Pompa Posistive Displacement
Pompa positive displacement memiliki tipe yang lebih bervariasi daripada pompa dinamik. Secara general pompa positive displacement dibagi kedalam dua kelompok besar, yakni pompa jenis rotari dan jenis reciprocating. Keduanya masih dibagi menjadi berbagai jenis pompa lagi. Dan berikut adalah pompa-pompa tersebut:
Pompa Positive Displacement Tipe Rotari
Pompa positive displacement tipe rotari ini memindahkan
fluida kerja melalui mekanisme rotari dengan jalan menimbulkan efek
vakum sehingga dapat menghisap fluida kerja dari sisi inlet, dan
memindahkannya ke sisi outlet. Jika ada udara yang terperangkap di dalam
pompa rotari, secara natural pompa ini akan mengeluarkan udara
tersebut, sehingga mengurangi kebutuhan untuk mengeluarkan udara yang
terperangkap di dalam pompa secara manual.
Berikut adalah macam-macam pompa positive displacement tipe rotari :
- Pompa Roda Gigi Internal (Internal Gear Pump). Pompa ini menggunakan dua roda gigi sebagai penggerak fluida kerja di dalam casing
pompa. Satu roda gigi menjadi penggerak dan yang lainnya menjadi yang
digerakkan. Roda gigi penggerak berada di dalam roda gigi yang
digerakkan. Untuk lebih jelasnya silahkan perhatikan gambar berikut.
Pompa Roda Gigi InternalDan berikut adalah proses dimana fluida kerja dipompa oleh pompa roda gigi internal ini.
Prinsip Kerja Pompa Roda Gigi InternalTerlihat bahwa fluida kerja masuk melalui inlet pompa menuju sela-sela roda gigi luar yang diputar oleh roda gigi dalam. Fluida tersebut bergerak menuju sisi outlet akibat dorongan dari roda gigi luar. Selanjutnya roda gigi dalam masuk ke sela-sela roda gigi luar sehingga mendorong fluida kerja untuk keluar ke sisi outlet pompa.
Animasi Pompa Roda Gigi Internal - Pompa Roda Gigi Eksternal (External Gear Pump). Sama dengan
pompa roda gigi internal, pompa roda gigi eksternal ini juga
menggunakan dua roda gigi sebagai komponen utamanya. Yang membedakan
adalah kedua roda gigi berada pada posisi yang sejajar, dan roda gigi
penggerak tidak berada di dalam roda gigi yang digerakkan.
Prinsip Pompa Roda Gigi Eksternal - Pompa Screw (Ulir). Pompa ulir pertama kali dikembangkan oleh Archimedes, ia menggunakan satu buah ulir untuk memindahkan air dari tempat yang rendah ke sawah-sawah untuk keperluan irigasi. Oleh karena hal inilah pompa ulir dengan satu ulir disebut juga Pompa Ulir Archimedes.
-
Pompa Ulir ArchimedesDesain pompa ulir telah berkembang menjadi beberapa tipe seperti twin-rotor, triple-rotor, dan 5-rotor. Perbedaan ketiganya ada pada jumlah rotor ulirnya. Berikut adalah video pompa ulir dengan twin-rotor.
Prinsip kerja pompa ulir dengan multi-rotor adalah fluida kerja yang masuk melalui sisi inlet pompa dipindahkan oleh rotor ulir melalui sela-sela ulir sisi luar. Saat sampai di sisi outlet, fluida akan terdorong keluar dari pompa.
Twin Rotor Screw Pump - Progressive Cavity Pump. Pompa jenis ini adalah
pengembangan dari pompa jenis ulir. Prinsip kerjanya pertama kali
dikenalkan oleh Rene Moineau pada tahun 1930-an. Pompa ini terdiri atas
sebuah rotor yang berbentuk spiral, serta stator yang juga berbentuk
spiral namun didesain memiliki jarak pitch spiral yang 2 kali lebih besar dari pitch rotor. Rotor pompa progressive cavity terhubung dengan shaft yang digerakkan oleh motor listrik. Diantara shaft dengan rotor dihubungkan oleh flexible coupling
yang apabila shaft berputar, kopling ini bergerak mengikuti gerakan
rotor dan shaft. Untuk lebih jelasnya silahkan perhatikan animasi
berikut ini.
Desain spiral dari rotor serta stator membentuk rongga (cavity) di dalamnya, yang apabila rotor berputar rongga tersebut seakan-akan bergerak maju ke arah outlet pompa. Rongga inilah yang menjadi ruang untuk memindahkan fluida kerja.
Bagian-bagian Pompa Progressive CavityPompa progressive cavity dapat digunakan pada berbagai macam jenis fluida kerja, dari fluida encer sampai dengan fluida berviskositas tinggi. Namun pompa ini tidak cocok dengan partikel-partikel solid. Untuk operasionalnya, pompa ini perlu dilakukan proses pengisian awal (priming) serta pembuangan udara yang terperangkap (venting) di dalamnya sebelum beroperasi. Hal ini bertujuan untuk memperpanjang umur pompa. - Rotary Lobe Pump dan Rotary Piston Pump. Pompa rotary lobe mirip dengan pompa roda gigi, hanya saja menggunakan semacam rotor berbentuk cuping (lobe).
Terdapat dua rotor cuping di dalam casing pompa, yang keduanya
digerakkan oleh sumber penggerak dan diatur sedemikian rupa oleh roda
gigi yang berada di luar bodi pompa sehingga kedua rotor berputar
seirama. Putaran dari rotor ini menimbulkan ruang kosong sehingga fluida
dapat masuk ke dalamnya dan ikut berpindah ke sisi outlet. Pada sisi
outlet kedua cuping rotor bertemu sehingga menutup rongga yang ada dan
mendorong fluida kerja keluar melalui outlet pompa.
Prinsip Kerja Rotary Lobe PumpPompa rotary piston adalah pengembangan dari pompa rotary lobe. Rotor pompa rotary piston didesain sedemikian rupa sehingga volume rongga pompa menjadi lebih luas. Selain itu pada sisi outlet pompa, rotor pompa tidak lagi "menghimpit" fluida kerja agar keluar seperti pada pompa rotary lobe, namun bentuk rotor pompa rotary piston akan mendorong fluida agar keluar ke sisi outlet pompa.
Pompa Rotary Piston - Vane Pump. Dalam Bahasa Indonesia vane pump
berarti pompa baling-baling. Pompa rotari ini menggunakan silinder di
bagian rotor, pangkal silinder terpasang pegas yang terhubung dengan
rotor pompa. Sumbu rotor tidak segaris dengan sumbu casing pompa,
sehingga saat rotor berputar, silinder rotor akan mengikuti bentuk
casing dan mendorong fluida kerja untuk menuju outlet pompa.
- Pompa Peristaltik. Pompa tipe rotari yang terakhir adalah pompa
peristaltik. Pompa jenis ini menggunakan prinsip kerja yang mirip dengan
gerakan peristaltik pada kerongkongan. Pompa ini menggunakan semacam
selang elastis sebagai saluran fluida kerja. Selang tersebut ditekan
oleh rotor dengan ujung berupa roller sehingga membentuk gerakan
dorongan.
Animasi Pompa PeristaltikPompa peristaltik awalnya banyak digunakan pada laboratorium-laboratorium saja, namun seiring dengan pengembangan teknologi karet, saat ini pompa peristaltik dapat digunakan untuk memompa bahan-bahan yang lebih "berat" termasuk bahan-bahan solid.
Pompa Positive Displacement Tipe Reciprocating
Pompa resiprocating menggunakan piston yang bergerak
maju-mundur sebagai komponen kerjanya, serta mengarahkan aliran fluida
kerja ke hanya satu arah dengan bantuan check valve. Pompa positive displacement
ini memiliki rongga kerja yang meluas pada saat menghisap fluida, dan
akan mendorongnya dengan mempersempit rongga kerja tersebut. Dengan
bantuan check valve untuk mengatur arah aliran fluida, maka akan terjadi proses pemompaan yang harmonis.
Pompa resiprocating terdiri atas beberapa macam, yaitu :
- Pompa Piston. Pompa ini menggunakan piston untuk menghisap dan
mendorong fluida kerja. Jumlah dari piston tergantung dari desain
pabrikan yang menyesuaikan pula dengan kebutuhan sistem. Semakin sedikit
jumlah piston pada pompa piston, maka akan semakin tidak stabil pula
besar debit aliran air yang keluar dari pompa ini. Untuk mendapatkan
aliran fluida yang stabil dapat dipergunakan pressure relief valve atau pompa dengan piston lebih banyak.
Pompa Piston - Plunger Pump. Pompa jenis ini mirip dengan pompa piston. Yang membedakan adalah pompa ini tidak menggunakan piston, bagian pompa yang mendorong fluida tidak secara penuh memenuhi ruangan silinder. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar perbedaan antara pompapiston dengan pompa plunger berikut ini.
Perbedaan Plunger Pump dengan Piston Pump - Pompa Diafragma. Pompa ini juga mirip dengan pompa piston namun
komponen pompa yang melakukan gerakan maju-mundur adalah diafragma yang
terhubung dengan engkol penggerak. Diafragma akan bergerak maju dan
mundur untuk menciptakan perubahan rongga ruang di dalam pompa. Dengan
bantuan check valve maka aliran fluida kerja dapat terjadi.
Pompa DiafragmaPompa diafragma umumnya beroperasi pada tekanan yang lebih rendah daripada pompa piston maupun pompa plunger. Namun, karena desainnya yang unik, pompa diafragma dapat terus beroperasi sekalipun suatu saat tidak ada fluida yang mengalir di dalamnya. Dan secara otomatis apabila fluida kerja tersedia lagi, pompa ini dapat secara alami melakukan pengisian fluida (priming) dan pengeluaran udara (venting). - Swashplate Pump. Jenis pompa yang terakhir akan kita bahas adalah pompa swashplate.
Pompa ini merupakan pengembangan dari pompa piston. Beberapa piston
disusun secara sejajar dengan ujung yang satu terhubung dengan plate tegak, sedangkan ujung yang lain terhubung dengan plate
miring. Saat poros pompa berputar piston-piston yang terusun sejajar
tadi ikut berputar sehingga menghasilkan gerakan maju-mundur.Yang menarik dari pompa ini adalah dapat diubah-ubahnya besar debit fluida keluaran pompa tersebut. Hal ini dapat dilakukan dengan cara mengubah besar sudut kemiringan plate yang terhubung dengan piston-piston pompa tersebut.
Swashplate Pump
