CN101392603B - 水下作业自动清洗设备 - Google Patents

Abstract

一种水下作业自动清洗设备(1)，设计与水泵连接，包括：一个中空头部(2)，内有一个阀座(11)，第一吸水管道(5a)和第二吸水管道(5b)，连接中空头部(2)，阀座(11)中留有空间用于安装瓣阀(4)。在该设备(1)运行时，瓣阀(4)将与阀座(11)配合，产生第一封闭状态和第二封闭状态，分别堵住第一吸水管道和第二吸水管道。在中空头部(2)之中还装有预过滤器(9)以防在工作过程中可能出现的垃圾造成瓣阀(4)堵塞。在上述情况当中，瓣阀宽度与空间的切面(S)的宽度比例应大于70％。采用上述结构后，在阀座和瓣阀间水的流速会加大，因此可以使用低功率的水泵来运转该设备。此外，同时使用预过滤器可以避免因可能出现的垃圾造成瓣阀堵塞。

Description

水下作业自动清洗设备

技术领域

本发明涉及一种水下作业清洗设备，尤其适用于配备低功率水泵的游泳池进行自动清洗。该项发明同时可用于对浸泡在液体中的事物表面进行清洗，如游泳池的池底，池壁，浸没的池边区以及水线位置。也可用于清除所有类型的飘浮物，如树叶，昆虫以及其它各类有可能在游泳池的使用过程中出现的垃圾。

背景技术

在不同的泳池自动清洗设备当中，各种技术都有所运用。例如，泳池的清洗可以利用水的回流程序进行，也可以利用泳池水泵的抽水程序进行。在后一种情况当中，这些设备可以运用一种槌状装置(瓣阀)，或是一种膜片装置进行清洗。尤其在吸入水和水中垃圾时，可以利用泳池本身的进水通道进行，只要在通道中安装一个清扫装置，或是一个撇渣器(通过防回流装置将水引至过滤网)即可。

尤其，在FR2302151文件中描述了一款泳池自动清洗设备。这款设备包括一个清洗头，其边缘部分可以附着在需要清洗的表面并从表面上脱离；清洗头中的两个吸水通道，通过两个瓣阀的阀座互相连接；以及一个瓣阀，用于在两个通道间自动进行水流的转移，交替循环，从一个通道进入另外一个通道。当水泵吸水时，水将会通过其中一个通道(没有被瓣阀堵住的通道)流入，并因此获得足够的动能，而当水流从一个通道转移到另一个通道时，(由于底座外部两端的压力差，将会导致瓣阀倾向没有被堵住的通道)一部分的动能将转移到设备上并使该设备沿着需要清洗的表面移动。该设备也可以包括一个位于槌阀前部的中间装置。

然而这款设备的不足之处在于它不适用于使用低功率水泵的中小型泳池，所谓低功率即水泵的功率小于等于100W。

US6,298,513文件描述的是一款泳池清洗机器，它也包括两条平行或不平行的管道，这两条管道的一端连接在一个吸液软管之上，该软管与泳池的过滤泵相连接。两条管道的另外一端通过一个瓣阀相连接，该瓣阀安装在一个可以独立运行的枢轴之上。通过瓣阀向两条管道间歇性交替输水的运动，产生足够的动能，使该设备能在泳池的表面移动。该设备的另外一个特点是拥有一个较大的吸液口，瓣阀的厚度不超过吸液口的70％。此文件中描述的机器将用于清理灰尘，以及泳池中较大的垃圾和树叶并将它们吸向泳池的过滤系统。因此在这款设备中没有位于瓣阀前端的中间零件。

这款设备也要求使用约600W左右的大功率水泵以实现其运转。它的另外一个弊端就是，由于吸入树叶和其它的垃圾，该设备会很快堵塞泳池的过滤系统，尤其是当该系统以滤芯过滤时。

目前人们使用一些手动设备来清洗中小型的泳池。

但是手动设备的不便之处就是在清洗的过程当中必须全程有工作人员操作。

发明内容

这项发明的目的在于提供一种新的设备，以全部或部分避免上述的各种弊端。

为了达到这个目的，该发明设计出一种水下作业自动清洗设备，连接水泵，它包括：一个中空头部，内有一个阀座，连接两条吸水管道，在阀座之中留有一部分空间用于安装瓣阀，该瓣阀与阀座配合，可形成第一和第二封闭状态，在设备运行时分别封住第一和第二吸水管道，另外还应在中空头部内装上预过滤器以避免因可能出现的垃圾而造成的瓣阀堵塞。

在上述情况当中，合适的瓣阀宽度与空间的切面(S)的宽度比例应大于70％。

另外，由于上述特点，在阀座和瓣阀间水的流速会加大，因此可以使用低功率的水泵来运转该设备(如低于600W级别的水泵)。例如一台100W甚至是更低级别的水泵就可以使它运转。此外，同时使用预过滤器可以避免因可能出现的垃圾造成瓣阀堵塞。

上述的阀座以及瓣阀都有第一面和第二面，在运行过程之中配合，轮流封住两条吸水管道。

按照该项发明的设计特点，在瓣阀的第一和第二面之间的角度是可以调节的。

这项特点使得瓣阀的厚度可以调节，能够根据水泵的功率调整瓣阀第一面和第二面之间的间距。

该瓣阀最少应是部分中空。

为更好的发挥其作用，瓣阀包括了用于间隔第一面和第二面的一个零件。

该发明的另外一个特点是这个零件的长度是可以调节的。

另外，瓣阀的切面(S)应与阀座的第一和第二面的等分线(B)直角相交。

中空头部应有一个平面与水下作业面平行，第一和第二吸水管道应与该平面呈20°到30°的夹角，最好是25°。

这样该设备就可以在浅水里工作。

该项发明的另外一个用途就是清洁泳池浸泡在水里的部分，包括池底、池壁、浸没池边区以及水线位置。

附图说明

图1展示的是该清洗设备在瓣阀处于封闭状态时的纵向剖面视图。

图2展示的是图1中的设备在瓣阀处于另外一种封闭状态时，中空头部的纵向剖面放大视图。

图3展示的是图1中的设备在瓣阀处于中间状态时，中空头部的纵向剖面放大视图。

图4是一幅适用于图1中设备的瓣阀的透视简图。

图5是另外一个适用于图1中设备的瓣阀的透视简图。

具体实施方式

根据下面的描述，结合附图中的图形，我们将能以一种更加直观的方式更好地了解此项发明在某种运作模式下的特点，同时它的另外一些用途、细节、特点和优点也将更好地展现。

如同图1-3所展现的，一部用于清洗泳池池壁的水下作业自动清洗设备1，包括一个通常使用塑料外壳的中空头部2，一个瓣阀4和两条吸水管道5a和5b。

上述中空头部2包括一个瓣阀4、一个栅格10和一个预过滤器9，三者都位于中空头部2之中，另外还有一个吸水头3，用于接触需要清洗的表面。

上述吸水头3，由止回阀6，阀上开口7组成，形成一个通道，所清洗平面上的灰尘和其它的垃圾可由此通过。另外，吸水头还包括一个长形密封法兰盘8。该密封法兰盘8的主要作用就是导引需清洗表面的灰尘及其它垃圾颗粒流向开口7。这个法兰盘8从外包住吸水头3和止回阀6。

在中空头部2内还有一个栅格10，位于吸水头3的上方。通过这个栅格10，吸水头3吸进的水和垃圾可以有条不紊地被吸入中空头部2之中。这个栅格可以使用如弹性夹封口的方式固定在中空头部2内。该栅格10可以是圆柱形，也可以是钟形，其下端朝向吸水头3，上端朝向瓣阀4，并留有开口以便吸入的水流通过。

栅格10的材料最好为塑料，内置预过滤器9，最好是可拆换的金属细孔筛，其形状应与栅格10的形状相吻合。通过预过滤器9，被吸入的水可以与水中的垃圾分离，例如沉淀在池底的淤泥，还有可能是树叶，或者是一些更细小的物质(灰尘……)。

使用如细孔筛之类的预过滤器9，不仅可以避免由于吸入中空头部2的垃圾造成的瓣阀堵塞，还可以解决泳池滤芯过早被堵塞的问题。通常泳池合成材质的滤芯被装在撇渣器的后面，滤去水中杂质。

中空头部2的外壳下还包括一个阀座11，该阀座11分为第一面11a和第二面11b，并留有空间用于安装瓣阀4。

吸水管道5a和5b如同图1和图2所示，是两条平行管道。每条管道的下端口5a1和5b1连接中空头部2，与阀座11平行，管道的上端口5a2和5b2连接一条公用吸水管路(没有标出)，可以通过一个三向连接头13进行连接，该公用吸水管路可以使用软管(没有标出)连接泳池的吸水泵。

管道5a和5b最好是与要清洗的平面呈锐角，在20°到30°之间，最合适的角度是25°。

该项特点可以使清洗设备1在较浅的水中执行清洗任务。

当清洗设备1在水压的作用下工作时，瓣阀4要保持与中空头部2在同一平面上，尤其是要与阀座11在同一平面上。如此水压方可使瓣阀4在阀座11之中摆动。

另外，瓣阀4的形状应与阀座11相配合，在工作时形成第一封闭状态(如图1所示)和第二封闭状态(如图2所示)，轮流封闭管道5a和管道5b。在不同的封闭状态下，瓣阀4允许水流通过间隙12a和12b，分别进入吸水管道5a和5b的下端口5a1和5b1。

瓣阀4的两面4a和4b，分别与阀座11的第一面11a和第二面11b相对应。一般情况下，瓣阀4和阀座11的切面都呈现出明显的三角形。

瓣阀4可以部分中空或实心。

最后，如图3所示，瓣阀4的切面宽度T和阀座11切面S的宽度W之间的比例(更确切的说是与阀座11a面和11b面的等分线直交截面B的比例)应该大于或等于70％，最好是75％和85％之间(更精确的说，是在77％到80％之间)。这会使得间隙12中的水量减少，而吸入到间隙12中水的流速提高。如此，按该发明生产出的清洗设备1就不需要使用大功率的水泵(如600W的水泵)进行工作。只需一台100W，甚至更小功率的水泵，就足以支持清洗设备的运转。另外，中小型的泳池通常使用低功率的水泵，该设备1完全可以在这种类型的泳池当中使用。

按照该项发明的设计，不同宽度的瓣阀都可以在设备1上使用，如图4和图5所示。

如图4和图5所示，瓣阀41和瓣阀42至少应是部分中空。

瓣阀41和瓣阀42分别含有枢轴14，用于连接瓣阀41和瓣阀42的第一面41a和42a，以及第二面41b和42b。另外，瓣阀41和42还包括一个位于第一面41a和42a，以及第二面41b和42b之间的间隔零件50，其长度应是可以调节，或是可以预调节的。这两项特点使得瓣阀41和瓣阀42可以调节以适应不同宽度的阀座11，同时，通过调节它们的厚度，即瓣阀41和42第一面和第二面之间的间隙宽度，来适应不同功率的水泵，从而可以在不同类型的泳池中使用清洗设备1。

如图4所示，在可调节瓣阀的第一种变化形态中，间隔零件50可以是条形，其长度根据需要选择，位于瓣阀41的两面41a和41b之间，形成隔断。

如图5所示，在瓣阀的第二种形态当中，间隔零件50仍然是位于瓣阀42的两面42a和42b之中，形成隔断，但是它与这两面的其中一端位于同一平面，更确切的说是和与枢轴14相对的那一面位于同一平面。在这种形态当中，瓣阀42的其中一面(此处为42b)是要比42a短的，因此间隔零件50分成两个部分50a和50b，并可以通过某种方式互相连接固定，如以螺杆52连接。为此，50a和50b部分分别有开口51，使其可以并置并使用一种连接方式进行固定(螺杆)。

此项特点体现了该设备的一项优点，即可以通过选择不同的瓣阀41和42的宽度T来适应拥有不同功率水泵的泳池。而且，专业人士还可以根据所要清洗泳池的水泵功率来调节间隔零件的长度。

该清洗设备可以部分或全部采用可模压塑料材质造成。例如，中空头部2和瓣阀4、41、42都可以用聚氨酯进行模压成型。

在小型泳池当中安装和使用上述清洗设备1进行清洗时，如水泵的功率小于或等于100W，可以参照图1和图2的说明进行。

按照该项发明安装的上述设备1在使用时，使用者必须连接接头13，并使用另外一条软管(没有在图中标明)连接泳池的水泵/撇渣器或清扫装置。一旦连接上泳池的水泵，设备1将平置在需要清洗的平面之上，泳池的水将可以通过该设备被抽出。

事实上，当该设备1与泳池水泵互相连接之后，水泵将会在接头13的接口处产生吸力，于是该设备1的止回阀6当中的开口7处开始吸水。接着，水将会在吸力的作用下上升，通过栅格10，经过预过滤器9进行过滤后，到达中空头部2外壳下的空间。

中空头部2中的重量使该设备1紧贴地面，接着，在法兰盘8和地面之间的水流产生的强大吸力吸起泳池底部的碎石和垃圾(树叶、淤泥…)。

在中空头部2中的栅格10里，这些与泳池的水同时被吸起的垃圾将被预过滤器9截住。接着，在中空头部2之中，去除了较大杂质的水将通过位于阀座11和瓣阀4中间的狭窄间隙12a和12b被抽出。接下来，水流将会使瓣阀4运动到阀座11的第一面11a或第二面11b，轮流堵住吸水管5a和5b，即使在运行之前，瓣阀处于中间位置(如图3所示)，也不例外。例如，水流将首先按照图1的箭头所示方向，通过间隙12a流入管道5a。由于瓣阀4覆盖了阀座11的大部分面积，12a中的水流通道将会变得非常狭窄，从而提高间隙12a中的水流速度。这种方式可以使一座拥有低功率水泵(低于或等于100W)的泳池也能启动自动清洗系统。通过该系统，水在完成清洗之后，被引向泳池的水泵和过滤网，最后回到水池之中。

水流从开口7流向间隙12a，然后进入管道5a，作用于瓣阀4之上，在管道5的端口5a1和5b1之间的压力差令瓣阀从阀座11的第二面11b向第一面11a进行运动。这就导致了管道5a中相对高速的水流突然中断，产生的动能就传给了设备1中的刚性结构。同时，水流将如图2的箭头所示，通过开口7，间隙12b，流入管道5b，但此时流速很慢，近乎于零。于是法兰盘8不再吸附于被清洗的泳池表面，而设备1能够因传导给它的动能自由移动。

接着，开口7、间隙12b和管道5b构成的通道中的水流速度逐渐加快，在吸水头3和待清洗池面之间重新产生吸附力。

然后，如同前面的步骤，瓣阀4将向着阀座11的第二面11b摆动，新的工作循环又将开始。

在结束清洗之后，使用者可以轻而易举地将预过滤器9上的垃圾清除。

尽管对该项发明通过多种特别的运行模式进行了说明，但并不意味着它的用途就局限于此，只要是在该发明所涉及的范围之内，各种运行模式相对应的技术及其应用都有可能实现。

Claims (9)

1.一种水下作业自动清洗设备(1)，设计与水泵连接，包括：一个中空头部(2)，内有一个阀座(11)，第一吸水管道(5a)和第二吸水管道(5b)，连接中空头部(2)，阀座(11)中留有空间用于安装瓣阀(4、41、42)，在该设备(1)运行时，该瓣阀(4、41、42)将与阀座(11)配合，产生第一封闭状态和第二封闭状态，分别堵住第一吸水管道(5a)和第二吸水管道(5b)，在中空头部(2)当中还装有预过滤器(9)以防止因在工作过程中可能出现的垃圾而造成瓣阀(4、41、42)堵塞。

2.根据权利要求1所描述的水下作业自动清洗设备，其特征在于：所述瓣阀(4、41、42)的切面(S)宽度(T)与阀座的安装瓣阀空间的切面(S)宽度(W)的比例大于或等于70％，所述切面(S)与阀座第一面(11a)和第二面(11b)的等分线(B)垂直相交。

3.根据权利要求1所描述的水下作业自动清洗设备，其特征在于：所述阀座(11)包括第一面(11a)和第二面(11b)两面，瓣阀(4、41、42)也有两面：第一面(4a、41a、42a)和第二面(4b、41b、42b)，并与阀座的两面分别配合，轮流封闭两条吸水管。

4.根据权利要求3所描述的水下作业自动清洗设备，其特征在于：所述瓣阀(41、42)的第一面(41a、42a)和第二面(41b、42b)之间的角度是可以调节的。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所描述的水下作业自动清洗设备，其特征在于：所述瓣阀(41、42)至少是部分中空。

6.根据权利要求5所描述的水下作业自动清洗设备，其特征在于：所述瓣阀(41、42)包含一个间隔零件(50)，位于瓣阀的第一面(41a、42a)和第二面(41b、42b)之间。

7.根据权利要求6所描述的水下作业自动清洗设备，其特征在于：所述间隔零件(50)的长度是可以调节的。

8.根据上述权利要求1所描述的水下作业自动清洗设备，其特征在于：所述中空头部(2)有一个平面与水下作业面相平行，第一吸水管道(5a)和第二吸水管道(5b)与该平面呈20°至30°角。

9.根据权利要求8所描述的水下作业自动清洗设备，其特征在于：所述第一吸水管道(5a)和第二吸水管道(5b)与该平面呈25°角。

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