Ilmakehä ja ilmanpaine
Maapalloa ympäröi useita kilometrejä paksu ilmakerros. Tämän ilmamassan paino painaa maan pintaa ja luo paineen, jota kutsutaan ilmakehän paineeksi.
Ilmapatsaan, jonka poikkipinta-ala on 1 m², massa on noin 10 000 kg. Ilmakehän paine merenpinnan tasolla on 101,3 kPa (1013 mbar). Mitä korkeammalle noustaan, sitä ohuemmaksi ilma muuttuu, ja siksi myös ilmanpaine laskee.
Jopa 2000 metrin korkeuteen merenpinnasta ilmanpaine laskee 12,5 mbar 100 metrillä. Esimerkiksi AERO-LIFT Vakuumtechnik GmbH:n toimipaikassa Geislingen-Binsdorfissa (590 m merenpinnan yläpuolella) ilmanpaine on näin ollen vajaat 940 mbar.
Tämä on luonnollisesti otettava huomioon tyhjiönostolaitteita konfiguroitaessa, sillä suurin saavutettavissa oleva paine-ero ja siten myös suurin saavutettavissa oleva tyhjiöimukuppien tai tyhjiöimulevyjen pitovoima pienenee korkeuden kasvaessa.
Tyhjiö ja tyhjiötaso
Tyhjiö määritellään täysin tyhjäksi tilaksi. Ilman tyhjentäminen suljetusta astiasta luo alipaineen verrattuna ilmanpaineeseen. Tyhjiötaso on tämän alipaineen mitta. Absoluuttisessa alipaineessa paine on 0, ja tämä on absoluuttisen paineen käsitteen lähtökohta. Yleensä käytetään skaalausyksikköä bar tai mbar (millibaari).
Alipaine / tyhjiö
Alipaineessa ilmanpaine on potentiaalinen energianlähde. Tavallisessa pölynimurissa ilma tyhjennetään niin, että paine on pienempi kuin ilmakehän paine. Imuri ei siis ime. Ympäröivä korkeampi ilmanpaine työntää ilmaa ja pölyä imuriin.
Sama pätee pölynimureihin ja imulevyihin. Ne eivät ime työkappaletta. Se on ympäristön paine (ilmakehän paine), joka painaa imukupit työkappaletta vasten heti, kun ilma on poistunut imukupin ja työkappaleen tarkoituksellisesti luodusta "kammiosta".
Tyhjiön imuvoima sovelluksessa
Siitä lähtien, kun Otto von Guericke suoritti kuuluisan kokeensa Magdeburgin pallonpuoliskoilla vuonna 1654, olemme tienneet, että meitä ympäröivä ilmakehä aiheuttaa huomattavaa painetta. Olemme hyödyntäneet tätä ikivanhaa tietoa nykyaikaisten tyhjiöpuristus- ja kuljetuslaitteiden suunnittelussa.
Niillä voidaan imeä ja pitää kiinni kaikkia lähes tiiviitä materiaaleja, kuten terästä, puuta, kevytmetallia, lasia, kovakumia, muovia jne., ilman että työkappaleet ja työkalut magnetisoituvat. Tarvitaan vain tietty alue, joka voidaan erottaa ilmakehästä. Nykyään erikoislaitteet mahdollistavat jopa huokoisten materiaalien, kuten lastulevyjen, eristelevyjen, vaahtomuovien jne. imemisen.
Imupinta ja imupinnan ja ilmakehän välinen paine-ero ovat ratkaisevia imulevyjen kuormituskyvyn kannalta. Mitä korkeammalla korkeus on, sitä alhaisempi on ilmanpaine ja siten myös imukupin kantavuus. Merenpinnan tasolla 80 prosentin alipaine vastaa 810 mbarin paine-eroa; 1000 metrin korkeudessa 80 prosentin alipaine vastaa vain 710 mbarin paine-eroa.
Kantavuus vähenee aina korkeuteen asti, joka on Kantavuus pienenee 1,23 % 100 m:n matkalla aina 2000 m:n korkeuteen asti.
