Positive Displacement Pump [PDF]

Citation preview

A.



POSITIVE DISPLACEMENT PUMP 1. Piston Pump



Gambar 1. Piston Pump a) Komponen  Piston Rod : berfungsi untuk meneruskan tenaga dari mesin penggerak ke piston sehingga piston dapat bergerak maju dan mundur.  Piston : berfungsi untuk menghisap fluida masuk melalui suction dan mendorong fluida keluar menuju discharge.  Silinder : berfungsi sebagai tempat pergerakan piston dan penampungan sementara fluida.  Suction valve : katup yang terbuka ketika fluida masuk silinder pada saat langkah isap.  Discharge valve: katup yang terbuka ketika fluida keluar silinder pada saat langkah buang.  Suction Pipe : Pipa saluran masuk fluida.  Discharge pipe : pipa saluran keluar fluida.  Ring/seal : berfungsi untuk mencegah kebocoran fluida dari dalam silinder.  Silinder liner : berfungsi sebagai pelapis selinder yang bagian dalamnyaharus mempunyai permukaan yang halus guna memperlancar gerak piston.



b) Prinsip Kerja Ketika piston rod digerakkan oleh mesin penggerak dan mendorong piston maju, maka piston akan bergerak ke kanan dan menekan fluida pada ruang sebelah kanan sehingga volumenya mengecil dan tekanannya semakin besar sehingga fluida mampu mendorong discharge valve dan keluar menuju discharge pipe. Seketika itu juga terjadi penambahan volume ruang sebelah kiri dan tekanannya menurun sehingga membuka suction valve dan kemudian fluida terhisap masuk silinder. c) Kelebihan & Kekurangan Kelebihan Efisiensi totalnya tinggi Kemampuan isapnya sangat baik Dapat beroperasi pada posisi horizontal, vertikal, miring Mampu beroperasi pada suction kering, sehingga tidak perlu proses priming Head yang dihasilkan relatif tinggi



Kekurangan Kapasitas aliran tidak kontinyu Getarannya tinggi Kapsitasnya lebih rendah dibanding pompa sentrifugal Maintenance rumit Sulit diatur gatur untuk kapasitas tinggi



2. Screw Pump



Gambar 2. Screw Pump d) Komponen  Suction Port



: Tempat masuknya fluida



    



Discharge Port : Tempat keluarnya fluida Drive screw : Screw yang memiliki bentuk khusus untuk menangkap fluida yang dipompakan. Drive Shaft : Poros yang berfungsi untuk mentransmisikan gaya dari motor penggerak sehingga membuat screw berputar. Gears : berfungsi untuk menghubungkan putaran pada screw satu dengan screw lainnya. Casing : berfungsi untuk rumah dan pelindung dari komponen-komponen yang berputar.



e) Prinsip Kerja Pada pompa screw, zat cair masuk pada suction port, kemudian akan ditekan di screw yang mempunyai bentuk khusus dan mengalir dengan arah aksial. Dengan bentuk screw tersebut, zat cair akan masuk di ruang antara screw-screw tersebut, ketika screw berputar, zat cair tergiring mengikuti screw kemudian keluar melewati discharge port. f) Kelebihan & Kekurangan Kelebihan Akurasi volume transfer sangat tinggi, hal ini disebabkan oleh karakteristik pompa dimana kapasitas alir (flow) tidak tergantung dari pressure yang dihasilkan tetapi dari kecepatan putaran pompa. Arah aliran dapat dibalik (suctiondischarge dapat ditukar, tergantung arah putaran pompa). Dapat beroperasi dalam berbagai posisi, horizontal, vertikal, miring. Aliran konstan dan lancar Alirannya kontinyu Stabilitas tekanan sangat bagus Dapat melayani fluida dengan viskositas tinggi dan abrasif Putaran dapat ditingkatkan sehingga Kapasitasnya relatih besar Pompa dapat beroperasi tanpa valve Kemampuan hisap tinggi Getarannya relatif kecil Efisiensinya totalnya tinggi (70 % – 80%)



Kekurangan Relative lebih mahal karena desainnya perlu ketelitian dan kepresisian serta toleransi yang tinggi



Karakteristik performance sensitive terhadap perubahan viskositas Dilengkapi dengan hopper dengan panjang hingga 3 m Kapasitas rendah Pengaturan kapasitas sulit



3. Sliding Vane Pump



Gambar 3. Sliding vane pump g) Komponen  Rotor : berfungsi sebagai tempat atau slot keluar masuknya vanes  Shaft : merupakan poros yang mentransmisikan putaran dari motor penggerak ke rotor.  Vanes: merupakan sudu atau baling-baling yang dapat terbuang keluar ketika volume ruangan membesar dan kemudian masuk kembali ketika volume ruang mengecil. h) Prinsip kerja Elemen pendorong adalah sudu yang bergerak sliding secara bebas di dalam slot dari rotor. Rotor berputar di dalam casing eksentrik yang berbentuk elips. Ruang antara rotor dengan casing dibagi oleh sudusudu. Jika rotor berputar, volume ruangan yang dibatasi oleh dua sudu mula-mula membesar sehingga fluida cair akan terisap melalui lubang hisap, kemudian mengecil lagi sehingga fluida dikompresikan dan dikeluarkan melalui saluran keluar. i) Kelebihan & kekurangan Kelebihan Efisiensi totalnya tinggi Kapasitas alirannya kontinyu Getarannya rendah Konstruksi sederhana 4. Lobe Pump



Kekurangan Kapasitasnya rendah Pengaturan kapasitas sulit



Gambar 4. Lobe Pump j) Komponen  Casing : berfungsi sebagai rumah dari rotor pompa  Rotor : berfungsi sebagai pengatur volume ruang yang akan menangkap fluida pada sisi inlet kemudian diputar dan dipindahkan ke outlet. k) Prinsip kerja Kedua rotor berputar serempak dengan arah saling berlawanan di dalam sebuah casing. Sumbu gigi dari rotor selalu membentuk sudut 90o terhadap sumbu gigi rotor yang lain. Jika rotor diputar, maka fluida yang terkurung antara casing dengan lobe akan dipindahkan dari sisi inlet menuju outlet. l) Kelebihan & Kekurangan Kelebihan Kekurangan Efisiensi totalnya tinggi Kapasitas rendah Kapasitas alirannya kontinyu Pengaturan kapasitas sulit Getarannya rendah Konstruksi sederhana Mampu melayani cairan dengan viskositas tinggi



B.



DYNAMIC PUMP



1. Centrifugal Pump (radial flow pump)



Gambar 5. Centrifugal Pump (radial flow pump) m) Komponen  Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana poros pompa menembus casing.  Packingdigunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.  Shaft (poros)Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya.  Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan keausan pada stuffing box. Pada pompa multi stage dapat sebagai leakage joint, internal bearing dan interstage atau distance sleever.  Vane Sudu dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.  Casing Adalah bagian pompa yang berfungsi sebagai Pelindung kedudukan elemen yang berputar, Tempat kedudukan quide vane atau diffuser, inlet dan outlet nozzle, tempat yang memberikan arah aliran



 























dari impeler dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage). Eye of Impeller Bagian sisi masuk pada arah isap impeller. Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi energi kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga cairan pada sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan akibat perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya. Wearing ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang melewati bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan cara memperkecil celah antara casing dengan impeller. Beraing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poros agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial. Bearing juga memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan tetap pada tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil. Berfungsi untuk mendukung seluruh bagian pompa terhadap fondasi. Untuk pompa yang dihubungkan langsung dengan penggerak maka unit penggerak dan pompa diletakan di atas satu unit base plate. Base plate harus tegar/rigid dan kuat menahan beban. Komponen pompa ini berfungsi untuk mencegah bocoran yang berlebihan dari fluida service yang terjadi antara casing dan poros, baik ketika pompa tersebut sedang beroperasi maupun saat stanby. Merupakan tempat keluarnya cairan yang berbentuk seperti nozzle yang berfungsi untuk menaikkan energi tekanan cairan saat keluar pompa.



n) Prinsip kerja Pompa Centrifugal bekerja normal bila saluran suction sampai rumah pompa terisi cairan hingga penuh. Apabila poros diberikan daya dari luar, maka impeller akan berputar. Dengan berputarnya impeller, maka cairan yang ada di impeller akan terlempar keluar akibat mendapat gaya sentrifugal. Disana fluida akan mendapat energi kinetik. Karena bentuk impeller yang seperti diffuser, maka juga akan menghasilkan tekanan (fluida akan menghasilkan energi tekanan). Setelah keluar dari impeller, cairan ditampung di volute chamber. Pada bagian ini sebagian energi kinetik diubah menjadi energi potensial berupa kenaikan tekanan. Sehingga keluar dari volute chamber, fluida memiliki energi tekanan dan energi kinetik yang besar. Apabila tekanan discharge nozzle lebih kecil, maka cairan akan keluar. Setelah fluida di bagian impeller eyes keluar ke exit impeller (meninggalkan impeller eyes)



maka ruangan akan vakum atau tekanan sangat rendah. Bila tekanan dalam suction reservoir lebih tinggi daripada inlet nozzle (impeller eyes) maka fluida akan mengalir dari suction reservoir ke pompa. o) Kelebihan & kekurangan Kelebihan Kontinuitas aliran sangat baik.



Kekurangan Mempunyai Head relative lebih rendah dibanding dengan kapasitas yang dihasilkan. Tidak mampu beroperasi pada suction yang kering, sehingga saluran suction hingga impeller pompa harus terisi cairan penuh Head yang dihasilkan lebih rendah dibandingkan dengan pompa reciprocating



Realibilitas operasinya sangat tinggi, karena memiliki sedikit bagian yang bergerak dan tanpa adanya mekanisme katup. Mampu bergerak dengan putaran tinggi, sehingga dapat dengan mudah dikopling langsung dengan motor listrik. Dapat melumasi sendiri, oleh Tidak cocok untuk memompa fluida yang dipompa. cairan yang memiliki viskositas tinggi. Mudah pengaturan kapasitasnya. Alirannya uniform



2. Axial flow Pump



Gambar 6. Axial Flow Pump p) Komponen  Propeller : berfungsi sebagai baling-baling yang menghisap cairan pada arah aksial dan membuangnya ke arah aksial juga.  Shaft : berfungsi mentransmisikan energi gerak dari motor listrik berupa putaran poros yang kemudian memutar propeller.  Casing : berfungsi sebagai rumah dari propeller q) Prinsip kerja Pompa jenis ini berfungsi untuk mendorong fluida kerja dengan arah yang sejajar terhadap sumbu/poros impellernya. Hal ini berbeda dengan pompa jenis sentrifugal yang arah output fluidanya tegak lurus dengan sumbu impeller. Energi mekanik yang dihasilkan oleh sumber penggerak ditransmisikan melalui poros impeller untuk menggerakkan impeller pompa. Putaran impeller memberikan gaya aksial yang mendorong fluida sehingga menghasilkan energi kinetik pada fluida kerja tersebut. Pada beberapa desain pompa aksial, terpasang sudusudu tetap (diam) yang membentuk difuser pada sisi keluaran pompa. Fungsinya adalah untuk menghilangkan efek berputar dari fluida kerja dan mengkonversikan energi kinetik yang terkandung di dalamnya menjadi tekanan kerja.



r) Kelebihan & kekurangan



Kelebihan Kapasitas alirannya kontinyu



Kekurangan Head yang dihasilkan relatif lebih rendah daripada pompa sentrifugal



Alirannya uniform Kapasitas relatif lebih tinggi dibandingkan dengan pompa sentrifugal Tidak mudah tersangkut kotoran Tidak terlalu sering membutuhkan maintenance Self priming, karena biasa dimanfaatkan sebagai pompa banjir. 3. Mixed Flow Pump



Gambar 7. Mixed Flow Pump s) Komponen  Impeller : bagian yang berputar sehingga cairan terhisap masuk ke dalam volute chamber.  Volute casing : berfungsi sebagai rumah dari impeller







Discharge nozzle : berfungsi sebagai tempat keluarnya cairan yang dipompakan.



t) Prinsip kerja Prinsip kerjanya hampir sama dengan pompa sentrifugal. Head yang dihasilkan pada pompa jenis ini sebagian adalah disebabkan oleh gaya sentrifugal dan sebagian lagi oleh tolakan impeler. Aliran buangnya sebagian radial dan sebagian lagi aksial, inilah sebabnya jenis pompa ini disebut pompa aliran campur. u) Kelebihan & kekurangan Kelebihan Kapasitas lebih tinggi dibandingkan dengan pompa sentrifugal Alirannya kontinyu Rendah getaran



Kekurangan Head yang dihasilkan lebih rendah dibandingkan dengan pompa sentrifugal