В деревообрабатывающей промышленности система удаления пыли и стружки является неизменной составляющей общего технического оснащения мастерских и потому должна рассчитываться, проектироваться и монтироваться в соответствии с рядом установленных правил.
Почему так важна система пылеудаления
Столярная обработка всегда сопряжена с обильным образованием побочного материала. Не будет преувеличением назвать количество выделяемой пыли и стружки умопомрачительным, ведь пылевая взвесь в деревообрабатывающих мастерских — это настоящий бич, который как домашние, так и профессиональные мастера превозмогают с разной степенью успешности.
Но в чём в действительности заключены необходимость и сложность удаления отходов деревообработки? Они представлены сочетанием ряда факторов, каждый из которых требует решения довольно специфических задач:
- Проблема № 1: малый вес продуктов отхода. В отличие от металлообрабатывающей отрасли и даже работ с полимерными материалами древесные стружка и пыль очень легки, они медленно оседают под воздействием силы тяжести, к тому же частицы крайне плохо связываются между собой из-за статического электричества.
- Проблема № 2: сложность технологического процесса. Даже в скромной столярной мастерской присутствует внушительный перечень обрабатывающего оборудования: строгальные, рейсмусовые, распиловочные, фрезерные и шлифовальные станки — каждая технологическая единица служит источником стружки и пыли. При таком разнообразии организовать систему аспирации крайне сложно.
- Проблема № 3: высокое разнообразие фракций отходов. В процессе обработки могут образовываться щепа, крупная и мелкая стружка, опилки, пыль и пудра. Сложно представить единую систему фильтрации, на каждой ступени которой осуществляется задержка частиц определённого размера, в то время как создание универсального фильтра видится ещё менее вероятной перспективой.
- Проблема № 4: влияние на качество обработки. Как стружка, так и микроскопическая пыль могут образовывать наросты на режущих кромках или налипать на поверхность детали. Всё это негативно сказывается на чистоте поверхности, к тому же повышается вероятность загрязнения функциональных узлов оборудования.
- Проблема № 5: опасность побочных продуктов обработки. Речь идёт вовсе не о том, что колоссальное количество пыли оседает на инструментах и материалах или наносит вред органам дыхания. И даже не о том, что обилие легковоспламеняющихся частиц служит негативным фактором противопожарной безопасности. Взрывы в деревообрабатывающих мастерских носят поистине катастрофические масштабы, ведь взвесь мелкодисперсных горючих частиц в воздухе — не что иное, как взрывчатое вещество аэрозольного типа, аналогичное по разрушительности с газовоздушной смесью. Без шуток.
Вывод из вышеизложенного таков: любой объект деревообрабатывающей промышленности должен комплектоваться системой пыле- и стружкоудаления, причём желательно, чтобы исполнение такой системы было выполнено на профессиональном уровне.
Общая конфигурация
В целом можно выделить два типа систем аспирации. Первый — локальные фильтрующие комплексы, которыми комплектуется каждая из единиц установленного обрабатывающего оборудования. Преимущества локальных установок наиболее очевидны при значительной удалённости техники на просторных площадках. Отсутствует необходимость прокладки магистральных каналов, нет нужды в организации воздухонасосного узла повышенной мощности. При этом наблюдается очевидная выгода в энергосбережении, ведь локальный узел фильтрации работает только тогда, когда задействована определённая часть оборудования.
Централизованные системы удаления стружки и пыли также не лишены достоинств. Их наиболее выгодно использовать в тесных мастерских, где пространство ограничено, а компоновка оборудования выполнена максимально компактно. Каждая единица обрабатывающей техники подключена к магистральному вытяжному ставу, который функционирует практически всё время работы мастерской, по крайней мере, если задействован хотя бы один из станков. Преимущества централизованных систем аспирации наиболее очевидны при высокой загруженности производства, однако такой подход требует качественной организации технологического процесса. Стоит отметить, что общая система удаления побочных продуктов деревообработки требует меньше вложений при организации, но влечёт более значительные затраты в процессе использования.
При этом не возбраняется организация гибридных систем. Скажем, наиболее задействованные части комплекса, такие как циркулярная пила, рейсмус, фрезерный станок и иже с ними могут быть объединены общей системой пылеудаления. В то же время станки, используемые время от времени, например, гриндер или барабанная шлифовка, имеют собственные локальные узлы фильтрации. Ключевое правило таково: вопрос организации системы удаления стружки и пыли должен быть поставлен во главу угла при создании закрытой деревообрабатывающей мастерской и тщательно продуман перед окончательным решением о размещении оборудования и утверждении технологического цикла.
Какой выбрать воздушный насос
Сердцем всей системы аспирации служит воздушный насос. Вне зависимости от того, является ли система локальной или централизованной, эффективность её работы всецело зависит от производительности этого узла. Можно предложить несколько вариантов: промышленный пылесос, один или несколько канальных лопастных вентиляторов, либо один центробежный.
В домашних мастерских пылесосы используются наиболее часто в роли центрального узла системы аспирации. Объясняется это достаточно просто: во-первых, производительности такого оборудования зачастую оказывается вполне достаточно, ну а во-вторых, сам пылесос может использоваться для уборки мастерской, либо быстрой очистки рабочего места и инструмента. Для подобных целей могут успешно применяться как промышленные (строительные) пылесосы, так и бытовые электроприборы мощностью свыше 2–2,5 кВт. Нужно отметить, что есть большая разница между пылесосом и стружкоотсосом, но подробнее этой темы мы коснёмся несколько позже.
Другой тип систем аспирации подразумевает использование канальных вентиляторов высокой мощности. По сути, такой вариант представляет попытку адаптирования оборудования для нехарактерных целей, тем не менее, подобные проекты имеют право на жизнь и, более того, успешно используются в домашних и небольших производственных мастерских. Нужно помнить, что канальные лопастные вентиляторы крайне уязвимы к наличию в потоке перекачиваемого воздуха твёрдых частиц, поэтому их всегда устанавливают в конце цикла очистки, иными словами, такой воздушный насос перекачивает уже очищенный воздух, при том, что все элементы системы работают в режиме разрежения, но не нагнетания.
Говорить о ключевых параметрах насосного узла лучше в контексте сравнения современных пылесосов и стружкоотсосов. Всего таких параметра три: потребляемая мощность, объём перемещаемого воздуха, или попросту производительность, а также создаваемое разрежение. Если не вдаваться в технические детали, пылесос больше предназначен для отрыва частиц с поверхности, в то время как стружкоотсос ориентирован на захват взвешенных в воздухе частиц, вылетевших из-под рабочего органа, будь то фреза, пильный диск или шлифовальная лента. Среди прочих преимуществ стружкоотсоса необходимо выделить наличие сборного мешка внушительного объёма, а также нетребовательность к наличию в составе системы сепарационного узла, то есть циклонного отделителя. При этом центробежные вентиляторы, которые используются в абсолютном большинстве стружкоотсосов, сильно теряют в производительности, если в системе трубопроводов есть заужение сечения. Пылесосы же в составе общей системы аспирации требуют глушения выводов на оборудовании, которое в данный момент не используется. Поэтому системы на базе пылесосов лучше использовать в паре с ручным инструментом или, например, шлифовальными станками, где область захвата должна располагаться как можно ближе к зоне обработки для максимально эффективного удаления мелкодисперсной пыли, представляющей наибольшую опасность. В свою очередь, центробежные вентиляторы особенно полезны из-за возможности перекачивать воздух даже при высоком содержании частиц крупной фракции, ведь двигатель «улитки» расположен вне потока.
Трубопроводный став и гибкие каналы
Как централизованные, так и локальные системы аспирации нуждаются в соединительных трубопроводах, посредством которых производится перемещение отходов от зоны захвата к фильтрующему узлу. Перечень материалов, подходящих для устройства системы трубопроводов, весьма широк.
Изначально наибольший интерес вызывают гибкие вентиляционные каналы. Они состоят из полиэтиленовой или полиуретановой оболочки, усиленной спиральным армирующим шнуром. Столь высокое распространение гибкие трубопроводы получили благодаря простоте монтажа, дешевизне, отсутствию необходимости в использовании поворотных фитингов и возможности оперативно изменять конфигурацию системы. Одним из важнейших преимуществ гибких каналов служит плавность поворота става, что снижает общее аэродинамическое сопротивление.
Однако гибкие трубопроводы не лишены недостатков. Нельзя забывать, что внутри канала действует достаточно сильное разрежение, особенно если система подключена к мощному воздухонасосу. Если большая часть выводов аспирационной системы заглушена, трубопровод может попросту схлопнуться, такие случаи отнюдь не редки. Также из-за малой механической прочности каналы не рекомендуется прокладывать по полу или в зонах, где потенциально возможно их повреждение. Наиболее бюджетные представители гофрированных шлангов имеют внутреннюю ребристую поверхность, из-за чего при работе системы аспирации трубопровод начинает вполне ощутимо свистеть, при этом увеличивается сопротивление потоку воздуха. Также для них очень характерно налипание пыли на стенках из-за накопления статического заряда.
Преимущества и недостатки жёстких трубопроводов прямо противоположные. Да, в таком случае требуется надёжная система крепления, соединений будет больше, однако благодаря внутренней гладкой поверхности труб в них не происходит засоров, налипания влажной стружки и снижения скорости потока. Нужно, однако, помнить, что по стоимости жёсткий став обойдётся существенно дороже гибкого, к тому же оборудование, подключенное к системе аспирации, останется иммобилизованным. Ввиду последнего часто практикуется комбинирование жёстких и гибких трубопроводов: по потолку разводят магистраль системы пылеудаления из металлических или ПВХ-каналов круглого или квадратного сечения, а затем с помощью специальных ответвительных фасонных изделий выполняется переход на гофрированные рукава для подключения оборудования.
Системы фильтрации
Важнейший функциональный элемент системы аспирации после воздушного насоса — узел фильтрации, абсорбции и утилизации побочных продуктов обработки. В этом плане существует достаточно большое число вариаций, однако для домашних мастерских пригодны всего несколько.
Первый и наиболее важный элемент — сепарационный фильтр, иначе называемый циклоном. Его основное назначение — отделить наиболее крупные фрагменты, такие как стружка и щепа, чтобы в дальнейший цикл очистки поступала только взвесь мелких частиц. Устройство циклонного фильтра примитивно, из-за чего многие мастера изготавливают его самостоятельно, тем не менее покупной вариант обеспечивает дополнительные преимущества. Например, благодаря распределённой подаче достигается более эффективное осаждение частиц, к тому же в некоторых моделях предусмотрена возможность влажной абсорбции, что снижает количество мелкодисперсной пыли на выходе.
Иногда системы аспирации не имеют иного фильтрующего элемента, кроме циклонного фильтра. Например, если выброс воздуха выполняется на улицу, система тонкой фильтрации попросту не требуется. Такой подход не всегда разумен: в зимнее время при работе вытяжной системы с мощным воздухонасосом теплота из помещения выбрасывается практически мгновенно, что вынуждает устанавливать фильтры тонкой очистки. В простейшем случае это обычные сборные мешки, задерживающие основную часть мелкодисперсной пыли, такой вариант наиболее характерен для локальных установок. Наивысшим качеством очистки воздуха характеризуются системы пылеудаления, основным узлом в которых служит пылесос с двумя и более ступенями очистки. Магистральные пылесосы также могут комплектоваться широким набором очистных элементов, хотя наиболее часто используются бумажные мешки и гофрированные воздушные фильтры по типу автомобильных.
Уловители и прочие комплектующие
В заключение стоит рассказать о тех элементах, которым уделяется наименьшее значение, хотя их важность трудно переоценить. Речь идёт о всевозможных раструбах, приёмных воронках и кожухах, а также об уместности их использования с тем или иным видом оборудования.
Как уже говорилось, при работе на шлифовальных станках образуется внушительное количество микроскопической пыли. При подключении системы аспирации к такому оборудованию основная ставка делается на захват именно мельчайших частиц, в то время как крупная стружка может свободно падать на пол и затем собираться ручным способом или пылесосом. Если использовать в таких случаях приёмные воронки, воздушный поток от самого рабочего органа будет создавать завихрения и захват мелкой пыли станет возможным только при условии достаточно сильного всасывания. Наиболее разумным будет исключить приёмный раструб и разместить всасывающий патрубок в непосредственной близости к зоне обработки.
А вот где раструбы действительно необходимы, так это во фрезерных, токарных и распиловочных станках, а также на строгальном оборудовании. Здесь основной упор делается на втягивание крупной стружки и опилок, поэтому наилучшим вариантом будет оснастить рабочую зону приёмным кожухом, максимально точно повторяющим форму рабочего органа и прилегающим к стационарным поверхностям как можно более плотно. Обращаем внимание, что оптимальное суммарное сечение зазора по всем сторонам кожуха должно быть в 1,5–2 раза больше условного прохода канала, которым станок подключен к системе пылеудаления. При больших значениях рекомендуется использование уплотнительных щёток, особенно это важно для фрезерного оборудования.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
