MAKALAH POMPA DIAFRAGMA
Disusun Oleh : Kelompok 2 Adhi Wardhana
K2514004
Bah Evan
K2514014
Farhandika Akbar
K2514031
Riyanto
K2514055
Rusdi Febriyanto
K2514058
Setyo Pranoto
K2514061
PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
Kata Pengantar
Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, Kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah pompa diafragma. Makalah ilmiah ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan makalah ini. Terlepas dari semua itu, kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat memperbaiki makalah ilmiah ini. Akhir kata kami berharap semoga makalah ilmiah tentang pompa diafragma ini dapat memberikan manfaat maupun inpirasi terhadap pembaca.
Surakarta, April 2016
Penyusun
ii
Daftar Isi Halaman Judul.........................................................................................
i
Kata Pengantar ........................................................................................
ii
Daftar Isi..................................................................................................
iii
BAB I PENDAHULUAN 1. Latar Belakang ............................................................................
1
2. Rumusan Masalah .......................................................................
1
3. Tujuan Penulisan .........................................................................
1
BAB II PEMBAHASAN 1. Pengertian dan Fungsi Pompa .....................................................
3
2. Pompa Diafragma........................................................................
4
3. Bagian-Bagian Pompa Diafragma...............................................
6
4. Prinsip Kerja Pompa Diafragma .................................................
6
5. Jenis-Jenis Pompa Diafragma .....................................................
8
6. Kelebihan dan Kekurangan Pompa Diafragma ...........................
11
BAB III PENUTUP Kesimpulan .............................................................................................
12
Daftar Pustaka .........................................................................................
13
iii
BAB I PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Pompa merupakan peralatan yang tergolong penting dalam dunia industri yang digunakan untuk memindahkan fluida cair dari satu tempat ketempat yang lain dengan cara menaikkan tekanannya. Dalam penggunaanya semakin lama pompa akan mengalami penurunan performance yang dipengaruhi oleh berbagai faktor. Misalnya karena keausan pompa, penyetelan yang telah berubah dari spesifikasinya dan kerusakan komponen-komponen pompa itu sendiri. Agar pompa mampu bekerja secara maksimal kembali sesuai dengan spesifikasi pompa itu sendiri dan untuk memperpanjang usia pompa maka perlu adanya proses perawatan. Proses perawatan yang dilakukan antara lain meliputi dilakukan perawatan dengan membongkar pompa untuk dapat memperbaiki ataupun mengganti komponen yang rusak. Untuk dapat melakukan proses perawatan yang mencakup hal-hal tersebut di atas, maka diperlukan pengetahuan tentang pompa tersebut. Pengetahuan tentang pompa dapat diperoleh melalui pengalaman kerja di lapangan maupun praktek di laboratorium. Untuk memberikan pengetahuan tentang pompa kepada mahasiswa, maka diperlukan sebuah alat praktikum perawatan pompa diafragma. 2. Rumusan Masalah
Dari latar belakang di atas dapat diambil beberapa rumusan masalah yaitu : 1. Apakah yang dimaksud pompa diafragma 2. Bagaimanakah prinsip kerja pompa diafragma 3. Apa sajakah jenis-jenis pompa diafragma 4. Apa kelebihan dan keurangan dari penggunaan pompa diafra gma
3. Tujuan Penulisan
Berdasarkah rumusan masalah yang didapat tujuan penulisan makalah ini adalah : 1. Mengetahui pengertian pompa diafragma 2. Mengetahui prinsip kerja pompa diafragma
1
3. Mengetahui jenis-jenis pompa diafragma 4. Mengetahui kelebihan dan keurangan dari penggunaan pompa diafragma
2
BAB II PEMBAHASAN 1. Pengertian dan Fungsi Pompa
Pompa merupakan pesawat angkut yang bertujuan untuk memindahkan zat cair melalui saluran tertutup. Pompa menghasilkan suatu tekanan yang sifatnya hanya mengalirkan fluida dari suatu tempat ke tempat yang bertekanan lebih rendah. Atas dasar kenyataan tersebut maka pompa harus mampu membangkitkan tekanan fluida sehingga sehingga dapat mengalir atau berpindah. Fluida yang dipindahkan adalah fluida incompresibel atau fluida yang tidak dapat dimampatkan. Dalam kondisi tertentu pompa dapat digunakan untuk memindahkan zat padat yang berbentuk bubukan atau tepung. Prinsip kerja pompa adalah menghisap dan melakukan penekanan terhadap fluida. Pada sisi hisap(suction) elemen pompa akan menurunkan tekanan dalam ruang pompa sehingga akan terjadi perbedaan tekanan antara ruang pompa dengan permukaan fluida yang dihisap. Akibatnya fluida akan mengalir ke ruang pompa. Oleh elemen pompa fluida ini akan didorong atau diberikan tekanan sehingga fluida akan mengalir ke dalam saluran tekan (discharge) melalui lubang tekan. Proses kerja ini akan berlangsung terus selama pompa beroperasi. Untuk melakukan kerja hisap dan menekan pompa membutuhkan energi yang berasal dari pengerak pompa. Energi mekanis dari pengerak pompa oleh elemen pompa akan diubah menjadi energi tekan pada fluida sehingga fluida akan memiliki daya air. Energi dari pengerak pompa selain untuk memberi daya alir pada fluida juga digunakan untuk melawan perbedaan energi potensial,
mengatasi
hambatan
dalam
saluran
yang diubah
menjadi
panas. Energi yang digunakan untukmengatasi hambatan dan yang diubah menjadi panas merupakan kerugian energi bagi pompa. Dari keterangan di atas maka dapat disimpulkan fungsi pompa sebagi berikut: a) Untuk mengubah energi mekanis dari pengerak pompa menjadi energi tekan dalam fluida sehingga akan menjadi aliran fluida atau perpindahan fluida melalui saluran tertutup
3
b) Memindahkan fluida ke tempat lain dengan jarak tertentu c) Memindahkan fluida dari tempat yang berkedudukan rendah ketempat yang yang berkedudukan tinggi
2. Pompa Diafragma
Pompa Diafragma termasuk pompa perpindahan positif dimana pompa ini mempunyai komponen utama yang berupa diafragma. Pompa diafragma adalah pompa yang menggunakan difragma atau membran yang bekerja bolak-balik untuk menghisap masuk dan mendorong keluar fluida dalam ruang pompa (chamber ) dan terdapat katup di saluran masuk dan keluarnya untuk menjaga arah aliran fluida agar masuk dan keluar sesuai dengan salurannya masing-masing. Diafragma ini berupa lembaran plat tipis yang bersifat fleksibel yang dimanfaatkan untuk menghisap dan menekan fluida. Pergerakan diafragma akan menghasilkan daya hisap saat bergerak mundur untuk menghisap fluida masuk dan daya tekan saat bergerak maju untuk mendorong fluida keluar. Prinsip kerja pompa ini juga hampir sama dengan pompa piston namun pada umumnya pompa inii beroperasi pada tekanan yang lebih rendah daripada pompa piston maupun pompa plunyer. Pada dasarnya prinsip kerja pompa ini hampir sama dengan paru-paru manusia yaitu berdasarkan pada mengembang dan mengempisnya diafragma. Pompa diafragma dapat terus beroperasi sekalipun suatu saat tidak ada fluida yang mengalir di dalamnya dan secara otomatis apabila fluida kerja tersedia lagi, pompa ini dapat secara alami melakukan pengisian fluida (priming) dan pengeluaran fluida. Pompa ini umumnya digunakan untuk kapasitas kecil, dipakai untuk aliran jernih atau yang mengandung padatan misalnya bubur kertas kental , air selokan bahkan campuran air dan pasir . Pompa jenis ini kemungkinan tersumbatnya kecil dan tahan terhadap korosi oleh bahan – bahan kimia yang dipompanya , dikarenakan bahan yang berhubung langsung berupa difragma.
4
Jenis material diafragma umumnya dibuat dari karet alam dan bahan buatan aditif untuk meningkatkan ketahanan diafragma kimia dan karakteristik meregangkan atau fleksibel. Sebuah kain nilon mesh diposisikan dalam diafragma karet selama proses pencetakan untuk memperkuat diafragma sementara saat pendispersi stres atau tegangan. Berikut beberapa jenis materialnya : 1. Neoprene:
Diafragma yang umumnya digunakan dalam aplikasi tidak abrasif seperti air berbasis slurries, air sumur atau air laut. 2. Buna-N
Bagus untuk aplikasi yang melibatkan minyak / cairan berbasis minyak bensin bertimbal seperti, minyak bakar, minyak hidrolik, minyak tanah, dan minyak turpentines motor. 3. EPDM
Bagus untuk digunakan dalam aplikasi yang memerlukan suhu yang sangat dingin. EPDM juga dapat digunakan sebagai alternatif biaya rendah untuk memompa asam encer atau Caustics. 4. Viton
Bagus untuk digunakan dalam aplikasi yang memerlukan suhu yang sangat panas. Viton juga dapat digunakan dalam cairan abrasif seperti hidrokarbon aromatik atau diklorinasi dan asam sangat abrasif.
Dalam pembuatan diafragma ini harus mempunyai beberapa karakteristik, antara lain : 1. Bersifat fleksibel 2. Tahan terhadap korosif dari bahan-bahan kimia atau bahan yang dipompanya 3. Tahan terhadap bahan abrasif
5
3. Bagian-bagian Pompa Diafragma
Bagian-bagian Pompa Diafragma yaitu : 1. Saluran Outlet
5. Roda Eksentris
2. Outlet Valve
6. Penggerak
3. Diafragma
7. Inlet Valve
4. As Pendorong
8. Saluran Inlet
4. Prinsip Kerja Pompa Diafragma
Berikut skema dan cara kerja pompa diafragma.
6
Gambar di atas merupakan skema dari sebuah pompa diafragma secara umum serta komponen-komponennya, yang digerakkan secara mekanik oleh sebuah motor dengan roda eksentriknya (roda eksentrik maksudnya roda yang berbentuk unik tidak bulat sempurna yang dibuat dengan tujuan khusus). Inti dari pompa jenis ini adalah adanya membran / diafragma yang bergerak maju-mundur di dalam ruang pompa untuk menghisap masuk dan mendorong fluida keluar. Diafragma terbuat dari bahan yang elastis dan kedap air. Ketika
lengan camshaft
menarik
membran /
diafragma
keatas
maka akan menimbulkan efek hisap sehingga inlet valve akan membuka dan fluida masuk sedangkan outlet valve akan menutup, dan ketika lengan camshaft menekan membran / diafragma maka fluida yg masuk akan ditekan keluar melalui outlet valve yg terbuka akibat tekanan fluida sedangkan
inlet
valve
justru
akan
menutup.
Begitu
seterusnya sehingga fluida akan terus mengalir.
Cara Kerja
Gambar sebelah kiri (gambar A), menunjukkan saat diafragma bergerak mundur untuk menghisap masuk air. Katup masuk (inlet valve) terbuka sehingga air terhisap masuk memenuhi ruang pompa melalui saluran masuk (inlet). Pada saat bersamaan katup keluar (outlet valve) tertutup untuk menjaga air yang sudah ada di saluran keluar (outlet) tidak terhisap masuk kembali ke ruang pompa. Gambar sebelah kanan (gambar B), menunjukkan saat diafragma bergerak maju untuk mendorong air keluar dari ruang pompa. Pada kondisi ini katup keluar (outlet valve) terbuka sehingga air keluar dari ruang pompa menuju saluran keluar (outlet). Pada saat bersamaan katup masuk (inlet valve) tertutup untuk menjaga agar air yang ada di ruang pompa tidak kembali ke sumbernya.
7
5. Jenis-Jenis Pompa Diafragma
Terdapat beberapa pompa diafragma berdasarkan jenis penggerak diafragma dan sistem katup pada pompa diafragma antara lain :
a. Pompa Diafragma Penggerak Udara
Pompa diafragma ini dikenal dengan nama AODD Pumps ( Air Operated Double Diaphragm Pumps). Pompa diafragma penggerak udara mempunyai
2
diafragma
yang
dihubungkan
oleh
suatu
poros
penghubung dimana ketika udara bertekanan memasuki ruang pada diafrag ma , maka akan menekan diafragma tersebut dan poros penghubung menarik diafragma lainnya, akibatnya fluida di diafragma pertama menjadi tertekan dan keluar, sebaliknya di diafragma kedua terjadi penghisapan fluida , jika sistem pneumatik mendeteksi diruang di diafragma pertama penuh dengan udara maka secara otomatis tekanan udara dipindah ke kanan yang berakibat kebalikan dari proses pertama tadi, sehingga efek yg dihasilkan adalah terjadinya sistem saling memompa secara bergantian. Karena desainnya memiliki dua pompa diafragma, dinamakan pompa diafragma ganda yang memanfaatkan tekanan angin sebagai penggerak diafragmanya. Posisinya saling berhadapan dimana kedua diafragmanya (diafragma kiri dan kanan) terhubung oleh sebuah piston atau plunger seperti gambar berikut.
8
b. Pompa Diafragma Penggerak Hidrolik
Pompa Hidrolik mempunyai sistem penggerak yang mirip dengan pompa diafragma penggerak udara , namun pompa hidrolik biasanya menggunakan satu diafragma yang terhubung dengan penggerak hidrolik dimana ketika sistem hidrolik menarik diafragma maka yg terjadi adalah efek hisap yg membuat fluida masuk melalui inlet dan melewati katup masuk yg terbuka , sedangkan katup untuk keluar fluida tertutup, namun ketika sistem hidrolik menekan difragma maka fluida yg masuk akan tertekan keluar melalui outlet melalui katup yg terbuka sedangkan katup masuk justru tertutup. Begitu seterusnya sehingga fluida akan mengalir.
c. Pompa Diafragma Penggerak Motor atau Mekanik
Pompa jenis ini menggunakan motor sebagai penggerak diafragmanya. Diafragma digerakkan oleh lengan shaft yang dihubungkan dengan motor, gerakan rotasi motor menyebabkan gerakan translasi lengan shatf yg mengakibatkan diafragma bergerak maju mundur , sehingga menimbulkan efek hisa dan tekan pada fluida , sehingga dengan dibantu katup dalam membuka dan menutup aliran fluida maka fluida dapat mengalir.
9
d. Pompa Diafragma Penggerak Solenoid
Jenis pompa diafragma ini digerakkan oleh semacam piston atau plunyer yang didorong atau ditarik oleh medan magnet yang dihasilkan oleh solenoid. Solenoid merupakan alat yang akan menghasilkan gerakan mekanik linier jika dialiri arus listrik. Secara umum solenoid terdiri dari lilitan dan inti baja. Jika lilitan dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang akan menarik atau mendorong inti besinya. Gerakan inti besi ini dimanfaatkan untuk menggerakkan diafragma pada pompa diafragma. Berikut gambar solenoid pompa diafragma dengan solenoid sebagai penggerak diafragmanya.
10
Jenis Katup Pada Pompa Diafragma
1) Katup Bola Katup bola merupakan sebuah katup pada pompa diafragma yang berfungsi seperti katup pada umumnya yaitu untuk membuka dan menutup saluran. Katup ini efesien jika digunakan dengan kondisi fluida yang dihisap mengandung lebih dari 15% adalah padatan . Selain itu fungsi bola ini juga membantu menghancurkan padatan yang tercampur dengan fluida. 2) Katup Flapper . Katup flapper berfungsi seperti katup pada umumnya , juga untuk membuka dan menutup saluran pada umunya , katup ini sangat efesien digunakan untuk fluida yang tingkat campuran padatannya kurang dari 15% . 6. Kelebihan dan Kekurangan Pompa Diafragma
a) Kelebihan Pompa Diafragma 1. Pemeliharaan mudah dan murah 2. Dapat memompakan fluida yang mengandung lumpur 3. Apabila bekerja tanpa beban tidak akan terlalu merusak pompa 4. Tidak memerlukan perapat mekanis (mechanical seal )
b) Kekurangan Pompa Diafragma 1. Aliran fluida yang dihasilkan berdenyut 2. Besar kapasitas sangat bergantung pada ukuran besar kecilnya pompa 3. Kapasitas rendah ( bila dibandingkan dengan pompa sentrifugal ) 4. Efesiensi rendah pada kapasitas tinggi Cara Merawat Pompa Diafragma
1. Pilih pompa sesuai kebutuhan 2. Gunakan Pompa sesuai batas kemampuan 3. Lakukan pengecekan berkala pada tiap komponen 4. Gunakan spare part sesuai rekomendasi
11
BAB III PENUTUP Kesimpulan
Dari bermacam-macam kebutuhan akan pompa dapatlah dibuat pompa aneka ragam sesuai dengan keinginan dan kebutuhan kita akan pompa tersebut. Namun kita harus mengacu akan dasar-dasar pembagian fungsi dan jenis fluida. Agar pompa yang dibuat tersebut tidak mengacaukan pemikiran kita untuk memilih pompa jenis lainya. Pompa diafragma lebih baik digunakan untuk zat cair yang kental maupun mengandung padatan. Pompa diafragma juga mampu digunakan untuk fluida yang mengandung zat abrasif ataupun korosif karena komponen-komponen yang bersinggungan langsung dengan fluida ters ebut tahan terhadap zat abrasif dan korosif . Kapasitas yang dapat dikerjakan oleh jenis pompa diafragma secara umum adalah kapasitas rendah. Untuk kapasitas yang lebih tinggi dapat digunakan jenis pompa sentrifugal yang mempunyai kapasitas kecil hingga tinggi. Dari kesederhanaan pompa diafrgama menjadikan mudah dalam perwatannya
12
Daftar Pustaka
Munson, BruceR., Young, Donald F., and Okiishi, Theodore H. 2003. Mekanika Fluida, Jilid Ke-2. PT. Erlangga. Jakarta. S., A Soedradjat. Ir.. 1983. Mekanika Fluida & Hidrolika. Penerbit Nova. Bandung. Sriyono, Dakso. 1996. Turbin, Pompa, dan Kompresor. PT. Erlangga. Jakarta. Sularso dan Haruo, Tahara. 2000. Pompa dan Kompresor . PT. Pradnya Paramita. Jakarta Streeter, Victor L.. 1996. Mekanika Fluida Jilid Ke-1. PT. Erlangga. Jakarta
13
