Pompa Sekrup Kembar

Pompa Sekrup Kembar

Apa yang dimaksud dengan pompa sekrup kembar?

Pompa sekrup kembar adalah jenis pompa perpindahan positif putar. Pompa sekrup kembar juga dikenal sebagai pompa dua sekrup atau pompa sekrup ganda. Dinamakan demikian karena pompa ini memiliki dua sekrup. Pada pompa sekrup kembar, media yang dipompa masuk ke pompa melalui katup masuk. Kemudian mengalir secara linier ke ujung outlet pompa bersama dengan sekrup yang saling mengunci. Celah kecil antara sekrup dan rongga meningkatkan tekanan dalam fluida saat fluida mengalir melalui pompa. Pompa ulir kembar adalah salah satu pompa paling serbaguna yang biasa digunakan dalam aplikasi tugas berat seperti pemrosesan kimia, pembangkit listrik, kilang, produksi minyak dan gas, pipa, dan lain-lain. Jenis pompa ulir ini dikenal dengan beberapa bagian yang berputar dan dengan demikian persyaratan perawatan yang rendah. Pompa ulir kembar membantu mengalirkan cairan dengan volume tetap secara efektif dalam berbagai rentang volume, tekanan, dan viskositas. Pompa-pompa ini dapat melakukan pemancing otomatis. Pompa ulir kembar digerakkan oleh penggerak utama yang merupakan motor listrik atau mesin IC. 

Gambar: Pompa sekrup kembar.


Bagaimana cara kerja pompa sekrup kembar?

Pompa sekrup kembar terdiri dari dua sekrup paralel. Sekrup-sekrup tersebut berbentuk heliks. Setiap sekrup membentuk saluran heliks yang secara berkala terhalang oleh sekrup kedua. Dengan menggunakan pengaturan ini, akan membentuk kunci kecil atau ruang yang penuh dengan campuran multifase. Saat sekrup berputar, ruang-ruang tersebut terus bergerak terus menerus di sepanjang sumbu sekrup yang memindahkan cairan dari sisi saluran masuk ke sisi saluran keluar. Laju aliran pompa sekrup kembar ditentukan oleh volume ruang serta pitch dan ukuran sekrup dan rpm pompa. Pompa mendapatkan daya dari penggerak utama yang merupakan motor listrik induksi atau mesin IC. Daya dari penggerak utama disalurkan ke pompa menggunakan elemen poros. Poros ini dikenal sebagai poros penggerak dan terhubung ke sekrup penggerak. Poros lainnya digerakkan melalui roda gigi pengatur waktu. Roda gigi ini mentransmisikan daya ke sekrup kedua. Pompa sekrup kembar berputar pada rpm antara 1500 rpm dan 2400 rpm. 

Gambar: Cara kerja pompa sekrup kembar.


Komponen-komponen pompa sekrup kembar

Pompa sekrup kembar terdiri dari beberapa bagian di antaranya sekrup penggerak, sekrup yang digerakkan, poros penggerak, port hisap dan pelepasan, bantalan, segel putar dan stasioner, katup pelepas, dan roda gigi pengatur waktu.

Components of twin screw pump

Gambar: Komponen-komponen pompa ulir kembar.

Sekrup pengemudi 

Ini adalah bagian dari pompa sekrup kembar yang digunakan untuk membantu pompa mentransfer aliran yang konsisten pada setiap putaran. Sekrup ini berputar bersama dengan sekrup yang digerakkan dengan jarak yang dekat untuk memindahkan fluida ke depan sepanjang sumbu rotasi. Sekrup ini berupa poros dengan sekrup yang dikerjakan di atasnya dan terbuat dari bahan yang kuat seperti baja tarik tinggi. Sekrup penggerak bertugas memutar sekrup yang digerakkan dengan menggunakan roda gigi timing. Saat sekrup penggerak bergerak secara lembut di sepanjang jarak bebas rendah bersama dengan sekrup yang digerakkan untuk membantu menghasilkan efek geser yang rendah. Hal ini juga membantu meningkatkan masa pakai pompa karena menghindari kondisi seperti emulsifikasi media fluida jika terjadi air yang terkontaminasi atau berdampak negatif pada mesin lain yang terhubung ke pompa. 

Sekrup yang digerakkan 

Sekrup yang digerakkan terbuat dari bahan yang sama kuatnya dengan sekrup penggerak, seperti baja tarik tinggi. Sekrup ini mendapatkan daya dari roda gigi timing. Sekrup yang digerakkan pada pompa sekrup kembar berputar berlawanan arah dengan sekrup penggerak. Sekrup yang digerakkan memiliki jarak bebas yang konsisten yang membantu menangkap cairan ke dalam jarak bebas yang ketat. Saat sekrup penggerak dan driver berputar bersama, volume fluida berkurang dan bergerak ke port outlet. Tekanan fluida meningkat karena gerakan ini. Akhirnya, fluida keluar dari pompa melalui port outlet. 

Perlengkapan pengaturan waktu 

Karena driver dan sekrup yang digerakkan berjalan dengan jarak bebas yang baik, maka secara kebetulan, keduanya dapat bersentuhan. Satu kontak dapat dengan mudah merusak tepi sekrup sehingga secara drastis mengurangi tekanan output. Jika tidak diperiksa, hal ini dapat dengan mudah membuat pompa sekrup kembar menjadi kurang efisien dan tidak ekonomis serta membuat sekrup saling mengunci. Dengan demikian, roda gigi timing digunakan untuk memeriksa kasus-kasus seperti itu. Roda gigi pengaturan waktu digunakan untuk menggerakkan sekrup yang digerakkan sehingga tidak ada kontak logam-ke-logam antara sekrup penggerak dan sekrup yang digerakkan. Selain itu, roda gigi ini juga memastikan tidak ada kontak logam-ke-logam pada sekrup seandainya pompa menjadi kering untuk jangka waktu tertentu. 

Pelabuhan hisap dan pelepasan

Pompa ulir kembar memiliki berbagai port masuk dan keluar karena fluida yang dipompa bergerak di sepanjang sumbu rotasi ulir ke port pembuangan. Port masuk dan keluar dibuat sedemikian rupa sehingga membantu mereka untuk menampung cairan yang cukup ketika pompa mati. Hal ini memberikan cairan awal ke dalam pompa dan dengan demikian mencegah pompa menjadi kering dalam waktu singkat bahkan ketika pipa hisap kering atau kosong. Port inlet mendapatkan vakum parsial ketika ada perbedaan tekanan antara port inlet dan port discharge pompa. Hal ini menciptakan energi yang dibutuhkan untuk mentransfer fluida ke berbagai area terbatas di dalam jarak sekrup. Ketika port inlet mengalami vakum parsial, port outlet mengalami tekanan tinggi di mana pompa mencoba mendorong lebih banyak cairan. 

Katup pelepas tekanan 

Pompa sekrup kembar dapat membangun tekanan saat saluran keluarnya tertutup. Tekanan ini dapat mengakibatkan kerusakan pada bagian internal pompa atau bahkan menyebabkan cedera pada operator pompa. Oleh karena itu, produsen pompa ulir kembar mendesain pompa dengan katup pelepas. Katup ini membantu melindungi operator dan pompa serta mesin lain yang terhubung. Kegunaan katup ini adalah untuk mengirim kembali tekanan berlebih ke bagian inlet. 

Bantalan 

Pada pompa sekrup kembar yang dipasang secara vertikal, bantalan yang mengalami beban lebih tinggi adalah bantalan di sisi atas. Bantalan ini mengalami gaya radial dan aksial ketika pompa bekerja. Hal ini membuat bantalan di sisi bawah mengalami beban yang sangat rendah. Bantalan yang lebih rendah dimaksudkan untuk menopang kesejajaran bagian-bagian dalam pompa. Untuk pompa ulir kembar yang dipasang secara paralel, bantalan geser dan rol yang digunakan mengalami beban yang sangat rendah. Hal ini terjadi karena gaya aksial dan radial pada bantalan berlawanan arah sehingga meniadakan besarnya. 

Poros penggerak 

Poros penggerak pada pompa sekrup kembar digunakan untuk menghubungkan poros motor ke bagian lain dari pompa. Sambungan dicapai dengan menggunakan kopling fleksibel. Pada pompa sekrup kembar, poros penggerak kadang-kadang digunakan sebagai bagian kunci yang berjalan dari setiap sisi untuk mengamankan rotasi sekrup penggerak. Dalam desain seperti itu, poros penggerak menggunakan bantalan yang dipasang pada arah aksial. Hal ini membuat penyelarasan poros penggerak menjadi sangat penting karena sedikit ketidaksejajaran dapat membuat pompa tidak berfungsi. 

Segel stasioner dan putar 

Produsen pompa ulir kembar mendesain pompa dengan segel mekanis untuk menutup permukaan antara fluida kerja dan sisi kering pompa. Hal ini membantu menjaga agar timing gear dan bearing tetap terpisah di satu sisi pompa ulir kembar karena kopling poros dan bearing terpisah di sisi lainnya. Pompa sekrup kembar lainnya memiliki kemasan kelenjar ekstra yang dipasang setelah segel mekanis untuk meningkatkan segel bebas bocor pada hisap. Disarankan bahwa jika segel mekanis bocor 6 hingga 8 tetes dalam satu jam segera diganti dengan yang baru. Hal ini karena jika dibiarkan, kebocoran akan semakin cepat dan dapat merusak pompa. 

Jenis-jenis pompa sekrup kembar

Jenis-jenis twin screw ditentukan oleh beberapa faktor seperti fungsi, orientasi, kondisi operasi dan lain-lain. Hal ini membuat pompa twin screw memiliki beberapa model pompa seperti yang dijelaskan di bawah ini. 

Pompa sekrup kembar horizontal 

Ini adalah pompa ulir kembar yang digunakan di mana fluida yang akan dipompa bersih dan memiliki sifat pelumas. Pompa jenis ini terbuat dari bantalan internal yang dilumasi oleh fluida yang dipompa. Seperti namanya "horizontal", pompa ini memiliki port hisap dan pelepasan yang berorientasi horizontal. Pompa ini dapat digunakan dalam aplikasi yang luas seperti peternakan sapi perah, makanan, dan minuman, kosmetik, dan lain-lain. 

Gambar: Pompa sekrup kembar horizontal.

Pompa sekrup kembar vertikal

Pompa sekrup kembar vertikal sebagian besar dibutuhkan di tempat yang memiliki ruang terbatas. Pompa ini memiliki bantalan internal dan eksternal. Pompa ini dirancang untuk memungkinkan mereka bekerja pada suhu yang sangat tinggi yaitu 350 oC tanpa atau dengan jaket uap. Pompa semacam itu dapat digunakan dalam banyak aplikasi seperti memompa limbah di pabrik pengolahan limbah kota.

Vertical twin screw pumps

Gambar: Pompa sekrup kembar vertikal.

Pompa sekrup kembar hopper 

Ini adalah jenis pompa sekrup kembar dengan hopper. Produsen pompa sekrup kembar hopper mendesain pompa dengan hopper yang dapat disesuaikan. Hal ini membuatnya cocok untuk hopper untuk menampung komponen yang akan diangkut melalui pompa. Pompa ini digunakan untuk mengangkut media yang sangat kental, padatan besar yang perlu dicacah, dan media dengan kadar bahan kering yang tinggi.

Hopper twin screw pump

Gambar: Pompa sekrup kembar hopper.

Keuntungan dari pompa sekrup kembar

  • Pompa ulir kembar memompa cairan tanpa turbulensi. Hal ini membantu membasmi gelembung yang dihasilkan saat memompa cairan kental. 
  • Pompa ulir kembar dapat mengalami kekeringan. 
  • Pompa sekrup kembar memiliki sedikit bagian yang bergerak sehingga perawatannya mudah dan lebih murah. 
  • Mereka memiliki struktur kompak yang membuatnya kuat. 
  • Pompa sekrup kembar dapat melakukan pemancing otomatis. 
  • Pompa sekrup kembar sangat tahan terhadap uap air dan partikel debu. 
  • Mereka memompa cairan dengan denyut rendah. 
  • Pompa ulir kembar dapat memompa cairan yang sangat kental tanpa kehilangan aliran. 

Kerugian dari pompa sekrup kembar

  • Pompa sekrup kembar membutuhkan lebih banyak seal dan jarak poros yang terbatas. 
  • Poros sekrup kembar cenderung membelok di bawah beban hidraulik yang tinggi. 
  • Pompa ini relatif mahal dibandingkan dengan pompa lain seperti pompa sentrifugal. 

Aplikasi pompa sekrup kembar

  • Pompa ulir kembar digunakan untuk memasok oli ke mesin hidraulik besar. 
  • Mereka digunakan di lokasi produksi gas dan minyak. 
  • Mereka digunakan untuk memompa cairan yang sangat kental dan cairan dengan partikel padat. 
  • Mereka digunakan dalam industri bahan kimia, keramik, makanan, cat, dan kertas. 

Pemecahan masalah pompa sekrup kembar

Pompa sekrup kembar tidak mengalirkan cairan 

  • Daya hisap yang sangat tinggi. Memperpendek pipa hisap atau mengurangi jumlah alat kelengkapan. 
  • Arah putaran pompa salah. Ubah arah putaran seperti yang ditunjukkan oleh panah pada pompa. 
  • Kebocoran udara di pompa atau saluran hisap. Periksa dan temukan lokasi kebocoran dan perbaiki. 
  • Saluran hisap tersumbat. Bersihkan bahan yang menghalangi di saluran hisap. 
  • Katup pelepas yang tidak disetel dengan benar. Sesuaikan katup pelepas sehingga terbuka pada tingkat tekanan yang diberikan pada buku petunjuk atau papan nama pompa. 

Pompa sekrup kembar tidak mencapai aliran pengenal 

  • Kecepatan sangat rendah. Periksa kecepatan motor dan gearbox pada papan nama dan ubah jika perlu. 
  • Kebocoran pada pompa atau saluran hisap. Periksa sumber kebocoran dan perbaiki dengan tepat. 
  • Kerugian yang tinggi pada saluran hisap atau katup kaki. Kurangi jumlah alat kelengkapan yang meningkatkan kerugian, kurangi panjang saluran hisap. 
  • Tekanan pelepasan yang sangat tinggi. Sesuaikan tekanan pelepasan dengan spesifikasi yang direkomendasikan. 
  • Cairan tidak kental seperti yang dibutuhkan. Tingkatkan kekentalan ke tingkat yang diperlukan, misalnya dengan mengubah suhu fluida. 
  • Pompa rusak. Periksa pompa dan ganti komponen yang aus atau rusak seperlunya. 

Kehilangan hisapan pompa sekrup kembar beberapa menit setelah memulai pemompaan 

  • Terdapat kantong uap atau udara di dalam saluran hisap. Atur ulang pipa untuk menghilangkan kantong udara. 
  • Kebocoran udara ke dalam pompa atau saluran hisap. Temukan sumber kebocoran udara dan perbaiki seperlunya. Sumber-sumber tersebut termasuk kemasan batang katup, segel mekanis tunggal, dan gasket flensa.

Bantalan menjadi sangat panas 

  • Pompa dan motor tidak sejajar dengan baik. Setel ulang motor dan pompa. 
  • Bantalan aus atau rusak. Ganti bantalan. 
  • Tekanan pelepasan terlalu tinggi. Turunkan tekanan pelepasan ke tingkat yang disarankan. 
  • Kecepatan terlalu tinggi. Kurangi kecepatan kerja ke tingkat yang direkomendasikan oleh produsen. 
  • Pelumasan saja tidak cukup. Periksa dan pertahankan pelumasan pada tingkat yang sesuai. 

Pompa sekrup kembar sangat berisik dan atau bergetar 

  • Fondasi tidak kaku. Periksa baut penahan dan kencangkan untuk meningkatkan torsi. Pastikan pelat dasar diardekan dengan benar tanpa ada kantong udara atau rongga.

Ringkasan

Pompa sekrup kembar adalah jenis pompa perpindahan positif yang berputar. Pompa jenis ini bekerja dengan menggunakan driver dan sekrup yang digerakkan dan timing gear. Pompa twin screw mendapatkan tenaga dari penggerak utama yang merupakan motor listrik induksi atau mesin IC. Tenaga penggerak utama disalurkan ke pompa menggunakan poros penggerak. Poros penggerak mentransmisikan daya ke sekrup penggerak melalui kopling. Saat sekrup penggerak berputar, ia memutar sekrup yang digerakkan melalui roda gigi. Saat sekrup berputar, vakum parsial tercipta di saluran masuk pompa yang memaksa tekanan atmosfer untuk memaksa fluida masuk ke dalam pompa. Rotasi sekrup menciptakan kunci atau ruang kecil yang diisi dengan cairan. Ruang-ruang fluida bergerak terus menerus di sepanjang sumbu rotasi sekrup saat sekrup berputar. Fluida bergerak terus menerus hingga keluar melalui pompa sekrup kembar melalui port pembuangan. Pompa sekrup kembar adalah pompa serbaguna yang digunakan dalam banyak aplikasi seperti produksi minyak dan gas, pelumasan mesin hidrolik, bahan kimia, dan keramik, serta industri kertas, cat, dan makanan. 

Pompa sekrup kembar lebih disukai di banyak industri karena karakteristiknya yang luar biasa seperti dapat bekerja kering, dapat bekerja pada kecepatan variabel, dapat dibalik, membutuhkan NPSH rendah, dapat bekerja pada cairan abrasif dan dapat menangani cairan yang sangat kental. Namun, poros pompa ulir kembar cenderung mengalami defleksi karena beban berat dan juga mahal untuk dibeli. Namun, kerugian dari pompa sekrup kembar tidak dapat melebihi banyak keuntungannya.