BAB II PEMBAHASAN
A. Penge Pengerti rtian an Pompa Pompa Rota Rotary ry
Pompa rotari adalah termasuk pompa perpindahan positif positif yang komponen pemompanya berputar (rotary), seperti lobe, roda gigi, ulir,vanes, roller. Carakerjanya yaitu menghisap zat cair pada sisi isap, zat cair masuk ke celah atau ruangan tekan diantara komponen pemompaan, kemudian ditekan sehingga celah semakin kecil selanjutnya zat cair dikeluarkan melalui sisi buang. buang. Pompa rotari tidak mempunyai katup isap dan buang, penggunaannya banyak dipakai dengan zat cair yang mempunyai kekentalan tinggi. Tekanan Tekanan kerja yang dihasilkan sedang se dang atau lebih rendah rendah dari dari pompa pompa torak torak atau plunger plunger.. aju aliranny alirannyaa stabil stabil tidak tidak berdenyut dengan kapasitas yang rendah.
B. Jenis Jenis-j -jeni eniss Pompa Pompa Rota Rotary ry
!ecara umum jenis"jenis pompa rotary antara lain# 1. Pompa Pompa Kam Kam dan dan Pist Piston on
Pompa ini disebut juga pompa plunyer rotari, pompa jenis kam dan piston ini terdiri dari lengan eksentrik dan lengan bercelah pada bagian atasnya. atasnya. Perputaran Perputaran paras menyebabka menyebabkan n eksentrik eksentrik menjebak menjebak cairan di dalam rumah pompa. $pabila putaran berlanjut, maka cairan akan dipaksakan keluar rumah pompa melalaui cairan lubang luar pompa.
%ambar Pompa &am dan Piston 2. Pomp Pompa a Roda Roda igi igi
Pompa ini terdiri atas # 3
a. Pompa roda gigi"luar ('ternal"gear Pump) Pompa ini merupakan jenis pompa rotari yang paling sederhana. $pablia gerigi roda gigi pada sisi hisap cairan akan mengisi ruangan yang ada diantara gerigi tersebut. &emudian cairan ini akan dibaa berkeliling dan ditekan keluar apabila geriginya bersatu lagi. *oda gigi itu dapat berupa gigi heliks"tunggal, heliks"ganda atau gigi lurus. +eberapa desain mempunyai lubang fluida yang radial pada rada gigi bebas dari bagian atas dan akar gerigi sampai ke lubang dalam roda gigi. ni memungkinkan cairan melakukan jalan pintas (by"pass) dari satu gigi ke gigi lainnya, yaitu menghindarkan terjadinya tekanan berlebih yang akan membebani bantalan secara berlebihan dan menimbulkan kebisingan
%ambar. Pompa roda gigi luar (eksternal gear) b. Pompa roda gigi"dalam (nternal"gear Pump) -enis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam berpasangan dengan roda gigi"luar yang bebas (idler). !ebuah sekat yang berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk mencegah cairan yang kembali ke sisi pompa.
%ambar. Pompa roda gigi dalam (internal gear)
4
%amnbar. $liran fluida dalam internal gear pump !aran umum untuk penggunaan gear pumps yaitu# ntuk mencegah terjadinya kemacetan dan aus saat pompa digunakan maka zat cair yang dipompa tidak boleh mengandung padatan dan tidak bersifat korosif.Pompa dengan penggigian luar banyak digunakan untuk memompa minyak pelumas atau cairan lain yang mempunyai sifat pelumasan yang baik.Pompa dengan penggigian dalam dapat digunakan untuk memompa zat cair yang mempunyai kekentalan (viskositas) tinggi, seperti tetes, sirop, dan cat.
!. Pompa "#ping $%o&e'
Pompa cuping (lobe pump) ini mirip dengan pompa jenis roda gigi" dalam hal
aksinya
dan mempunyai
dua
rotor. Putaran rotor
tadi
diserempakkan oleh roda gigi"luarnya. /leh karena cairan dialirkan dengan frekuensi yang lebih sedikit tetapi dalam jumlah yang lebih besar dari yang dialirkan oleh pompa rada gigi, maka aliran dari pompa jenis cuping ini akan sekonstan aliran roda gigi. Tersedia juga gabungan pompa"pompa roda gigi dan cuping.
%ambar Pompa rotari dua lobe dan tiga lobe
Pompa ini dapat dimodiflkasi lebih lanjut sesuai dengan yang diinginkan. Tidak jarang ditemukan nama"nama yang berbeda untuk jenis
5
pompa ini alaupun secara prinsipnya menggunakan atau sama dengan pompa curing.
%ambar alian fluida dalam pompa lobe Pompa lobe dapat digunakan untuk memompa cairan yang kental (viskositasnya tinggi) dan mengandung padatan. Pemilihan dua rotor lobe atau tiga rotor lobe didasarkan atas ukuran padatan yang terkandung dalam cairan, kekentalan cairan, dan kontinyuitas aliran. 0ua rotor lobe cocok digunakan untuk cairan kental, ukuran padatan yang relatif kasar dengan kontinyuitas kecepatan aliran yang tidak halus.
(. Pompa S)re* Pompa sekrup ini mempunyai satu, dua, tiga sekrup yang berputar
dalam rumah pompa yang diam. Tersedia sejumlah besar desain untuk berbagi penggunaan. Pomp sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang berputar di dalam sebuah stator atau lapisan (linier) heliks"dalam (internal" heli"stator). *otor terbuat dari logam sedangkan heli terbuat dari karet keras atau lunak, tergantung pada cairan yang dipompkan. Pompa dua sekrup atau tiga sekrup masing"masing mempunyai satu atau dua sekrup bebas (idler). $liran melalui ulir"ulir sekrup, sepanjang sumbu sekrup, sekrup"sekrup yang berlaanan dapat dipakai untuk meniadakan dorongan aksial pada pompa.
scre tunggal
6
dua scre
tiga scre !ama halnya dengan pompa roda gigi, pompa ulir ini cocok untuk memompa zat cair yang bersih dan mempunyai sifat pelumasan yang baik. !ecara umum pompa rotary mempunyai kecepatan aliran volum yang konstan asal kecepatan putarannya dapat dipertahankan tetap. !elain itu alirannya lebih teratur (tidak terlalu pulsatif). Pompa rotary cocok untuk operasi pada kisaran tekanan sedang dan untuk kisaran kapasitas dari kecil sampai sedang. +. Pompa ,ane Pompa vane, rotornya berupa elemen berputar yang dipasang
eksentrik dengan rumah pompa. Pada keliling rotor terdapat alur"alur yang diisi bilah"bilah sudu yang dapat bergerak bebas. &etika rotor diputar sudu" sudu bergerak dalam arah radial akibat gaya sentrifugal, sehingga salah satu ujung sudu selalu kontak dengan permukaan dalam rumah pompa membentuk sekat"sekat ruangan di dalam pompa.
7
%ambar Pompa 1ane Pompa vane mempunyai deretan baling berayun yang akan keluar bila rotor berputar, menjebak cairan dan memaksanya keluar pipa buangan pompa. Pompa baling geser (sliding"vane pump) menggunakan baling"baling yang dipertahankan tetap menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal bila rotor berputar.
". Prinsip Kerja Pompa Rotary
Pompa perpindahan positif dikenal dengan caranya beroperasi yaitu cairan diambil dari salah satu ujung dan pada ujung lainnya dialirkan secara positif untuk setiap putarannya. Pompa perpindahan positif digunakan secara luas untuk pemompaan fluida selain air, biasanya fluida kental. Pompa rotary terdiri dari rongga pemompaan stasioner yang mengendung unsur memompa berputar yang digerakkan oleh rotasi dari drive shaft. Pompa rotary tidak membutuhkan inlet atau outlet katup terpisah. +erdasasarkan hal tersebut pompa rotary dirancang dengan mekanisme memompa berputar menarik cairan kebagian hisap ke dalam rongga pemompaan, mengangkutnya melalui elemen pemompaan dan memaksa bagian debit ke dalam system. %eometri dari elemen pompa dan rongga pemompaan menentukan volume cairan dipompa perrevolusi poros. 1olume ini disebut perpindahan. -enis pompa rotary dikonfigurasi untuk perpindahan tetap, namun dapat menghasilkan tingkat aliran variable dengan memvariasikan kecepatan poros. +aling"baling dan piston rotary pompa menghasilkan volume yang variable dengan mengubah geometri intern (yaitu berbagai perpindahan elemen pemompaan).
8
Prinsip kerja utama pompa rotari yaitu menggerakkan fluida dengan menggunakan prinsip rotari. 1akum yang terbentuk oleh rotasi dari pompa dan selanjutnya menghisap fluida masuk. "ara erja pompa rotari 2. Cairan masuk sisi isap antara rotor dan idler. 3. Cairan bergerak diantara celah antar gigi, bagian berbentuk bulan sabit
berfungsi sebagai pemisah antara sisi isap dan sisi buang. 4. !etelah rumah pompa hampir dipenuhi cairan, roda gigi membentuk susunan sedemikian sehingga daerah isap dan daerah buang terpisah. 5. !etelah daerah isap dan buang sepenuhnya terpisah cairan mulai keluar pada sisi buang. /. Komponen Pompa Rotary 1. Pompa rotary %o&e
&eterangan# a. 6uick"release cover 7erupakan pintu masuk pompa b. $ial and radialcasing protection 7erupakan pelindung seperti gasket yang terbuat dari bahan stainless steel, plastik, atau keramik c. *otor 7erupakan pelapis untuk rotor terbuat dari berbagai elastomer, plastik, logam padat atau stainless steel tergantung pada kebutuhan. d. !haft seals !eal atau segel yang terbuat dari bahan elastomer atau teroplastik baik dinamis maupun statis terhadap poros. !haft seal terletak pada permukaan poros dengan beban radial e. 7edium unetted shaft 7erupakan poros pembaa pompa f. 6uench and control chamber 7erupakan tempat control cairan yang terletak di dalam pompa untuk keselamatan pompa. g. Casing in block design 9
7erupakan casing pompa dengan bantalan yang kokoh dan roda gigi. Terbuat dari bahan besi cor kelabu, besi ulet, stainless steel. h. Carrier and timing gear 2. Pompa S)re*
!. Pompa Roda igi $0#ar'
(. Pompa ,ane
10
E. Ke%e&ian dan Ke#rangan Pompa Rotary 2. &elebihan pompa rotari adalah# a. kuran keseluruhan lebih kecil sehingga lebih ringan. b. $liran zat cair yang dihasilkan uniform. c. 0apat bekerja dengan putaran tinggi sehingga dapat dihubungkan dengan
d. e. f. g.
tenaga penggeraknya. Tekanan yang dihasilkan dapat cukup tinggi. 0apat bekerja pada pengisapan kering. 0apat bekerja dengan berbagai posisi. efisiensi yang tinggi karena secara natural ia mengeluarkan udara dari pipa
alirannya,
dan
mengurangi
kebutuhan
pengguna
untuk
mengeluarkan udara tersebut secara manual. 3. &ekurangan pompa rotari adalah# a. +ekerja tidak maksimal apabila digunakan untuk cairan yang bercampur zat padat. b. &arena sifat alaminya maka clearence antara sudut putar dan sudut pengikutnya harus sekecil mungkin, dan mengharuskan pompa berputar pada kecepatan yang rendah dan stabil. $pabila pompa bekerja pada kecepatan yang terlalu tinggi, maka fluida kerjanya justru dapat menyebabkan erosi pada sudu"sudu pompa.
. Parameter Pompa Rotary Parameter dalam pompa antara lain # a. 8ead (8) 8ead adalah energi angkat atau dapat digunakan sebagai perbandingan antara
suatu energi pompa per satuan berat fluida. Pengukuran dilakukan dengan mengukur beda tekanan antara pipa isap dengan pipa tekan, satuannya adalah meter. b. &apasitas (6), sayuannya adalah m49s. &apasitas adalah jumlah fluida yang dialirkan persatuan aktu. c. Putaran (n), satuan rpm Putaran adalah dinyatakan dalam rpm dan diukur dengan tachometer. d. 0aya (P), satuan :att 0aya dibedakan atas 3 macam, yaitu daya dengan poros yang diberikan motor listrik dan daya air yang dihasilkan pompa. e. 7omen Puntir (T), satuan ;9m. 7omen puntir diukur dengan memakai motor listrik arus searah, dilengkapi dengan pengukur momen. f. 'fisiensi (<), satuan = 11
'fisiensi pompa adalah perbandingan antara daya air yang dihasilkan pompa dengan daya poros dari motor listrik. 2) 'fisiensi volumetris, memperhitungkan losis akibat resirkulasi pada ring, bush, dan lain"lain. 3) 'fisiensi mekanis, memperhitungkan losis akibat gesekan pada seal, packing gland, bantalan, dan lain"lain. Perhitungan pada pompa rotary # 1. Mengit#ng daya pompa P>(6?ht?@ )9(AB?D) &eterangan# P > 0aya (8p) 6 > debit (liter9menit) 8t > head total (meter) @ > massa jenis air ( &g9m4 )
Contoh soal # -ika diketahui 6 > 2B liter9menit h isap > meter dan h tekan > 2D meter massa jenis air > 2kg9dm4 . Tentukan daya pompaE -aab # P>(2B?(F2D)?2 )9(AB?D) P>(24B )9(AB?D) P > B,B3G 2. Head
8 > v393g &eterangan# 1 >kecepatan keliling sudu (m9det) 8>head (mka)
!. Kapasitas $"' πxD 2 xSxn
6>
240
(m49detik)
6e >
kapasitas pompa (m 49detik) 6e > kapasitas efektif pompa (m49detik) 0 >0iameter Plunger (m) 12
! > angkah gerak plunger (m) n > putaran mesin penggerak (rpm) < > efisiensi (=) (. 3eanan tota% Pt > H9$ [email protected].(8F8) &eterangan# Pt> tekanan pompa (;9m 3) H gaya dorong batang plunger (;) $ > luas penampang plunger (m 3) 8> 8ead tekan9tinggi pemindahan fluida (;9m 3) 8> kerugian tinggi angkat total (;9m 3) +. Momen P#ntir $3'
+esar momen puntir yang terjadi pada poros penghubung pompa, dapat menggunakan pendekatan analisis persamaan# T>P9n &eterangan# T > 7omen Puntir pada poros P > 0aya pada pompa n > Putaran pada poros pompa 4. Peren)anaan dasar n
Tenaga penggerak pompa ;p >
η
(att)
Tenaga pompa ; > @.g.8 man. 6 (att)3 Tenaga pompa sama dengan tenaga mekanik poros nya ; > ;mp > H 1 (att) !edangkan torsi T > H * diperoleh persamaan harga torsi# T > J,DD.2B4 ;9< 5. E6isiensi
. Ap%iasi Pompa Rotary
13
0alam kehidupan sehari"hari penggunaan pompa rotari dalam kita lihat pada mekanisme pelumasan sepeda motor. Pada mekanisme pelumasan sepeda motor,jenis pompa rotari yang di gunakan untuk pompa oli adalah pompa jenis nternal"gear Pump, salah satu contohnya adalah pada pompa oli milik honda % series. +erikut ini adalah beberapa aplikasi pompa rotary berdasarkan jenisnya # 2. Pompa Piston a. Penyuplaian minyak dan gas b. Teknologi pengedockan di industry &apal c. :ater !upply d. +oiler feed pump 3. Pompa *oda %igi a. 'ternal gear pump 1) 7engalirkan berbagai macam oli bahan bakar 2) 7engalirkan minyak pelumas 3) 7engukur jumlah aditif yang dicampurkan pada bahan kimia 4) 7encampur dan mengaduk bahan kimia 5) !istem hidrolik pada industri dan mobil b. nternal gear pump 1) +erbagai macam oli bahan bakar dan pelumas 2) Hood product seperti sirup, coklat atau peanut butter 3) $lkohol dan solvent 4) $spal, bitumen dan tar 5) Polyurethane foam 6) Cat, tinta dan pigmen 4. Pompa Cuping(lobe) a. ndustri makanan # Coklat, sirup, saos, selai, kue, agar"agar b. Produk harian # !usu, yoghurt, margarine, minyak, krim, keju c. ndustri minuman # +ir, anggur, alcohol, jus, air mineral, ragi d. ndustri kimia dan kertas # $sam, alkali, sabun, cat, resin, pelumas, solvent, lem, latek e. ndustri Harmasi # !erum, pasta gigi, vaksin, antibiotic, lotion, sampo, sabun 5. Pompa lir (!cre) a. 7engalirkan minyak pelumas b. 7engalirkan gas c. Pabrik &imia D. Pompa1ane a. !ering digunakan sebagai pompa vakum b. $erosol dan propelan c. Transfer bahan bakar d. $lkohol e. Pelarut f. Pendinginan K Hreon, $monia
14
