Die Verringerung von Betriebskosten, die Optimierung der Arbeitsprozesse sowie der bewusste Umgang mit begrenzten Ressourcen sind wichtige Anforderungen an die Ausstattung moderner Helium-Dichtheitsprüfsysteme. Um die Prozessabläufe effizienter und ressourcenschonender zu gestalten, hat Pfeiffer Vacuum Anlagen zur Heliumrückgewinnung entwickelt. Sie machen das zur Lecksuche genutzte Gas nach Ablauf der Prüfung wiederverwertbar und gewinnen es somit für die erneute Nutzung zurück.
Dabei wird das von den Dichtheitsprüfsystemen wiedergewonnene Helium zunächst in einem auf die spezifische Anwendung abgestimmten Speicherbehälter gesammelt. Gleichzeitig wird die aktuelle Konzentration des Heliums überprüft und gegebenenfalls automatisch auf den voreingestellten Wert nachgemischt. Damit wird für jede Messung eine identische Heliumkonzentration verwendet. Dies ist eine Grundvoraussetzung, um reproduzierbare Messungen durchführen zu können. Abschließend wird das Gasgemisch auf den erforderlichen Prozessdruck verdichtet und den Prüfanlagen in einem geschlossenen Kreislauf wieder zur Verfügung gestellt.
Insbesondere im Hinblick auf Umweltzertifizierungen gemäß DIN EN ISO 14001 und Ressourceneinsparungen gewinnt die Rückgewinnung von bereits verwendetem Helium an Bedeutung. Entsprechende Anlagen sind als Stand-Alone-Systeme konzipiert, die sich für alle Prüfsysteme eignen. Bei Heliumkonzentrationen zwischen 10 und 95 Prozent können je nach Prozessbedingungen bis zu 98 Prozent des Edelgases zurückgewonnen werden. Die Werte sind abhängig vom Typ bzw. der Ausführung der Heliumrückgewinnung, von Parametereinstellungen und der Heliumdichtheit der angeschlossenen Prüfsysteme. Die möglichen maximalen Arbeitsdrücke der Anlagen liegen wahlweise bei 10 bar, 35 bar, 55 bar und 200 bar. Der maximale Heliumdurchsatz liegt je nach Druckniveau und Ausführung des Systems bei 170 bis 550 Normlitern pro Minute.
Zwei Funktionsprinzipien zur Wahl
Grundsätzlich gibt es zwei Prinzipien der Heliumrückgewinnung, nämlich die Ballon- und die Kessel-Rückgewinnung. Sie beruhen auf der Formel p · V = konstant. Bei der Ballon-Rückgewinnung wird das Helium zunächst in einem Ballon aufgefangen, der sich durch die Befüllung weiter aufbläst. Das heißt, bei diesem Prinzip wird das Speichern im Ballon über das Volumen realisiert. Der Druck innerhalb des Ballons bleibt bei atmosphärischen Bedingungen konstant. Bei der Kessel-Rückgewinnung wird das Helium direkt in einen Druckkessel mit konstantem Volumen vorverdichtet, wobei der Druck darin stetig ansteigt. Darüber hinaus können optional auch alternative, auf spezielle Anforderungen zugeschnittene Lösungen realisiert werden.
Beide Anlagenprinzipien können zu niedrigeren Betriebskosten führen und die Abhängigkeit von Helium-Verfügbarkeitsschwankungen vermindern. Es findet jeweils ein vollautomatischer Betrieb mit selbsttätigem Nachevakuieren der Prüflinge von den angeschlossenen Prüfsystemen statt. -
