Zyklon-Staubabscheider bauen

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Für meine Werkstatt habe ich mir einen guten Werkstattsauger für die Staubklasse M (Stäube mit Arbeitsplatzgrenzwerten bis $0,1\,\text{mg}/\text{m}^3$ zugelegt. Bei der Arbeit als Absaugung an Maschinen ist der Sauger aber schnell voll und die Filter setzen sich trotz Rüttelautomatik zu. Ein Zyklon-Staubabscheider vor dem Sauger könnte das deutlich verbessern.

Keine Ahnung, wie einen Zyklon am besten dimensioniert. Probieren wir es aus!

Funktionsprinzip

Bei einem Zyklon-Staubabscheider nutzt man die Schwerkraft und die Massenträgheit, um den Staub von der Saugluft zu trennen. Der Luftstrom wird dabei im Kreis geführt. Die Staubteilchen werden durch ihre Masse an die Außenwand des Zyklons gedrückt. Dadurch werden sie aus dem Luftstrom getrennt und fallen durch die Schwerkraft nach unten.

In professionellen Abscheidern verjüngt sich der Zyklon trichterförmig nach unten und der Zyklon sitzt auf dem Bunker. Die spannende Frage ist, ob es ausreicht, wenn man Zyklon und Bunker in einem Gerät zusammenführt.

Entwurf

Mein Selbstbau-Zyklon besteht aus einem 60 Liter Blechfass, das ich für 25 Euro gekauft habe. Im Baumarkt findet man Abflussrohre (HT-Rohre) aus Polypropylen in verschiedenen Durchmessern und Bögen in verschiedenen Winkeln. Der Nachteil ist, dass Polypropylen sich elektrostatisch aufladen kann. Das Staubluftgemisch im Zyklon ist hochexplosiv. Die Rohre dürfen sich durch die Reibung der Staubluftstrom nicht so stark aufladen, dass ein Zündfunke entsteht.

Dummerweise gibt es keinen zu meinen Saugschläuchen passenden Rohrdurchmesser. Es muss also ein Adapter her. Einen tangentialen Zugang in die Fasswand zu schneiden ist ziemlich aufwändig. Aus diesem Grund sollen Zuluft und Abluft durch den Deckel geführt werden. Da müssen \“nur\” zwei runde Löcher geschnitten werden. Die Adapter kann ich in 3D ausdrucken. Für das Absaugrohr und den Zuführbogen verwende ich 50er HT-Rohr aus dem Baumarkt. Der Durchmesser dürfte groß genug sein, um eine gefährliche Aufladung zu vermeiden. (50er Saugschlauch gibt es ebenfalls nicht antistatisch für meinen Sauger, der Querschnitt dürfte also groß genug sein.)

3D-Entwurf

Die Adapter habe ich in OpenSCAD entworfen und als STL-Datei exportiert. Die Dateien gibt es auf Github. Jeder Adapter besteht aus zwei Teilen. Der äußere Teil ist ein Adapter, der zu meinem Sauger passt. Er läuft innen leicht konisch zu, so dass man den Schlauch stecken kann. Außen hat der Adapter zwei Nasen für den Bajonettverschluss des Saugschlauchs. Der innere Teil passt zu den HT-Rohren. Der Deckel des Blechfasses hat einen Rand zur Verstärkung im äusseren Bereich. Um den Höhenunterschied bei der Zuführung auszugleichen, gibt es den Ring, den ich passend diagonal durchgeschnitten habe.

Aufbau

Der Aufbau ist nicht sehr komplex:

  1. Teile mit dem 3D-Drucker ausdrucken
  2. Mitte des Deckels bestimmen
  3. Innendurchmesser und Bohrlöcher anreißen
  4. Löcher bohren und große Löcher ausschneiden
  5. Ring passend auf Deckel legen und diagonalen Schnitt anreißen
  6. Ring durchschneiden
  7. Alles mit M3-Schrauben und Muttern verschrauben

Ergebnis

Der Zyklon funktioniert und ist bis jetzt noch nicht explodiert. Der Abscheidungsgrad ist für meine Zwecke gut genug. Wie man in den beiden Bildern sieht, wird ein Großteil des Sägestaubs vom Zyklon abgeschieden.

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Wenn ich etwas Muse habe, werde ich noch mit kleineren Einlassdurchmessern experimentieren, um die Geschwindigkeit der Partikel zu erhöhen. Das müsste den Abscheidungsgrad weiter erhöhen.

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