สุญญากาศคืออะไร?

หากตีความตามความหมายตรงๆ คำว่า “สุญญากาศ” ในฟิสิกส์หมายถึงการไม่มีสสาร อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการค้นพบพื้นที่ใดในจักรวาลทั้งหมดที่ปราศจากสสารโดยสิ้นเชิง ในภาษาทั่วไป คำว่า “สุญญากาศ” ใช้เพื่ออ้างถึงพื้นที่ที่แทบไม่มีอากาศอยู่เลย หากความดันที่เหลืออยู่ต่ำกว่าความดันบรรยากาศเพียงเล็กน้อย คำที่ถูกต้องไม่ใช่ “สุญญากาศ” แต่เป็น “ความดันต่ำ” นอกจากนี้ ยังต้องจำไว้ว่าความดันอากาศรอบตัวเราขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและความสูง

ค่าทั่วไปที่มักถูกกำหนดไว้สำหรับเรื่องนี้คือความดันบรรยากาศมาตรฐาน 101.325 pa (ประมาณ 1 bar) ซึ่งเทียบเท่ากับมวลต่อพื้นที่หน่วยประมาณ 1 kg/cm² ความดันนี้เกิดจากมวลอากาศในชั้นบรรยากาศ: ยิ่งอยู่สูง ความสูงของคอลัมน์อากาศเหนือตัวเรายิ่งต่ำ และด้วยเหตุนี้ ความดันอากาศจึงยิ่งต่ำลงด้วย เนื่องจากทุกสิ่งรอบตัวเราล้วนถูกความดันอากาศนี้กดทับอยู่ตลอดเวลา จึงมักไม่รู้สึกถึงความดันนี้โดยตรง

การทดลองในสภาวะสุญญากาศ

การทดลองครั้งแรกเพื่อพิสูจน์การมีอยู่ของสุญญากาศได้ดำเนินการโดยออตโต ฟอน เกอริเก้ โดยใช้เครื่องสูบอากาศเพื่อดูดอากาศออกจากลูกกลมครึ่งวงกลมสองลูก (“ลูกกลมครึ่งวงกลมแมกเดบวร์ก”) หลังจากนั้น ได้ใช้ม้า 16 ตัวเพื่อพยายามดึงลูกกลมทั้งสองให้แยกออกจากกัน แต่ความดันอากาศรอบข้างดันให้ลูกกลมทั้งสองติดกันแน่นจนไม่สามารถแยกออกจากกันได้ หลักการนี้ยังถูกนำมาใช้เพื่อยกและยึดชิ้นงานด้วยสุญญากาศ คุณยังใช้ประโยชน์จากความจริงที่ว่าความดันอากาศรอบตัวทำให้ชิ้นงานที่จะถูกยกติดกับแผ่นดูดอย่างแน่นพอสมควร

In the vacuum handling technology sector, we operate exclusively in under-pressure areas, which are designated as low vacuums in technical literature (<99%). A higher vacuum would simply be uneconomical for handling tasks and would be disproportionate to the higher holding power. When classifying, you talk of low vacuum below 60% and high vacuum from 60% onwards.

วิธีสร้างสุญญากาศ

ในวงการอุตสาหกรรมถ้วยดูดแบบอุตสาหกรรมทำงานด้วยระบบสุญญากาศ เครื่องสร้างสุญญากาศที่สำคัญที่สุดมีดังนี้:

ปั๊มสุญญากาศ

ปั๊มสุญญากาศเพื่อสร้างแรงดันต่างในพื้นที่ปิด (คล้ายกับเครื่องอัดอากาศ) ซึ่งสร้างระดับสุญญากาศสุดท้ายที่ค่อนข้างสูง (สูงสุด 99.9%) มีหลายแบบการออกแบบ ได้แก่ ปั๊มใบพัดหมุนแบบแห้งและแบบหล่อลื่นด้วยน้ำมันวงกลม ปั๊มกรงเล็บ ปั๊มวงแหวนของเหลว และปั๊มสกรู ปั๊มใบพัดหมุนและปั๊มกรงเล็บเป็นปั๊มที่มีความน่าเชื่อถือสูงที่สุดในเทคโนโลยีการจัดการ

เครื่องเป่า

เครื่องเป่า/เครื่องอัดอากาศแบบช่องข้าง (side channel blower/compressor) สร้างความต่างของความดัน ซึ่งทำให้สามารถเคลื่อนย้ายอากาศในปริมาณมากได้ (คล้ายกับเครื่องดูดฝุ่น) ความดันต่ำที่เกิดขึ้นอยู่ในช่วงต่ำ (สูงสุด -450 mbar) มีเครื่องอัดอากาศแบบขั้นเดียวและแบบสองขั้น ความแตกต่างอยู่ที่ระดับความดันต่ำสุดที่สามารถสร้างได้ (แบบขั้นเดียวสูงสุด -250 mbar, แบบสองขั้นสูงสุด -450 mbar)

เครื่องขับออก

ตามข้อมูลจากวิกิพีเดีย อีเจกเตอร์คือปั๊มเจ็ตที่สร้างแรงดันต่ำ จึงมีผลในการดูดเป็นหลัก อุปกรณ์นี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีสุญญากาศ อีเจกเตอร์มักถูกใช้ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ เนื่องจากมีต้นทุนการผลิตและราคาซื้อที่ต่ำ แต่ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานค่อนข้างสูง เนื่องจากใช้อากาศอัดในปริมาณมาก

อ่านเพิ่มเติม: 

• ถ้วยดูดแบบอุตสาหกรรม
• วัสดุของถ้วยดูด
• อธิบายประเภทของเครื่องสร้างสุญญากาศ