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Revisione del progetto della pompa tuttofare

Quando è necessario un trasferimento imprevisto di liquidi, a condizione che si tratti di un utilizzo a breve termine e di una portata non troppo elevata, queste pompe diventano molto utili. L'attenzione è rivolta in particolare alla versatilitàLa facilità d'uso e il design a basso costo.

Esclusione di responsabilità: innovation.world non ha alcun incentivo finanziario, né alcuna proprietà sui prodotti recensiti. I prodotti vengono scelti in base all'unico fattore di avere progetti interessanti o originali da condividere con altri settori. Questi prodotti sono sul mercato da anni; L'innovazione.world non ha e non divulga alcuna informazione speciale o confidenziale, ma solo ciò che è visibile dallo smontaggio, dall'osservazione e dalla conoscenza di tecnologie simili. Si noti tuttavia che questi progetti possono essere brevettati dai rispettivi proprietari.
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pompa smontata
pompa smontata

Le specifiche di progettazione di un prodotto di questo tipo avrebbero potuto essere:

  • per liquidi simili all'acqua (versione per la benzina?)
  • da utilizzare con un trapano disponibile in casa = che si traduce, da un punto di vista funzionale, in:
    • diametro + lunghezza dell'albero
    • Potenza e velocità di rotazione
  • L'ingresso e l'uscita si collegano alla normale filettatura per il giardinaggio dell'acqua.
  • prestazioni: alcuni punti della curva di flusso; almeno i due estremi: flusso massimo (senza pressione) e altezza massima (o pressione) senza flusso
  • modo di risolverlo (probabilmente era qui con una priorità bassa...)
  • prezzo di base tipico di un prodotto OEM

La soluzione tecnica scelta è stata quella di un sistema a palette rotanti.

Una cavità aumenta e poi diminuisce il suo volume mentre gira intorno all'albero, muovendo così l'acqua dentro e fuori. Questo risultato è stato ottenuto grazie a un rotore flessibile in un unico pezzo, anziché alle tipiche palette piatte e solide da 1 a 8.

Design del prodotto

rotore di pompa deformabile
rotore di pompa deformabile

Assemblea generale

L'intero corpo è costituito da due parti in plastica iniettata, mantenute da 6 viti e sigillate da un o-ring. Le viti sono molto semplici e simili a quelle di Philips, il che è positivo in questo tipo di applicazioni, dato che l'utente dovrà eventualmente smontarle per pulire l'interno.

I due piedi del coperchio offrono alcune possibilità di fissaggio della pompa, ma sono troppo piccoli per tenere la pompa e il trapano.

Il materiale è una plastica rinforzata con fibra di vetro; non vi è alcuna marcatura del tipo di plastica, quindi un'etichetta riciclabile.

Le fessure per le viti e le lame avrebbero potuto essere integrate nel design; attualmente, sembra che una caratteristica sia stata collocata indipendentemente dall'altra.

Un marchio o una marca sono stati rimossi (cambio di proprietario o variante OEM a basso costo di un altro prodotto di marca?)

Un passaggio speciale sul retro che attraversa le pale radialmente verso un lato del cavalletto: si tratta di una vecchia caratteristica come un posto per un sensore di rotazione o per rilevare se è a secco? Non ne ho idea!

Le superfici di tenuta in ingresso e in uscita non sono molto grandi. Per avere una tenuta stagna, gli utenti dovranno disporre di una guarnizione morbida e ampia.

Le pale di raffreddamento non mi convincono molto: la plastica fungerebbe più da isolante aggiuntivo, ma almeno darebbe un'elevata rigidità al prodotto.

dettaglio del rotore
dettaglio del rotore

Costruzione del rotore

L'albero è inserito in un ingranaggio di plastica, che a sua volta sostiene il rotore flessibile principale (vedere le immagini dettagliate ad alta risoluzione).

Sono necessari 20 espulsori per estrarre la parte morbida (tipo o silicone) dallo stampo.

Due fogli di nichel sono posizionati su ciascun lato del rotore. La loro bassa Ra permette una certa interferenza per ottenere una relativa tenuta, ma riduce l'abrasività, aumentando così la durata del rotore. La forma dei bordi è tipica di una tecnica di punzonatura/taglio.

 

 

Sensore di flusso a basso costo per l'acqua
Sensore di flusso a basso costo per l'acqua

Analogia con il sensore di flusso

Non potevamo resistere alla recensione parallela di un sensore di flusso dell'acqua che ha molto in comune, dal punto di vista del design.

Si tratta di un sensore di flusso dell'acqua, con il solo elemento sensibile senza alcun condizionamento del segnale, venduto all'utente finale a un prezzo inferiore a $2.

Per il suo progetto, vedere la galleria dettagliata qui sotto. Un semplice sensore di campo magnetico rileva la variazione di campo indotta da una piccola magnete collegato alla turbina.

solo il nostro punto di vista: un componente SMD, insieme a un resistore SMD, avrebbe ottenuto la stessa funzione (e probabilmente sarebbe stato più affidabile alle vibrazioni e avrebbe permesso di ridurre le dimensioni del PCB di 75% superficie ionica. Solo il PCB richiederebbe il suo montaggio ruotato di 90° e l'adattamento dell'alloggiamento. La nostra è solo un'ipotesi: questo prodotto ha altre varianti più sofisticate in cui la scheda è diversa, magari incorporando un condizionamento del segnale?

Rispetto al design della pompa, il rotore non presenta alcuna tenuta perfetta, limitando così tutti gli attriti e le usure, sia con l'asse che con l'alloggiamento.

Le filettature di ingresso e uscita sono state modellate molto meglio, ma non molto sulle altre superfici di chiusura (in questo caso non funzionali).

tenuta stagna monouso
tenuta stagna monouso

Se questo tipo di progetto dovesse essere utilizzato in altre applicazioni, l'unica raccomandazione sarebbe quella di migliorare il metodo di tenuta se il cavo è soggetto a movimenti o il pezzo deve essere smontato.

L'O-ring non desta preoccupazioni, ma poiché parte della tenuta è ottenuta con un po' di cerotto sul cavo che viene premuto tra le due parti e polimerizzato in posizione, se il cavo si sposta o la parte viene smontata, la tenuta diventa inefficiente. 

Miglioramenti e innovazioni

Anche se questo prodotto è destinato ad essere a basso costo, come piccolo miglioramento diretto, la cattiva qualità della superficie di ingresso e di uscita dovrebbe essere migliorata; ciò non aggiungerebbe il costo del prodotto, ma un piccolo lavoro sulla qualità dello stampo.

Ma altre modifiche potrebbero aggiungere valore al prodotto e renderlo ancora più versatile:

  • Un filtro d'ingresso integrato sarebbe utile per proteggere la pompa e molto gradito, dato che questa pompa è destinata a essere utilizzata in condizioni difficili (vedi questo design per un esempio di filtro)
  • Senza fissaggio, questa pompa non può funzionare in modo sicuro quando è collegata al trapano. Pertanto, una maggiore possibilità di fissaggio all'attrezzatura esterna ne faciliterebbe notevolmente l'utilizzo:
    • sulla forma dell'ingresso e dell'uscita, magari con alcune flange squadrate (semplicemente forme di plastica nello stampo)
    • su una morsa, fornendo 2 superfici parallele opposte nella parte inferiore
    • più complicati e più grandi, ma di una parte fissa del trapano stesso. Ciò richiederebbe diverse parti regolabili, ma renderebbe l'assemblaggio totale autosufficiente; forse non è più un accessorio OEM entry-level.
  • un raffreddamento migliore, o
    • realizzando una delle parti in plastica in alluminio; per mantenere il prezzo basso, quella in alluminio, con le lamelle di raffreddamento, dovrebbe probabilmente essere posizionata sul lato del coperchio (attualmente le lamelle sono sul corpo principale a supporto delle filettature di ingresso e uscita)
    • fissando una piccola ventola sull'asse principale; sull'asse sporgente sarebbe poi necessaria un'ulteriore guarnizione. Per motivi di sicurezza, sarebbe necessaria una piccola gabbia di plastica aggiuntiva.
  • Per ottenere migliori caratteristiche di flusso o una maggiore durata del rotore, si potrebbe inserire una piastra di nichel sulla superficie circolare dell'alloggiamento dove si applicano le estremità delle palette. Questa piastra dovrebbe essere curvata e probabilmente piegata a entrambe le estremità per mantenere l'alloggiamento ed evitare di tagliare le palette. A seconda che la piastra includa o meno due fori per l'ingresso e l'uscita, la piastra potrebbe coprire 3/4 del giro o l'intera periferia.
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