BAB IIPEMBAHASAN
A. Pengertian Pompa RotaryPompa rotari adalah termasuk pompa
perpindahan 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. Pompa rotari tidak mempunyai katup isap dan
buang, penggunaannya banyak dipakai dengan zat cair yang mempunyai
kekentalan tinggi. Tekanan kerja yang dihasilkan sedang atau lebih
rendah dari pompa torak atau plunger. Laju alirannya stabil tidak
berdenyut dengan kapasitas yang rendah.
B. Jenis-jenis Pompa RotarySecara umum jenis-jenis pompa rotary
antara lain: 1. Pompa Kam dan Piston Pompa ini disebut juga pompa
plunyer rotari, pompa jenis kam dan piston ini terdiri dari lengan
eksentrik dan lengan bercelah pada bagian atasnya. Perputaran paras
menyebabkan eksentrik menjebak cairan di dalam rumah pompa. Apabila
putaran berlanjut, maka cairan akan dipaksakan keluar rumah pompa
melalaui cairan lubang luar pompa.
Gambar Pompa Kam dan Piston2. Pompa Roda Gigi Pompa ini terdiri
atas : a. Pompa roda gigi-luar (External-gear Pump) Pompa ini
merupakan jenis pompa rotari yang paling sederhana. Apablia gerigi
roda gigi pada sisi hisap cairan akan mengisi ruangan yang ada
diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa
berkeliling dan ditekan keluar apabila geriginya bersatu lagi. Roda
gigi itu dapat berupa gigi heliks-tunggal, heliks-ganda atau gigi
lurus. Beberapa desain mempunyai lubang fluida yang radial pada
rada gigi bebas dari bagian atas dan akar gerigi sampai ke lubang
dalam roda gigi. Ini 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
Gambar. Pompa roda gigi luar (eksternal gear)b. Pompa roda
gigi-dalam (Internal-gear Pump) Jenis ini mempunyai rotor yang
mempunyai gerigi dalam berpasangan dengan roda gigi-luar yang bebas
(idler). Sebuah sekat yang berbentuk bulan sabit dapat digunakan
untuk mencegah cairan yang kembali ke sisi pompa.
Gambar. Pompa roda gigi dalam (internal gear)
Gamnbar. Aliran fluida dalam internal gear pump
Saran umum untuk penggunaan gear pumps yaitu: Untuk 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.
3. Pompa Cuping (lobe)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. Oleh
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.
Gambar 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 pompa ini walaupun secara prinsipnya menggunakan atau sama
dengan pompa curing.
Gambar alian fluida dalam pompa lobePompa 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. Dua rotor lobe cocok
digunakan untuk cairan kental, ukuran padatan yang relatif kasar
dengan kontinyuitas kecepatan aliran yang tidak halus.
4. Pompa ScrewPompa 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-helix-stator). Rotor terbuat dari
logam sedangkan helix 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).
Aliran melalui ulir-ulir sekrup, sepanjang sumbu sekrup,
sekrup-sekrup yang berlawanan dapat dipakai untuk meniadakan
dorongan aksial pada pompa.
screw tunggal
dua screw
tiga screwSama halnya dengan pompa roda gigi, pompa ulir ini
cocok untuk memompa zat cair yang bersih dan mempunyai sifat
pelumasan yang baik.Secara umum pompa rotary mempunyai kecepatan
aliran volum yang konstan asal kecepatan putarannya dapat
dipertahankan tetap. Selain itu alirannya lebih teratur (tidak
terlalu pulsatif). Pompa rotary cocok untuk operasi pada kisaran
tekanan sedang dan untuk kisaran kapasitas dari kecil sampai
sedang.5. Pompa VanePompa 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. Ketika 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.
Gambar Pompa Vane
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.
C. Prinsip Kerja Pompa RotaryPompa 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.
Berdasasarkan 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.Geometri dari elemen pompa dan rongga
pemompaan menentukan volume cairan dipompa perrevolusi poros.
Volume ini disebut perpindahan. Jenis pompa rotary dikonfigurasi
untuk perpindahan tetap, namun dapat menghasilkan tingkat aliran
variable dengan memvariasikan kecepatan poros. Baling-baling dan
piston rotary pompa menghasilkan volume yang variable dengan
mengubah geometri intern (yaitu berbagai perpindahan elemen
pemompaan).Prinsip kerja utama pompa rotari yaitu menggerakkan
fluida dengan menggunakan prinsip rotari. Vakum yang terbentuk oleh
rotasi dari pompa dan selanjutnya menghisap fluida masuk.Cara kerja
pompa rotari:1. Cairan masuk sisi isap antara rotor dan idler.2.
Cairan bergerak diantara celah antar gigi, bagian berbentuk bulan
sabit berfungsi sebagai pemisah antara sisi isap dan sisi buang.3.
Setelah rumah pompa hampir dipenuhi cairan, roda gigi membentuk
susunan sedemikian sehingga daerah isap dan daerah buang
terpisah.4. Setelah daerah isap dan buang sepenuhnya terpisah
cairan mulai keluar pada sisi buang.D. Komponen Pompa Rotary1.
Pompa rotary lobe
Keterangan:a. Quick-release coverMerupakan pintu masuk pompab.
Axial and radialcasing protectionMerupakan pelindung seperti gasket
yang terbuat dari bahan stainless steel, plastik, atau keramikc.
RotorMerupakan pelapis untuk rotor terbuat dari berbagai elastomer,
plastik, logam padat atau stainless steel tergantung pada
kebutuhan.d. Shaft sealsSeal atau segel yang terbuat dari bahan
elastomer atau teroplastik baik dinamis maupun statis terhadap
poros. Shaft seal terletak pada permukaan poros dengan beban
radiale. Medium unwetted shaftMerupakan poros pembawa pompaf.
Quench and control chamberMerupakan tempat control cairan yang
terletak di dalam pompa untuk keselamatan pompa.g. Casing in block
designMerupakan casing pompa dengan bantalan yang kokoh dan roda
gigi. Terbuat dari bahan besi cor kelabu, besi ulet, stainless
steel.h. Carrier and timing gear2. Pompa Screw
3. Pompa Roda Gigi (Luar)
4. Pompa Vane
E. Kelebihan dan Kekurangan Pompa Rotary1. Kelebihan pompa
rotari adalah:a. Ukuran keseluruhan lebih kecil sehingga lebih
ringan.b. Aliran zat cair yang dihasilkanuniform.c. Dapat bekerja
dengan putaran tinggi sehingga dapat dihubungkan dengan tenaga
penggeraknya.d. Tekanan yang dihasilkan dapat cukup tinggi.e. Dapat
bekerja pada pengisapan kering.f. Dapat bekerja dengan berbagai
posisi.g. efisiensi yang tinggi karena secara natural ia
mengeluarkan udara dari pipa alirannya, dan mengurangi kebutuhan
pengguna untuk mengeluarkan udara tersebut secara manual.2.
Kekurangan pompa rotari adalah:a. Bekerja tidak maksimal apabila
digunakan untuk cairan yang bercampur zat padat.b. Karena sifat
alaminya makaclearenceantara sudut putar dan sudut pengikutnya
harus sekecil mungkin, dan mengharuskan pompa berputar pada
kecepatan yang rendah dan stabil. Apabila pompa bekerja pada
kecepatan yang terlalu tinggi, maka fluida kerjanya justru dapat
menyebabkan erosi pada sudu-sudu pompa.
F. Parameter Pompa RotaryParameter dalam pompa antara lain :a.
Head (H)Head 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. Kapasitas (Q),
sayuannya adalah m3/s. Kapasitas adalah jumlah fluida yang
dialirkan persatuan waktu. c. Putaran (n), satuan rpm Putaran
adalah dinyatakan dalam rpm dan diukur dengan tachometer. d. Daya
(P), satuan Watt Daya dibedakan atas 2 macam, yaitu daya dengan
poros yang diberikan motor listrik dan daya air yang dihasilkan
pompa. e. Momen Puntir (T), satuan N/m.Momen puntir diukur dengan
memakai motor listrik arus searah, dilengkapi dengan pengukur
momen. f. Efisiensi (), satuan % Efisiensi pompa adalah
perbandingan antara daya air yang dihasilkan pompa dengan daya
poros dari motor listrik.1) Efisiensi volumetris, memperhitungkan
losis akibat resirkulasi pada ring, bush, dan lain-lain.2)
Efisiensi mekanis, memperhitungkan losis akibat gesekan pada seal,
packing gland, bantalan, dan lain-lain.Perhitungan pada pompa
rotary :1. Menghitung daya pompaP=(Qht )/(6075)Keterangan:P = Daya
(Hp)Q = debit (liter/menit)Ht = head total (meter) = massa jenis
air ( Kg/m3 )
Contoh soal :Jika diketahui Q = 10 liter/menit h isap = 7 meter
dan h tekan = 15 meter massa jenis air = 1kg/dm3 . Tentukan daya
pompa!Jawab :P=(10(7+15)1 )/(6075)P=(130 )/(6075)P = 0,0282. Head H
= v2/2gKeterangan: V =kecepatan keliling sudu (m/det)H=head
(mka)
3. Kapasitas (C)Q = (m3/detik)Qe = vxQKeterangan:Q = kapasitas
pompa (m3/detik)Qe = kapasitas efektif pompa (m3/detik)D =Diameter
Plunger (m)S = Langkah gerak plunger (m)n = putaran mesin penggerak
(rpm) = efisiensi (%)4. Tekanan total Pt = F/A
Pt>.g.(H+HI)Keterangan:Pt= tekanan pompa (N/m2)F gaya dorong
batang plunger (N)A = luas penampang plunger (m2)H= Head
tekan/tinggi pemindahan fluida (N/m2)HI= kerugian tinggi angkat
total (N/m2)5. Momen Puntir (T)Besar momen puntir yang terjadi pada
poros penghubung pompa, dapat menggunakan pendekatan analisis
persamaan:T = P / nKeterangan:T = Momen Puntir pada porosP = Daya
pada pompan = Putaran pada poros pompa6. Perencanaan dasarTenaga
penggerak pompa Np = (watt)Tenaga pompa N = .g.Hman. Q
(watt)2Tenaga pompa sama dengan tenaga mekanik poros nya N = Nmp =
F x V (watt)Sedangkan torsi T = F x R diperoleh persamaan harga
torsi: T = 9,55.103N/7. Efisiensi
G. Aplikasi Pompa RotaryDalam 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 Internal-gear
Pump, salah satu contohnya adalah pada pompa oli milik honda GL
series. Berikut ini adalah beberapa aplikasi pompa rotary
berdasarkan jenisnya :1. Pompa Pistona. Penyuplaian minyak dan
gasb. Teknologi pengedockan di industry Kapalc. Water Supplyd.
Boiler feed pump2. Pompa Roda Gigia. External gear pump1)
Mengalirkan berbagai macam oli bahan bakar2) Mengalirkan minyak
pelumas3) Mengukur jumlah aditif yang dicampurkan pada bahan
kimia4) Mencampur dan mengaduk bahan kimia5) Sistem hidrolik pada
industri dan mobilb. Internal gear pump1) Berbagai macam oli bahan
bakar dan pelumas2) Food product seperti sirup, coklat atau peanut
butter3) Alkohol dan solvent4) Aspal, bitumen dan tar5)
Polyurethane foam6) Cat, tinta dan pigmen3. Pompa Cuping(lobe)a.
Industri makanan :Coklat, sirup, saos, selai, kue, agar-agarb.
Produk harian :Susu, yoghurt, margarine, minyak, krim, kejuc.
Industri minuman :Bir, anggur, alcohol, jus, air mineral, ragid.
Industri kimia dan kertas :Asam, alkali, sabun, cat, resin,
pelumas, solvent, lem, lateke. Industri Farmasi :Serum, pasta gigi,
vaksin, antibiotic, lotion, sampo, sabun4. Pompa Ulir (Screw)a.
Mengalirkan minyak pelumasb. Mengalirkan gasc. Pabrik Kimia5.
PompaVanea. Sering digunakan sebagai pompa vakumb. Aerosol dan
propelanc. Transfer bahan bakard. Alkohole. Pelarutf. Pendinginan
Freon, Amonia3