Vacuümtechniek
Een vacuüm is een gebied of ruimte die weinig tot geen lucht en andere gassen meer bevat. Het creëren van een vacuüm wordt vaak gebruikt in verschillende industrieën, zoals de lucht- en ruimtevaart, geneeskunde en levensmiddelenbranche. Men zou kunnen zeggen dat vacuümtechniek en pneumatiek bij elkaar horen, want het heeft beide met druk – of het ontbreken van – te maken. Hoewel dit zeker klopt, ligt het wel iets ingewikkelder. In dit artikel bespreken we in duidelijke taal de belangrijkste begrippen en benoemen we de meestgebruikte producten.
Atmosferische druk
We beginnen met een cruciaal begrip: atmosferische druk. Atmosferische druk ontstaat doordat de aarde omgeven is door een atmosfeer, een laag van gassen die om de aarde aanwezig is. Alle lucht oefent druk uit op het aardoppervlak, omdat het wordt aangetrokken tot de aarde (zwaartekracht), vergelijkbaar met hoe het water van een oceaan op de bodem drukt. Men heeft als standaard voor atmosferische druk de druk op zeeniveau genomen en hier is dit gemiddeld 1 atmosfeer (atm), ongeveer 101 kPa, of 1 bar. De wereldwijde standaard is Pascal, terwijl in het verleden de eenheid ‘bar’ vaak werd gebruikt. De luchtdruk is niet een statisch gegeven, wat betekent dat deze per dag en per locatie verschilt. Dit zijn de hogedrukgebieden en lagedrukgebieden waar meteorologen het altijd over hebben. Temperatuur is echter ook een factor: druk, dichtheid en temperatuur zijn aan elkaar verbonden. Koude, droge lucht heeft een hogere dichtheid dan warme, vochtige lucht. Ook gaan hogedrukgebieden in de meeste gevallen gepaard met goed weer en lagedrukgebieden met regen.
Vacuüm
Een vacuüm is een gebied waarin bijna geen lucht en andere gassen aanwezig zijn. Dit noemt men ook wel luchtledig. Doordat er weinig lucht of andere materie aanwezig is, daalt de druk in de ruimte. Technisch gezien spreken we al van vacuüm indien de druk onder de atmosferische druk komt. Kanttekening hierbij is dat de druk om ons heen altijd varieert en in het dagelijks leven ook wel eens onder de 1000 hPa komt. Zo stamt het Nederlandse record uit 1989: toen was de luchtdruk in De Bilt 956,4 hPa.
Vacuüm wordt in de technische sector ook wel onderdruk genoemd. Hieronder staan de vier niveaus van vacuüm, in oplopende volgorde van vacuümsterkte. Het is praktisch onmogelijk om een volledig vacuüm te creëren, daarom wordt er een indeling gemaakt op basis van hoeveel materie er in een ruimte over is. De onderstaande notering is in millibar, maar het is gebruikelijker om dit in de eenheid Torr te vermelden.
Atmosferische druk: ongeveer 1 bar (of 1000 millibar)
Laag vacuüm: Een druk van ongeveer 1000 millibar tot 1 millibar
Midden vacuüm: Een druk van ongeveer 1 mb tot 10^-3 mb
Hoog vacuüm: Een druk van ongeveer 10^-3 tot 10^-7 mb
Ultrahoog vacuüm: Een druk van minder dan 10^-7 mb
Atmosferische druk: 760 Torr
Laag vacuüm: 760 tot 25 Torr
Midden vacuüm: 25 tot 1x^10-3 Torr
Hoog vacuüm: 1×10^-3 tot 1×10^-9 Torr
Ultrahoog vacuüm: 1 x 10^-9 tot 1 x 10^-12 Torr
Toepassing en producten
In de levensmiddelenbranche gebruikt men vacuüm om de houdbaarheid van producten te verlengen, want minder zuurstof en andere gassen vertraagt het proces van bederving. Soms wordt er bewust weer een gas aan toegevoegd die het proces verder vertraagt.
Bij pick-and-place systemen wordt met zuignappen (tijdelijk) een vacuüm gecreëerd: je plaatst de zuignap op een object, verwijdert de lucht die tussen beide oppervlakten zit, waardoor het object blijft plakken.
Het maken van een vacuüm gebeurt met een vacuümpomp of vacuümejector (dit wordt ook wel een Venturi-ejector genoemd). De werking van de vacuümejector berust op de wet van Bernoulli, die stelt dat de druk afneemt als de snelheid van een vloeistof of gas toeneemt. Dit principe wordt gebruikt in de Venturi-buis, waar de vernauwing in de buis de snelheid van de perslucht verhoogt, waardoor de druk ergens anders afneemt. Dit creëert een onderdruk waardoor lucht uit een aangesloten ruimte wordt gezogen: de lucht tussen zuignap en object wordt minder.
Verder worden in een dergelijke installatie ook filters geplaatst om vocht te onttrekken, manometers of digitale sensoren om de druk te meten, reduceers om de druk te regelen / af te stellen en vacuümtanks om in op te slaan.
Pneumatiek.nl en vacuüm
ICH BV | Pneumatiek.nl is uw online specialist voor vacuüm en is bereikbaar voor een snel advies. Zuignappen, venturi’s, ventielen, vacuümschakelaars en manometers met prijs, levertijd en technische documentatie. Met bekende merken in vacuümtechniek zoals Parker, SMC en Norgren. Kunt u niet direct vinden wat u zoekt? Don’t think, just ask! Stuur uw vraag naar verkoop@ichbv.nl.