но на этом этапе достаточно отсеять песок и крупный мусор, а с этим оно прекрасно справляется.

Внутри ведра коаксиально помещается второй циклон для более тонкой очистки.
Корпус — канализационная труба 110 мм, внутренний патрубок — такая же труба на 50 мм.

Чтобы закрутить воздух спиралью, применяется шнек, вложенный между внешней и внутренней трубой. Шнек я сделал из прозрачного акрила 10 мм, заказав нарезку лазером у рекламщиков.

Вот так пылесос-циклон выглядит вблизи:


К сожалению, фотку шнека без внешней трубы найти не удалось, я его туда вклеил намертво.
Акрил легко гнется, если его немного подогреть строительным феном или даже газовой горелкой.

Третья (окончательная) ступень очистки — воздушный фильтр от Газели. О его преимуществах сказано выше. Он помещается в своем собственном ведре. Вся эта конструкция закреплена на двух кусках фанеры, в которых профрезерованы круглые углубления для фиксации ведер. Нижняя и верхняя фанерка притягиваются друг к другу резиновыми жгутами.


Теоретически можно было бы сделать всё только на циклонах, вообще без расходных материалов. Но для этого надо копировать конструкцию пылесосов Dyson, а именно делать множество очень маленьких циклонов.

Чем мельче циклон, тем лучше очистка, но меньше пропускная спосбность, поэтому их надо делать много, десятки штук.
Я уже придумал как это сделать относительно просто. Нужно много фанеры или МДФ, фрезер и коническое сверло. В следующей конструкции, надеюсь, удастся обойтись вообще без бумажного фильра.

Всасывает наш пылесос люто! Поскольку сопротивление всех трех ступеней фильтрации гораздо меньше, чем у обычного, скорость воздушного потока высока. К тому же мы взяли шланг большого диаметра. Очень весело поглощает любой мусор, рассыпаный по полу в гараже — пыль, стружка, опилки, гайки, хвостовики сварочных электродов, обрезки металла, тряпки, старые перчатки… Разумеется, главное применение строительного пылесоса — совместная работа с пылящим инструментом. Его можно подключить к штроборезу, торцевой пиле, лобзику. Об этом далее.

↑ Схема автоматического включателя пылесоса

Строительный пылесос должен включаться автоматически при включении того инструмента, которым мы собираемся пылить. Обычно в промышленных изделиях используется токовое реле, но я решил заморочиться и намотать токовый трансформатор. Это прикольная штука!
Первичная обмотка имеет от одного до нескольких витков, и она включается последовательно с нагрузкой.
Вторичная обмотка является источником тока, а не напряжения, поэтому её нельзя включать без нагрузки. А вот режим короткого замыкания на вторичке для токового трансформатора является штатным.

↑ Печатка и устройство в сборе

↑ Файлы

🎁2019-datagor_ru-avtovkljuchatel-pylesosa-3063_lay6.7z  8.18 Kb ⇣ 43

↑ Испытание блока и итоги

Испытал блок. Попробовал запускать пылесос, подключая разные нагрузки:
• 1700 Вт утюг — ОК, запускает;
• 700 Вт электролобзик с регулировкой оборотов — ОК, запускает даже на самых минимальных оборотах.
• 120 Вт точило на холостом ходу — ОК, запускает;
• 25 Вт (~100 мА) паяльник — провал, маловато, не запускает;

Значит, на весь мой строительный инструмент блок и пылесос будут реагировать нормально.



Спасибо за внимание!

Продолжение темы:
Злой циклонный строительный пылесос. Эпизод 2

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации