JENIS-JENIS POMPA DAN KOMPRESOR
KOMPRESOR
Sebelum membahas mengenai jenis-jenis kompresor yang ada, lebih baiknya kita pahami dahulu apa itu kompressor dan bagaimana cara kerjanya.
Kompressor merupakan mesin fluida yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan fluida mampu mampat (udara). Dimana kompresor merubah energi mekanik atau penggerak (baik itu motor listrik, motor bakar, dll) menjadi energi potensial untuk memampatkan udara untuk ditempatkan pada tangki penyimpanan.
Secara dasar kompresor dibagi menjadi 2 jenis, yaitu Kompresor Perpindahan Positif (Positive Displacement Compressor) dan Kompresor Dinamik (Dynamic Compressor). Berikut diagram dari jenis-jenis kompresor:
Gambar 1. Bagan Klasifikasi Kompresor
1. Kompresor Perpindahan Positif (Positive Displacement Compressor)
Pada kompresor jenis ini fluida gas dipindahkan dengan cara memberikan energi dalam bentuk tekanan sehingga akan mengurangi volume fluida gas dan tekanan akan meningkat. Kompresor jenis perpindahan positif ini juga masih dibagi dalam 2 jenis, yaitu Rotary Compressor dan Reciprocating Compressor.
1.1 Rotary Compressor
Rotary Compressor (kompresor putar) adalah kompresor yang menggunakan energi tekanan untuk mengalirkan fluida, namun tekanan discharge yang dihasilkan kompresor jenis ini lebih kecil dibandingkan dengan reciprcating kompresor. Rotary compressor banyak digunakan untuk mengalirkan fluida gas di dalam sistem perpipaan yang panjang.
Rotary Compressor Lobe (Kompresor Putar Lobe) adalah jenis kompresor rotary dimana pada kompresor jenis ini mempunyai sepasang poros Lobe (cuping) yang dipasang dalam sebuah rumahnya. Poros Lobe yang digerakan oleh gigi penggerak pada celah sempit, tanpa kontak langsung logam-logamnya. Saluran pengisian yang terletak di dalam ruang poros lobe melebar. Selama poros lobe berputar, ruang di dalam lobe akan mengecil, selama proses itu lah terjadi proses kompresi. Proses kompresi akan tercapai sampai lubang pengisian udara tercapai, dimana udara yang keluar dari kompresor menjadi tekanan yang lebih tinggi.
1.1.2 Rotary Compressor Screw
Rotary Compressor Screw (Komresor Putar Sekrup) Tipe kompresor screw masuk kedalam jenis kompresor positive displacement rotary, dimana jenis kompresor ini terdiri dari dua buah helical screw yang salig berpasangan, dimana yang satu mempunyai bentuk cekung dan yang lainya berbentuk cembung sehingga dapat memindahkan udara secara aksial kesisilainya dan menghasilkan udara bertekanan.
Gambar 3. Compressor Type Lobe Gambar 2. Rotary Lobe
1.1.3 Rotary Compressor Liquid Ring
Rotary Compressor Liquid Ring (Kompresor Putar Cincin Cair) adalah jenis kompresor putar yang terdiri dari rotor berpusat di dalam silinder. Cairan (air) di masukan kepompa dan karena gaya sentrifugal dan
membentuk cincin silindris yang bergerak menutupi bagian dalam casing. Cincin cair ini menciptakan serangkaian perapat diruang antara baling-baling impeller, yang membentuk ruang kompresi dan udara terkompresi dan bergerak hingga mencapai debit akhir di casing.
1.1.4 Rotary Compressor Scroll
Rotary Compressor Scroll (Kompresor putar gulungan) adalah jenis kompresor putar yang mempunyai satu gulungan tetap dan satu gulungan berputar. Udara masuk melalui ruang inlet pada gulungan tetap dan gulungan yang berputar. Dan selanjutnya bagian gulungan yang berputar tadi mengkompresi udara di dalamnya, dan setelah udara yang di kompresi tadi sampai pada sisi ruang outlet udara di teruskan tekanannya keluar melalui sisi outlet akibat dari gerak putar gulungan yang berputar. Pada jenis kompresor ini tidak memerlukan katup pengeluaran seperti kompresor-kompresor lainnya.
Gambar 4. Rotary Compressor Screw Gambar 5. Struktur Kompresor Screw
Gambar 6. Rotary Compressor
Liquid Ring Gambar 7. Siklus Kerja KompresorLiquid ring
Gambar 9. Compressor Scroll Gambar 8. Proses Kerja Kompresor
1.1.5 Rotary Compressor Vane
Rotary Compressor Vane (Kompresor Putar Bilah) adalah kompresor putar berupa bilah-bilah vane atau blade pada sisi rotor yang terletak dalam sebuah housing yang mana udara masuk dari sisi inlet dikompresi vane yang keluar dari rumah poros akibat gaya sentrifugal putar, udara yang telah terkompresi tersebut disalurkan menuju sisi outlet.
1.2 Reciprocating Compressor
Reciprocating Compressor (kompresor gerak bolak-balik) adalah kompresor yang menggunakan energi tekanan juga untuk mengalirkan fluida, namun dalam prosesnya terjadi perpindahan piston di dalam silinder (berupa gerak bolak-balik). Kelebihan pada kompresor jenis ini mampu beroperasi dalam jangka waktu yang lama serta tekanan yang diberikan lebih tinggi bila dibandingkan dengan Rotary Compressor. Kekurangan dari jenis kompressor ini biaya perawatan yang sangat mahal. Pada kompresor jenis ini terbagi lagimenjadi tiga jenis yaitu:
a. Kompresor tipe Diaphragm b. Kompresor tipe Double Action c. Dan Kompresor tipe Single Action
1.2.1 Reciprocating Compressor Diaphragm
Reciprocating Compressor Diaphragm (kompresor tipe diafragma) adalah jenis kompresor torak. Namun letak torak dipisahkan melalui sebuah membran diafragma. Udara yang masuk dan keluar tidak langsung berhubugan dengan bagian-bagian yang bergerak secara resiprokal.
Gambar 11. Kompresor Tipe Vane
Gambar 10. Bagian-bagian Kompresor Tipe Vane
Adanya pemisahan ruangan ini udara akan lebih terjaga dan bebas dari uap air dan pelumas.
Prinsip kerja kompresor ini sama dengan kompresor torak dimana perbedaanya terdapat pada sistem kompresi udara yang akan masuk kedalam tangki penyimpanan udara bertekanan. Torak pada kompresor diafragma tidak secara langsung menghisap dan menekan udara, tetapi menggerakan sebuah membran (diaframa) dulu, dari gerakan diafragma yang kembang-kempis itulah yang akan menghisap dan menekan udara keabung penyimpanan. Kompresor jenis ini banyak digunakan pada industri bahan makanan, farmasi dan industri kimia.
1.2.2 Reciprocating Compressor Tipe Double Action
Reciprocating Compressor Tipe Double Action (Kompresor kerja bolak-balik tipe aksi ganda) adalah jenis kompresor piston kerja bolak bolak-balik yang memiliki dua sisi hisap/intake dan dua sisi buang/exhaust. Cara kerja dari kompresor tipe ini, piston bergerak naik dan turun dimana pada saat proses naik dan turun ini piston juga melakukan tahap kompresi pada kedua sisinya. Proses pengkompresian udara berlangsung relatif terus menerus selama piston melakukan gerak naik dan turun. Dengan demikian kedua sisi piston yang efektif digunakan untuk melakukan proses kompresi udara.
Gambar 12. Kompresor tipr Diafragma
1.2.3 Reciprocating Compressor Tipe Single Action
Reciprocating Compressor Tipe Single Action (kompresor kerja bolak-balik tipe aksi tunggal) adalah jenis kompresor yang bekerja memampatkan udara dengan cara pergerakan piston secara bolak-balik yang hanya memiliki satu sisi intake dan satu sisi exhaust. Prinsip kerja kompresor ini terdiri dari hisap-kompresi-buang. Dimana udara dihisap oleh piston dari titik mati atas menuju titik mati bawah melalui sisi intake dan katup intake terbuka selanjutnya udara yang dihisap tadi di kompresi oleh piston yang bergerak dari titik mati bawah menuju titik mati atas. Setelah piston hampir mencapai titik mati atas dan udara telah terkompresi katup exhaust terbuka dan udara selanjutnya disalurkan menuju tangki penyimpanan melalui sisi exhaust.
.
2. Kompresor Dynamic
Kompresor Dynamic (dinamik) adalah jenis kompresor yang memampatkan udara dengan menggunakan energi kecepatan. Dimana fluida dimampatkan melalui kecepatan kompresor yang bergerak dengan putaran yang tinggi sehingga udara tersebut termampatkan oleh energi kecepatan. Jika pada Kompresor Positive Displacment menggunakan energi tekanan saat akan memindahkan fluida, maka kompresor dinamik menggunakan energi kecepatan, bahkan kecepatan yang diberikan mencapai 20.000 rpm sampai 30.000 rpm. Kompresor jenis ini dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu, Kompresor Sentrifugal dan Kompresor Axial.
2.1 Kompresor Sentrifugal
Kompresor Sentrifugal adalah kompresor yang bekerja dengan prinsip kerja mengkonversikan energi kecepatan gas/udara yang dibangkitkan oleh aksi/gerakan impeller yang berputar dari energi mekanik unit penggerak menjadi energi potensial (tekanan) di dalam diffuser. Gas dihisap kedalam kompresor melalui saluran hisap kemudian diteruskan kedalam diafragma yang berfungsi sebagai pengarah aliran dan selanjutnya masuk kedalam impeller, kemudian impeller memberikan pusaran dengan kecepatan yang sangat tinggi. Akibat dari putaran yang tinggi tersebut maka gas akan terlempar keluar dari impeller karena adanya gaya sentrifugal yang terjadi dan masuk kedalam tangki penyimpanan.
Gambar 14. Proses Kerja Kompresor Kerja Tunggal
2.2 Kompresor Axial
Kompresor Axial adalah kompresor yang memapatkan udara airfoil yang berputar dimana gas atau udara mengalir sejajar sumbu poros. Tingkat energi dari fluida meningkat karena mengalir melalui kompresor akibat dari pemampatan balin-baling. Kompresor jenis ini biasanya digerakan oleh motor listrik atau turbin uap maupun gas.
POMPA
Pompa adalah mesin fluida yang digerakan secara mekanis untuk memindahkan suatu fluida dari tempat bertekanan rendah ke tempat dengan tekanan yang lebih tinggi. Secara garis besar pompa juga sama seperti kompresor dibagi dalam dua jenis:
1. Pompa Positive Displacment
Gambar 15. Kompresor Sentrifuga
Pompa ini dikenal sesuai dengan caranya beroperasi yaitu, cairan diambil dari ujung dan dipindahkan ke ujung lain yang dialirkan secara positif, pompa ini digunakan di berbagai macam sektor untuk memindahkan air maupun fluida yang kental. Pompa perpindahan positif digolongkan berdasarkan cara pemindahannya:
1.1 Pompa Reciprocating
Yaitu dimana energi mekanis dari penggerak pompa di konversikan menjadi energi dinamis/potensial pada cairan yang dipindahkan dengan cara melalui elemen pemindah yang bergerak secara bolak-balik di dalam silinder. Elemen pemindah yang bergerak bolak-balik disebut pompa (piston) dan plunyer. Torak biasanya ukuran diameter relatif lebih besar dari panjangnya, sedangkan plunyer diameternya jauh lebih kecil dibanding panjangnya. Prinsip dari pompa Reciprocating yaitu, perpindahan dilakukan oleh maju mundurnya jarum piston, pompa ini hanya digunakan untuk pemompaan fluida dengan viskositas tinggi.
1.1.1 Pompa Reciprocating Piston/Plunger
Pompa Reciprocating Piston/Plunger adalah jenis pompa yang memindahkan fluida yang dilakukan oleh maju mundurnya jarum piston/plunger. Pompa Piston memanfaatkan gerakan maju mundurnya piston sebagai penggerak masuk keluarnya suatu fluida. Pompa piston mempunyai bagian utama berupa torak yang bergerak bolak- balik didalam silinder. Fluida masuk melalui katup isap (suction valve) ke dalam silinder dan kemudian ditekan oleh piston, sehingga tekanan statis fluida naik dan sanggup mengalirkan fluida keluar melalui katup tekan (discharge valve). Pompa jenis ini hanya digunakan untuk memompa cairan dengan vikositas tinggi (minyak).
Sedangkan pompa plunger merupakan suatu silinder baja yang panjang, Plunger pump merupakan suatu silinder baja yang panjang, packingnya terletak konstan (stationary) pada bagian dalam dari silindernya. Perbedaannya dengan pompa piston yaitu bentuknya labih panjang dan pakingnya menempel pada silinder. Sedangkan pada pompa piston, pakingnya menempel pada piston itu sendiri. Prinsip kerja pompa ini hampir sama dengan pompa piston, hanya saja tidak digunakan piston, melainkan digunakan silinder baja yang panjang atau biasa disebut plunger. Fluidi masuk melalui dua arah yang berlawanan, yang pertama masuk melalui katup isap pada bagian bawah, sedangkan yang kedua fluida masuk ketika plunger tersebut ditekan. Plunger tersebut dihubungkan oleh sebuah batang sehingga bergerak serempak dan fluida juga dapat masuk secara bersamaan dari arah yang berlawanan. Kemudian karena tekanan pada bagian katup buang lebih tinggi maka fluida akan terdorong ke atas dan keluar melalui katup buang tersebut.
Biasanya digunakan untuk memompakan air pada steam generator. Pompa ini tidak cocok digunakan pada fluida kerja yang mengandung pasir, lumpur, dan semen karena dapat mengakibatkan kebocoran pada packing dan plungernya.
Gambar 19. Pompa Jenis Plunger
1.1.2 Pompa Reciprocating Diafragma
Pompa ini digunakan untuk memindahkan fluida. Prinsip kerja pompa ini juga hampir sama dengan pompa piston, namun pada pompa diafragma memiliki dua silinder, dan pada dasarnya cara kerjanya hampir sama dengan paru-paru manusia yaitu berdasarkan pada mengembang dan mengempisnya diafragma. Cara kerja dari kompresor tipe diafragma sisi-sisi difragma dihubungkan dengan baut pada satu sisi-sisi dari flange. Ketika difragma mengempis, maka fluida akan terhisap masuk, sedangkan ketika diafragma mengembang, fluida akan terdorong keluar melalui katup buang. Hal tersebut terjadi karena adanya perbedaan tekanan antara katup buang dengan katup hisap. Katup buang memiliki tekanan yang lebih tinggi bila dibandingkan pada katup hisap. Pompa ini biasanya digunakan pada fluida yang bersifat korosif. Pompa reciprokating menghasilkan denyutan atau aliran yang tidak kontinyu yang dapat menyebabkan kerusakan pada pompa bila sistemnya tidak dirancang dengan baik. Biasanya diperlukan peralatan tambahan seperti ketel angin, orifice, dll.
Gambar 18. Pompa Jenis Piston
1.2 Pompa Rotary
Pompa jenis ini memiliki prinsip kerja yang tidak jauh berbeda dengan pompa reciprocating, tetapi elemen pemindahnya tidak bergerak secara translasi melainkan bergerak secara rotasi di dalam casing (hoursing). Perpindahan dilakukan oleh gaya putaran sebuah gear, cam dan baling-baling didalam sebuah ruang bersekat pada casing yang tetap, pompa rotary selanjutnya digolongkan sebagai gear dalam, gear luar, lobe dan baling-baling dorong.
1.2.1 Pompa Rotary Single Rotor
Pompa Rotary Single Rotor merupakan pompa reciprocating yang memindahkan fluida melalui gerakan putar yang terdiri dari satu poros pengerak saja yang berrotasi dalam casing (housing). Pompa jenis ini dibagi menjadi empat jenis, yaitu:
1.2.1.1 Single Rotor Vane Pump
Adalah pompa vane poros tunggal yang mempunyai bilah-bilah atau blade pada sisi rotor yang cara kerjanya sama seperti kompresor vane. Bedanya hanya pada fluidanya saja yang dipindahkan dari keadaan tekanan rendah menuju keadaan tekanan tinggi.
1.2.1.2 Single Rotor Piston Pump
Adalah jenis pompa positive displacement dimana tekanan yang dihasilkan dari pompa jenis ini tekanannya tinggi.
2. Pompa Dinamik
Pompa dinamik juga dikarakteristikan oleh cara pompa tersebut beroperasi yaitu, impeller yang berputar akan mengubah energi kinetik menjadi tekanan ataupun kecepatan yang diperlukan untuk memompa fluida. Terdapat dua jenis pompa dinamik, yaitu:
2.1 Pompa Dinamik Rotary
Pompa dinamik rotary terdiri dari dua jenis pompa: 2.1.1 Pompa Aliran Sentrifugal atau Radial
Pompa Sentrifugal adalah pompa dengan prinsip kerja merubah energi kinetis (kecepatan) cairan menjadi energi potensial (tekanan) melalui suatu impeler yang berputar dalam suatu casing. Pompa ini terdiri dari komponen utama berupa kipas (impeler) yang dapat berputar dalam sebuah casing (rumah pompa), casing tersebut dihubungkan dengan saluran isap dan saluran tekan. Untuk menjaga agar didalam casing selalu terisi cairan, maka ada saluran isap yang harus dilengkapi dengan katup kaki (foot valve). Impeler yang berputar akan memberikan gaya sentrifugal sehingga cairan yang ada pada bagian pusat impeler akan terlempar keluar dari impeler yang kemudian ditahan casing sehingga menimbulkan tekanan alir.
Gambar 22. Pompa Piston Kerja Tunggal
2.1.2 Pompa Aliran Axial
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 sudu-sudu 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.
2.2 Pompa Dinamik Desain
Spesial
Pompa jenis ini dirancang untuk suatu kondisi khusus di dalam berbagai bidang sesuai dengan kebutuhannya, misalnya saja jet pump atau ejector, pompa jenis ini adalah pompa yang terdiri dari sebuah tabung pancar, nozel kovergen dan ventury yang berbentuk diffuser. Cara kerjanya ialah, pada bagian kovergen dihubungkan dengan pipa yang berfungsi sebagai pengisap cairan, fluida dapat terisap oleh pompa karena adanya daya penggerak dalam bentuk energi tekanan fluida yang selanjutnya dialirkan melalui nozel dan masuk kedalam tabung dengan kecepatan yang tinggi sehingga menyebabkan kevakuman di dalam tabung pompa. maka fluida akan terisap dan bercampur dengan fluida penggerak. Pompa jenis ini dapat digunakan untuk mencampur dua jenis zat cair, seperti misalnya pencampuran air dengan liquid foam pada pemadam kebakaran.
Gambar 24. Pompa Axial
Daftar Pustaka
1. Air Compressor. Laman: https://en.wikipedia.org/wiki/Air_compressor diunduh pada: Kamis, 24 September 2015. Pukul: 08:45 wib
2. Berbagai Macam Jenis Kompresor. Laman:
http://www.prosesindustri.com/2015/06/berbagai-macam-jenis-kompresor.html diunduh pada: Kamis, 24 September 2015. Pukul: 08:51 wib
3. Gas Compressor. Laman: https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_compressor diunduh pada: Kamis, 24 September 2015. Pukul: 08:57 wib
4. Rotary Lobe Type Air Compressor. Laman:
http://mightymech-rocks.blogspot.co.id/2009/06/rotary-lobe-type-air-compressor.html diunduh pada:
5. Kompreor. Laman: http://adiezzzt.blogspot.co.id/2013/01/makalah-kompresor.html diunduh pada: Kamis, 24 September 2015. Pukul: 15:30 wib
6. Axial Compressor. Laman: https://en.wikipedia.org/wiki/Axial_compressor diunduh pada: Kamis, 24 September 2015. Pukul: 17:44 wib
7. Jenis-jenis Pompa. Laman:
http://www.prosesindustri.com/2014/12/pengertian-pompa-dan-jenis-jenis-pompa.html diunduh pada: Kamis, 24 September 2015. Pukul:
18:03 wib
8. Pompa Reciprocating. Laman:
https://www.academia.edu/9559586/pompa_reciprocating diunduh pada: Kamis, 24
September 2015. Pukul: 19:08 wib
9. Pump Jet Ejecor. Laman:
https://www.koerting.de/en/products/ejectors-vacuum-technology/jet-ejectors/steam-jet-vacuum-pump diunduh pada: Kamis, 24 September
