Atmosfeer en luchtdruk
Onze aarde is omgeven door een luchtlaag van enkele kilometers dik. Het gewicht van deze luchtmassa drukt op het aardoppervlak en creëert een druk die atmosferische druk wordt genoemd.
Een luchtkolom met een doorsnede van 1 m² heeft een massa van ongeveer 10.000 kg. De atmosferische druk op zeeniveau is 101,3 kPa (1013 mbar). Hoe hoger je komt, hoe ijler de lucht wordt en hoe lager dus ook de luchtdruk.
Tot 2000 meter boven zeeniveau daalt de luchtdruk met 12,5 mbar per 100 meter. Voor de vestiging van AERO-LIFT Vakuumtechnik GmbH in Geislingen-Binsdorf (590 m boven zeeniveau) resulteert dit bijvoorbeeld in een luchtdruk van iets minder dan 940 mbr.
Hiermee moet natuurlijk rekening worden gehouden bij het configureren van vacuümhefapparaten , omdat het maximaal haalbare drukverschil en dus de maximaal haalbare houdkracht van de vacuümzuignappen of vacuümzuigplaten afneemt met toenemende hoogte.
Vacuüm en vacuümniveau
Een vacuüm wordt gedefinieerd als een absoluut lege ruimte. Door de lucht in een gesloten vat af te zuigen, ontstaat er een negatieve druk ten opzichte van de atmosferische druk. Het vacuümniveau is een maat voor deze negatieve druk. Bij absoluut vacuüm is de druk 0 en dit is het uitgangspunt voor de term absolute druk. In de regel wordt de schaaleenheid bar of mbar (millibar) gebruikt.
Negatieve druk / vacuüm
Bij negatieve druk is de atmosferische druk een potentiële bron van energie. In een gewone stofzuiger wordt de lucht afgevoerd zodat de druk lager is dan de atmosferische druk. De stofzuiger zuigt dus niet. Het is de omringende hogere atmosferische druk die lucht en stof in de stofzuiger duwt.
Hetzelfde geldt voor stofzuigers en vacuümzuigplaten. Deze zuigen niet op het werkstuk. Het is de omgevingsdruk (atmosferische druk) die de zuignappen tegen het werkstuk drukt zodra de lucht uit de opzettelijk gecreëerde "kamer" van zuignap en werkstuk wordt gezogen.
Vacuümzuigkracht in de toepassing
Sinds Otto von Guericke in 1654 zijn beroemde experiment met de "hemisferen van Magdeburg" uitvoerde, zijn we op de hoogte van de aanzienlijke drukkracht van de ons omringende atmosfeer. We hebben deze oude kennis gebruikt bij het ontwerp van moderne vacuümspan- en transportapparaten.
Ze kunnen worden gebruikt voor het opzuigen en vasthouden van vrijwel alle dichte materialen, d.w.z. staal, hout, licht metaal, glas, hard rubber, kunststoffen enz. zonder werkstukken en gereedschappen te magnetiseren. Het enige dat nodig is, is een bepaalde ruimte die van de atmosfeer kan worden gescheiden. Met speciale apparaten kunnen tegenwoordig zelfs poreuze materialen zoals spaanplaat, isolatieplaten, schuim enz. worden opgezogen.
Het zuigoppervlak en het drukverschil tussen het zuigoppervlak en de atmosfeer zijn bepalend voor het draagvermogen van de zuigplaten. Hoe hoger de hoogte, hoe lager de luchtdruk en dus het draagvermogen van een zuignap. Op zeeniveau komt 80% vacuüm overeen met een drukverschil van 810 mbar; op 1000 m hoogte is 80% vacuüm slechts een drukverschil van 710 mbar.
Het draagvermogen neemt af tot een hoogte van Het draagvermogen neemt af met 1,23 % per 100 m tot een hoogte van 2000 m.
