Gear Pump (Pompa Roda Gigi)

Gear pump (pompa roda gigi) adalah jenis pompa positive displacement dimana fluida akan mengalir melalui celah-celah roda gigi dengan dinding rumahnya. Disebut sebagai pompa karena fluida yang dialirkan pada umumnya berupa cairan (liquid) atau bubur (slurry). Sedangkan pompa positive displacement berarti pompa tersebut menghisap sejumlah fluida yang terjebak yang kemudian ditekan dan dipindahkan ke arah keluaran (outlet). Gear pump sering digunakan untuk aplikasi hydrolic fluid power. Namun, tidak jarang juga digunakan pada bidang kimia untuk mengalirkan fliuda pada viskositas tertentu. Terdapat dua jenis gear pump, yaitu external gear pump dan internal gear pump. Pompa ini digolongkan sebagai fixed displacement karena jumlah fluida yang dialirkan setiap putarannya selalu tetap.

External Gear Pump
Cara Kerja

Gear pump bekerja deangan cara mengalirkan fluida melalui celah-celah antara gigi dengan dinding. Kemudian fluida dikeluarkan melalui saluran outlet karena sifat paasangan roda gigi yang selalu memiliki titik kontak. Suatu pasangan roda gigi secara ideal akan selalu memiliki satu titik kontak dengan pasangannya meskipun roda gigi tersebut berputar. Hal inilah yang dimanfaatkan oleh mekanisme gear pump untuk mengalirkan fluida. Dengan kata lain, secara ideal fluida tidak akan masuk melalui titik kontak pasangan roda gigi tersebut.

Jika jumlah gigi semakin sedikit maka volume fluida yang dialirkan semakin besar karena rongga antara roda gigi dengan dinding semakin besar pula. Sedangkan untuk meningkatkan flowrate dapat dilakukan juga dengan meningkatkan rpm dari roda gigi tersebut. Pompa jenis ini tidak memeerlukan katup/valve seperti pada reciprocating pump sehingga loss dapat berkurang.

Pemasangan

1. jaga reservoir selalu berada di atas posisi gear pump karena gear pump hanya memiliki daya hisap yang rendah
2. jangan sampai gear pump dalam keadaan kering karena biasanya fluida yang dialirkan juga dapat berfungsi sebagai pelumas.

Penggunaan

1. mengalirkan berbagai macam oli bahan bakar maupun pelumas
2. mengukur jumlah aditif yang dicampurkan pada bahan kimia
3. mencampur dan mengaduk bahan kimia
4. sistem hidrolik pada industri dan mobil
5. aplikasi untuk low volume transfer lainnya

Keuntungan

1. high speed
2. high pressure
3. tidak ada beban yang tinggi pada bearing
4. tidak berisik jika semua bagian dimanufaktur dengan baik
   
5. desain tersedia dalam berbagai macam material sesuai kebutuhan

Kerugian

1. membutuhkan empat bushing yaitu pada ujung masing-masing poros gear
2. no solid allowed
3. fixed end clearance

Internal Gear Pump
Cara Kerja
Internal gear pump bekerja dengan memanfaatkan roda gigi dalam yang biasanya dihubungkan dengan penggerak dan roda gigi luar yang biasanya bertindak sebagai idler. Awalnya fluida masuk lewat suction port antara rotor (roda gigi besar) dan idler (roda gigi kecil). Fluida kemudian masuk melalui celah-celah roda gigi. Bagian yang berbentuk seperti bulan sabit membagi fluida dan bertindak sebagai seal antara suction dan discharge port. Fluida yang membanjiri discharge port akan terus didorong oleh fluida dibelakangnya sehingga fluida terus mengalir.

Penggunaan

1. berbagai macam oli bahan bakar dan pelumas
2. resin dan polimer
3. alkohol dan solvent
4. aspal, bitumen dan tar
5. polyurethane foam
6. food product seperti sirup, coklat atau peanut butter
7. cat, tinta dan pigmen
8. sabun dan surfactant
9. glycol
10. fuel injection aplication

Perhitungan daya pada gear pump
Daya yang dihasilkan oleh poros (P_{in) adalah}

P_in = T x w

dimana : T(torsi), w(rpm)
Sebagian daya akan didisipasikan akibat adanya gesekan dan viskositas fluida yang dialirkan. Daya ini dinotasikan sebagai P_loss.

P_loss = f(friction, viscous effects......)

Akibat adanya gap antara roda gigi dengan dinding, terdapat sebagian fluida yang meresap melewati gap tersebut. Karena itu, gap ini dibuat sangat kecil yang biasanya bernilai 0,0005 in. Gap yang kecil akan meningkatkan tekanan yang dapat dihasilkan oleh gear pump. Sedangkan jika gap terlalu besar maka pompa ini akan kehilangan kemampuannya untuk menahan perbedaan tekanan antara outler dan inlet.
Daya yang dihasilkan oleh pompa dinyatakan dalam persamaan di bawah ini :

P_out = (Dp x Q) = P_in - P_loss = T x w - P_loss

dimana : Dp(perbedaan tekanan antara outlet dan inlet), Q(flowrate)

Persamaan di atas juga dapat dinyatakan dalam bentuk efisiensi (h_m) yaitu :

P_out = h_m x P_in