TUGAS KULIAH POMPA DAN KOMPRESOR
KOMPRESOR DIAFRAGMA
(Membrane Compressor)
Dosen Pengampu : Ir. Sugijarto PS
Penyusun :
ANANG DIANTO
09/285335/TK/35742
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN DAN INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS GADJAH MADA
2013
KOMPRESOR DIAFRAGMA
I. PRINSIP KERJA
Kompresor Diafrgama termasuk ke dalam jenis kompresor torak atau piston.
Perbedaan dengan jenis kompresor torak yang lain adalah pada kompresor
diafragma ini torak dipisahkan dengan ruang penghisap udara denngan sebuah
membran, membran yang memungkinkan untuk dilewati udara tapi tidak
memungkinkan dilewati partikel-partikel.
Tujuannya adalah untuk menjaga agar udara bersih dari unsur apapun,
terutama terbebas dari pelumas (oli). Dan memang, kompresor diafragma ini
dirancang khusus untuk industri-industri yang memerlukan kesterilan tinggi
udara seperti industri makanan, obat, dan lain-lain.
Makanya kompresor diafragma ini sering juga dikenal dengan nama
membrane compressor. Kompresor ini melakukan kompresi udara dengan
menggunakan membran yang bergerak berputar, untuk menarik udara masuk
ke daerah kompresi dan memberinya tekanan untuk selanjutnya disimpan pada
bagian tabung penyimpanan.
Dalam kompresor diafragma, piston bertindak secara tidak langsung dengan
memberi tekanan kepada hidrolik oil, yang flexes diafragma logam tipis untuk
kompres gas. Hal ini digunakan untuk laju aliran kecil, di bawah jangkauan
untuk kompresor reciprocating, dan dibatasi oleh pembangunan diafragma.
Keuntungan dari kompresor diafragma yaitu baik kebocoran gas atau minyak
ke gas bisa dicegah. Dengan demikian, kompresor diafragma sangat ideal
untuk mengompresi gas yang mudah terbakar, korosif, atau beracun pada
tekanan tinggi. Kerugiannya adalah biaya pemeliharaan yang tinggi, terutama
karena diafragma harus diganti setelah sekitar 2000 jam operasi
Kompresor Diafragma terdiri dari 2 sistem, sistem hidrolik dan system
tekanan udara. Metal diafragma adalah komponen pelindung diantara 2
sistem itu. Sistem tekanan udara terdiri dari 3 piringan metal diafragma yang
mana diapit diantara dua rongga plat, proses masukan dan keluaran udara.
Sistem hidrolik pengendali motor poros engkol yang memindahkan piston
dalam tekanan rendah. Pemindahan piston ini mengatur cairan hidrolik
berlawanan untuk merendahkan bagian samping dari diafragma,ayunan
rongga menyebabkan pergantian proses udara.beberapa komponen dari sistim
hidrolik dapat secara otomatis mengisi pompa, katup cairan hidrolik dan
katup hidrolik udara yang memompa udara berlebih.
Untuk memastikan system hidrolik selalu memenuhi untuk putaran tekanan,
pompa pengisian otomatis mengirim untuk pemancing cepat dalam system
hidrolik setelah kompresor mati. Saat ada gaya tekan pada piston utama,
katup pengecek melindungi system hidrolik dari pompa pengisi otomatis,
karena itu peningkat tekanan dapat dihasilkan dalam system yang melawan
katup pompa hidrolik.
II. BAGIAN-BAGIAN
Bagian-bagian kompresor diafragma:
1) Check valves
2) Hydraulic inlet check valve
3) Hydraulic pistons
4) Hydraulic overpump valves
5) Overpump sight glass
6) Hydraulic injection pump
7) Frames
8) Piston rods
9) Crossheads
10) Crosshead pin
11) Connecting rods
12) Main and crankpin bearings
13) Crankshafts
A. Bagian-bagian kompresor yang statis serta fungsinya :
1. Casing
Casing merupakan bagian paling luar kompresor yang berfungsi :
- Sebagai pelindung terhadap pengaruh mekanik dari luar.
- Sebagai pelindung dan penumpu/pendukung dari bagian-bagian yang
bergerak.
- Sebagai tempat kedudukan nozel suction dan discharge serta bagian diam
lainnya.
2. Inlet Wall
Inlet wall adalah diafram (dinding penyekat) yang dipasang pada sisi
suction sebagai inlet channel dan berhubungan dengan inlet nozle. Karena
berfungsi sebagai saluran gas masuk pada stage pertama, maka
meterialnya harus tahan terhadap abrasive dan erosi.
3. Guide Vane
Guide vane di tempatkan pada bagian depan eye impeller pertama pada
bagian suction (inlet channel). Fungsi utama guide vane adalah
mengarahkan aliran agar gas dapat masuk impeller dengan distribusi yang
merata.Konstruksi vane ada yang fixed dan ada yang dapat di atur
(movable) posisi sudutnya dengan tujuan agar operasi kompresor dapat
bervariasi dan dicapai effisiensi dan stabilitas yang tinggi.
4. Eye Seal
Eye seal ditempatkan di sekeliling bagian luar eye impeller dan di tumpu
oleh inlet wall.Eye seal selalu berbentuk satu set ring logam yang
mengelilingi wearing ring impeller. Berfungsi untuk mencegah aliran balik
dari gas yang keluar dari discharge impeller (tekanan tinggi) kembali
masuk ke sisi suction (tekanan rendah).
5. Diffuser
Diffuser berfungsi untuk merubah energi kecepatan yang keluar dari
discharge impeller menjadi energi potensial (dinamis). Untuk multi stage
dipasang diantara inter stage impeller.
6. Labirinth Seal
Labirinth seal digunakan untuk menyekat pada daerah :
- Shaft dan diafragma sebagai shaft seal.
- Casing dan shaft sebagai casing seal.
7. Return Bend
Return bend sering juga disebut crossover yang berfungsi membelokan
arah aliran gas dari diffuser ke return channel untuk masuk pada
stage/impeller berikutnya. Return bend di bentuk oleh susunan diafragma
yang dipasang dalam casing.
8. Return Channel
Return channel adalah saluran yang berfungsi memberi arah aliran gas dari
return bend masuk ke dalam impeller berikutnya. Return channel ada yang
dilengkapi dengan fixed vane dengan tujuan memperkecil swirl (olakan
aliran gas) pada saat masuk stage berikutnya sehingga dapat memperkecil
vibrasi.
9. Diafragma
Diafragma adalah komponen bagian dalam kompresor yang berfungsi
sebagai penyekat antar stage dan tempat kedudukan eye seal maupun inter
stage seal. Dengan pemasangan diafragma secara seri, akan terbentuk tiga
bagian penting, yaitu diffuser, return bend, dan return channel. Diafragma
ditempatkan didalam casing dengan hubungan tongue-groove sehingga
mudah dibongkar pasang.
B. Bagian-bagian kompresor yang statis serta fungsinya :
1. Shaft and Shaft Sleeve
Shaft atau poros transmisi digunakan untuk mendukung impeller dan
meneruskan daya dari pengerak ke impeller. Untuk penempatan
impeller pada shaft di gunakan pasak (key) dan pada multi stage, posisi
pasak di buat selang-seling agar seimbang. Sedangkan jarak antar stage
dari impeller di gunakan shaft sleeve, yang berfungsi sebagai
pelindung shaft terhadap pengaruh korosi, erosi dan abrasi dari aliran
dan sifat gas dan untuk penempatan shaft seal diantara stage impeller.
2. Impeller
Impeller berfungsi untuk menaikan kecepatan gas dengan cara
berputar, sehingga menimbulkan gaya. Hal ini menyebabkan gas
masuk/mengalir dari inlet tip (eye impeller) ke discharge tip. Karena
adanya perubahan jari-jari dari sumbu putar antara tip sudu masuk
dengan tip sudu keluar maka terjadi kenaikan energi kecepatan.
3. Bantalan (Bearing)
Bearing adalah bagian internal kompresor yang berfungsi untuk
mendukung beban radial dan aksial yang berputar dengan tujuan
memperkecil gesekan dan mencegah kerusakan pada komponen
lainnya.
Pada kompresor sentrifugal terdapat dua jenis bearing, yaitu :
• Journal bearing
Digunakan untuk mendukung beban dengan arah radial (tegak lurus
poros).
• Thrust bearing
Digunakan untuk mendukung beban kearah aksial (sejajar poros).
4. Oil Film Seal
Oil film seal merupakan salah satu jenis seal yang digunakan dalam
kompresor. Oil film seal terdiri dari satu atau dua seal ring. Pada seal
jenis ini diinjeksikan minyak (oil) sebagai penyekat/perapat (seal oil)
antara kedua seal ring yang memiliki clearence sangat kecil terhadap
shaft. Tekanan masuk seal oil dikontrol secara proporsional
berdasarkan perbedaan tekanan sekitar 5 psi diatas tekanan internal gas
dan perbedaan tekanan oil-gas selalu dipertahankan.
C. CARA KERJA
1. Tenaga mekanik dari penggerak mula ditransmisikan melalui poros
engkol dalam bentuk gerak rotasi dan diteruskan ke kepala silang
(cross head) dengan perantaraan batang penghubung (connecting
rod).
2. Pada kepala silang gerakan rotasi diubah menjadi gerak translasi
yang diteruskan ke torak melalui batang torak (piston rod).
3. Gerakan torak bolak balik dalam silinder mengakibatkan
perubahan volume dan tekanan sehingga terjadi proses pemasukan.
4. Torak pada kompresor diafragma tidak seperti pada kompresor
torak yang lain, di mana pada kompresor torak ini menggerakkan
diafragma secara kembang kempis, itulah yang akan menghisap
dan menekan udara ke tabung penyimpanan.
D. CARA PERHITUNGAN
Debit kompresor
Debit kompresor atau kapasitas adalah jumlah udara yang harus dialirkan
kedalam silinder pneumatik dan dinyatakan dalam m3/s atau m3/menit, dapat
dihitung dengan cara:
Qs =
π4(d s)
2
( N )L (Hartono,1998)
Dimana:
Qs = Debit kompresor (l/min)
ds = diameter silinder
N = kecapatan putar piston (rpm)
L= Panjang stroke
Grafik tekanan kapasitas kompresor
Daya Kompresor
Jika kompresi mengikuti hukum PVn=konstan,
Maka :
Jika kompresi adalah adiabatis,
Maka :
Jika kompresi adalah isothermal,
Maka :
Daya poros dapat dicari dengan menggunakan rumus:
P = W x N
P = Daya (Kw)
W = Kerja (Nm )
N = Putaran (rpm)
Daya kompresor adalah daya poros yang digunakan untuk memampatkan gas dalam silinder,
yang dirumuskan : Daya = Kerja tiap satuan waktu.
Disini daya gas kompresor dihitung dengan proses politropik, yaitu pemampatan gas yang
berlangsung pada keadaan dimana seluruh parameter berubah. (mendekati kondisi actual).
Daya kompresor reciprocating satu tingkat (Single Stage) dihitung dengan rumus sebagai
berikut :
Referensi
Sularso dan Tahara, Haruo. 1983. Pompa dan Kompresor. Jakarta. PT. Pradnya Paramita
Chlumsky, Vladimir.1964. Reciprocating and Rotary Ccompressors. London. E&F Ltd
Yospianta. 2012. Kompresor Torak. http://yospianta.blogspot.com/2012/05/kompresor-
torak.html
1st information. 2011. Komponen Sistem Pneumatik.
http://1stinformation.blogspot.com/2011/05/komponen-sistem-pneumatik.html
http://machine-expertstech.blogspot.com/2012/09/kompresor-centrifugal.html
http://teknikkimia86.blogspot.com/2011/05/compresor.html
http://maintenance-group.blogspot.com/2010/08/perhitungan-unjuk-kerja-kompresor-
torak.html
http://ft.unsada.ac.id/wp-content/uploads/2012/06/bab9-mke.pdf
Top Related