Zyklon - wie wichtig ist der Trichter?

odul

ww-robinie
Registriert
5. Juni 2017
Beiträge
8.068
Ort
AZ MZ WO WI F
Salu,

das Thema Zyklon hatten wir hier ja eigentlich schon oft genug.

Zuletzt als einfache Lösung unter:

https://www.woodworker.de/forum/threads/zyklonabscheider-quick-and-dirty.93015/

Und youtube quillt auch über mit Beispielen. Dort fällt auf, egal wie einfach oder kompliziert die aufgebaut wurden, alles landet immer im Zyklon und (fast) nichts im Staubfilter des Saugers.

Anscheinend kann man nix verkehrt machen. Ist das so? Welche Baukomponente hat welchen Einfluss?

Insbesondere interessiert mich die Wichtigkeit des Trichters beim "echten" Zyklon. Denn das Ding hat ja eine ordentliche Bauhöhe. Und die würde ich gerne sparen. Oder anders: Was verliere ich an Funktion, wenn ich den Trichter weglasse?
 

toktok

ww-pappel
Registriert
11. Mai 2016
Beiträge
9
Ort
Berlin
Hallo Odul,

ich wollte ebenfalls die Bauhöhe eines Zyklons sparen und habe darum dieses Prinzip ->
gewählt und den Separator aus dem Video einfach nachgebaut.
Funktioniert richtig gut. Im Saugerbeutel landet wirklich nur der feinste Staub.

Gruß Uli
 

raziausdud

ww-robinie
Registriert
22. Juni 2004
Beiträge
4.272
Ort
Südniedersachsen
Hallo Odul,

meine Theorie (mit Praxis, s.u.) zu diesen einfachen Zyklon-Abscheidern:

Es gibt hier zwei Abscheidearten

a) Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit. Den Effekt hat man in nahezu jeder Tonne, jedem Behälter, schon deshalb funktionieren viele Tonnen und Kisten auch "irgendwie". Viel hängt dabei logischerweise davon ab, wie Einlass- und Auslassrohr zueinander stehen und wie groß der Behälter ist. Und der Effekt wirkt vor allem auf große und schwere Teilchen, sie "fallen runter".

b) Fliehkraft/Zyklon. Teilchen werden nach außen geschleudert, wenn man innen absaugt, hat man damit schon die halbe Miete.

Die Kombination beider Methoden ergibt selbst bei einfachen Anordnungen dann schon recht hohe Abscheideraten. Auch ich habe nur eine Tonne ohne Trichter. Oben bläst/saugt es leicht schräg nach unten gerichtet am Tonnenrand ein, oben zentral wird abgesaugt. Die Partikel müssen also die Schwerkraft und die Fleihkraft überwinden. Saugen tut ein einfacher Haushaltsstaubsauger.

Die letzten 5 Prozent, den Feinstaub dann noch zu erwischen, da erfordert es sicher mehr als einfache Anordnungen, zB (speziell geformte) Trichter. Was und wie genau, weiß ich auch nicht ... :emoji_wink: , muss ich auch nicht wissen. Es funktioniert so für mich hinreichend. Und das letzte Glied in der Kette, der Staub-Sauger hat seinen Namen ja auch nicht umsonst.

Rainer
 
Zuletzt bearbeitet:

odul

ww-robinie
Registriert
5. Juni 2017
Beiträge
8.068
Ort
AZ MZ WO WI F
Danke, eure Angaben helfen schon mal weiter.

Langfristig möchte ich die Rohluftabsaugung meiner Tischkreissäge ersetzen und die Zyklone mit Trichter sind doch arg globig.

Einen Nachteil sehe ich bei der "thien baffle"-Lösung:
Beim Sägen fallen ja immer wieder kleine Holzstücke ab und verschwinden in der Absaugung. Mit der Rohluftabsaugung kracht es dann, wenn sie am Lüfterrad vorbeikommen. Landen dann aber im Sack. Bei der "thien baffle"-Variante würde ich vermuten, dass sie in der Wirbelkammer hängen bleiben.

Wie sind da eure Erfahrungswerte? Beim Aufsaugen von Bodendreck müsste das Problem eigentlich auch auftreten ?!
 

Dietrich

ww-robinie
Registriert
18. Januar 2004
Beiträge
5.927
Ort
Taunus
Hallo,

die Trichterform hat nichts mit dem Abscheidegrad zu tun, wichtig ist ein seitlicher Schmutzlufteingang und eine mittig senkrechte Absaugung. Rund muß es schon sein aber die Trichterform wird in der Industrie bei großen Sichteranlagen verwendet um unten gleich mit einer Zellenwalze das Korngut weiter zu leiten, in einem zylindrischen Körper würde sich an der Seite das Korngut aufbauen.
Das ist bei unseren Fässern ja egal die werden per Hand entleert.
Aber die sinnlose Trichterform ist ein gutes Geschäft für den Hersteller, der schmilzt Lenorflaschen ein die nichts kosten und was die Plastetrichter kosten kennt man ja.:emoji_slight_smile:

Gruß Dietrich
 

SteffenH

ww-robinie
Registriert
29. August 2011
Beiträge
2.800
die sinnlose Trichterform


Hm, die allgemeine Erklärung für die Zylinderform ist, dass sich die Geschwindigkeit des Luftstromes erhöht und damit die Reibung an der Zyklonwand, wodurch die Partikel nach unten hinten immer mehr abgebremst werden, um sich schließlich am Grund zu sammeln. So ganz sinnlos wird es nicht sein, auch große Zyklone auf Spänebunkern sind trichterförmig.
 

Martin Graf

ww-eiche
Registriert
9. Juni 2011
Beiträge
375
Ort
30km östlich von München
Die Trichterform bewirkt eine zunehmende Beschleunigung der mit Partikeln beladenen Luft. Je höher die Umfangsgeschwindigkeit, desto kleiner sind die Partikel, die noch abgeschieden werden können, d. h. es existiert eine Grenzpartikelgröße, die u. a. von der Umfangsgeschwindigkeit abhängt. Die Umfangsgeschwindigkeit steigt mit kleiner werdendem Durchmesser des Trichters an. Die Trichterform ist daher in der Regel mitnichten sinnlos. Das Auslegen von Zyklonabscheidern ist nicht ganz trivial, auch wenn es keine Raketentechnik ist.
Wenn dem Zyklon jedoch ein Sauger mit (hochwertigem) Feinfilter nachgeschaltet ist, wie es bei der hier vorliegenden Anwendung meist der Fall sein dürfte, dann muss man es sicherlich nicht übertreiben und ein einfacher Aufbau führt zu guten Ergebnissen.
 

Dietrich

ww-robinie
Registriert
18. Januar 2004
Beiträge
5.927
Ort
Taunus
Hallo Steffen, hallo Martin,

in dem einen Trichter werden die Teile nach unten abgebremst und im anderen Trichter werden die Teile nach unten beschleunigt...nur wer sagt dem Trichter was er machen soll:emoji_slight_smile:

Klar sind die Zyklone auf Spänebunkern trichterförmig, sonst würde ja kaum was im Bunker ankommen und fast alles im Zyklon hängen bleiben. Ich bleibe dabei, die Wirkung von diesem kleinen Plastetrichter wird völlig überschätzt, letztens hatten wir hier doch einen Kollegen da wurde wegen einer Undichtigkeit alles in umgekehrter Richtung gesaugt, und so sind schon einige an dem Trichter verzweifelt.

Ein Faß als Späneabscheider mit einem seitlich schräg aufgesetzten Eingang und ein mittig nach oben zeigen der Deckelausgang und das Ding füllt sich so voll das man es am Ende kaum mehr tragen kann, wenn es ein 200 Ltr. Faß ist.
Völlig ohne Plastiktrichter.
Und im Faß werden die Teilchen abgebremst, denn am Ende liegen sie und werden nicht zurück gesaugt.

Gruß Dietrich
 

raziausdud

ww-robinie
Registriert
22. Juni 2004
Beiträge
4.272
Ort
Südniedersachsen
Hallo zusammen,

ich verstehe schon das Prinzip der Beschleunigung der Teilchen in einem echten Zyklon bei abnehmenden Radius. Bei "unserer Sache hier" aber werden sie durch fehlenden Antrieb (Saugkraft) und Reibung doch auch langsamer? Und ohne Antrieb müssten die Teilchen sogar das Bestreben haben, den größeren Radius zu suchen?

Egal - zumindest bei den billigen Plastikteilen sehe ich, dass da wie bei "unseren" einfachen Tonnen oben außen eingeblasen und oben zentral abgesaugt wird. An dieser Stelle erfolgt die Abscheidung. Oben möglichst weit erscheint mir daher schon wichtig zu sein. Was weiter unten passiert, ob das nun Trichterform hat, Teilchen beschleunigt werden, oder was auch immer, ist aber dann erst einmal völlig egal....

Erst einmal ... Es kommt mir ein wenig so vor, als wenn die Trichterform dann nur zwangsläufig die Funktion hat den Durchmesser zu einem Abführrohr hin zu reduzieren - und nicht die zyklonförmige Beschleunigung der Teilchen, die Fliehkraft-Funktion liefert auch ein gerades Rohr. Eine Funktion dieser Engstelle könnte dann allerdings sein, dass so der länger schwebende feine Staub in der Tonne nicht mehr so leicht nach oben schweben kann, wie in einer einfachen Tonne. Das Wichtige könnte somit die Trennung von Abscheideraum und Lagerraum für die Späne und den Staub zu sein - und nicht die "Zyklonisierung" des Luftstroms. So gesehen hätte ein Trichter damit hier tatsächlich eine Bedeutung.

Dass es bestimmt technisch ausgereifte Zyklon-Konstruktionen z.B. bei den guten(!) bekannten Hausstaubsaugern gibt, ist eine andere Sache. Ich hoffe jedenfalls, dass es dort nicht auch nur eine marketingmäßige Überhöhung eines einfachen Prinzip ist ...:emoji_wink:

Rainer
 
Zuletzt bearbeitet:

raziausdud

ww-robinie
Registriert
22. Juni 2004
Beiträge
4.272
Ort
Südniedersachsen
Hallo nochmals,

kleiner Nachtrag, um nicht wieder so viel zu schreiben, als Skizze. So sähe für mich ein Zyklonabscheider aus, der seinen Namen verdient: Absaugung nach unten "im Auge des Orkans" ... keine Ahnung, ob das so (noch besser) funktioniert...

Oben statt Trichter ein gerades Rohr: damit wärs wohl auch "nur" ein Fliehkraftabscheider.
Rainer
 

Anhänge

  • Zyklonabscheider.jpg
    Zyklonabscheider.jpg
    9,1 KB · Aufrufe: 15
Zuletzt bearbeitet:

Martin Graf

ww-eiche
Registriert
9. Juni 2011
Beiträge
375
Ort
30km östlich von München
Hallo Dietrich,
nur weil es neben Deiner Auffassung noch zwei weitere gibt, die sich Deiner Meinung nach widersprechen, wird Deine Auffassung nicht zur richtigen.
Ich gebe Dir Recht, und nichts anderes habe ich oben geschrieben, dass es für die (Hobby-)Holzwerkstatt ausreicht, wenn kein trichterförmiges Element verbaut wird UND ein vernünftiger Feinfilter nachgeschaltet ist. Dieser Feinfilter ist in den meisten Werkstattsaugern enthalten. Man hat damit einen einfachen Vorabscheider mit nachgeschaltetem Feinfilter - ein einfaches, funktionierendes System.
Wenn Du aber behauptest, die Trichterform hätte nichts mit dem Abscheidegrad zu tun und wäre sogar sinnlos, dann irrst Du Dich gewaltig. Der Abscheidegrad gibt vereinfacht ausgedrückt an, welcher Anteil der gesamten Staubmasse abgeschieden wird. Das Abscheiden wird bewirkt durch die Zentrifugalkräfte, wenn das Rohgas auf einer Kreisbahn beschleunigt wird. Für große Partikel reichen geringe "Drehzahlen" aus, will man kleinere Partikel abscheiden, benötigt man größere Drehzahlen. Ein einfacher Abscheider (Tonne mit tangentialem Einlauf) kann nur eine (relativ kleine) "Drehzahl" erzeugen.
Für das Steigern der "Drehzahl" wendet man den Massenerhaltungssatz und den Drehimpulserhaltungssatz an: je kleiner der durchströmte Querschnitt, desto größer die Drehzahl bzw. die Zentrifugalkraft. Die Zentrifugalkräfte müssen größer sein als die von der abströmenden Luft auf die Partikel wirkende Widerstandskraft, welche die Partikel mitzureißen versucht. (Diese Widerstandskraft steigt mit fallender Partikelgröße.)
Fazit: Durch geeignete Auslegung der Trichterform und anderer geometrischer Parameter können zunehmend kleinere Partikel abgeschieden werden, d. h. der Abscheidegrad steigt an.
Man muss aber auch wissen, dass für jeden Zyklonabscheider eine Grenzpartikelgröße existiert. Partikel, die kleiner sind als diese Grenze, können nicht abgeschieden werden. Daher ist ein Zyklon und erst recht eine einfache Tonne mit tangentialem Einlauf nicht als Feinfilter geeignet.

Zur Auslegung von Zyklonabscheidern gibt es ganze Bücher, wissenschaftliche Artikel und der Stoff gehört zum Grundlagenwissen der mechanischen Verfahrenstechnik. Ich finde es daher sehr gewagt, solche Behauptungen in den Raum zu stellen.

Lieber Dietrich, ich schätze Deine Erfahrungen und Beiträge, insbesondere zu Bandsägen und Tischbohrmaschinen, sehr und habe schon oft davon profitiert, aber hier solltest Du einsehen, dass Du falsch liegst und Deine Aussagen relativieren solltest.

Gruß,
Martin
 

raziausdud

ww-robinie
Registriert
22. Juni 2004
Beiträge
4.272
Ort
Südniedersachsen
Hallo Martin,

alles schön, was Du zu einem Zyklonabscheider schreibst. Für solche ist das sicher auch richtig. Ich bin hier aber Dietrichs Auffassung, gehe sogar so weit zu behaupten, diese Plastikteile sind lediglich Fliehkraftabscheider. Ich habe oben schon geschrieben:

"Egal - zumindest bei den billigen Plastikteilen sehe ich, dass da wie bei "unseren" einfachen Tonnen oben außen eingeblasen und oben zentral abgesaugt wird. An dieser Stelle erfolgt die Abscheidung (Ergänzung zum Verständnis: einzig durch Fliehkraft und durch Schwerkraft).Oben möglichst weit erscheint mir daher schon wichtig zu sein. Was weiter unten passiert, ob das nun Trichterform hat, Teilchen beschleunigt werden, oder was auch immer, ist aber dann erst einmal völlig egal...."

Was würdest Du mir dazu entgegenhalten?

Ein Zyklon entsteht meiner Meinung nach nur, wenn eine (Saug-)Strom in Richtung der Verengung des Trichters besteht, bei Wetter-/Windzyklonen der nach oben steigende Luftstrom, bei Wasserwirbeln die nach unten saugende Schwerkraft. Aber auch da lass ich mich gern belehren.

Rainer
 

SteffenH

ww-robinie
Registriert
29. August 2011
Beiträge
2.800
Über die zugrundeliegende Physik kann es keine ernsthafte Debatte geben. Martin hat das Wesentliche genannt.
Durch geeignete Auslegung der Trichterform und anderer geometrischer Parameter können zunehmend kleinere Partikel abgeschieden werden, d. h. der Abscheidegrad steigt an.
Beim Dust Commander ist also die Frage, ob der Abscheidegrad besser bzw. signifikant besser ist, als mit einer einfachen runden Tonne.
 

Dietrich

ww-robinie
Registriert
18. Januar 2004
Beiträge
5.927
Ort
Taunus
Hallo Martin,

vielen Dank für Deine Ausführungen!
Ich bezog meine Aussagen auf diesen kleinen Plastik-"Zyklon" der oft von Kollegen hier verbaut wird und diesem Teil traue ich eben nicht allzu viel zu...oder noch weniger.
Aus meinem Berufsleben kenne ich Zyklone, ein halbes Dutzend hintereinander geschaltet, Höhe der einzelnen Trichter um 7m mit Lüfter-Antriebsleistungen wie man sie eher nicht in einer Tischlerei findet, mit Sichterleitungen ab 150mm und mehr und die funktionieren und sortieren nach Korngrößen.

Weiter oben hat doch der Kollege im Film sehr schön dokumentiert wie gut es ohne Trichter in diesem kleinen Maßstab funktioniert, bei sehr hohem Abscheidegrad.

Gruß Dietrich
 

odul

ww-robinie
Registriert
5. Juni 2017
Beiträge
8.068
Ort
AZ MZ WO WI F
Jungs,

besten Dank, dass ihr mir meine Frage beantwortet habt. Aber bitte verbeißt euch nicht ineinander:emoji_wink:

Vielleicht noch eine Frage:
In den Risszeichnungen eines Zyklons mit Trichter erfolgt die Absaugung nicht oben mittig, sondern über ein Tauchrohr mittig etwas tiefer. Hat da jemand schon mal Unterschiede festgestellt?
 

raziausdud

ww-robinie
Registriert
22. Juni 2004
Beiträge
4.272
Ort
Südniedersachsen
Hallo miteinander,

wir verbeißen uns nicht, wir diskutieren ... :emoji_wink:

Weil Odul in #17 von Risszeichnungen geschrieben hat, hab ich im Netz mal solche gesucht. Dabei bin ich darauf gestoßen, das zumeist Zyklon-Abscheider und Fliehkraft-Abscheider zwei verschiedene Bezeichnungen für die gleiche Sache sind. Wenn das so korrekt ist, dann ist meine bisher angenommene und hier auch formulierte Meinung, dass das zwei verschiedene Dinge sind, wohl tatsächlich (unabsichtlich) verbissene Haarspalterei ...

Rainer
 

Macchia

ww-robinie
Registriert
2. Mai 2014
Beiträge
8.398
Ort
Süd
In den Risszeichnungen eines Zyklons mit Trichter erfolgt die Absaugung nicht oben mittig, sondern über ein Tauchrohr mittig etwas tiefer. Hat da jemand schon mal Unterschiede festgestellt?
habe das Tauchrohr noch nicht abgesägt um dir deine Frage beantworten zu können.:emoji_wink:
Doch vor vielen Jahren habe ich mich schon stark mit den Zyklonen beschäftigt, bevor ich mir das damals noch teure Oneida Deputy
Original gekauft habe... inclusive der Anklageschrift des eigentlichen Erfinders (nicht Erfinder des Zyklon an sich, doch dessen
Berechnungen zur Optimierung.)

Wenn das Tauchrohr nicht wäre, würde Staub/Späne vor der Beschleunigung an den Rand, schon angesaugt werden.
So wird das erstmal zur Seite "gedrückt" und der Sog kann ihn tiefer nicht mehr erfassen...
Das Tauchrohr ist also äußerst wichtig. Alleine darüber wurden schon Abhandlungen geschrieben und mit verschiedenen Tiefen
experimentiert. Zu tief würde er den Teilchen wieder zu Nahe kommen und ansaugen,
zu hoch, besteht die beschriebene Möglichkeit, dass die Späne direkt oben abgesaugt werden.
Nachtrag: mit einhergehend fallenden Fliehkraftwerten

Rockin Horse (leider nicht mehr hier) hat in den Projektvorstellungen seinen Zyklon vorgestellt..
finde seinen Beitrag gerade nicht.
Auf jeden Fall lesenswert!
 

Handjive

ww-buche
Registriert
9. April 2017
Beiträge
271
Ort
56348 Patersberg
Ich habe noch zwei funtionierende Staubsauger in der Werkstatt rumstehen, und spiele mit dem Gedanken, beide
an den Zyklon anzuschließen. Bringt das was, oder wäre es - aus mir sich nicht erschließenden physikalischen Gründen -
sogar kontraproduktiv?
 

WinfriedM

ww-robinie
Registriert
25. März 2008
Beiträge
24.301
Ort
Dortmund
Bringt das was, oder wäre es - aus mir sich nicht erschließenden physikalischen Gründen -
sogar kontraproduktiv?

Da saugt der eine den Beutel des anderen leer, wenn du nicht beide genau zeitgleich einschaltest. Und weil beide unterschiedlichen Unterdruck erzeugen, wird in vielen Betriebsfällen ein Sauger was aus dem anderen Sauger ziehen. Der maximal erreichbare Unterdruck wird auch vom Schwächeren Gerät limitiert.

Was es bringt: Doppelter Volumenstrom, dann müsstest du aber alle Schläuche auch passend auslegen. Real wird durch quadratisch steigende Reibung der Volumenstrom vielleicht nur 20% höher sein.
 

Handjive

ww-buche
Registriert
9. April 2017
Beiträge
271
Ort
56348 Patersberg
Dein Antwort gefällt mir jetzt grad mal gar nicht, aber trotzdem: Danke!

grummelbrummelwennichschonmalneguteIdeehab!grummelbrummel
 

xeenon

ww-esche
Registriert
24. Dezember 2016
Beiträge
429
Ich kann vielleicht eine Kleinigkeit beitragen.

Ich habe so einen China Zyklon 1. Generation. Bei der ersten Lieferung ist das mittlere Rohr abgebrochen als ich ein eingeklebtes ht Rohr belastet habe.

Ich habe ihn trotzdem versucht zu verwenden. Das Ergebnis war, daß nahezu alles, bis auf Schrauben, Muttern usw. im Beutel landete. Ist ja klar, die Eintrittsöffnung ist nahe der Austrittsöffnung.
Das ist schon einige Jahre her, aber ich denke das die Physik trotzdem noch nicht veraltet sein sollte.

Jedenfalls habe ich gerade meine Wassersteine abgerichtet und habe feinsten Schleifstaub. Den habe ich gerade mit einem vollständigen Zyklon (2. Lieferung) eingesaugt.

Während in meinem Bosch kein Krümel ist, ist alles im Eimer. Ich habe da nun nicht vorher ausgeleert, aber man sieht es sehr deutlich am Zyklon selbst.


Vielleicht hilft es jemanden
 

Anhänge

  • IMG_20190526_144227_017.jpg
    IMG_20190526_144227_017.jpg
    157,7 KB · Aufrufe: 55
  • IMG_20190526_144159.jpg
    IMG_20190526_144159.jpg
    214,2 KB · Aufrufe: 51

Martin Graf

ww-eiche
Registriert
9. Juni 2011
Beiträge
375
Ort
30km östlich von München
Hallo Rainer,
wie bereits schon erwähnt wurde, gehört zu einem Zyklonabscheider neben dem Trichter eben auch ein "Tauchrohr", dessen unteres Ende in Verbindung mit der Trichterform ganz wesentlich die Eigenschaften des Zyklons mitbestimmt. Ohne Tauchrohr geht es nicht und dann (nur dann) wäre der Trichter auch sinnlos.


Hallo Dietrich,
ich bin auch davon ausgegangen, dass Du das Grundprinzip eines Zyklons verstanden hast. Aber Deine Aussagen waren einfach zu allgemein gehalten und es wurde nicht deutlich, dass Du Dich nur auf diese kleine "Plastik-Zyklone" beziehst. Da ich diese nicht kenne, kann ich zu deren Qualität nichts sagen. Es ist aber sicherlich so, dass Zyklone für einen bestimmten Betriebszustand optimiert werden (, d. h. eine bestimmte Korngrößenverteilung, Volumenstrom, Temperatur, ....) und es dann in der Praxis zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen kommen wird. Wer ausschließlich feinste Stäube produziert, für den kann ein darauf optimierter Zyklon sicherlich vorteilhaft sein. Wer die Zyklon/Staubsauger-Kombi an Kreissäge, Fräse, etc. betreibt, der wird vielleicht keinen großen Unterschied feststellen können - hier würde die einfache Tonne sicherlich ausreichen.

Gruß,
Martin
 
Oben Unten