学木工（除尘系统2）

学木工（除尘系统）http://blog.wenxuecity.com/myblog/36867/201505/6484.html

1. 系统类型

1.１ 常规系统与旋风机

常规木工吸尘机，离心式风机出口分上下，下为集尘袋或桶，上为5um滤袋或折叠的1um滤器，顶端摇臂把粘在滤器上的灰尘抖下来，折叠型的有用10年还卖半价。风机不低于1000CFM或至少1.5HP为好。

专业旋风机，输出仍有折叠型的滤器，说效率高也就是比传统的粘在上面的灰尘少。如果用干湿吸尘器shopvac驱动，则有滤器少需更换的优点。但是ShopVac、Festool或家用吸尘器风量不过常规机10-20%，虽经小风口加大吸力，稍离吸头或加大管径就无效，只适合基本封闭的小空间如工具用，且不能长时用（可有过温保护，建议半小时后停机散热）。油管DIY二级旋风，抽风口分流去五个小旋风桶上端，没有主排气管-可能是个问题。南通苏宁SN10T旋风管D38x80进出口10，是在一级旋风上盖板底部围绕排气管安装。正确做法似乎是将一级上盖板分上下两片，一级排气管在下板之下；二级底口在下盖板底，入口在上下盖板之间，出口在上盖板上方。

还有一种自清的吸尘器，Dewalt有授权生产但评价差。工业上用气阀控制占空比很小的逆吹（正常是通过滤网吸尘，清理是在滤网内逆吹，可用压缩空气脉冲），把出风口关一下也许能行。

传统认为静电除尘不宜用于可燃性灰尘。但是旋风后的木工灰尘已经微小，也许可以用。简单结构是5KV以上高压正极接圆筒内针，圆筒内壁为导电负极，也有板状电极的。一般认为静电除尘效率97%而旋风为84%。

1.２ 中央或分布式

似乎类似空调，欧美多用风管而亚洲是一拖多，后者优点在体积和布局。

传统木工厂房吸尘都是集中式，高档都是旋风除尘，出风口加1um或更细的折叠滤清环以增加表面积，风管分布通往各工具由阀门控制使得气流只给当前所用的工具，可扩自动感应加电或遥控，G0703 1.5HP，775CFM@1.8"，滤器48SF，5或6“口约$1000。著名Thieh的文章则建议5HP电机、14吋以上铁制后向式叶轮和6-7吋管。木工房空间有限时，分布式在体积管道和加电控制方面有些优点，效果待测。可用风机有：

1.２.1 木工集尘器blower（1/2~2HP,如中压木工风机750W）、暖空Blower（通常1/3~1/2HP）、洗衣机电机。常见洗衣电机3951550为1/2HP,120V9.8A 1725rpm。接线有黑/棕V/白W-BK/蓝BU/黄Y/-/白W通白/OR通BU/-/R通BK，量得白蓝1.5欧、白棕2.6欧故为低速、黑黄8.5欧故为启动。可将电容接Y及W-BK、W接零线、BU-V高低速二选一后与BK一起接火线。DIY叶片的以直片为好，因前向式风量类似但功耗大，后向式功耗小风量也小。有人将Harbor 2HP改装大带轮。我收的Grizzly 1HP 8A电机 500CFM：http://cdn0.grizzly.com/manuals/g8027_m.pdf，4吋扣吸力很小，比古董Delta 650还差点，单工具10呎内可用，缺点是后向式叶片。两细撑杆容易弯曲，开关盒需加些海绵减少积尘，底轮螺丝M5x10，撑杆M5x15。加遥控开关的话，输出经110VAC继电器中继，外接为好。有的遥控器按键可两路同时启闭，但都是控制火线，除非自己改接控制零/火线。美国的工具开关都是同时切断零/火线，以防插头反插。

1.２.２ 吸尘器：干湿吸尘器价廉，PorterCable 4G卖过25刀，淘宝类似部件约10刀。淘宝风机有干用/干湿两类，区别是排风直通电机还是出侧面。1500W220V用在美国相当于375W，进风口估计为35mm，美式拆旧的与淘宝类似约900W。可接工具吸尘口但噪音大，最好装箱内用注意过热问题，油管有shopvac装箱视频。

用干湿吸尘器的中央系统：https://www.youtube.com/watch?v=c2sWwWbAayM

1.２.3 仪器风扇：有离心、无壳离心和轴流三种，后者用于旋风需收缩进风口。轴流式如San Ace 9GV5748P5H09 400CFM,48V2A, 172x150x51 . NIDEC X17L50BS2M3-07,50V3.12A7400rpm，无壳离心扇如R2E175-AC79-29(70W190CFM)进风为130安装较易，离心如国产150FLJ和G2E146-bf05-29，后者在1.5 inWP下还有270CFM非常另类但价格高。Dayton 4C015A在0/0.5时CFM为157/72，静压0时参数计算可得风速为22.15M/S。比较9GV和R2E175的曲线可见，前者风压在0/0.5/1 inWP下约385/340/310CFM，后者为320/250/125而已；前者再加导向管如6吋diffuser和5～11加仑round tub后可以与旋风一起塞入36高的工作台下。

电脑风扇：
60mm 2.25"等价直径35mm，如9GV0612P1G03 84CFM@12V2.8A ,91CFM@13.8V,66dbA;
80mm的风管3"等价直径2.5"，如Sunon PSD1208PMBX-A12V17.8W约100CFM，SanAce 9GA0812P4G为67CFM@12V0.48A,45dbA；
92mm的Delta PFR0912XHE: 92x92x38,12V4.5A,185CFM,11500rpm,71dbA 
https://www.mouser.com/datasheet/2/632/PFR0912XHE-SP00-REF.-515759.pdf 。接线黑GND、红+12V、蓝TACH测速-每转双脉冲OC、黄PWM速度控制50Hz~100KHz-接12V时全速11500rpm71dbA。不同管径接圈可用胶合板铣成斜面，单模板用锥角铣刀配不同径轴套以适合3/4板厚。

常规吸尘器滤器必须在电机进风口，旋风机因进入灰尘少可加在出风处。无论何系统，出风口开在室外如后院比木工房内好太多。我的风机CFM计算式如下：设4吋风管，风速要求为82ft/s（考虑管道损失取25M/s，实际不应低于18），风机转速1725rpm，则最低CFM=spd*A*rpm/60=82*(pi*2^2/144)*(1725/60)=205，风机在0.5inWP静压下通常CFM减半，故至少要410CFM的风机。同理2.25或6吋口风机至少要130和925CFM。如果风阻大则还要加大。按斯图尔曼高效经验公式计算旋风机（大气污染控制工程）举例:Q=205CFM,进气速度u=82F/s，得进气口面积A=hb=Q/u=205/60/82=0.04167ft^2,取D=(10A)^.5=0.6455ft=7.746",h=0.5D=3.873",b=0.2D=1.549",排气管径De=0.5D",排气管长L3=0.5D,排尘口径Dc=0.375D=2.905",筒体高L1=1.5D=11.62", 锥体高L2=2.5D=19.36"。反推例：进气口A=pi（2.25/2)^2=3.976,CFM=>65,D=(10A)^.5=6.306",A=3.153x1.261,排气管径De=排气管长L3=3.153,排尘口径Dc=2.365",筒体高L1=9.459", 锥体高L2=15.764"。http://www.ijesd.org/papers/150-D577.pdf  如按另文最佳参数稍有不同，h=0.52D=3.279,b=0.2D,De=0.52D,L3=0.6D=3.783,Dc=0.36D=2.27,L1=1.6D=10.09,L2=2.4D=15.13" https://www.researchgate.net/publication/275036059_Effects_of_the_geometric_configuration_on_cyclone_performance 

滤器：https://www.filtrete.com/3M/en_US/filtrete/home-tips/full-story/~/why-you-filters-mpr-matters/?storyid=c0831ccc-f810-4494-9f3a-ac27e7c4454e MERV8=FPR5=MPR600=3um@90%

2. 各工具吸尘小结

计划的木工房，是一侧放置(吸尘主机、)带锯、jointer、中置砂带机、台钻、miter saw。这一长条都是miter saw台面，台钻用时可取下一段。墙壁都是吊柜、多扇浅柜、工具墙面等，一旋风系统多选一风管。中央4x6英尺，其中2x6是木工桌，下为另一旋风系统有多选一风管；余下2x6为台锯/电木铣(公用靠山)和独立可移动的压刨，DW735自带鼓风机，出风口接入下方箱子。带锯也是独立集尘有可移动底座。

2.1 Miter Saw：Miter saw灰尘量第一，台锯第二。DW706深度约25（+旋钮2.75吋），自身吸尘设计很差，风管OD38，袋子39.9x42.6。两侧有金属条和销子插在锯台两侧圆孔中。建议与平刨钻床同置于一面墙边。目前做了个罩子，内尺寸26x14x24H，两侧1/2底1/4背1/8上端弧型，上板1/2x4x27在手柄处挖槽，做高些不挖更好；两侧也挖槽便于靠山左右移动；锯压在底板上。加塑料布条做门帘，每条上端稍重叠一些。待加吸尘口，似可罩内置92mm风扇1～2个。为了减小空隙，有人在罩上方和锯罩之间加双折门板，在锯下压时挡住后面，做截断锯时两侧加门。某次清理时后面有1加仑木屑。

2.2 台锯/电木铣：DW744 26.5x24x13.125"，风管57.8x65，BT3000为58.3x64.6。台锯吸尘比较麻烦，前后地面缝隙很大，锯片吸尘盖只能由上方跨界出管，否则台面无法放大板；如果大板改用轨道锯开，倒是可以置于靠山右侧，这时可与电木铣DIY靠山合一容后述。目前的DW744吸尘是拆下原管件锯掉2吋封住出口（偷懒了，但是也能粘回去），台锯下方右侧安装4C015A 157CFM往下开口，下面是柜子内置集尘桶，柜门为空滤。目前用4C015A因吸尘口朝向前后效果欠佳，拟改朝左。某次清理时发现内有锯内有2.5加仑锯末，而吸尘箱内只有0.5加仑，似乎还是要在下面用16x13"漏斗箱，同时上面加臂式吸尘口。

漏斗箱: 产品约16x13xH10.5"，吸尘可用5Gal桶或Behrens 10Gal，Thien baffle旋风。如果用产品旋风器高度约为12.2，则桶需用DIY，内径20高6的话约8Gal，可用塑料脸盆，也可用1.5mm 18x72的透明PVC。92mm风扇，漏斗与臂式用双路PWM发生器共用12V8A电源，与台锯联动。滤器可用VF2007 D7.13x6.5"或9-17810 D6.5x4D6.5x4.2，清理时取下盖。

臂式吸尘口：可转动并调高度，用2吋ABS加60mm软管-均为内径-固定在台锯右侧，风扇也可选65～80mm的。https://www.youtube.com/watch?v=DA-O-1qUDh4 https://www.youtube.com/watch?v=-PDT9bqgrIg https://www.justindepewdesign.com/over-arm-dust-collection-plans 

电木铣可置于台锯右侧，DIY靠山带吸尘孔与台锯靠山夹在一起，利用台锯靠山的滑动锁紧机构。两者最好都是上下双口吸尘，上端用平行四边形抬起结构，下面可以是个盒子罩住电木铣，一面开启放工具铣刀等。

 

2.3 带锯：自身吸尘设计不良，锯条盖板缝隙大且有大孔通往下箱。拟用VT2503/9-38620在台下做2.5吸尘口，另一头磁铁吸附 https://www.youtube.com/watch?v=Mg-d1T7RROc，没有该零件可DIY小盒，分两半较易放下https://www.youtube.com/watch?v=QTLZtKWuvGs#t=4m30s 

2.4 DW735压刨：（23+3.75手柄）x19.5Dx14H，除尘口56.6x62 ，出风管头右侧顶销后可取下，此时OD70.6。电机一侧是风机叶片十分强劲，说明书不让接Shopvac因太小，如果导入箱桶，进口区域因强风恐尘土飞扬。该机除尘口可外套4吋管或内嵌2-1/4吋干湿吸尘器管，但不好弯曲。现将背部卡线板的两个M4x20螺丝换为M4x25，加装5mm橡木板，其上固定导向卡将钢丝软管由手柄一侧导下入吸尘箱，避开工料出口。将来可能去掉出风外套以减少深度，DIY风管盒由下方出管。

法1进32gallon桶上套穆斯林袍透气http://lumberjocks.com/reviews/10545 ；法2是集尘箱内两隔板，顶部进风，下上两次后由下部暖空滤器出风。原想与EB4424一起做成27x25两层，分别高33.25和48吋（压刨高不过14），附加吸尘电机只与砂带机联动，公用集尘箱。目前暂在压刨上套了4吋口的滤尘袋，用的是TOYO吹风机的。

2.5 平刨Jointer：可与Miter saw同平面置于一面墙侧，下为集尘箱/盒。我的型号左侧下有两个吸尘口，考虑用两个电脑风扇，用的不多不做也可。

2.6 钻床：可与Miter saw及平刨同平面置于一面墙侧，用时工料平面去掉以露出钻台调整高度。吸尘用喇叭口软管连接，便于取下清理台面。

2.7 砂带机：比较好的产品是Ridgid EB4424 23.5x19.25x19H。吸尘口在背部，形状特殊，有产品，也可用OD 59管嵌入或２＂ABS改小外径。砂纸机Dewalt orbit sander风管接头OD26.3或38。

2.8 Makita轨道锯出风管36x39.8。需要的话，它和Orbit sander都可用Portcable 3Gal干湿吸尘器及管，我的用5gal桶改成了简单旋风，原桶给下面的便携机用。

2.9 便携式旋风吸尘器：拟用HP server的12V16.5A涡轮风扇装箱以减少噪音-原机84db，DELL的12V18A电源，国产OD55旋风管，下置5gal桶，出口为可洗涤的8um HEPA滤网。用上述3Gal的桶和轮子。

可加类似Festool或Fein的随动电源插座，双电源插头，双插座。工具插头接A相120V并转插座A，吸尘插头可接B相也可接插座A，插座B接工具。插座B为空时用吸尘器开关控制启停，否则由工具随动开关。最好吸尘器能延迟2秒开机6秒关机（FET延迟继电器，二极管+3M给1ku充电，1ku并10M放电），简单点点用桥堆短接成0.7V 限位经小升压器约7V，整流4k7uF滤波后驱动5V继电器或60A SSD。

2.10 工作台：拟用旧洗衣机电机DIY离心叶轮 https://www.youtube.com/watch?v=YuEaP9kyiFc ，轴12.7，估计风量至少300CFM，可用作砂台，因台面钻有3/4孔间隔4吋（MFT/3是20mm孔间隔96mm）。为钻这些孔，需DIY两条直尺，在单位0/3/5/6/8/10处钻基准小孔，单位间隔4吋，台面钻好孔后再扩为3/4。

3. 其它

如上述，shopvac压力高风量小，吸力只在管头，加大管径则无吸力，若改作旋风除尘，电机进风口前须有滤网，否则影响寿命。改了个小的干湿为简单旋风，效果不好。

3.1 Cyclone：http://billpentz.com/woodworking/cyclone/cyclone_plan.cfm?  https://www.pinterest.com/pin/298926493999681081/  https://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ru&u=http://forum.woodtools.ru/index.php%3Ftopic%3D17956.625&prev=search 设计公式：http://www.360docs.net/doc/info-f2c4a5d080eb6294dd886cdf.html 通风除尘与气力输送http://www.anysafer.com/download/sd/?168261-通风除尘与气力输送.pdf http://www.lqq5.com/dodownload/4301192956/ 对55型有详细举例（下图左）。50型较矮，为进一步减小体积可4个并联。

clear bucket 5gal: https://www.doitbest.com/products/778589 

https://www.oneida-air.com/pdf/super-dust-deputy-cmbn-quick-quote-2017.pdf 

二级cyclone：https://www.youtube.com/watch?v=9x7qxVTUQY8

3.2 变径

国内常见是100转63(93.2/97.2>63/68),63转40(58/62>40.5/44)，35对接(35/38)，34转28(28.5/34)；口径50也常见，Festool最大为50。美国工具常见出口内径57.6可塞入shopvac管，标称2.25ID2.5OD，另有1-7/8OD。转接常见是2-1/2对接，2-1/2转1-7/8，1-7/8转1-1/4三件套。PVC 2" 2.047/2.375"，2.5”2.469/2.875"，3”3.068/ 3.5。举个例子，Powertec 70122 Dust Hood出口是4"OD，4-2.5的转接口须配4"ID的70171(管外无沿)，而4"OD的70136用于外套吸尘管。

PVC都是标称内径，1)2"的外径为2.375=60.3mm可配内径60mm的软管。工具或shop vac吸尘口多为2.5"，可用2"PVC变径来连接，可车削为OD2.25或57.5，或垫铝箔后放入350F烘箱烘烤5-7分钟趁热成型，套入例如Rocklerd的2.5" blaster gate管头。2）4"PVC 管比blaster gate大了1/8，管夹先套入PVC数吋防变形，烤软后再套。3）软管与硬管相连，可用一截硬管倒角侧锯一截以缩小内径作为内管，外用管夹固定。快装软管夹可串入大弹簧夹实现。4）一般变径可用两块胶合板开适合的径孔再固定在一起。5)1.5"PVC至2.25/2.5"hose可用HD 514688。

https://www.youtube.com/watch?v=Cx6HvGaV77o PVC用吹风筒加热扩径，或稍缩小，或1-1/2按在台面上形成法兰以便与2管粘合。https://www.youtube.com/watch?v=lXUxI69Ydp4 用台锯车掉PVC一圈。

3.3 Impeller

DIY不少木质，因便于车刀调整平衡，但须加铁网防止碎木进入打坏叶片。洗衣机电机1/2HP可用直径8“ 直叶片数6，两侧挡板开槽胶粘。https://www.youtube.com/watch?v=d8DrFbrf2Jc 商品wheel：https://surpluscityliquidators.com/type_search/602?aa=1289%3AGALVANIZED 

3.4 滤器

折叠的环形滤器因接触面大是首选，ShopVac的滤器在HD约17刀，网上干湿两用的滤器价格加倍；目前材料有0.2～1um的；可用暖空折叠型4"厚的，外加粗滤经常更换。静电除尘“it should not be considered for combustible particles such as grain and wood dust.”http://www.supplyhouse.com/MERV-8-Multi-Pleat-Filters-23614000 

更新：5gal干湿吸尘器可重复用的滤器已经很便宜了,VF2007D7.13cx6.5, https://www.walmart.com/ip/Shop-Vac-large-cartridge-filter-90304/15107527?athcpid=15107527&athpgid=athenaItemPage&athcgid=null&athznid=tic&athieid=v0&athstid=CS020&athguid=d50dec99-f2f-1717a5764bbf00&athancid=null&athena=true

3.5 跟随开关 https://blog.wenxuecity.com/myblog/36867/201408/20593.html 

凡分布式电机均可与工具联动，但关机时延迟5-10秒为好。上文用全桥二极管限压至1.5v再9：120升压整流驱动固体开关或低压继电器。改进是全桥限压(至0.75v?)经DC-DC升压控制SCR如MCR100-6，栅极加电容延时关机，输出接高压继电器。这类电路缺点是若电流12A*1.5V=18W。

用电流传感器时可用5~10A（负载25A没问题）圈比1000~2000的低的为好但2000常见。假设为1000，2A启动，则次级加3/2000/1000=1.5K电阻并且双向稳压钳位不超过6V以防击穿。用ACS712时，外部工具电源线产生的磁场即可控制开关但须调整距离。

开关门blaster gate的较好办法，是3D打印齿轮和配套扇面齿板。电机可用小步进或舵机（0～180度servo），后者有模拟和数字两种，模拟用50Hz PWM，数字如DS3218为50～330Hz PWM。50Hz时0.5～2.5ms高电平转动-+90度，1.5ms为0度。常用MG996R是金属齿轮，部分是滚珠轴承http://www.guokr.com/article/5292/。原装Futaba舵机有EMF控制，国产多半没有可能抖舵。

集中式blaster gate方案如下：方盒总长8'4"均分5个2.5"入口(2呎一段)，由MG995/996R舵机180度控制曲柄连杆机构，行程3"推动方盒上方的2呎盖板，Andrido控制。舵机是5V50Hz PWM控制，0.5/1.5/2.5ms对应-90/0/90度。

4. 补遗

最近利用2x6x8的料，发现大部分的工具，如台锯/Miter Saw/压刨等还都是需要能操作8英尺长的料，可以是每台都装轮而且高度统一为36吋。例如台锯高13吋则其座只能是23吋。

DW744 table Saw: 33.5W+16.5x13.125Hx24D （16.5为往右伸出的导轨）考虑在右侧延伸加电木铣，其台面可视为18Hx490.5D下加20.5Hx508mm，上半可用3/4胶合板下半1x4木板做框，以便固定电木铣，后侧对齐。宽最多16.5"高～13"，原台面下扶手卸掉有两螺孔可供连接。前后加垫片固定导轨内芯22Wx30Hmm用硬木，原滑轨端头固定螺丝也可用作固定新滑轨一头。原靠山可与做木工铣床靠山卡在一起，利用原机构移动。

Jointer: 36.5Wx36.125Hx21D （连桌台及前后手柄各长3吋）

DW706 Miter Saw: 27.25Wx4.25-24.25Hx28D (4.25为含后罩的台面高度）

DW735 planer：24wx21.5D

Bend Saw: 独立单元，带轮台，吸尘箱可为10～14Dx21.5H+x3.5"W装在右侧，1.5"ABS管往左伸出4吋放在台面下，利用地面螺栓固定，管道锯槽嵌入锯条。也可在下带轮右下角加吸尘口。需加靠山: https://www.youtube.com/watch?v=dnjFO8BLldA