Späneabsaugung im Eigenbau

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Nach der Fast-Fertigstellung meines TKS-Projektes war bei mir keineswegs Ruhe eingekehrt, auch wenn vielleicht ein anderer Eindruck entstanden war. Hatte ich bisher meine Zeichnung auf einer Windows-OS-Blechliesel angefertigt, war ich es leid, ständig zwei solcher Plagegeister auf meinem Schreibtisch stehen zu haben. Einer von beiden musste weg. Aber auch die Suchfunktion des hiesigen Forums hat mir zu keiner keiner besseren Lösung verholfen. AutoCad ist für Otto-Normalo unbezahlbar. Ich habe dann über zwei Stationen - einschließlich verschmerzbaren Lizenzkosten - einen Umweg gemacht, um anschließend meinen Windows-PC auf meinen neuen Mac zu migrieren. Und die Migration funktioniert seit dem Wochenende ganz gut. Ich finde mich also in meiner alten Programmumgebung wieder, die jetzt ganz Mac-like daherkommt. Der Vorteil ist, dass ich keine neuen Lizenzen kaufen muss, da der Besitz der alten Lizenzen ausreichend ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass ich vom Mac aus einen ungehinderten Zugang zu allen alten unter Windows-OS erstellten Projektzeichnungen habe.

Seit Montag sitze ich jetzt wieder an meinem neuen Projekt und starte ein zweites Mal eine neue Konstruktion. Eine erste Konstruktionsidee hatte ich schon mit einem Autocad-ähnlichen Programm gemacht. Diese erste Idee habe ich jetzt wieder in die Tonne geklopft.
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Das Herzstück meiner Späneabsaugung wird ein Ventilator sein, dessen Design auf der Basis aktueller Entwicklungen entstanden ist. Genau genommen bezieht sich das nicht unbedingt auf den gesamten Ventilator sondern auf das Design des Laufrades.

Nun, wie kann man nur einen Ventilator aus Holz herstellen! Es geht, demonstriert haben das schon einige Holz-Begeisterte. Die Frage nach der Effizienz ist eine andere, aber im Hinblick auf die laufenden Kosten hat mich die Beantwortung dieser Frage doch sehr interessiert. Ob die schon anderweitig demonstrierten Lösungen tatsächlich im Verbrauch wirtschaftlich sind, war aber nicht in Erfahrung zu bringen und ob diese Lösungen auf den Punkt genau dem Bedarf entsprechen? Da hab’ ich schon meine Zweifel. Matthias Wandel gibt zumindest auf seiner Seite etwas von seinen Rechengängen bekannt (Download einer Exceldatei), so dass sich die erforderlichen Antriebsleistungen schon mal etwas präziser bestimmen lassen. Marius Hornberger hat sein Ventilatorprojekt dann schließlich auch mehrfach modifiziert.

Also hab’ ich nach Informationen gesucht, einige Diplomarbeiten studiert und mich so immer tiefer in die Materie hinein gegraben. Mit dem immer breiter werdenden Wissen gelang es dann auch, die Suchanfragen zu formulieren, die zum guten Schluss zielführend waren. Wer sich dafür interessiert, googelt mit den Begriffen „optimale Gestaltung Radialventilator rückwärts gekrümmte Schaufeln“, dort stößt man dann auf Autoren besonderer Publikationen, die etwas Licht ins Dunkel bringen - aber Vorsicht, der Genuss dieser Publikationen es ist nicht unbedingt leicht verdaulich. Am Ende habe ich mir somit ein Excel-Berechnungsformular aufgebaut, mit dem ich dann zu den folgenden Ergebnissen gekommen bin:

Vorgaben:
  • Druckgefälle.....................3651 Pa
  • Volumenstrom.....................0,250 m3/s
  • Drehzahl.........................72,25 U/sec
Berechnete Werte:
  • Leistung.........................1125 W
  • Schnelllaufzahl σ................0,186
  • Druckzahl ψ......................1,217
  • Wirkungsgrad ηip.................0,812
  • Lieferzahl φ.....................0,046
  • Laufrad-Eintrittsdurchmesser.....0,107 m
  • Laufrad-Außendurchmesser.........0,312 m
  • Schaufel Eintrittsbreite.........0,044 m
  • Schaufel-Austrittsbreite.........0,031 m
  • Schaufelzahl.....................12
  • Schaufelkrümmungsradius..........0,192 m
Insgesamt fallen bei der Berechnung noch wesentlich mehr Daten an, die ich hier jedoch nicht wiedergegeben habe. Die Berechnungsvorgänge habe ich mit öffentlich zugänglichen Daten gegengeprüft, so dass ich mir bezüglich der Verlässlichkeit kein Kopfzerbrechen bereiten muss. Über diese „Grundlagenforschung“ sind natürlich etliche Wochen vergangen, die ich intensiv an meinem Rechner verbracht habe, natürlich war in dieser Zeit meine Werksatt verwaist.

Mit besonderer Aufmerksamkeit habe ich den Vergleich zu der Berechnungsmethode verfolgt, mit der Matthias Wandel seine Berechnungen durchgeführt hat. Nach der Methode von Matthias Wandel käme ich auf einen Laufrad-Durchmesser von 0,344 m, der ist nur geringfügig größer. Die Begründung liegt daran, dass Matthias Wandel veraltete Methoden verwendet.

Ein „normaler“ Ventilator wird selten aus Holz gefertigt. Und in bestimmten Einsatzfällen geht das schließlich auch nicht. Das kritische Element ist das Lüfterrad. Wirklich? Zumindest sollte aber die „normale“ Luft einer Schreinerwerkstatt keine beeinträchtigenden Wirkungen haben. Machen wir den Vergleich der Massen von Stahl und Holz: Ein Lüfterrad aus MPX 18 mm ist gerade mal 15% schwerer als wenn es aus 2 mm Stahlblech gefertigt würde. Bleibt die Frage nach der Stabilität, da die Massenverteilung auf dem Lüfterrad ziemlich homogen ist, können Unwuchten mit normalen Maßnahmen ausgeglichen werden, so dass keine nachteiligen Folgen für die Festigkeit befürchtet werden müssen.

In der Quer-Schnittdarstellung A-:-A ist das Lüfterrad durch die grünliche Färbung hervorgehoben. Die gelbliche Färbung bezieht sich auf den übrigen für die Durchströmung vorgesehenen Innenraum des Ventilators. Üblicherweise hat ein „normaler“ Ventilator nur einen Ausblasstutzen. Da ich mit meiner Absaugeanlage den gewerblichen Vorschriften genügen muss, ist auch nicht notwendig die Abluft gesammelt nach außen zu führen. Deshalb habe ich 4 (vier) Ausblasöffnungen vorgesehen, wobei die Abluft durch jeweils eine Filterpatrone geführt wird. Es sind Filterpatronen, wie diese üblicherweise bei Werkstattsaugern zum Einsatz kommen.

Die vom Ventilator angesaugte Luft wird zuvor in einem Zyklon gereinigt, dessen Effizienz liegt bei:
  • 100% bei Partikeln von 0,5 mm und größer
  • 98,7% bei Partikeln im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm
  • 82,9% bei einem Partikel-Mix aus 12/3 µm.
Ich habe diese Studie angefertigt, um in den nächsten Tagen in die Detailkonstruktion einzusteigen. Die Studie liefert mir die Basis für die Beurteilung der Machbarkeit, die ich nach meinen Möglichkeiten beurteile. Einen passenden Elektromotor hatte ich schon vor längerer Zeit beschafft. Dies ist zwar ein Drehstrommotor und hätte mich bei einfacher Anschaltung an ein 1-phasiges Netz schon zu besonderen Vorkehrungen gezwungen. Beim Spiel mit der Drehzahl kam mir dann die Erkenntnis, dass ich mit einer Überdrehzahl wesentlich leichter einen optimalen Arbeitspunkt finden würde. Eine Überdrehzahl kann man natürlich sehr einfach mit einem Frequenzumrichter erreichen und ich habe mir einen solchen Frequenzumrichter beschafft, der aus 1-phasigen Netzten mir den erforderlichen Drehstrom mit der gewünschten Frequenz erzeugen kann.

Bleibt noch ein Wort zur Effizienz zu sagen. Ein normaler Werkstattsauger mit ca. 1,6 kW bringt gerade mal 300 m3/h zusammen - siehe hierzu im Vergleich die von mir angestrebten Daten - da erübrigt sich jeder weitere Kommentar. Nicht viel besser sieht es mit Seitenkanalverdichter (SKV) aus. SKVs liefern ein wesentlich höheres Druckgefälle, wie es in einer solchen Anlage zur Späneabsaugung nicht benötigt wird. Bezogen auf die nun zugrunde liegende Luftmenge müsste ich ein SKV-Aggregat kaufen, was dann mit etwa 5,5 kW daher kommt - ich komme aber mit 1,1 kW blendend aus.

Fortsetzung folgt
 

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Hallo Hubert!
Wie ich sehe, hast du begonnen mit der Absaugvorrichtung. Der Zeichnung entnehme ich das du einen Zuluftkanal und vier Abluftkanäle geplant hast. Also ein mögliches Druckgefälle von 4 zu 1 das ist schon einmal eine Veränderung gegenüber den mir bekannten Absauggeräten. Da ist das Verhältnis 1 zu 1. Ich bin gespannt, wie es weitergeht.
 

Berti_2

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der Volumenstrom kommt mir schon mal bekannt vor... vergleicht man ihn mit kleinen Absaugungen.

Ins Grübeln bringt mich die Drehzahl. 72 U/sec -> 4320U/min. Da bist Du automatisch bei einer zusätzlichen Kraftübertragung wie z.B. Riemenantrieb. Da Motoren ja typischer Weise 750/1000/1500/3000 1/min haben. (Zusätzliche Kraftübertragung ist zusätzlicher Verlust.)

Übrigens hat Dein Lüfter bei den Angaben eine äußere Umlaufgeschwindigkeit von ca. 250km/H. Also mußt Du mit ziemlichen Fliehkräften rechnen.

Aber bitte sehe das jetzt nicht als Kritik, sondern als ein paar Überlegungen meinerseits. Helfen sie is gut, helfen sie nicht dann überlies es bitte. :emoji_stuck_out_tongue:
 

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Hallo Hubert!
Wie ich sehe, hast du begonnen mit der Absaugvorrichtung. Der Zeichnung entnehme ich das du einen Zuluftkanal und vier Abluftkanäle geplant hast. Also ein mögliches Druckgefälle von 4 zu 1 das ist schon einmal eine Veränderung gegenüber den mir bekannten Absauggeräten. Da ist das Verhältnis 1 zu 1. Ich bin gespannt, wie es weitergeht.

Hallo Jens.
Irgendwann musste ich ja mal beginnen. Hab’ schon viel zu lang auf der faulen Haut gelegen :emoji_stuck_out_tongue:

Ob man so rechnen kann, wie von Dir dargestellt? So wie ich mich in das Thema eingearbeitet habe, sollte dies eigentlich keine Auswirkung haben, zumindest keine nachteiligen. Grundsätzlich scheint zu gelten, dass der Ausblasquerschnitt nicht kleiner als der Ansaugquerschnitt sein, somit erübrigt sich bei 4 Austrittsdurchmessern von je 82 mm und einem Eintrittdurchmesser von 110 mm jede weitere Überlegung. Die Anzahl von 4 Filtern hat sich ausschließlich aus der Symmetrie ergeben. Dazu kommt noch die Überlegung, dass ich (falls erforderlich) noch auf bequeme Art eine Schalldämpfung nachrüsten kann.

der Volumenstrom kommt mir schon mal bekannt vor... vergleicht man ihn mit kleinen Absaugungen.

Ins Grübeln bringt mich die Drehzahl. 72 U/sec -> 4320U/min. Da bist Du automatisch bei einer zusätzlichen Kraftübertragung wie z.B. Riemenantrieb. Da Motoren ja typischer Weise 750/1000/1500/3000 1/min haben. (Zusätzliche Kraftübertragung ist zusätzlicher Verlust.)

Übrigens hat Dein Lüfter bei den Angaben eine äußere Umlaufgeschwindigkeit von ca. 250km/H. Also mußt Du mit ziemlichen Fliehkräften rechnen.

Aber bitte sehe das jetzt nicht als Kritik, sondern als ein paar Überlegungen meinerseits. Helfen sie is gut, helfen sie nicht dann überlies es bitte. :emoji_stuck_out_tongue:

Hallo Berti.
Das Lüfterrad sitzt auf der Motorwelle. Ich habe vor den Antrieb mit maximal 75 Hz zu betreiben, d.h. bei 75 Hz komme ich auf 4335 U/min. Maximal wären auch noch Frequenzen bis 87 Hz zulässig. Wichtig ist dabei nur, dass bei der entsprechenden Drehzahl die zulässige Leistung nicht überschritten wird. Da ich die mögliche Leistung jedoch nur zu maximal 55% ausnutze, habe ich somit keine Sorgen :emoji_slight_smile:

Die Fliehkräft sind so immens nun auch wieder nicht. Kritisch würde das erst, wenn die gesamte Masse auf einen Punkt am Lüfterrad konzentriert würde, aber wer macht das schon…. :emoji_grin:
 

RockinHorse

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Das Druckprofil

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Ich habe mir mal die Mühe gemacht, das Druckprofil der Späneabsauganlage grafisch darzustellen. Da die Grafik eigentlich selbsterklärend ist, spare ich mir einmal die weiteren Worte.
 

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Snekker

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Hallo Hubert!
Damit ist meine erste Frage geklärt. Auch wenn ich sie nicht so deutlich formuliert habe. Trotzdem glaube ich das du durch die Anordnung der 4 Austrittsöffnungen die Maschine Effizienter gemacht hast.
Ob ich recht habe, wird sich wohl erst in der Praxis erweisen. Mein Gedanke dabei ist, das normal das Lüfterrad einmal pro Drehung entleert wird. Hier kann das bei jeder Drehung viermal passieren.
Mir ist durchaus bewusst das die Austrittsöffnungen kleiner und in der Summe der Fläche in etwa der Fläche der Eintrittsöffnung entsprechen.
Ich bin kein Ingenieur, sondern nur ein kleiner Handwerker. Viele meiner Probleme löse ich nicht durch Wissen, sondern durch Beobachtung und Nachdenken.
Manchmal liege ich dabei aber falsch.
Meine Beobachtung in diesem Fall: Lüfterrad braucht nur eine Vierteldrehung um die Chance zu bekommen sich zu entleeren.
Ob das gut oder schlecht ist, wird die Zukunft zeigen.
Meine Vermutung geht dahin, dass sich dadurch die Effizienz steigern lässt. Wir werden es erleben, wenn das ding in Betrieb geht.
 

RockinHorse

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Hallo Jens.

Grundsätzlich ist Dein gedanklicher Ansatz berechtigt. In wie weit er tatsächlich zu einer Steigerung der Effizienz betragen kann, darüber nachzudenken, habe ich mir noch nicht die Mühe gemacht. Rein rechnerisch verhält sich das Flächenverhältnis aus Eintritt zu Austritt wie 1 zu 2,23. Das ist sicher schon mal nicht nachteilig. Darum habe ich auch keine weiteren Überlegungen angestellt. Die Strömungsquerschnitte im Ventilatorgehäuse sind ausreichend bemessen, so dass ich keine nennenswerte Strömungsverluste im Vergleich zu den anderen Luftkanälen befürchten muss. Wenn Du Dir das Druckprofil anschaust, dann kann aber ein großartiger Gewinn in bzw. hinter dem Ventilator wohl kaum erwartet werden. Vielleicht ist da aber auch meine Betrachtungsweise nicht richtig, ich lass mich da gerne belehren.

Der Leistungsbedarf ergibt sich als einfaches Produkt aus der Druckerhöhung und der Menge. Wie gut der Ventilatorwirkungsgrad sich entwickelt, um möglichst wenig Verlustleistung umzusetzen, hängt aber im wesentlichen von der Gestaltung der Schaufeln ab. Hinzu kommen noch einige andere Faktoren, die sich gegenseitig beeinflussen, so dass nur eine iterative Berechnungsmethode zu Ergebnissen führen kann.

Den Zyklon hab' ich schon optimiert, so dass der nur maximal mit 400 Pa zu Buche schlägt, was sich aber auch auf den "Ernstfall" bezieht. Viel ärger sind die Druckverluste, die ich in den Rohrleitungen hinnehmen muss, die machen In Summe nämlich etwa 1150 Pa aus. Den Querschnitt zu vergrößern würde die Strömungsverluste zwar bedeutend herabsetzen aber gleichzeitig würde damit auch die Fließgeschwindigkeit herabgesetzt werden, was im ungünstigsten Falle zu einer Entmischung führen könnte.

Bei den Druckverlusten an der Säge bzw. Schutzhaube habe ich mich auf die BGI-Angaben verlassen, die erfahrungsgemäß wohl auch den ungünstigsten Stand berücksichtigt haben. Wenn man die halbieren könnte… aber das wird nur ein Traum sein, denn meine Messungen haben bisher ergeben, dass die BGI-Angaben sich doch schon an der Realität orientieren.

Die bisher genannten Eckdaten beziehen sich aber auf den Maximalfall, für den ich ganz bewusst den „etwas kleineren“ Kanalquerschnitt gewählt habe. Für die Säge käme ich wahrscheinlich mit DN 80 aus, dann wäre aber die Luft nach oben schon raus. Somit habe ich die nächste gängige Nennweite gewählt und gerechnet, was ich bei 32 m/s noch durch bekomme. Bei einer Mindestanforderung in Bezug auf die Säge komme ich mit 20 m/s immer noch zurecht, so dass ich Entmischung nicht befürchten muss.

Du siehst, das alles läuft auf eine wüste Rechnerei hinaus, für die ich mir in Excel die entsprechenden Abläufe entwickelt habe. So habe ich etwa 40% Leistungsreserven eingeplant, die, wenn ich sie nicht benötige, durch Verringerung der Drehzahl spielend leicht heraustrimmen kann, damit nicht unnötiger Energieeinsatz abverlangt wird.
 

Snekker

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Hallo Hubert!
Der Druckverlust in den Leitungen ist zum Teil das Problem. Ich hatte in Norwegen eine Eigenkonstruktion aus Plastikrohren. Die sind sehr dicht.
Den gewickelten Blechrohren traue ich nicht so recht. Die Schieber dort sind zu primitiv. Da wird selbst bei geschlossenen Schieber Luft angesaugt.
Wenn man so etwas macht dann bitte richtig. Als Zugang habe ich bei den Plastikrohren ein T-Stück mit Deckel verwendet. Wenn die Maschine nicht lief, Schlauch raus, Deckel drauf.
Das Schöne bei den Plastikabwasserrohren ist, das die Ganze Konstruktion dicht ist. So, dass kaum Verluste in der Saugleistung zu beklagen sind.
Ich habe mir Adapter Deckel gemacht, sodass ich auch kleine Maschinen direkt an das System anschließen kann. Beispielsweise Kappsäge oder Exenterschleifer usw. Einfach in einen Deckel ein Loch bohren mit dem Kreisschneider. Und den einen Stutzen einkleben. Dann braucht man nur noch den Schlauch über den Stutzen schieben.
Wird an der Stelle gerade nicht gearbeitet, Adapterdeckel runter und Deckel drauf.
 

RockinHorse

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Entwurf des Zyklons

So, jetzt bin ich der nächste bei den woodworkern, der seinen Entwurf eines Zyklons vorstellt. Der ist auch noch nicht fertig, ja, und der Baubeginn liegt auch noch ein klein wenig in der Ferne. Für das Thema interessiere ich mich schon über einen längeren Zeitraum. Und jetzt in Verbindung mit der sich in der Realisierung befindlichen Späneabsaugung musste ich mich dann auch für eine bestimmte Bauart entscheiden. Über die hier bei woodworker oder anderswo gezeigten Projekte will ich mich nicht äußern, obwohl ich bei einigen Projekten eine bestimmte Meinung dazu habe. Ich hab’ solche Zyklone schon zu früheren Zeiten in verschiedenen Ausführungen aus nächster Nähe gesehen. Wenn ich da schon gewusst hätte, dass ich ein solches Arbeitspferd der Entstaubung mal für meine Werkstatt benötigen würde, dann hätte ich mich auch schon damals dafür interessiert und es wäre zu dieser Zeit auch kein Problem gewesen hinter die Konstruktionsprinzipien zu steigen.

Nachdem ich als Holz-Neuling auf verschiedene Zyklon-Projekte gestoßen bin, hab’ ich sogleich versucht, nicht die typische Bauanleitung zu finden, sondern etwas mehr über die Konstruktionsprinzipien zu erfahren. Deutsche Quellen gibt es nur wenige, das wenige, was es gibt ist auch nicht sehr aufschlussreich. Bei den Amis bin aber fündig geworden. Und dann taucht regelmäßig der Begriff „Stairmand cyclone“ auf. Dieser Zyklontyp zählt zu den Bauarten mit der höchsten Effizienz, obwohl in einem Patent von 2007 auch behauptet wurde, mit bestimmten Maßnahmen könne man diese Effizienz noch um 30% steigern. Aber egal was in diesem Patent steht, ich hatte meinen Favoriten gefunden, zumal ich auf eine schlüssige Berechnungsvorlage des Amerikaners Neil Stone gestoßen bin. In der Berechnungsvorlage werden 5 verschiedene Typen angeboten, der Typ mit der niedrigsten Effizienz baut auch mit den kleinsten Ausmaßen. Ich habe mir die Berechnungsvorlage für meine Verhältnisse und dem eigenen Bedarf angepasst. Den passenden Ventilator hatte ich schon vorgestellt und mittlerweile liegen auch die fertigen Konstruktionszeichnungen vor. Jetzt war also der Stairmand-Zyklon angesagt, bei dem mir die Berechnungsvorlage unter Berücksichtigung der angepeilten Anlagedaten die folgenden Hauptdaten geliefert hat:

  • Volumenstrom..............0,250 m3/s
  • Strömung am Eingang........14,7 m/s
  • Druckverlust................289 Pa
  • Durchmesser.................420 mm
  • Gesamthöhe.................1634 mm
  • Konushöhe..................1000 mm
  • Konus Durchmesser unten.....170 mm

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Da ich darauf aus bin, bei der Späneabsaugung möglichst wenig Energie zu verbrauchen, hatte ich schnell gelernt, den Druckverlust auch möglichst niedrig zuhalten. Bei einem Zyklon sind es verschiedene Merkmale, die es zu beachten gilt. Alle hocheffizienten Zyklone, die mir bei meinen Streifzügen vor die Linse kamen, hatten eine rechteckige Einströmdüse! Außerdem soll die Einströmdüse tangential bis zur Mitte geführt werden, wie auf dem Bild ersichtlich. Und es wichtig, dass die Strömung am Eingang bestimmte Werte nicht übersteigt, um den größten Wirkungsgrad der Entstaubung zu erreichen, bei mir sind es 14,7 m/s mit denen ich die folgenden Werte erreiche:

  • 100% bei Partikeln von 0,5 mm und größer
  • 98,7% bei Partikeln im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm
  • 82,9% bei einem Partikel-Mix aus 12/3 µm.
Ich hab’ mir vorgenommen, einen hölzernen Zyklon zu bauen, dessen Innenflächen ich entweder mit Metallfolie auskleide oder aber mit Leitlack auf Graphitbasis beschichte.

EDIT: Den Volumenstrom hab' ich noch nachgetragen, der ist selbstverständlich gleich dem des Ventilators.
 

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moto4631

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Ich finde es wirklich beachtlich wie man aus jedem Teil eine Wissenschaft machen kann.
Und das meine ich jetzt nicht scherzhaft, sondern ernst und erstaunt.
Meinen Respekt, ich hätte im Leben nicht die Geduld mich permanent in alles so einzufuchsen.
Manchmal ist Unwissenheit wahrscheinlich auch ein Segen.
Ich besitze zwei Absaugsysteme und beide tun genau das was sie sollen, ohne das ich vorher 1000 Dinge ausbaldobern mußte.
Könnte ich auch nicht, davon abgesehen. :emoji_slight_smile:

Gut das ich kein Autoverkäufer bin, alleine der Gedanke daran das Du mal bei meiner Tür reinkommst... :emoji_grin:
 

Snekker

ww-robinie
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Hallo Michael
Jeder Beruf hat etwas mit Wissenschaft zu tun. Wenn du eine Heizung baust, weißt du auch genau, wie sie funktioniert. Du baust nicht einfach darauf los und wunderst dich das sie funktioniert.
Wen ich etwas baue dann weiß ich auch das es funktionieren wird, weil ich die regeln einhalte. Für einen Außenstehenden ist das schwer zu begreifen.
Er nennt das dann Wissenschaft.
So ist das das auch mit der Späneabsaugung. Grundsätzlich ist das Prinzip einfach. Du must in einem Rohr Unterdruck erzeugen damit ein sog entsteht.
Was hier geschieht, ist, das Hubert versucht seine Absaugung so effizient wie möglich zu machen.
Strom ist teuer.
Du verstehst nicht alles, das ist wohl normal, geht mir genau so.
Ich will es aber wissen und hänge mich da rein.
Jetzt verstehe ich das meiste.
Den Rest werde ich durch intensives Nachdenken auch noch knacken.
Ich bin es ja gewohnt, mir mein Wissen zu erarbeiten.
 

RockinHorse

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Ich finde es wirklich beachtlich wie man aus jedem Teil eine Wissenschaft machen kann.
Und das meine ich jetzt nicht scherzhaft, sondern ernst und erstaunt.
Meinen Respekt, ich hätte im Leben nicht die Geduld mich permanent in alles so einzufuchsen…

Moin Michael.

Es hat mir schon immer Spaß gemacht, etwas auszutüfteln. Früher waren es die mechanischen Wecker, die meinem Drang nicht widerstehen konnten. Zu den Zeiten als der Begriff "Internet" noch nicht einmal erfunden war, fuhr der Wissensbegierige in die nächst gelegene Landesbibliothek und hat sich schlau gemacht. In meiner Heimatstadt war ich dort des öfteren ein Gastleser. Übrigens, auch Linz hat eine gute Landesbibliothek, als Universitätsstadt sollte es auch so sein.

Ich will nicht beurteilen, ob die anderen von mir nicht gebauten Systeme schlechter funktionieren. Ich will auch nicht sagen: "Meines ist das Beste." Für mich gibt es viele Beweggründe:
— Ich benötige ein Absaugsystem.
— Und ich hab’ Spaß daran, für diese Sachen die Funktion zu ergründen.
— Aus dem Verständnis für die Funktion entwickle ich mein Design.
— Ich baue ungern nach vorgelegten Bauplänen.

Und natürlich ist da auch eine (ordentliche) Portion Ehrgeiz dabei, ohne diese Antriebsfeder geht so etwas schon mal gar nicht.
 

RockinHorse

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Hast du eine Uni in der Nähe, die auch Verfahrenstechnik anbietet? In deren Bibliothek sollte Literatur zum Thema zu finden sein.

Als ich mich noch mit regelmäßiger Arbeit beschäftigt hatte :emoji_slight_smile:D:emoji_grin::emoji_grin:) war ich sogar für einen Technologiekonzern tätig, der hatte solcher Dinger in seinem Portfolio - besser hätte es zu dem Zeitpunkt gar nicht gehen können. Aber da habe ich nicht geahnt, dass ich so ein Ding mal selbst benötigen würde!

Wenn ich von deutschen Quellen sprach, hat das mit dem zu tun, was man so im Internet habhaft werden kann. Ich will das Rad schließlich nicht neu erfinden. Die Ausarbeitungen von Neil Stone sind sehr gut und für den Hausgebrauch ist das auch völlig ausreichend. Man sollte auch immerhin wissen, dass die Zyklone keine Erfindung der Neuzeit sind (Dyson & Co - da sieht man, was Werbung so alles glauben machen will). Aufgetaucht sind die Zyklone irgendwann im 19. Jahrhundert, also zu Beginn der Industrialisierung. Aber heute werden die Zyklone nicht nur zur Entstaubung eingesetzt, sondern dienen auch der Materialrückgewinnung, z.B. bei der Sinterung von Eisenerzen.
 

Komihaxu

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Aufgetaucht sind die Zyklone irgendwann im 19. Jahrhundert, also zu Beginn der Industrialisierung. Aber heute werden die Zyklone nicht nur zur Entstaubung eingesetzt, sondern dienen auch der Materialrückgewinnung, z.B. bei der Sinterung von Eisenerzen.
Aus dem Müller-Gewerbe sind sie auch als "Windsichter" bekannt, im deutschen auch einfach als "Sichter" bezeichnet. Mit dem Stichwort findet man ggf. sogar mehr Literatur als mit dem Wort "Zyklon".
 

beppob

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grüß dich hubert,

da bin ich mal gespannt, was du da zauberst :emoji_grin:
meine absaugungen sind auch selber gebaut, aber keine zyklone, sondern klassisch mit filtersäcken :emoji_frowning2: allerdings habe ich 200mm ansaugdurchmesser reduziert auf 160mm. da hab ich einfach nach vorbildern abgekupfert:emoji_open_mouth: ich denke auch, daß im hobbybereich der reststaubgehalt nicht sooo stark zu bewerten ist :emoji_frowning2: wenn ich allerdings an eine günstige reinluftabsaugung komme, werde ich schon wechseln, aber nicht wegen dem staub, sondern aus platztechnischen gründen :emoji_slight_smile:

bin gespannt, ob das mit den vier ausgängen klappt,
wenn ich deine zeichnung richtig verstehe, dann soll vorne angesaugt werden und die späne gerade (180°) durchgeleitet werden :emoji_frowning2: dann mußt du die luft ja vom lüfterrad um 90° umleiten - oder ??? birgt das nicht verluste ??
fliegen bei dir die späne durch den ventilator in den zyklon, oder erzeugt dein lüfter den unterdruck hinter dem zyklon ??

entschuldige meine vielen fragen, aber deine berechnungen sind mir zu theoretisch, so ganz kann ich mir das noch nicht vorstellen :emoji_open_mouth:

ist denn eine frequenzerhöhung effizienter als ein riementrieb ??? brauchst du dafür einen speziellen motor, oder geht das mit jedem ???

bin mal gespannt
 

RockinHorse

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Grüß Dich auch, Beppo!

das sind ja viele Fragen, aber ich versuch’s.

bin gespannt, ob das mit den vier ausgängen klappt,
wenn ich deine zeichnung richtig verstehe, dann soll vorne angesaugt werden und die späne gerade (180°) durchgeleitet werden :emoji_frowning2: dann mußt du die luft ja vom lüfterrad um 90° umleiten - oder ??? birgt das nicht verluste ??
fliegen bei dir die späne durch den ventilator in den zyklon, oder erzeugt dein lüfter den unterdruck hinter dem zyklon ??

Da fliegen keine Späne durch den Ventilator - hoffentlich :emoji_slight_smile:

Der Zyklon sitzt vor dem Ventilator und der soll ALLES abfangen. Schau Dir das Druckprofil an, im Diagramm läuft allerdings die Reihenfolge von rechts nach links, also ganz rechts die Säge, in Flussrichtung folgen der Zyklon, der Ventilator mit den 4 Filtern.

entschuldige meine vielen fragen, aber deine berechnungen sind mir zu theoretisch, so ganz kann ich mir das noch nicht vorstellen :emoji_open_mouth:

Hab’ jetzt zwischenzeitlich herausgefunden, dass offensichtlich große renomierte Firmen wie JKF Industri A/S auch nach dem Stairmand-Prinzip bauen, also befinde ich mich in guter Gesellschaft. Ich versuche nur von dem zu profitieren, was offensichtlich "State of the Art" ist. Dabei sind die öffentlich zugänglichen Berechnungsmethoden aber eh schon auf den "alltäglichen" Gebrauch zugeschnitten, mit einem überaus tiefen wissenschaftlichen Hintergrund musste ich mich demnach auch nicht beschäftigen.

ist denn eine frequenzerhöhung effizienter als ein riementrieb ??? brauchst du dafür einen speziellen motor, oder geht das mit jedem ???

Das geht im Prinzip mit jedem Drehstrommotor, sofern bestimmte Grenzen nicht überschritten werden. Die Technik des Riemenantriebes ist nicht effizienter als die Technik mit einem Frequenzumrichter, da ist der Frequenzumrichter ganz klar im Vorteil.


Was glaubst Du, wie gespannt ich erst bin?

Im Augenblick schlag’ ich mich mit den Angeboten für Luftkanäle herum. Der eine Anbieter hat dieses, der nächste was anderes und nix passt zusammen. Jeder will seinen Sch..ß verkaufen und versteckt sich hinter einem großen Katalog eines unbekannten Herstellers. Dann geht man zum ebay und sieht, dass aus dem großen Programm fast nur noch Restbestände verfügbar sind. Hab’ ich heute eine Mail zur Katalog-Ankündigung 2015/2016 mit diesem Text (Auszug) bekommen:

Information: In letzter Zeit waren extreme Turbulenzen und Preisänderungen bei der Material- und Blechbeschaffung gang und gebe. Die Entwicklung hält allen Anzeichen nach auch in 2014 an. Um Fehlkalkulationen auszuschließen erhalten Sie bei Bedarf, auf Anfrage ein aktuelles Angebot von uns. Wir werden die Marktsituation weiterhin beobachten und den Preis der jeweiligen Entwicklung anpassen.

Das war heute, die Information war für 2014 gedacht. Bei solchen Fehlern und dem offensichtlichen Ausverkauf des Handelsgeschäftes (nur noch Restbestände) geht bei mir die rote Lampe an. Ich bleib jetzt bei einem professionellen Anbieter, der auch keine schlechteren Preise hat.
 

tract

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und freu mich auf das Endergebnis. :emoji_slight_smile:
da bin ich auch mal gespannt drauf.

Habe mir die erste Zeichnung eigentlich recht genau angeschaut, aber so recht schlau bin ich nicht daraus geworden.
Die vier Abluftstutzen (?), sind die in 'eingeschobenem' Zustand gezeichnet? Denn so wie gezeichnet, verschließen die ja das Gehäuse - oder ?

Strömungstechnisch ist die Idee jdoch in jedem Fall ungünstig, da ja die Luft + Material, nach dem Durchlaufen des Impellers, nochmals um die 'Ecke' muß.
Salopp formuliert: der Impeller 'feuert' die Späne radial gegen die Wand und dieses muß sich erst umständlich den Weg um eine scharfe Ecke suchen.
Je nachdem wie leistungsfähig der Impeller angetrieben ist, wird sich dort also erstmal das Material sammeln und 'zusammenbacken'.
Aus diesem Grund ist der Abgang bei den rein radial arbeitenden Ausführungen üblicherweise auch radial angeordnet - damit dort alles prima laminar wegströmt.
Hier gibt es dazu schöne Bilder:
https://simscale.com/library/#proj160
siehe Centrifugal Pump, dort z.B. 'Velocity' -man erkennt ja bereits im Abgang die blaue Einfärbung im Bereich der kleinen Stufe. Wenn da jetzt nochmal alles rechtwinklig um die Ecke müßte.
Ich würde das auch mit den vier Abgängen lassen: größerer Aufwand beim Bau, mehr unnötige Turbulenzen. Wenn dann noch ein Zyklon hinterhergeschaltet werden soll, könnte auch die durch vier Abgänge vermutlich niedrigere Geschwindigkeit von Nachteil sein.
 

beppob

ww-robinie
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grüß dich tract,

das habe ich zuerst auch gedacht :emoji_open_mouth:, aber die turbine kommt hinter den zyklon und somit erzeugt die nur den unterdruck und die späne müssen da nicht durch :emoji_wink:
ich bastel ja auch gern, aber eine absaugung zu optimieren scheint mir doch etwas sinnlos, gäbe es da viel verbesserungspotential, würden da einige hersteller bestimmt schon was anbieten. aber lassen wir uns mal von dem ergebnis überraschen :emoji_wink:
 

Snekker

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Hallo tract!
Wie du schon sagtest. Du wirst aus der Zeichnung nicht so recht schlau, und auch sonst weißt du wenig über Absaugungen. Das erkenne ich daran, dass du davon ausgehst, dass die Späne durch den Ventilator fliegen.
Ein Ventilator ist kein Häcksler.
Staub und Späne werden vorher abgeschieden, dafür wird die Luft durch einen Zyklon geleitet.
In den vier Auslassöffnungen stecken Filterpatronen, deswegen sieht es so aus, als ob diese verschlossen währen.
Entgegen deiner Bemerkung über Strömungstechnik, ist das ganze strömungstechnisch besser als alles, was auf dem Markt ist. Bei den handelsüblichen Absaugungen wird die Luft ein mal um das ganze Gehäuse geleitet, bevor sie endlich das Gehäuse verlassen kann. Günstiger ist es doch wohl, wenn die Luft nur ein Viertel der Strecke zurücklegen muss. Übrigens wird auch bei handelsüblichen Absaugungen im Ventilatorgehäuse nur die Luft bewegt und nicht die Späne.
Die Späne werden auch bei den handelsüblichen Absaugungen vorher abgeschieden.
Übrigens ein Zyklon wird vorgeschaltet, und nicht nach der Absaugung montiert.
 

beppob

ww-robinie
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Hallo tract!

Die Späne werden auch bei den handelsüblichen Absaugungen vorher abgeschieden.

grüß dich jens,

also, so ganz recht hast du da nicht :emoji_open_mouth: :eek:

nur bei den sog. reinluftabsaugungen sitzt die turbine, bzw. der exhauster hinter den filterschläuchen, die dann auch unterdruckfest sein müssen.
bei ganz konventionellen absaugungen, da fliegen die späne, und alles was kommt, sehr wohl durch das lüfterrad :emoji_wink: und der stoffilter und der spänesack blasten sich auf.
 

RockinHorse

Gäste
…ich bastel ja auch gern, aber eine absaugung zu optimieren scheint mir doch etwas sinnlos, gäbe es da viel verbesserungspotential, würden da einige hersteller bestimmt schon was anbieten. aber lassen wir uns mal von dem ergebnis überraschen :emoji_wink:

Hallo Beppo.

Na ja, so ganz sinnlos scheint es aber nun doch nicht zu sein :emoji_slight_smile: Bei einigen Herstellern finden sich schon Hinweise auf die Anwendung der ’neuen’ Technik, die aber in Wirklichkeit gar nicht mehr so neu ist. Aber ob alle Hersteller mittlerweile nach dem letzten Stand der Erkenntnis bauen …. Mir geht es aber nicht darum, ein Pionier zu werden. Ich hatte mal vor langer Zeit die Seiten von Matthias Wandel besucht. Und dann gab’s bei ebay einen Motor zu einem günstigen Preis. Das war meine Ausgangsbasis. Und so nehmen die Dinge nun ihren Lauf…. Und auf die Ergebnisse bin ich auch sehr gespannt….


Strömungstechnisch….

Hallo tract.

Tja! Hast Du das schon mal gerechnet… Die Netto-Austrittfläche (Filteröffnung) ist etwa 50% größer als die Eintrittsfläche in den Ventilator! Das ist Fakt! Einer der wichtigsten Fakte überhaupt, um sich nicht zusätzliche Drosseln im Luftstrom einzubauen! Der Rest der Theorie…sobald die Luft hinter dem Lüfterrad in das Kulissengehäuse eintritt, entspannt sie sich erst einmal wieder, bevor sie hinter den Filterflächen wieder den normalen atmosphärischen Pegel annimmt. Das, was an Strömungswiderständen im Kulissengehäuse einwirkt, ist vergleichsweise so gering, da fällt jeder Meter Rohrleitung auf der Saugseite etwa mit dem 20-fachen ins Gewicht.

So ganz nebenbei, Lüfterräder, die neben der Luft auch noch den Materialtransport übernehmen, sind außerdem für diese neueren Techniken nicht geeignet, das aber wirklich nur am Rande.
 

Berni62

ww-eiche
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Hallo tract!
Wie du schon sagtest. Du wirst aus der Zeichnung nicht so recht schlau, und auch sonst weißt du wenig über Absaugungen.

Übrigens wird auch bei handelsüblichen Absaugungen im Ventilatorgehäuse nur die Luft bewegt und nicht die Späne.
Die Späne werden auch bei den handelsüblichen Absaugungen vorher abgeschieden.

Hallo Schnacker,

nicht so fürchterlich trommeln, wenn man selbst keine Ahnung von Absauganlagen hat.
Deine Aussage ist leider wieder einmal falsch. Bei meiner handelsüblichen geht das abgesaugte Material sehr wohl durch das Lüfterrad.
Bei vielen anderen auch, deshalb bemühen sich einige Kollegen um einen "Klötzchenabscheider".

Schöne Grüße
Bernhard
(Gott sei Dank hast Du den "Tischlermeister" aus Deinem Profil genommen.....)
 

tract

ww-robinie
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Wie du schon sagtest. Du wirst aus der Zeichnung nicht so recht schlau,

wie ich geschrieben hatte, siehe Schnittdarstellung - ich werde da halt nicht schlau daraus.
Möglicherweise sollen die Stutzen verschiebbar sein, keine Ahnung

und auch sonst weißt du wenig über Absaugungen. Das erkenne ich daran, dass du davon ausgehst, dass die Späne durch den Ventilator fliegen.
Ein Ventilator ist kein Häcksler.

Es gibt verschiedene Bauarten: rohluftseitige und reinluftseitige Anordnung
Einfach mal die verschiedenen Geräte genau anschauen - z.B. die mobilen vom renommierten Hersteller Schuko.
Es ist allerdings richtig, daß ohne Partikel wohl effizenter ist.

Entgegen deiner Bemerkung über Strömungstechnik, ist das ganze strömungstechnisch besser als alles, was auf dem Markt ist.

tja, dann werden wohl alle Hersteller weltweit etwas falsch machen :emoji_wink:
In jedem Fall ist es strömungstechnisch schlecht, wenn man von einem radial arbeitenden Lüfterrad die Abluft noch direkt, quasi im Gehäuse, rechtwinklig (und auch noch 'scharfkantig') umleitet.
Egal ob mit oder ohne Späne.
Kein Hersteller von Radialventilatoren baut sowas - warum wohl ?
Vielleicht weil das Medium radial aus dem Rad entweicht und jede 90°-Umlenkung im Gehäuse ungünstig ist ... könnte man ja wirklich annehmen, oder ?

Warum überhaupt der Aufwand mit den vier strömungstechnisch ungünstig Abgängen in axialer Richtung wenn die Luft nur noch 'weg' soll.
Einfach ein Lochblech rum, Filtermatte drüber und fertig - oder rundes Gehäuse drumherum und Patronen auf den Deckel geflanscht.
Wird so auch gebaut, siehe "Freilaufende Radialventilatoren" oder für Dächer Link


RockinHorse schrieb:
Das, was an Strömungswiderständen im Kulissengehäuse einwirkt, ist vergleichsweise so gering, da fällt jeder Meter Rohrleitung auf der Saugseite etwa mit dem 20-fachen ins Gewicht.

wenn Du das sagst.

Bei dem Einbau eines Ventilators ins Rohrsystem ist darauf zu achten, daß die Anströmung und Abströmung ungestört und möglichst gleichmäßig ist [...] Insbesondere ist darauf zu achten, daß die Anströmung und Abströmung nicht schräg oder drallbehaftet erfolgt, da sonst Abrißerscheinungen an den Laufrädern und gravierende Minderleistungen möglich sind.
Grundlagen der Ventilatorentechnik"[/i] Punkt 9.4
http://www.tlt-turbo.com/dateien/32-01-Grundlagen_Ventilatoren-Technik.pdf
ich würde halt keine 90°-Ecken in das Gehäuse bauen
Aber das mußt natürlich Du wissen, wie Du das gestaltest.
(manchmal ist das was 'alle' machen und erprobt ist, garnicht sooo schlecht)
 
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