EP0461997A1 - Robot de nettoyage, notamment pour gaines de ventilation - Google Patents

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EP0461997A1
EP0461997A1 EP91401553A EP91401553A EP0461997A1 EP 0461997 A1 EP0461997 A1 EP 0461997A1 EP 91401553 A EP91401553 A EP 91401553A EP 91401553 A EP91401553 A EP 91401553A EP 0461997 A1 EP0461997 A1 EP 0461997A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
brushes
robot
motor
rollers
driven
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP91401553A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Baptiste Queret
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seps (sa)
Original Assignee
Seps (sa)
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/049—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes having self-contained propelling means for moving the cleaning devices along the pipes, i.e. self-propelled
    • B08B9/051—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes having self-contained propelling means for moving the cleaning devices along the pipes, i.e. self-propelled the cleaning devices having internal motors, e.g. turbines for powering cleaning tools

Definitions

  • the present invention relates to a cleaning robot intended in particular, but not exclusively, for cleaning air ducts and in particular ventilation and / or air conditioning ducts.
  • the device is pulled by a cable inside a conduit.
  • This device comprises a motor for driving the cleaning means in rotation, the motor comprising bearings on the internal wall of the piping.
  • the document EP-A-0076434 relates to a self-propelled remote-controlled device allowing the treatment of the internal surface of a pipe.
  • Document EP-A-085 504 relates to a self-propelled vehicle usable in pipelines.
  • This vehicle comprises a first and a second longitudinal shaft equipped with an arm system, arranged at 120 °, the end of each arm being provided with a wheel which is applied against the wall.
  • Each arm is equipped with a return spring and the vehicle advances in spurts.
  • the rear wheels are locked and a cylinder secured to the shaft of the front wheels is moved positively and so on.
  • the cleaning robot comprising a remote-controlled motor driving in rotation a set of brushes and displacement means is characterized in that it comprises two sets of brushes arranged on adjacent crowns, driven in opposite directions, at the end of the motor shaft.
  • drive wheels are mechanically connected to the robot motor.
  • the robot is for example controlled by an electric power cable which can drive the motor in one direction or the other.
  • the motor rotation results in the brushes being driven and the robot moving forward or backward inside the pipeline depending on the direction of rotation of the motor.
  • FIG. 1 there is shown in broken lines a pipe inside which the robot moves. It can move in curved sheaths with a diameter greater than 50 centimeters, or even less.
  • the robot comprises a motor 1 mounted on a chassis 2.
  • Inside the chassis 2 is the cleaning part essentially constituted by two rings 3 and 4 carrying brushes, respectively 5 and 6 at their periphery. The cleaning is mainly ensured by a brushing of the sheaths, the brushing being effected by the rotation of the brushes 5 and 6 driven in a direction opposite to each other.
  • the output of the motor shaft 7 drives, via a speed reducer 8, a shaft 9.
  • a differential reverser comprising a first pinion 10 meshing with a idler idler gear 11, the idler idler gear being connected to a pinion 12 for driving the crown 4.
  • shaft 9 directly drives the crown 3 so that, whatever the direction of rotation of the shaft 9 identical to that of the 'shaft 7, the brushes 5 and 6 rotate in opposite directions.
  • This inversion is obtained by a differential of ratio 1/1 which makes it possible to obtain a practically zero overturning torque.
  • the assembly of the brushes and their immobilization is carried out by means of a metallic keyed bore 13.
  • the brushes 5 and 6 are preferably made of 100/100 mm polyamide fibers mounted on PVC or similar crowns constituting reinforcements.
  • the metal keyed floor is fixed to the PVC frame.
  • the two brushes are immobilized in translation by a nut.
  • the implantation of the bristles at the periphery of the brushes is carried out so that the circular movement corresponding to the forward movement of the robot repels the dust towards the front thereof. All of these brushes and the drive mechanics are maintained and guided by a set of bearings and shafts (not referenced).
  • a ring 21 is provided providing the same gripping and retaining function. For each sheath section, a set of brushes is necessary but the replacement of these is very fast. Different types of brush bristles are available to respond to different types of pollution.
  • a reservoir (not shown) can be attached to the front of the device, which can be fixed to one of the brushes, and this reservoir makes it possible to distribute cleaning solvents or even antiseptic products for treating the ventilation network . Distribution takes place via a needle screw allowing to dose in each turn of the brushes a quantity of products.
  • a motor ventilation fan 15 allowing, on the other hand the propulsion of the particles in suspension in the sheath towards the front part thereof.
  • the chassis supporting the assembly also serves as a housing for the device.
  • each of the pinions 17 drives two wheels or rollers 18,20 by means of belts 19.
  • These belts 19 are preferably made of KEVLAR (trademark registered by DUPONT DE NEMOURS) or more generally of aromatic polyamide and the rollers 18, 20 bear on the internal wall of the pipeline.
  • the rollers 18,20 are made or have a tread made of vulcanized polyurethane to have good hardness.
  • a backlash system makes it possible to adjust the spacing of the rollers on each of the three trains. This relatively flexible system makes it possible to accept faults in the sheaths.
  • the three roller trains 18, 20 can be replaced by another set depending on the section of the sheath.
  • the rollers 18 and 20 are mounted on arms 25, 26 pivoting on the axis of the pinions 17.
  • the length of the arms can be adjusted using a slide 27.
  • the angle between the two arm 25, 26 of the same train of rollers can be adjusted using a spacer 22 pivotally mounted at one of its ends, around the axis 2 3, on the arm 25 and passing through a pin 24 provided on arm 26.
  • the brushes are at the front of the device and chase the loose dust in front of the robot to the recovery point.
  • This dust is extracted from the sheath by manholes arranged from place to place. It can also be extracted at the end of the sheath, by suction before extraction of the robot.
  • the advantage of this arrangement is that the drive rollers move over an already brushed surface.
  • rollers 18 and 20 can be replaced by tracks mounted on arms returned by springs so as to be able to absorb local variations in diameter due for example to the connections of the pipeline.
  • the brush-holder discs 3 and 4 are hollow and can close a porous substrate. This substrate is charged, during start-up, with solvent and / or liquid antiseptic which, under the action of centrifugal force, is gradually propagated in the pipe where it diffuses.
  • the robot according to the invention moves alone under the action of the electric motor, powered and controlled from an external plate. By reversing the direction of the supply current it can move forward or back. It climbs in the vertical ducts without the need to hoist it using a cable or can descend inside the vertical ducts without it being necessary to retain it. It is able to follow changes of direction and turn in 90 ° angles without changes in setting.
  • the robot can, in reverse, disinfect the sheaths by spraying with disinfecting and deodorizing agent.

Abstract

Robot de nettoyage pour gaines aérauliques, comprenant un moteur télécommandé permettant le déplacement du robot à l'intérieur de la gaine et l'entraînement de brosses de nettoyage. Deux brosses (5, 6) adjacentes sont entraînées dans des sens de rotation inverses par le moteur de manière à ce que le couple de renversement soit nul.

Description

  • La présente invention a pour objet un robot de nettoyage destiné en particulier, mais non exclusivement, au nettoyage des gaines aérauliques et notamment des gaines de ventilation et/ou de climatisation.
  • On sait que malgré les différents moyens de filtration mis en oeuvre, la poussière s'accumule à l'intérieur des canalisations donnant des agglomérats qui non seulement obstruent les conduits, mais à l'intérieur desquels peuvent se développer des germes microbiens. Il est donc recommandé, sinon nécessaire, de procéder à des nettoyages périodiques des gaines aérauliques. Etant donné que l'accès à l'intérieur des gaines est toujours difficile et parfois même impossible, il a déjà été proposé de faire appel à des robots dont les dimensions correspondent sensiblement aux dimensions de la ou des gaines à nettoyer. De tels robots comprennent habituellement un moteur entraînant des brosses de nettoyage permettant un décollement mécanique de la poussière accumulée sur les parois.
  • Dans le brevet français n° 2 087 486, le dispositif est tiré par un câble à l'intérieur d'un conduit. Ce dispositif comprend un moteur d'entraînement en rotation de moyens de nettoyage, le moteur comportant des appuis sur la paroi interne de la tuyauterie. Le document EP-A-0076434 se rapporte à un dispositif automoteur télécommandé permettant le traitement de la surface interne d'un tuyau.
  • Le document EP-A-085 504 concerne un véhicule automoteur utilisable dans les pipe-lines. Ce véhicule comporte un premier et un second arbre longitudinaux équipés d'un système de bras, disposés à 120°, l'extrémité de chaque bras étant munie d'une roue qui vient s'appliquer contre la paroi. Chaque bras est équipé d'un ressort de rappel et le véhicule avance par à-coups. A cet effet, les roues arrières sont bloquées et un vérin solidaire de l'arbre des roues avant est déplacé positivement et ainsi de suite.
  • Un autre dispositif de ce type est décrit dans le brevet US-A-4 027 349 qui concerne un appareil autopropulsé pour nettoyer, au moyen de brosses, l'intérieur de conduit. Ces brosses sont réparties à la périphérie d'une couronne qui est entraînée en rotation au moyen d'un premier moteur et les brosses sont elles-mêmes entraînées en rotation par de l'air sous pression. Enfin, l'appareil est déplacé au moyen de roues, l'une d'entre elles étant en prise sur un moteur indépendant.
  • Ces dispositifs connus sont en général lourds et encombrants étant donné notamment qu'il doivent rester stables pour compenser le couple dû à la rotation des organes de nettoyage et ne permettent pas un nettoyage satisfaisant desdites canalisations.
  • Selon la présente invention, le robot de nettoyage comprenant un moteur télécommandé entraînant en rotation un jeu de brosses et des moyens de déplacement est caractérisé en ce qu'il comprend deux jeux de brosses disposés sur des couronnes adjacentes, entraînées en sens contraire, en bout de l'arbre moteur.
  • Ainsi, le problème de la réaction à la rotation des brosses est résolu puisque à tout moment est développé un couple nul à l'avant du moteur.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, des roues d'entraînement sont mécaniquement reliées au moteur du robot.
  • Le robot est par exemple commandé par un câble électrique d'alimentation qui peut entraîner le moteur dans un sens ou dans l'autre. La mise en rotation du moteur se traduit par l'entraînement des brosses et par l'avance ou le recul du robot à l'intérieur de la canalisation en fonction du sens de rotation du moteur.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des figures qui représentent :
    • La figure 1, une vue en coupe d'un robot selon l'invention ;
    • la figure 2, une vue en élévation du même robot.
  • Sur la figure 1, on a représenté en traits mixtes une canalisation à l'intérieur de laquelle se déplace le robot. Il peut se déplacer dans des gaines courbes d'un diamètre supérieur à 50 centimètres, voire moins. Le robot comprend un moteur 1 monté sur un châssis 2. A l'intérieur du châssis 2 se trouve la partie nettoyage essentiellement constituée par deux couronnes 3 et 4 portant à leur périphérie des brosses, respectivement 5 et 6. Le nettoyage est principalement assuré par un brossage des gaines, le brossage étant effectué par la mise en rotation des brosses 5 et 6 entraînées dans un sens opposé l'une à l'autre.
  • Cette opposition de sens est obtenue de la façon suivante. La sortie de l'arbre moteur 7 entraîne par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 8 un arbre 9. Sur l'arbre 9 est monté un inverseur différentiel comprenant un premier pignon 10 engrènant avec un pignon fou de renvoi 11, le pignon fou de renvoi étant relié à un pignon 12 d'entraînement de la couronne 4. Par contre l'arbre 9 entraîne directement la couronne 3 de sorte que, quel que soit le sens de rotation de l'arbre 9 identique à celui de l'arbre 7, les brosses 5 et 6 tournent en sens inverse. Cette inversion est obtenue par un différentiel de rapport 1/1 ce qui permet d'obtenir un couple de renversement pratiquement nul. Le montage des brosses et leur immobilisation est effectué grâce à un alésage claveté métallique 13. Les brosses 5 et 6 sont de préférences réalisées en fibres polyamides de 100/100 mm montées sur des couronnes en PVC ou analogue constituant des armatures. L'étage claveté métallique est fixé sur l'armature PVC. Les deux brosses sont immobilisées en translation par un écrou.
  • L'implantation des poils la périphérie des brosses est réalisée de manière à ce que le mouvement circulaire correspondant à la marche avant du robot repousse les poussières vers l'avant de celui-ci. L'ensemble de ces brosses et de la mécanique d'entraînement est maintenu et guidé par un ensemble de roulement et d'arbres (non référencés) . Un anneau libre 14, libre en rotation en bout de l'arbre permet de fixer un câble de retenue de sécurité. De même, à l'extrêmité opposée, on prévoit un anneau 21 assurant la même fonction de préhension et de retenue. Pour chaque section de gaine, un jeu de brosses est nécessaire mais le remplacement de celles-ci est très rapide. Différentes natures des poils de brosse sont disponibles afin de répondre aux différents types de pollutions.
  • On prévoit, avantageusement, sur la partie avant de l'appareil, un réservoir (non représenté) qui peut être fixé sur une des brosses et ce réservoir permet de distribuer des produits solvants de nettoyage ou encore des produits antiseptiques de traitement du réseau de ventilation. La distribution se fait par l'intermédiaire d'une vis pointeau permettant de doser ainsi à chaque tour de brosses une quantité de produits.
  • A l'autre extrémité du moteur est prévu un ventilateur 15 d'aération du moteur permettant, d'autre part la propulsion des particules en suspension dans la gaine vers la partie avant de celle-ci. Le châssis supportant l'ensemble sert aussi de carter à l'appareil.
  • Sur l'arbre 9 est disposée une vis sans fin 16 qui engrène avec un ensemble de trois pignons 17 disposés à 120° l'un de l'autre, seul l'un des pignons 17 apparaissant sur la figure 1. Chacun des pignons 17 entraîne deux roues ou galets 18,20 par l'intermédiaire de courroies 19. Ces courroies 19 sont de préférence réalisées en KEVLAR (marque déposée par DUPONT DE NEMOURS) ou plus généralement en polyamide aromatique et les galets 18, 20 portent sur la paroi interne de la canalisation. De préférence, les galets 18,20 sont réalisés ou présentent une bande de roulement en polyuréthane vulcanisé pour présenter une bonne dureté. Un système de rattrapage de jeu permet de régler l'écartement des galets sur chacun des trois trains. Ce système relativement souple permet d'accepter des défauts au niveau des gaines. En outre, lors de l'opération de nettoyage d'une gaine verticale, il permet d'obtenir une pression de contact plus importante entre la gaine et les galets. Ceci rend efficace le nettoyage vertical tant vers le bas que vers le haut. Pour pallier une différence de diamètre des gaines, les trois trains de galets 18, 20 peuvent être remplacés par un autre jeu en fonction de la section de la gaine.
  • Comme cela apparaît mieux sur la figure 2, les galets 18 et 20 sont montés sur des bras 25,26 pivotants sur l'axe des pignons 17. La longueur des bras peut être reglée à l'aide d'un coulisseau 27. De même, l'angle entre les deux bras 25, 26 d'un même train de galets peut être ajusté à l'aide d'une entretoise 22 montée pivotante à l'une de ses extrémités, autour de l'axe 2 3, sur le bras 25 et passant à travers un pion 24 prévu sur le bras 26.
  • Dans l'exemple qui vient d'être décrit, les brosses sont à l'avant de l'appareil et chassent la poussière décolléee devant le robot jusqu'au point de récupération.
  • Cette poussière est extraite de la gaine par des regards disposés de place en place. Elle peut également être extraite en bout de gaine, par aspiration avant l'extraction du robot. L'avantage de cette disposition est que les galets d'entraînement se déplacent sur une surface déjà brossée.
  • Il est toutefois possible de disposer les galets d'entraînement à l'avant de l'appareil et de prévoir derrière les brosses une chambre d'aspiration reliée par un tuyau souple à un aspirateur extérieur.
  • De même, les galets 18 et 20 peuvent être remplacés par des chenilles montées sur des bras rappelés par des ressorts de manière à pouvoir absorber des variations locales de diamètre dues par exemple aux raccordements de la canalisation.
  • Les disques porte-brosse 3 et 4 sont creux et peuvent refermer un substrat poreux. Ce susbstrat est chargé, lors du démarrage, de solvant et/ou d'antiseptique liquide qui, sous l'action de la force centrifuge est propagé peu à peu dans la canalisation où il diffuse.
  • Le robot selon l'invention se déplace seul sous l'action du moteur électrique, alimenté et commandé à partir d'une platine extérieure. Par inversion du sens du courant d'alimentation il peut se déplacer en marche avant ou arrière. Il monte dans les gaines verticales sans qu'il soit besoin de le hisser à l'aide d'un câble ou peut descendre à l'intérieur des gaines verticales sans qu'il soit nécessaire de le retenir. Il est capable de suivre des changements de direction et de tourner dans des angles de 90° sans modifications de réglage.
  • Enfin, après dépoussiérage comme expliqué ci-dessus, le robot peut, en marche arrière désinfecter les gaines par projection d'agent désinfectant et déodorisant.

Claims (6)

1°) Robot de nettoyage automoteur, notamment pour gaines de ventilation, comprenant un moteur entraînant en rotation au moins un jeu de brosses et des moyens de déplacement du robot à l'intérieur de la gaine, également entraînés par le moteur, caractérisé en ce que sur l'arbre moteur (7) est monté un réducteur de vitesse (8), entraînant un arbre (9) solidaire d'un disque (3) dont la périphérie porte une brosse (5), un inverseur (10, 11, 12) entraînant un second disque (4), portant une brosse (6), en sens contraire et à la même vitesse que la brosse (5).
2°) Robot selon la revendication 1, caractérisé en ce que les brosses (5, 6) sont orientées de sorte que la poussière soit rejetée vers l'avant du robot.
3°) Robot selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une vis sans fin (16) sur laquelle engrènent au moins deux pignons (17), chacun des pignons (17) entraînant en rotation un train de deux galets (18, 20) portant sur la surface interne de la gaine.
4°) Robot selon la revendication 3, caractérisé en ce que les galets (18, 20) sont montés sur des bras (25, 26) réglables en longueur, l'écartement angulaire des bras (25, 26) étant également réglable au moyen d'une tige (22).
5°) Robot selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les galets (18, 20) sont au moins en partie en polyuréthane vulcanisé et sont entraînés par des courroies (19) en polyamide aromatique.
6°) Robot selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un ventilateur (15), entraîné par le moteur (1) est disposé à l'opposé des brosses.
EP91401553A 1990-06-13 1991-06-12 Robot de nettoyage, notamment pour gaines de ventilation Withdrawn EP0461997A1 (fr)

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FR9007320A FR2663249A1 (fr) 1990-06-13 1990-06-13 Robot de nettoyage, notamment pour gaines de ventilation.
FR9007320 1990-06-13

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