POMPA TORAK

POMPA TORAK

PENDAHULUAN

Pompa hadir dalam berbagai ukuran untuk penggunaan yang luas. Pompa-pompa dapat digolongkan menurut prinsip operasi dasarnya seperti pompa dinamik atau pompa pemindahan positif .

Pada prinsipnya, cairan apapun dapat ditangani oleh berbagai rancangan pompa. Jika berbagai rancangan pompa digunakan, pompa sentrifugal biasanya yang paling ekonomis diikuti oleh pompa rotary dan reciprocating (torak). Walaupun, pompa perpindahan positif biasanya lebih efisien daripada pompa sentrifugal. Namun keuntungan efisiensi yang lebih tinggi cenderung diimbangi dengan meningkatnya biaya perawatan.

Pompa perpindahan positif

Pompa perpindahan positif dikenal dengan caranya beroperasi: 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 perpindahan positif selanjutnya digolongkan berdasarkan cara perpindahannya:

1.Pompa Reciprocating (pompa torak) jika perpindahan dilakukan oleh maju mundurnya jarum piston. Pompa reciprocating hanya digunakan untuk pemompaan cairan kental dan sumur minyak.

2.Pompa Rotary(pompa putar) jika perpindahan dilakukan oleh gaya putaran sebuah gir, cam atau balingbaling dalam sebuah ruangan bersekat pada casing yang tetap. Pompa rotary selanjutnya digolongkan sebagai gir dalam, gir luar, lobe, dan baling-baling dorong dll. Pompa-pompa tersebut digunakan untuk layanan khusus dengan kondisi khusus yang ada di lokasi industri.

Pada seluruh pompa jenis perpindahan positif, sejumlah cairan yang sudah ditetapkan dipompa setelah setiap putarannya. Sehingga jika pipa pengantarnya tersumbat, tekanan akan naik ke nilai yang sangat tinggi dimana hal ini dapat merusak pompa.

POMPA TORAK

Pompa torak adalah sebuah pompa dimana energi mekanis penggerak pompa dirubah menjadi energi aliran fluida yang dipindahkan dengan menggunakan elemen yang bergerak bolak balik di dalam sebuah silinder. Fluida masuk melalui katup isap dan keluar melalui katup buang dengan tekanan yang tinggi. Pompa ini mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas dengan debit yang dihasilkan tergantung pada putaran dan panjang langkah torak. Volume cairan yang dipindahkan selama satu langkah piston atau plunyer akan sama dengan perkalian luas piston dengan panjang langkah. Pompa torak adalah salah satu dari jenis positive diplacement pump dengan menggunakan aksi diplacement. Pompa torak digunakan untuk :

· Kapasitas fluida yang rendah

· Viskositas liquid (liquid yang kental) dan slurrie (lumpur)

· Liquid yang mudah menguap (high volatile liquid)

· Proses yang memerlukan head tinggi

· Beroperasi pada tekanan tinggi (outlet)

Bagian-bagian dari pompa torak

1. Silinder

Pompa torak mempunyai dua macam silinder :

 1) Liquid silinder yang berisi cairan yang akan dipompa

Liquid silinder untuk tekanan < 250 psig : menggunakan

Cast iron silinder untuk tekanan > 250 psig : menggunakan forge steel

2) Steam silinder yang berisi steam untuk penggerak pompa

Untuk menangani liquid yang korosif digunakan silinder yang dilapisi dengan pelapis seperti Ni, Cr, steel alloy tergantung dengan liquid dan kondisi pemompaan. Pada steam silinder yang dipakai adalah slide valve.

a.       Air Chamber

Berisi suatu medium yang elastis yang dipakai yang dipasang pada pompa torak untuk menghasilkan aliran yang konstan sehingga akan mengeliminer aliran yang sebentar ada sebentar hilang ( intermittent low) pada delivering valve. Selama pumping stroke udara masuk pada air chamber dan mengkompres udara dan mengadakan ekspansi bila piston bergerak ke arah sebaliknya sehingga aliran dapat konstan.

b.      Motor pada driven reciprocating pump

Pada steam driven reciprocating pump, liquid silinder dan stem silinder terletak pada posisi yang berlawanan dengan suatu piston rod yang sama. Piston digerakkan oleh tenaga dari crank shaft yang berotasi, biasanya flywheel digerakkan oleh motor. Sehingga didapat discharge yang seragam dan bebas dari pulsasi (getaran).

Jenis-jenis Pompa Torak

Pada dasarnya ada dua jenis pompa torak yaitu unit aksi langsung (direct-acting) yang digerakkan oleh uap dan pompa tenaga. Akan tetapi banyak modifikasi desain dasar yang dibuat untuk keperluan khusus di dalam berbagai bidang beberapa diantaranya diklasifikasikan sebagai pompa rotari oleh pembuatnya. Namun pada kenyataannya memakai gerakan piston atau plunyer yang bolak balik juga baru dapat melaksanakan aksi pemompaannya.

1.      Pompa-Aksi Langsung

Pada pompa jenis aksi langsung (direct acting pump) ini, sebuah batang piston (piston rod) bersama menghubungkan piston untuk uap dan piston untuk cairan atau plunyer. Pompa aksi langsung dibuat dengan sistem simpleks (masing masing satu piston uap dan satu piston cairan) dan dupleks ( dua piston uap dan dua piston cairan)

2.      Pompa Tenaga

Pompa tenaga (power pump) ini mempunyai poros engkol yang digerkkan dari sumber penggerak luar, umumnya motor listrik, sabuk mesin atau rantai. Roda roda gigi sering dipakai antara penggerak dan poros engkol untuk mengurangi kecepatan keluaran penggerak. Bila digerakkan dalam kecepatan konstan, pompa tenaga mengalirkan kapasitas yang hampir konstan dan mempunyai efisiensi yang bagus. Pompa tenaga baik dipakai khususnya untuk keperluan tekanan tinggi dan dipakai pengisian air ketel, pemompaan jaringan pipa, pemrosesan petroleum dan penggunaan jenis serupa.

3.      Pompa Jenis Tenaga Kapasitas Kecil

Unit ini juga dikenal sebagai pompa kapasitas variabel, volume terkontrol dan pengukur. Pemakaian yang terutama untuk mengontrol aliran sejumlah kecil cairan cairan yang dimasukkan kedalam ketel ketel, peralatan proses dan unit unit yang serupa. Oleh karena pompa ini menduduki tempat yang penting dalam banyak oprasi industri pada semua jenis pabrik.

4.      Pompa Jenis Diafragma

Pompa gabungan piston diafragma pada umumnya dipakai hanya untuk kapasitas lebih kecil. Pompa diafragma dipakai untuk aliran jernih atau yang mengandung bahan padat yang berkapasitas lebih besar. Pompa ini juga sesuai untuk bubur kertas yang kental, air selokan (sewege), sludge, larutan asam atau basa, dan campuran air dan bahan padat yang menyerupai pasir. Diafragma yang terbuat dari bahan baku logam yang fleksibel akan lebih tahan erosi atau korosi dibandingkan dengan bagian logam beberapa pompa torak. Pompa semprot diafagma kecepatan tinggi dengan langkah pendek dilengkapi dengan katup katup hisap dan buang jenis cakra. Pompa jenis itu didesain untuk memompakan bahan kimia.

Pompa torak merupakan pompa yang banyak digunakan dalam kelompok pompa desak gerak bolak-balik. Menurut cara kerjanya pompa torak dapat dikelompokkan dalam kerja tunggal dan kerja ganda. Sedangkan menurut jumlah silinder yang digunakan, dapat dikelompokkan dalam pompa torak sinder tunggal dan pompa torak silinder banyak.

Cara kerja                       

Untuk pompa torak kerja tunggal dan silinder tunggal, aliran cairan terjadi sebagai berikut. Bila batang torak dan torak bergerak ke atas, zat cair akan terisap oleh katup isap di sebelah bawah dan pada saat yang sama cairan yang ada disebelah atas torak akan terkempakan ke luar. Jika torak bergerak ke bawah katup isap akan tertutup dan katup kempa terbuka sehingga cairan tertekan ke atas torak melalui katup kempa. Dengan gerakan ini maka akan terjadi kerja isap dan kerja kempa secara bergantian. Aliran cairan yang dihasilkan terputus-putus.

            Cara kerja pompa torak kerja ganda pada prinsipnya sama dengan cara kerja pompa torak kerja tunggal, tetapi pada pompa torak kerja ganda terdapat dua katup isap dan dua katup kempa yang masing-masing bekerja secara bergantian. Sehingga pada saat yang sama terjadi kerja isap dan kerja kempa. Karena itu aliran zat cair menjadi relatif lebih teratur.

            Untuk memperoleh kecepatan aliran zat cair yang lebih konstan dapat digunakan pompa torak kerja ganda dengan silinder banyak.

Kegunaan

   Pompa torak cocok digunakan untuk pekerjaan pemompaan dengan daya isap (suction head) yang tinggi disamping itu pompa torak dapat digunakan untuk memompa udara dalam kapasitas yang besar.

 

Detail secara konstruktif pompa torak

   Pompa torak terdiri dari komponen-komponen berikut: 1. torak, 2. silinder, 3. katup, 4. mekanik engkol dan mekanik batang penggerak, 5. lemari roda gigi, dan 6. satu sungkup udara atau lebih. Bagian ini masing-masing akan dibahas dengan lebih rinci.

A.    TORAK

Torak mengatur perpindahan tempat zat cair. Torak terdiri dari sejumlah cakra yang biasanya terbuat dari besi tuang dan diantaranya dipasang sebuah atau lebih gelang perapat, yang bertugas merapatkan ruang antara antara torak dan silinder. Gelang perapat dapat berupa manset atau gelang torak.

Kadang-kadang torak pada penggunaannya tidak diperlengkapi dengan gelang perapat khusus. Untuk mengurangi rugi bocor biasanya torak dibuat lebih panjang dan disekelilingnya diberi alur labirin. Oleh karena torak tidak atau hampir tidak menyinggung silinder maka rugi gesekan tidak besar, sehingga dapat diperoleh penghematan kerja

B.     SILINDER

Silinder biasanya dilapisi dengan perunggu atau lapisan lain yang dapat diganti. Bagian sebelah dalam harus dibuat sebulat dan selicin mungkin. Sehingga bila aus pelapis silinder dapat diganti dengan mudah.

C.     KATUP

Katup gunanya untuk membuka dan menutup lubang pemasukkan dan lubang pengeluaran ke dan dari silinder pada saat yang tepat dan bekerja secara otomatis karena adanya perbedaan tekanan di atas dan di bawah katup. Sering kali katup diperlengkapi dengan pegas katup guna menutup katup menurut cara dan pada saat yang tepat.

D.    MEKANIK ENGKOL

Mekanik engkol dan mekanik batang penggerak mengatur supaya gerak putar motor diubah menjadi gerak bolak-balik torak.

E.     LEMARI RODA GIGI

Jumlah putaran motor diperlambat oleh suatu transmisi tali. Pada pompa torak yang berjalan lambat, jumlah putaran cakra-tali yang tinggi diperlambat sampai ke jumlah putaran poros engkol yang sesuai melalui  suatu transmisi roda gigi. Lemari roda gigi harus diisi minyak sampai ketinggian tertentu. Minyak tidak hanya mengatur pelumasan roda gigi tetapi juga mengatur pelumasan mekanik engkol.

F.      SUNGKUP UDARA

Sungkup udara digunakan agar aliran zat cair stabil (tetap). Tanpa sungkup udara aliran zat cair sering berubah-ubah hal ini disebabkan karena kecepatan torak sulit dipertahankan stabil. Ada dua sungkup udara yaitu sungkup udara isap dan sungkup udara kempa. Pada saat langkah kempa bila ada kenaikkan kecepatan torak sebagian zat cair dikempakan kedalam sungkup udara kempa. Dengan demikian udara yang ada didalam sungkup terdesak sehingga tekanannya meningkat, bila kecepatan torak turun kembali maka air dapat mengalir keluar dari sungkup udara dengan sendirinya. Jika pompa sudah beroperasi pada waktu yang cukup lama ada kemungkinan pompa berbunyi gaduh, hal ini disebabkan karena udara sebagian besar telah hilang dari sungkup udara. Pada saat seperti ini perlu dilakukan penambahan udara ke dalam sungkup dengan cara membiarkan sebentar pompa menghisap udara atau mengeluarkan air dari dalam sungkup.