Examen de la conception de la pompe Handyman

Lorsqu'un transfert de liquide inattendu est nécessaire, à condition qu'il s'agisse d'un usage de courte durée et que le débit ne soit pas trop élevé, ces pompes deviennent très pratiques. L'accent est mis ici sur la polyvalenceL'objectif est d'offrir un service de qualité, une facilité d'utilisation et une conception à faible coût.

Les spécifications de conception d'un tel produit auraient pu être :

• pour les liquides semblables à l'eau (version pour l'essence ?)
• à utiliser avec une perceuse disponible à domicile = ce qui se traduit, d'un point de vue fonctionnel, par :
  • diamètre + longueur de l'arbre
  • puissance et vitesse de rotation
• l'entrée et la sortie se raccordent au filetage habituel pour le jardinage de l'eau
• performances : certains points de la courbe de débit ; au moins les deux extrêmes : débit maximal (sans pression) et hauteur maximale (ou pression) sans débit.
• moyen de le corriger (il était probablement ici avec une faible priorité...)
• prix d'entrée de gamme typique d'un produit OEM

La solution technique retenue est celle d'une hélice rotative.

Une cavité augmente puis diminue son volume en tournant autour de l'arbre, faisant ainsi entrer et sortir l'eau. Ce résultat a été obtenu ici grâce à un rotor flexible en une seule pièce, au lieu des 1 à 8 aubes coulissantes solides et plates typiques.

Conception de Produits

Assemblée générale

L'ensemble du corps est constitué de deux parties injectées en plastique, maintenues par 6 vis et scellées par un o-ring. Les vis sont ici des vis très basiques de type Philips, ce qui est bienvenu dans ce genre d'applications, car l'utilisateur devra éventuellement démonter pour nettoyer l'intérieur.

Les 2 pieds du couvercle donnent quelques possibilités de fixer la pompe, mais trop petit pour tenir la pompe plus la perceuse.

Le matériau est un plastique renforcé par de la fibre de verre ; il n'y a pas de marquage du type de plastique comme une étiquette recyclable.

Les fentes de vis et les lames auraient pu être intégrées ensemble dans le design ; actuellement, on a l'impression qu'une caractéristique a été placée indépendamment de l'autre.

Un marquage ou une marque a été supprimé (changement de propriétaire ou variante OEM à bas prix d'un autre produit de marque ?)

Un passage spécial à l'arrière à travers les pales radialement vers un côté de la béquille : est-ce une ancienne caractéristique comme un emplacement pour un capteur de rotation ou pour détecter si le moteur est à sec ? aucune idée !

Les surfaces d'étanchéité de l'entrée et de la sortie ne sont pas très grandes. Les utilisateurs devront disposer d'un joint souple et large pour être étanche.

Pas très convaincu par les ailettes de refroidissement : le plastique agirait ici davantage comme un isolant supplémentaire, mais donnerait au moins une grande rigidité au produit.

Construction du rotor

L'arbre est inséré dans un engrenage en plastique, qui lui-même maintient le rotor principal flexible (voir les photos détaillées en haute résolution).

20 éjecteurs sont nécessaires pour sortir cette pièce molle (en nature ou en silicone) du moule.

Deux feuilles de nickel sont placées de chaque côté du rotor. Leur faible Ra permet une certaine interférence pour obtenir une relative étanchéité, mais réduit l'abrasion, augmentant ainsi la durée de vie du rotor. La forme des bords est typique d'une technique de poinçonnage/découpage.

Analogie du capteur de débit

Nous n'avons pas pu résister à l'examen parallèle d'un capteur de débit d'eau qui a beaucoup en commun, du point de vue de la conception.

Il s'agit d'un capteur de débit d'eau, avec juste l'élément de détection sans aucun conditionnement du signal, vendu à l'utilisateur final pour un prix inférieur à $2.

Voir la galerie détaillée ci-dessous pour sa conception. Un simple capteur de champ magnétique détecte le changement de champ induit par un petit aimant attaché à la turbine.

notre avis seulement : un composant SMD, associé à une résistance SMD, aurait rempli la même fonction (et probablement plus fiable aux vibrations et aurait permis de réduire la taille du PCB de 75% ion surface. Il suffirait de faire pivoter de 90° le support du PCB et d'adapter le boîtier. Notre hypothèse seulement : ce produit a d'autres variantes plus sophistiquées où le PCB est différent, peut-être incorporant un conditionnement de signal ?

Par rapport à la conception de la pompe, le rotor n'a pas d'étanchéité parfaite, ce qui limite toutes les frictions et l'usure, tant avec l'axe qu'avec le boîtier.

Les filetages d'entrée et de sortie et bien mieux moulés mais pas grand chose sur les autres surfaces de fermeture (non fonctionnelles dans ce cas).

Si ce type de conception devait être utilisé dans d'autres applications, la seule recommandation serait d'améliorer la méthode d'étanchéité si le câble est soumis à des mouvements ou si la pièce doit être démontée.

Le joint torique n'est pas un problème, mais comme une partie de l'étanchéité est obtenue avec un peu de potting sur le câble qui est pressé entre les deux parties et qui durcit en position, si le câble bouge ou si la partie est démontée & l'étanchéité deviendra inefficace. 

Améliorations et innovations

Bien que ce produit soit destiné à être peu coûteux, il faudrait améliorer la mauvaise qualité de la surface de l'entrée et de la sortie, ce qui n'ajouterait pas de coût au produit, mais un petit travail sur la qualité du moule.

Mais d'autres modifications pourraient ajouter de la valeur au produit et le rendre encore plus polyvalent :

• un filtre d'entrée intégré serait utile pour protéger la pompe et serait le bienvenu car cette pompe est susceptible d'être utilisée dans des conditions difficiles (cf. ce modèle pour un bel exemple de filtre)
• Sans fixation, cette pompe ne pourra pas fonctionner en toute sécurité lorsqu'elle sera connectée à la foreuse. Des possibilités de fixation supplémentaires sur un équipement externe faciliteraient donc grandement son utilisation :
  • sur la forme de l'entrée et de la sortie, peut-être avec des brides carrées (simplement des formes en plastique dans le moule)
  • sur un étau, en prévoyant 2 surfaces parallèles opposées sur le fond
  • des pièces plus compliquées et plus grandes, mais en tant que partie fixe de la foreuse elle-même. Cela nécessiterait plusieurs pièces ajustables, mais rendrait l'assemblage total autosuffisant ; peut-être plus un accessoire OEM d'entrée de gamme.
• un meilleur refroidissement, soit
  • en fabriquant l'une des pièces en plastique en aluminium ; afin de maintenir le prix bas, la pièce en aluminium, avec les ailettes de refroidissement, devrait probablement être située du côté du couvercle (actuellement, les ailettes sont sur le corps principal supportant les filetages d'entrée et de sortie)
  • en fixant un petit ventilateur sur l'axe principal ; un joint supplémentaire serait alors nécessaire sur l'axe en saillie. Pour des raisons de sécurité, une petite cage en plastique supplémentaire serait alors nécessaire.
• Il serait donc possible d'obtenir de meilleures caractéristiques d'écoulement ou d'augmenter la durée de vie du rotor en insérant une plaque de nickel sur la surface circulaire du boîtier où s'appliquent les extrémités des aubes. Cette plaque devrait être courbée et probablement pliée aux deux extrémités pour maintenir le boîtier et éviter de couper les aubes. Selon que la plaque comprend ou non deux trous pour l'entrée et la sortie, elle pourrait couvrir les 3/4 du tour ou toute la périphérie.