INDUSTRI LOGAM‎ > ‎

Industri pompa dan kompresor


Bagian Pompa Sentrifugal

Bagian-Bagian Pompa Sentrifugal

Gambar 1. : Pompa Sentrifugal Sumber : Sularso, pompa dan kompresor,137

Gambar 2. : Pompa Sentrifugal Sumber : Dietzel, pompa,kompresor dan turbin, 244

Pompa sentrifugal terdiri dari beberapa bagian antara lain :
• Bagian pompa yang tidak bergerak :
1. Base Plate
Berfungsi untuk mendukung seluruh bagian pompa dan tempat kedudukan pompa terhadap pondasi.

2. Casing (rumah pompa)
Casing adalah bagian terluar dari rumah pompa yang berfungsi sebagai :

  • pelindung semua elemen yang berputar
  • tempat kedudukan difuser guide vane, inlet dan outlet nozzle
  • tempat yang memberikan arah aliran dari impeler
  • tempat mengkonversikan energi kinetik menjadi energi tekan (untuk rumah pompa keong atau volute).

3. Difuser guide vane
Bagian ini biasanya menjadi satu kesatuan dengan casing atau dipasang pada casing dengan cara dibaut. Bagian ini berfungsi untuk :

  • mengarahkan aliran fluida menuju volute (untuk single stage) atau menuju stage berikutnya (untuk multi stage)
  • merubah energi kinetik fluida menjadi energi tekanan

4. Stuffing box
Fungsi utama stuffing box adalah untuk mencegah terjadinya kebocoran pada daerah dimana pompa menembus casing. Jika pompa bekerja dengan suction lift dan tekanan pada ujung stuffing box lebih rendah dari tekanan atmosfer, maka stuffing box berfungsi untuk mencegah kebocoran udara masuk kedalam pompa. Dan bila tekanan lebih besar daripada tekanan atmosfer, maka berfungsi untuk mencegah kebocoran cairan keluar pompa.
Secara umum stuffing box berbentuk silindris sebagai tempat kedudukan beberapamechanical packing yang mengelilingi shaft sleeve. Untuk menekan packing digunakan gland packing yang dapat diatur posisinya ke arah aksial dengan cara mengencangkan atau mengendorkan baut pengikat.


5. Wearing ring (cincin penahan aus)
Adalah ring yang dipasang pada casing (tidak berputar) sebagai wearing ring casing dan dipasang pada impeler (berputar) sebagai wearing ring impeler. Fungsi utama wearing ring adalah untuk memperkecil kebocoran cairan dari impeler yang masuk kembali ke bagianeye of impeler.

6. Discharge nozzle
adalah saluran cairan keluar dari pompa dan berfungsi juga untuk meningkatkan energi tekanan keluar pompa.

• Bagian pompa yang bergerak :
1. Shaft (poros)
Shaft berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama pompa beroperasi, dan merupakan tempat kedudukan impeler dan bagian yang berputar lainnya.

2. Shaft sleeve (selongsong poros)
Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi shaft dari erosi, korosi dan keausan khususnya bila poros itu melewati stuffing box.

3. Impeler
impeler berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi energi kecepatan pada cairan yang di pompakan secara kontinyu, sehingga cairan pada sisi hisap secara terus menerus pula akan mengisi kekosongan akibat perpindahan dari cairan sebelumnya.

4. Wearing ring (cincin penahan aus)
Adalah ring yang dipasang pada casing (tidak berputar) sebagai wearing ring casing dan dipasang pada impeler (berputar) sebagai wearing ring impeler. Fungsi utama wearing ring adalah untuk memperkecil kebocoran cairan dari impeler yang masuk kembali ke bagian eye of impeler.

Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal
Fluida yang akan di pompa masuk kedalam nozzle isap menuju eye of impeler dan fluida tersebut terjebak diantara sudu-sudu dari impeler. Impeler tersebut berputar dan fluida mengalir karena gaya sentrifugal melalui impeler yang menyebabkan terjadinya peningkatan kecepatan fluida tersebut. Sesuai hukum Bernoulli jika kecepatan meningkat maka tekanan akan menurun, hal ini menyebabkan terjadinya zona tekanan rendah (vakum) pada sisi isap pompa. Selanjutnya fluida yang telah terisap terlempar keluar impeler akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida itu sendiri. Dan selanjutnya ditampung oleh casing (rumah pompa) sebelum dibuang kesisi buang. Dalam hal ini ditinjau dari perubahan energi yang terjadi, yaitu : energi mekanis poros pompa diteruskan kesudu-sudu impeller, kemudian sudu tersebut memberikan gaya kinetik pada fluida.

Akibat gaya sentrifugal yang besar, fluida terlempar keluar mengisi rumah pompa dan didalam rumah pompa inilah energi kinetik fluida sebagian besar diubah menjadi energi tekan. Arah fluida masuk kedalam pompa sentrifugal dalam arah aksial dan keluar pompa dalam arah radial. Pompa sentrifugal biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head medium sampai tinggi dengan kapasitas aliran yang medium. Dalam aplikasinya pompa sentrifugal banyak digunakan untuk kebutuhan proses pengisian ketel dan pompa-pompa rumah tangga.

Gambar 3. : Aliran fluida dalam pompa sentrifugal Sumber : Sularso, pompa dan kompresor,2000
 
 

Gunakan teknologi PureAir untuk proses produksi makanan, minuman, dan pabrik elektonik agar produk nyaman, kapasitas produksi tercapai dan ongkos lebih irit. Masalahnya, bagaimana mengatasi instalasi kompresor udara yang digunakan di pabrik-pabrik dan sangat sensitif terhadap minyak seperti pelumas?

Oleh karena itu, diperlukan suatu teknologi untuk membebaskan kompresor udara dari bahan minyak atau pelumas yang bisa menempel pada permukaan dalam kompresor udara. Harap maklum, sedikit saja bahan berminyak dan pelumas tertempel pada kompresor udara maka penggunaannya—saat proses produksi berlangsung—pasti mengalami gangguan. Target produksi pun akan meleset. Manager produksi bisa kena damprat.

Jangan cemas. Belum lama ini, telah diproduksi kompresor udara dengan teknologi PureAir yang penggunaannya demikian ekonomis. Kompresor udara bebas minyak itu menggunakan suatu teknologi dengan rentang daya 18 m3/menit bar.

Dibandingkan dengan cara yang lama, metode yang baru ini menggunakan teknik sekrup kompresor bebas minyak itu yang disajikan dengan prinsip PureAir dan kemudian diinjeksikan air. Manajer pabrik cenderung ragu-ragu dan sangat hati-hati untuk menggunakan aplikasi yang sensitif seperti dalam proses produk makanan, minuman dan pabrik elektonik—terutama pada saat harus memutuskan suatu investasi yang berdampak langsung pada keamanan dan pencapaian kapasitas produksi.

Jika keadaan atau masalah itu dilaporkan kepada big boss terkadang laporan itu tidak selalu ditanggapi. Akan tetapi, para manajer yang menangani proses produksi bolehlah lega terhadap hasil uji coba kompresor PureAir yang cukup memuaskan. Pasar di beberapa negara pun menerima kompresor udara yang berteknologi PureAir itu.

Bekerja dengan prinsip baru

Faktor kerja terdapat dalam sistem kompresi. Kompresi udara tidak lagi menggunakan kompresor sekrup dengan dua pasang sekrup paralel, yang membutuhkan biaya besar untuk produksi dengan teknologi transmisi yang kompleks dan rumit. Kompresor bekerja dengan sebuah sekrup dan sepasang rotor pendorong yang terbuat dari serat karbon plastik. Rotor pendorong ini disusun dengan kemiringan 90° dari rotor utama, yang sekrupnya terbuat dari campuran perunggu (lihat Gambar1).


Tidak ada sentuhan metalik setiap pulsa dan beban tingkat rendah pada getaran rendah dan tingkat kebisingan.

Foto: Compair
Gambar 1: Unit kompresor PureAir dalam memproduksi udara terkompresi bebas minyak.

Udara kompresor terbagi atas dua yakni ruang atas dan ruang di bawah rotor utama. Pengawasan atas kecepatan dilakukan bergantung pada penampilan kompresor dengan menggunakan konverter frekuensi yang terintegrasi. Kecepatan volume aliran dapat dicapai hingga 2960 per menit sedangkan sistem sekrup konvensional membutuhkan hingga 20.000 per menit. Keadaan itu tentu berdampak terhadap efisiensi biaya produksi.

Suhu kompresor mencapai maksimum 60° C

Tingkat denyut yang seimbang membuat tingkat getaran dan kebisingan suara menjadi rendah. Pada masa yang akan datang, prinsip kecepatan aliran volume berkisar 20 m3/menit pada kompresor tunggal dan akan tidak terbatas, ditunjukkan oleh perkembangan kompresor udara terbesar dalam seri ini, D110HSR sudah memiliki rentang daya 3,3 sampai 18 m3/menit dengan 7 bar (g).

Air diinjeksi ke dalam ruang kompresor yang kemudian dimurnikan oleh sistem filtrasi membran osmosis yang terintegrasi secara penuh untuk pelumasan, penyegelan, dan pendinginan. Sifat pendingin dalam air memungkinkan pengoprasian kompresor PureAir dengan suhu kompresi rendah hingga 60° C. Hasil ini mendekati isothermal kompresi dan konsumsi daya yang rendah dan efisiensi yang sangat tinggi (Gambar 2).

  1. Penghematan energi
  2. Cetak
  3. DH seri dengan injeksi air
  4. Penghematan energi
  5. Isotermal
  6. Dua tahap dengan DIAGRAM
  7. KOMPRESI

Gambar 2: Fitur kompresor efisiensi yang rendah mengurangi konsumsi energi yang meningkat.

Faktor lain yang berkontribusi adalah gearless drive train yakni: aturan yang digunakan pada elektronik dan juga digunakan pada operasi mekanis. Dengan demikian tercapai suatu keuntungan. Pengguna dapat melakukannya tanpa komponen-komponen tambahan yang jika dibandingkan dengan sistem kompresor serupa harus menggunakan kompenen tambahan. Produk kompresor ini juga memiliki contoh desain yang kompak.

Kompresor PureAir baru bebas minyak dibandingkan dengan teknik lama sehingga mengurangi biaya pemeliharaan berkurang


Kompresor PureAirKompresor bebas minyak (Seri D)
OlTidakYa
Kecepatan dalam rpm min-1Sampai dengan 35006000 sampai dengan 25.000
Suhu pemadatan pada oCsampai 60o Csampai 200o C
Kompresi elemen12
Jumlah yang disimpan05 sampai 7
Jumlah segel7Lebih dari 15
Jumlah segel2Lebih dari 15
Sumber: Compair

Masa pakai yang lama karena kecepatan rendah

Kecepatan yang rendah dan beban bearing simetris yang rendah (lihat Gambar3) menyebabkan masa pakai unit kompresor dapat lebih lama. Pergantian katup rotor—dari serat plastik karbon yang diperlukan baru setelah beberapa jam kompresor digunakan (dioperasikan)—hal ini menunjukan tingkat teknologi yang digunakan dalam komposit serat karbon mencapai tingkat yang tinggi.

Gambar 3: Kecepatan rendah dan beban bantalan rendah seimbang untuk menjamin layanan dalam jangka waktu yang lama.

Kompresor PureAir benar-benar bebas bahan minyak atau tempelan pelumas. Pada sistem-sistem sebelumnya, injeksi air ini tidak dapat dilakukan pada bearing, poros, dan roda gigi yang hanya dapat dilumasi dengan penyegelan dan dipisahkan dari ruang kompresi. Pengembangan CompAir dilakukan melalui direct drive gearless dan penggunaan dari enkapsulasi—selama masa pakainya bearing yang dilumasi dapat menjaga ruang kompresi benar-benar bebas dari minyak. Pengguna dapat mengganti minyak dan filter oli jika diperlukan.

Desain yang sederhana dan bagian bergerak yang lebih sedikit, jika dibandingkan dengan jenis lain, secara signifikan mengurangi biaya operasi dengan meminimalkan biaya pemeliharaan. Perhatikan Tabel yang memperlihatkan perbandingan jumlah komponen, suhu dan kecepatan seri baru PureAir DH dengan prinsip dua tahap sekrup konvensional.

Biaya proses kompresi udara lebih murah

Di tengah upaya untuk mengurangi konsumsi energi yang tinggi dalam proses kompresi udara, dibuatlah drive pengontrol frekuensi dan pengontrol kebutuhan udara yang cocok. Demikian juga pada teknologi downstream compressed air treatment dan filtrasi, yang dengan menggunakan pengendali modern dapat mencapai optimalisasi energi.

Dengan langsung menggerakkan tanpa gear, kompresor PureAir terbebas dari minyak—memang bukan kompresor yang pertama kali mengurangi konsumsi energi—dengan pendingin injeksi air, dalam usaha untuk mendinginkan udara yang bertujuan untuk mengurangi biaya investasi dan energi secara signifikan. Penggunaan energi yang rendah dapat dilihat dari suhu udara yang keluar karena terkompresi dengan rendah. Panas yang hilang juga sedikit dengan keluaran suhu 35° C dari kompresor.

Apa manfaat yang dapat dicapai pada kompresor udara bebas minyak dengan teknik kompresi ini? Kita dapat melihatnya pada sebuah contoh di pabrik elektronik perusahaan yang bernama Memmingen Rohde & Schwarz. Perusahaan ini mengembangkan dan memproduksi peralatan yang kompleks untuk teknologi radio dan teknologi pengukuran.

Bukti kompresor PureAir pada produksi elektronik

Lebih dari setengah ponsel yang digunakan seluruh masyarakat dunia diuji pada proses akhir produksinya dengan alat pengukur ini. Bahkan perusahan ini menawarkan layanannya pada operator jaringan radio di berbagai negara. Keadaan itu termasuk sistem untuk pelacakan dan pencatatan sistem radio analog dan digital dalam jaringan publik dan komunikasi yang mobile.

Kompetensi inti dari pabrik manufaktur Memmingen adalah produksi berdasarkan perangkat eleketronik. Di sini, uji coba menggunakan mesin penempatan yang canggih dan membutuhkan udara murni dalam jumlah yang besar. Karena peralatan ini mendukung perangkat elekronik pneugmatik yang kecil maka peralatan ini membutuhkan kompresi udara bebas minyak.

Jika udara kompresi mengandung minyak, maka katup halus dari conveyor system akan terganggu dalam keadaan tertentu dan dapat memicu down time dan biaya perbaikan yang besar. Kompresi udara juga berguna untuk membersihkan peralatan dengan meniup plat setelah dilakukan produksi, dan harus benar-benar dalam kondisi bebas minyak.

Pengguna sebelumnya kehilangan banyak energy untuk compressed air drying

Untuk produksi udara terkompresi, perusahaan menggunakan kompresor dengan minyak pelumas, yang dipersiapkan dengan sistem absorpsi lengkap, penyerap karbon aktif, dan kombinasi filter. Sistem ini menghasilkan yang pada kenyataannya, kompresi udara bebas minyak, namun menyebabkan biaya yang besar. Sebenarnya hanya butuh sekitar 20% dari udara terkompresi untuk produk pengering tersebut. Dengan demikian, keseimbangan energi relatif menjadi buruk.

Kualitas udara yang terkompresi diamati dengan sangat akurat oleh perusahaan Rohde & Schwarz. Mereka merasa bertanggung jawab untuk mengadakan pembaharuan dalam penyediaan udara terkompresi dengan terus mengukur dan merekam nilai kandungan sisa minyak dari udara terkompresi. Mereka juga segera merespon jika terjadi perbedaan di lapangan. Karena permintaan atas teknologi nirkabel di seluruh dunia, produksi berkembang di Memmingen, Jerman. Ketika pembelian sebuah jalur perakitan tambahan dipersiapkan maka pasti pasokan udara akan mencapai batas kapasitasnya.

Pihak Rohde & Schwarz menjelaskan bahwa yang membawa investasi baru dalam teknologi udara terkompresi tidak hanya kapasitas tambahan, tetapi juga reduksi biaya kompresi udara dan peningkatan atas keselamatan produksi. Sebuah stasiun yang sama sekali baru merupakan pilihan yang mahal. Akan tetapi, tidak demikian halnya dengan kompresor baru yang dapat melakukan perpindahan yang suksesif dari produksi udara terkompresi yang bebas minyak. Setelah dilakjukan riset di pasar secara intensif, manajemen perusahaan akhirnya memilih kompresor yang menggunakan teknologi PureAir.

Kompresor baru menghasilakan 70% udara tekompresi sesuai kebutuhan

Kompresor PureAir baru (lihat Gambar 4) menghasilkan sekitar 70% udara terkompresi yang dibutuhkan, yang memuaskan manajemen perusahaan Rohde & Schwarz.

Foto: Compair

Gambar 4: Kompresor baru PureAir buatan Rohde & Schwarz di Memmingen, Jerman.

Oleh karena itu, salah satu cara menghasilkan kompresi udara bebas minyak dengan mengikuti modernisasi atau menggunakan perangkat tambahan stasiun udara yang terkompresi.

(Harald Härter Direktur Pelaksana Compair Drucklufttechnik–Zweigniederlassung der Gardner Denver Deutschland GmbH di Simmern, Jerman. Informasi: Kirsten Waldmann, Manajer Pemasaran Regional, Tel: +496761 832308 atau email: kirsten.waldmann@compair.com)



Comments