ES2213287T3 - Dispositivos de limpieza de las superficies sumergidas de una piscina. - Google Patents
Dispositivos de limpieza de las superficies sumergidas de una piscina.Info
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Abstract
Un dispositivo de limpieza de piscinas (10) para limpiar automáticamente una superficie sumergida (12) incluye una cubierta inclinada hacia delante (100) que forma un pasaje de flujo (110) entre la superficie (12) a limpiar y la manguera de succión (16). Una válvula de control de flujo (200) es operable dentro del pasaje de flujo (110) e incluye una aleta (202) pivotable, desde una posición de cierre hacia la pared delantera (102) de la cubierta (100) a fin de bloquear el flujo a través del pasaje (110), hasta una posición de abertura en relación de separación con respecto a la pared delantera (102), permitiendo el flujo. Una zapata (302) es llevada a una entrada (112) al pasaje de flujo (110) y una pestaña plana flexible (304) se extiende alrededor de la zapata (302) para entrar en contacto con la superficie (12) a limpiar. Un surco (310) dentro de la superficie inferior de la zapata forma un canal con la superficie (12) a limpiar, para el pasaje de basura y flujo fluido a través del canal. La pestaña plana flexible (304) incluye hendiduras que se extienden desde el borde periférico hacia adentro, hacia la abertura central, para formar una pestaña segmentada en forma de pedal, a fin de exponer cada segmento en respuesta al movimiento de la limpiadora sobre una superficie de contorno irregular, y facilitar un contacto de fricción efectiva con la superficie. Un mecanismo de dirección (400) es operable entre la cubierta (100) y la zapata (302) para rotar la cubierta (100) sobre la zapata (302) y la pestaña (304), e incluye una rueda dentada y un linguete (402), operables entre los elementos de dirección superior e inferior para proporcionar rotación libre en una dirección en respuesta a un flujo de fluido pulsante a través del pasaje de flujo (110), impidiendo a la vez la rotación en sentido contrario.
Description
Dispositivos de limpieza de las superficies
sumergidas de una piscina.
Esta solicitud se refiere a las solicitudes
provisionales con número de serie 60/052.296, presentada el 11 de
julio de 1997 para un "Steering Apparatus and Method for Pool
Cleaner", y número de serie 60/052.625, presentada el 15 de
julio de 1997 para un "Submerged Surface Cleaning
Device," ambas de propiedad común con la presente
solicitud.
La presente invención se refiere de manera
general a dispositivos autopropulsados para limpiar superficies
sumergidas. Más particularmente, se refiere a un dispositivo de
limpieza de piscinas que incorpora una válvula de control de flujo
para establecer un flujo intermitente de un fluido a través del
limpiador y un mecanismo giratorio para ayudar al limpiador a
desviarse de obstáculos y evitar patrones de desplazamiento
repetitivos por la superficie a limpiar.
Los limpiadores mecánicos de piscinas que
utilizan el flujo de agua arrastrado a través del limpiador mediante
un tubo flexible, conectable, de aspiración, en comunicación con una
bomba de un sistema de filtración, son bien conocidos. Los
limpiadores de piscinas de ese tipo se denominan limpiadores de
aspiración. Algunos limpiadores de aspiración interrumpen el flujo
de agua introducido por al menos un paso a través del limpiador para
proporcionar la fuerza de propulsión para mover el limpiador de una
manera aleatoria por la superficie a limpiar.
En la patente US nº 3.803.658 concedida a
Raubenheimer, se describe un dispositivo de limpieza que emplea una
válvula de cierre de agua llevada en movimiento giratorio por una
rueda impulsada por el flujo de líquido a través del limpiador. Tal
como es habitual en un limpiador de aspiración, una manguera
flexible va desde la cámara de aspiración del dispositivo al lado de
aspiración de la bomba del sistema de filtración. Cuando se emplea
para limpiar una piscina, la manguera se llena de agua y la apertura
y el cierre continuos de la válvula hacen que la manguera se sacuda.
Cuando la succión contra la superficie a limpiar cede
momentáneamente cada vez que se cierra la compuerta, el movimiento
de sacudida hace que la cabeza se mueva sobre la superficie.
Un limpiador de piscinas interruptor del agua,
desarrollado por Chauvier y descrito en la patente US nº 4.023.227,
emplea el movimiento oscilatorio de una válvula de charnela de
sección transversal sustancialmente triangular, situada con
capacidad para desplazarse en la cabeza de funcionamiento del
limpiador entre dos asientos de válvula, para cerrar
alternativamente el flujo de agua sacado a través de un par de pasos
en el limpiador que está conectado mediante un tubo de aspiración a
la bomba del sistema de filtración. Los pasos están situados
paralelos entre sí y están orientados preferiblemente en un ángulo
de 45º desde la superficie a limpiar. La parada súbita del flujo de
líquido a través de un paso aplica una fuerza impulsiva al aparato
debido a la fuerza cinética del fluido que fluye en el paso. Esta
fuerza impulsiva es suficiente para desplazar el limpiador de
piscinas por la superficie a limpiar. Además, debido a la inercia
del líquido en el paso al que se transfiere el flujo, el diferencial
de presión entre la baja presión en la cabeza y la presión ambiental
del agua que rodea al limpiador, se reduce temporalmente, reduciendo
así el contacto por fricción entre la cabeza de limpiador de piscina
y la superficie, permitiendo que se desplace el limpiador.
La solicitud de patente europea EP 0.745.744 A1,
describe una válvula para un limpiador de piscinas flotante, válvula
que está situada en un taladro que intersecta el cuello del
limpiador entre la entrada y la salida. Un manguito situado en el
taladro se mueve hacia dentro y hacia fuera del cuello para bloquear
intermitentemente el flujo a través del limpiador. Un paso auxiliar
de aspiración conecta la parte posterior del taladro a la salida, de
manera que se aplica aspiración a ambos lados del manguito haciendo
que oscile periódicamente en el taladro, obstruyendo el flujo de
líquido por el cuello para hacer que el limpiador se mueva a través
de la superficie sumergida.
A título de ejemplo adicional, en las patentes US
nº 4.133.068 y nº 4.208.752 concedidas a Hofmann, se describen
limpiadores de piscinas interruptores del agua que son más compactos
que el dispositivo Chauvier descrito anteriormente. Emplean una
válvula que puede oscilarse, adaptada para cerrar alternativamente
un par de pasos en la cabeza del limpiador. Una placa deflectora
está dispuesta en la cabeza entre la entrada y la válvula para hacer
que uno de los pasos sea más estrecho y menos directo entre la
entrada y la salida.
Las patentes US nº 4.682.833 concedida a Stoltz y
nº 4.742.593 concedida a Kallenbach, y la patente británica GB
2.172.195 concedida a Coxwold Limited, consiguen la interrupción
autónoma de agua al proporcionar un conjunto que incluye un paso de
flujo tubular, al menos parcialmente definido por un diafragma
tubular contráctil y extensible transversalmente, el paso de flujo
tubular y el diafragma tubular están encerrados en una cámara
formada por el cuerpo del limpiador. El conjunto incluye medios
según los cuales se controlan las presiones interiormente al
elemento de diafragma tubular y exteriormente al elemento de
diafragma tubular dentro de la cámara formada alrededor del elemento
por el cuerpo, de manera que durante el uso con fluido que fluya por
el diafragma, se hará que se contraiga y expanda automática y
repetidamente. Como resultado, se tiene un flujo pulsante de fluido
por el conjunto y las fuerzas entrantes ocasionan el desplazamiento
del aparato limpiador de piscinas sobre la superficie a limpiar.
Para efectuar la interrupción de un flujo
inducido a través de un limpiador de piscinas, la patente US nº
4.807.318 concedida a Kallenbach, describe un diafragma tubular,
axialmente elástico, situado dentro de una cámara. Un extremo del
diafragma está cerrado y adaptado para mantener cerrado
habitualmente un paso rígido desde la cabeza del limpiador de
piscinas hasta el tubo de aspiración de forma habitual que conecta
el limpiador de piscinas a la unidad de filtración. El diafragma y
su extremo cerrado también proporcionan medios para someter el
interior del diafragma a variaciones de la presión del flujo de agua
a través del limpiador durante el uso.
La patente US nº 4.769.867 concedida a Stoltz,
describe un limpiador de piscinas interruptor del agua que tiene un
paso a su través desde un extremo de entrada hasta una salida en
comunicación con una fuente de aspiración. Una válvula en forma de
elementos como mordazas está situada en el extremo de entrada de
fluido de una parte tubular rígida dentro de un paso del limpiador.
En respuesta a un flujo de agua inducido a través de la válvula y la
parte tubular, los elementos como mordazas se mueven automáticamente
relativos los unos a los otros sobre un eje transversal a la
longitud de y adyacente al extremo de la parte tubular. Los
elementos se estrechan hacia sí hasta una entrada entre éllos, en
sus extremos libres, con membranas flexibles situadas entre los
lados de las mordazas.
En otra invención de limpiador de piscinas
descrita en la patente US nº 4.817.225 concedida a Stoltz, la
interrupción del agua se consigue mediante un elemento esférico de
cierre que tiene libertad para moverse en la cabeza del limpiador
acercándose y alejándose de un asiento de válvula de cierre situado
en el extremo aguas arriba de la salida desde la cabeza. Un elemento
elástico hueco, axialmente contráctil, está conectado por un extremo
a la salida, con su otro extremo conectado a un tubo flexible de
aspiración.
La patente US nº 5.404.607 concedida a Sebor,
para un Limpiador Sumergible de Aspiración Autopropulsado, utiliza
un oscilador montado giratoriamente en la vía de circulación de una
cámara de aspiración para ocasionar cambios abruptos en el flujo de
agua y así transmitir movimientos vibratorios a la carcasa. Unos
medios de zapata, que incorporan unos elementos de rodamiento
sesgados, cooperan para mover la carcasa a lo largo de un sentido de
avance de desplazamiento en respuesta al movimiento vibratorio. Se
prevén unos medios para convertir un momento angular recíproco, o
movimiento de ida y vuelta, del oscilador en un movimiento angular
en un sentido con el fin de impulsar un árbol. Para permitir que el
limpiador Sebor '607 gire a intervalos establecidos a lo largo de su
desplazamiento sobre la superficie a limpiar, un engranaje
transmisor está fijado al árbol y engrana con un tren de engranajes
que, a su vez, engrana a intervalos definidos con un acoplamiento
giratorio para generar una rotación del acoplamiento en estos
intervalos definidos. Cuando está en funcionamiento, el acoplamiento
giratorio está conectado a una manguera flexible de aspiración en
comunicación con una bomba de un sistema de filtración. Normalmente,
una válvula de charnela utilizada en dispositivos de este tipo,
emite un sonido de martilleo que puede ser irritante para un
usuario. A título de ejemplo, si la piscina está situada cerca de un
edificio, el sonido puede resonar a través de la estructura y ser
audible en las habitaciones.
La patente US nº 5.317.777 concedida a Stoltz, y
su solicitud de prioridad europea, publicación 0.556.029 A1,
describen un aparato automático de dirección para conducir
aleatoriamente un limpiador de piscinas que tiene un disco giratorio
de acoplamiento a superficies. Agujeros en el disco giratorio están
interceptados por unas ventosas conectadas a una parte de baja
presión del tubo de aspiración del limpiador. Cuando los agujeros
son interceptados por las ventosas, el limpiador realiza un giro
aleatorio. Muchos dispositivos conocidos en la técnica son grandes e
incómodos. Esto perjudica su maniobrabilidad y efectividad en
piscinas de tamaño más pequeño y en aquéllas donde las transiciones
entre las paredes y/o entre el fondo y las paredes son bruscas o
cerradas. Restos tales como ramitas, bayas y piedras, pueden quedar
atrapados en la cabeza de funcionamiento, entre la válvula de
charnela y los asientos de válvula. Con el fin de eliminar los
desechos y realizar otras tareas de mantenimiento, es difícil tener
acceso a la cámara de válvulas, la válvula de charnela, los asientos
de válvula y las aberturas en comunicación con los pasos.
Los palos y los trozos más grandes de basura
pueden dañar o perforar el elemento tubular flexible o pueden quedar
atrapados en los elementos. El acceso a y la extracción del elemento
tubular flexible que está encerrado en la cámara, son dificultosos,
y habitualmente una persona no técnica evitará intentar una
reparación fácil. La sustitución del elemento puede requerir
herramientas que un propietario típico puede no tener o sentirse
seguro en su uso. Muchas veces, el limpiador de piscinas proporciona
una fuerte aspiración para moverse eficazmente por la superficie a
limpiar pero, en su defecto, no es capaz de crear una aspiración a
través del limpiador, suficiente para eliminar arena situada en la
superficie a limpiar.
Por tanto, en vista de los anteriores
antecedentes, un objetivo de la presente invención es proporcionar
un dispositivo para limpiar superficies sumergidas tales como
aquellas que se encuentran en las piscinas. En particular, se
pretende que el dispositivo sea molesto en grado mínimo con respecto
tanto al ruido como a su tamaño total, que sea funcional y
mecánicamente sencillo, que sea fácil de instalar, menos propenso a
atrapar restos que los dispositivos existentes, que incorpore un
acceso fácil a la cámara de aspiración para la eliminación de restos
atrapados, e incluya un medio para esquivar objetos. Otro objeto
adicional de la invención es proporcionar una dirección para dirigir
el dispositivo limpiador sobre la superficie sumergida para esquivar
obstáculos. Otros objetivos y ventajas adicionales de la invención
se harán más evidentes a partir de una lectura de la siguiente
descripción de la invención y de las realizaciones de la misma.
También se contempla que el sistema y el método sean útiles en
entornos fluidos distintos a piscinas y spas.
Según la presente invención, se proporciona un
limpiador de piscinas que puede operarse con una interrupción del
flujo de agua a su través para proporcionar una fuerza de propulsión
para mover automáticamente el limpiador por una superficie sumergida
a limpiar, comprendiendo el limpiador una carcasa que tiene paredes
rígidas que forman un paso de flujo que se extiende a su través,
desde una entrada que durante el funcionamiento está próxima a la
superficie sumergida, hasta una salida adaptada para una conexión de
aspiración, una válvula de control de flujo que puede operarse
dentro del paso de flujo, y un elemento flexible de contacto con la
superficie que se extiende alrededor de la entrada para contactar
con fricción la superficie a limpiar, el limpiador de piscinas
caracterizado por la válvula de control de flujo que comprende un
elemento de válvula para proporcionar la interrupción del flujo de
agua a través del paso de flujo, teniendo el elemento de válvula una
parte rígida conectada giratoriamente por un extremo del mismo con
el paso de flujo próximo a la salida, una parte flexible, opuesta,
del elemento de válvula unida al segundo extremo del mismo en el
paso próximo a la entrada, y una parte de asiento entre las mismas,
en el que la parte de asiento es giratoria con la parte rígida para
el movimiento desde una posición asentada, inclinada contra una
primera pared de la carcasa para evitar el flujo de agua por el
paso, hasta una posición no asentada, en relación espaciada con la
primera pared para permitir el flujo de agua por el paso.
Por tanto, la invención proporciona un
dispositivo para limpiar superficies sumergidas en un líquido. El
dispositivo incluye una carcasa en comunicación con una bomba de
aspiración y motor mediante una manguera alargada, flexible,
conectada a un acoplamiento situado en un extremo de salida del
dispositivo. En una realización preferida, el acoplamiento es
giratorio. El dispositivo limpiador incorpora al menos una cámara de
aspiración o paso de flujo que comprende un extremo de entrada en
las proximidades de la superficie sumergida a limpiar y un extremo
de salida en comunicación con el acoplamiento. El eje de un paso a
través de la cámara forma un ángulo con una dirección de avance de
desplazamiento con respecto a la superficie a limpiar. Dentro de la
cámara o del paso de flujo, se prevé una válvula de control de flujo
para provocar, al aplicar un flujo de aspiración a través de la
cámara, una interrupción repetitiva, automática, del flujo de fluido
a través de la misma y, así, unas fuerzas resultantes capaces de
propulsar el limpiador hacia delante en la dirección general
indicada por el extremo de salida de la cámara y el acoplamiento de
la manguera.
La cámara de aspiración comprende al menos dos
lados, una pared anterior y una pared posterior. La pared anterior
es generalmente lateral a la dirección de desplazamiento del
limpiador. Para proporcionar el acceso al interior de la cámara y la
válvula de control de flujo, al menos una parte de una pared o de un
lateral es desmontable del resto de la cámara.
La válvula de control de flujo comprende al menos
un elemento de válvula de charnela montado dentro de al menos una
cámara de aspiración. El elemento de válvula de charnela comprende
dos extremos, dos lados, una cara anterior, una cara posterior y al
menos una parte sustancialmente rígida que se acopla a la parte
flexible. En una realización preferida, la parte flexible comprende
un material elástico similar al caucho. Alternativamente, la parte
flexible comprende múltiples componentes o materiales (incluyendo
materiales no elásticos) en una disposición conjunta diseñada para
realizar la función de la parte flexible. Cada extremo del elemento
de válvula de charnela está montado entre dos lados de una cámara de
aspiración, sobre ejes generalmente transversales al flujo de
líquido a través de la cámara. El elemento de válvula de charnela y
la cámara en la que está montado están dimensionados de tal manera
que al menos dos lados del elemento de válvula de charnela
permanecen en comunicación directa con al menos dos lados de la
cámara. Una parte sustancialmente rígida del elemento de válvula de
charnela está montada giratoriamente más cerca del extremo de salida
de la cámara y lejos de ambas paredes anterior y posterior. Una
parte flexible del elemento de válvula de charnela está montada más
cerca de la entrada de la cámara y unida o es muy próxima a la pared
posterior de la cámara de aspiración. Al menos una parte del
elemento de válvula de charnela debe ser capaz de desplazarse hasta
una posición muy próxima o en contacto estrecho con la pared
anterior de la cámara, para así cerrar sustancialmente el paso a
través de la cámara, entre la pared anterior de la cámara y la cara
anterior del elemento de válvula de charnela. Las dimensiones de la
cámara y las partes rígida y flexible del elemento de válvula de
charnela, así como las posiciones en las que las partes del elemento
de válvula de charnela están unidas dentro de la cámara de
aspiración, determinarán conjuntamente la velocidad y la intensidad
de interrupción del flujo de fluido por la cámara.
Cuando se activa la bomba de aspiración, ésta
ocasiona un flujo de fluido por la cámara y, principalmente, por un
primer paso entre la cara anterior del elemento de válvula de
charnela y la pared anterior de la cámara. El flujo por este paso
ocasionará que el elemento de válvula de charnela se mueva a una
posición muy cercana o en contacto estrecho con la pared anterior de
la cámara. Esta acción cerrará sustancialmente el primer paso,
interrumpirá sustancialmente el flujo por el primer paso y
ocasionará que una cantidad de agua impacte contra una cara anterior
de la parte flexible del elemento de válvula de charnela. Un flujo
restringido de fluido tendrá lugar entre un lado de la parte
flexible y una pared de la cámara y, a continuación, a través de un
segundo paso, entre una cara posterior del elemento de válvula de
charnela y una pared posterior de la cámara. De esta manera, la
parte flexible actúa como un deflector del flujo de fluido por el
segundo paso. Simultánea a la interrupción del flujo de fluido, la
acción de la bomba ocasionará una zona de presión de fluido más baja
en la manguera de aspiración y en el volumen de la cámara aguas
abajo de una parte flexible del elemento de válvula de charnela. El
impacto del fluido sobre la cara anterior de una parte flexible y la
baja presión que incide en la cara posterior del elemento de válvula
de charnela ocasionan cada una que la parte flexible se desvíe hacia
la zona de presión más baja. Esta acción sobre y de la parte
flexible aplicará un apalancamiento a la parte rígida y ocasionará
que la parte rígida y el resto del elemento de válvula de charnela
se giren alejándose de la pared anterior de la cámara, reabriendo
así el paso para que pase fluido por la cámara. Esta secuencia de
eventos se repite mientras la bomba está en funcionamiento y
ocasiona un movimiento alternativo automático de la parte rígida del
elemento de válvula de charnela y una interrupción regular del flujo
de fluido por la cámara de aspiración para proporcionar un
movimiento de avance del limpiador de piscinas por la superficie a
limpiar.
En una realización preferida, la parte flexible
comprende dos tramos de material elástico similar al caucho,
montados por separado más próximos al extremo de entrada de la
cámara y unidos o muy próximos a la pared posterior de la cámara de
aspiración. Esta disposición prevé un volumen entre las dos partes
flexibles y las paredes de la cámara. Los lados de las partes
flexibles están muy próximos al menos a dos paredes de la cámara,
permitiendo así que las partes flexibles actúen como deflectores y
restrinjan el flujo de agua desde dicho volumen y el paso de flujo a
través de la cámara. Puede preverse al menos una abertura en una
zona de la pared para permitir la comunicación entre el agua
contenida en dicho volumen y el agua fuera de la cámara cuando el
limpiador se sumerge en un líquido. Durante el funcionamiento del
dispositivo, esta disposición prevé una zona de amortiguación de
presión relativamente mayor que incide en una cara de dicho tramo de
parte flexible, estando la otra cara de cada parte flexible de ese
tipo en contacto con agua a menor presión mientras ésta se lleva por
la cámara hacia la manguera y la bomba de aspiración. Esta
disposición reduce de manera significativa la propensión a que los
desechos en el agua queden alojados entre un lado de una parte
flexible del elemento de válvula de charnela y una pared de la
cámara, lo que afectaría el funcionamiento de la válvula de
charnela.
Un medio de estanqueidad está unido a la parte
rígida del elemento de válvula de charnela para minimizar el flujo
de agua entre los lados de una parte rígida y las paredes de la
cámara de aspiración. La cabeza del limpiador está conectada a un
medio de contacto con superficies, tal como una zapata desmontable,
para contactar con la superficie a limpiar y para soportar la
cabeza. Para mejorar la capacidad del limpiador de orientar el medio
de contacto con superficies contra la superficie a limpiar, se
sujetan flotadores y pesos a partes del limpiador. Para mejorar el
agarre por succión del limpiador a la superficie a limpiar, una
brida flexible de estanqueidad está conectada de modo amovible a la
zapata. En una realización preferida, se prevé al menos una abertura
en la brida de estanqueidad de manera que puedan llevarse agua y
restos por la abertura de la superficie superior de la brida de
estanqueidad y, a continuación, al extremo de entrada de la cámara
de aspiración próximo a la superficie a limpiar.
Para permitir que el limpiador esquive
obstáculos, la cabeza limpiadora puede unirse giratoriamente al
medio de contacto con superficies. Se proporcionan unos medios
automáticos para rotar positivamente, continua o intermitentemente,
al menos una parte de un limpiador de piscinas en al menos un
sentido relativo al medio de contacto con superficies del limpiador.
Además, se prevén unos medios para hacer rotar automáticamente el
cuerpo de un limpiador de piscinas en un primer sentido y, a
continuación, en otro sentido en relación con el medio de contacto
con superficies del limpiador.
Para ayudar en la dirección, mejorar la
maniobrabilidad del limpiador para ayudar a evitar el
establecimiento de trayectorias repetitivas por la superficie a
limpiar, la brida de estanqueidad incluye al menos un lado y/o dedo
y/o un medio de rigidez ovalizados para entrar en contacto con una
pared u obstáculo de la piscina mientras el medio de contacto con
superficies está acoplado al fondo de la piscina.
Una realización preferida, así como realizaciones
alternativas, de la invención se describen a título de ejemplo con
referencia a las realizaciones preferidas, en las que:
La figura 1 es una vista en perspectiva de un
limpiador de piscinas según la presente invención, operativo en un
entorno para el baño;
la figura 2 es un vista en perspectiva, en
despiece ordenado, de la realización de la figura 1;
la figura 3 es una vista parcial en corte
transversal de la realización de la figura 1 que ilustra un flujo de
fluido a través de la realización de la figura 1;
la figura 4 es una vista parcial en perspectiva
de la invención empleada en un entorno de piscina;
la figura 5 es un vista en perspectiva desde
arriba y delante de una realización alternativa según la presente
invención;
la figura 6 es una vista en perspectiva desde
arriba y detrás de la realización de la figura 5;
la figura 7 es una vista en perspectiva, en
despiece ordenado, de la realización de la figura 5;
la figura 8 es una vista parcial en perspectiva
de una parte posterior superior de la presente invención;
la figura 9 es una vista parcial en corte
transversal y en despiece ordenado que ilustra una característica de
pared superior desmontable de carcasa de una realización
preferida;
la figura 10 es una vista parcial en corte
transversal que ilustra una realización alternativa de un válvula de
control de flujo según la presente invención;
la figura 10A es una vista en planta desde arriba
de una zapata según la presente invención;
la figura 11 es una vista en perspectiva desde
arriba, con un corte transversal, que ilustra un flujo de fluido por
el paso de flujo;
las figuras 12 y 13 son vistas laterales con
cortes transversales que ilustran el paso de flujo con la válvula de
control de flujo en posición asentada, parando el flujo, y en una
posición no asentada, permitiendo el flujo, respectivamente;
las figuras 14A y 14B-18A y 18B
son vistas laterales y desde arriba de cinco realizaciones
alternativas de una válvula de charnela útil dentro de la válvula de
control de flujo, respectivamente, de la presente invención;
las figuras 19A-19C son vistas en
perspectiva y en corte transversal que ilustran sellos alternativos
para la válvula de charnela;
las figuras 20 y 21 son vistas en corte
transversal a través del paso de flujo que ilustran unas posición
asentada y no asentada de una realización alternativa según la
presente invención;
la figura 22 es una vista en corte transversal
tomada por la línea 22-22 de la figura 20;
la figura 23A es una vista en planta desde arriba
de una brida de estanqueidad según la presente invención;
las figuras 23B y 23C son vistas en corte
transversal tomadas, respectivamente, por las líneas
23B-23B y 23C-23C de la figura
23A;
la figura 24A es una vista en planta desde arriba
de una brida de estanqueidad según la presente invención;
las figuras 24B y 24C son vistas en corte
transversal tomadas, respectivamente, por las líneas
24B-24B y 24C-24C de la figura
24A;
las figuras 25A y 25B son vistas en corte
transversal tomadas por la línea 25-25 de la figura
25A, para intensidades de flujo variables;
la figura 26 es una vista en alzado lateral que
ilustra una realización de la presente invención en uso en un
entorno de piscina;
la figura 27 es una vista en alzado lateral de un
limpiador de la técnica anterior;
la figura 28 es un vista parcial en corte
transversal de un válvula de control de flujo según la presente
invención que ilustra el funcionamiento en un paso alternativo de
flujo;
la figura 29 es un vista en perspectiva desde
arriba y delante de una realización alternativa según la presente
invención;
la figura 30 es un vista en perspectiva desde
arriba y detrás de la realización de la figura 29;
la figura 31 es una vista en perspectiva, en
despiece ordenado, de la realización de la figura 29;
la figura 32 es una vista esquemática desde
arriba de un dispositivo limpiador según la presente invención;
la figura 33 es una vista en perspectiva, en
despiece ordenado, de una realización alternativa de la presente
invención;
las figuras 34A-34C son vistas
desde arriba que ilustran posiciones de acoplamiento de trinquete
para un medio de dirección según la presente invención;
la figura 34D es una vista en alzado lateral, en
corte transversal, tomada por el centro de la misma;
la figura 35 es una vista en perspectiva, en
despiece ordenado, de una realización alternativa de la presente
invención;
las figuras 36 y 37 son vistas parciales desde
arriba de una realización de trinquete y fiador según la presente
invención que ilustra posiciones alternantes de sesgo del
fiador;
la figura 38 es una vista con corte transversal,
en despiece ordenado, de un dispositivo de dirección según la
presente invención;
las figuras 39 y 40 son vistas en planta desde
arriba de unas realizaciones alternativas de trinquete y fiador
según un medio de dirección de la presente invención;
la figura 41 es una vista en planta desde arriba
de una parte superior cooperante del medio de dirección que puede
funcionar con las figuras 39 y 40;
la figura 42 es una vista en planta desde arriba
de otra realización de trinquete y fiador según el medio de
dirección de la presente invención;
la figura 43 es una vista en planta desde arriba
del medio de dirección que puede funcionar con la figura 42;
la figura 44 es una vista desde abajo de una
realización alternativa de una zapata; y
la figura 45 es una vista en perspectiva, en
despiece ordenado, de una realización alternativa de la presente
invención que ilustra el uso de la zapata en la figura 44.
A continuación, la presente invención se
describirá en detalle de aquí en adelante, con referencia a los
dibujos adjuntos, en los que se muestran realizaciones preferidas de
la invención. No obstante, esta invención puede realizarse de muchas
formas diferentes y no debería interpretarse como restringida a las
realizaciones expuestas en el presente documento. Más bien, estas
realizaciones se proporcionan para que esta descripción sea
exhaustiva y completa, y transmitirán el alcance de la invención a
los expertos en la técnica. En todo el documento, números similares
se refieren a elementos similares.
Tal como se describió inicialmente con referencia
a las figuras 1-4, un dispositivo limpiador de
piscinas, el limpiador 10 de piscinas, para limpiar automáticamente
una superficie 12 sumergida en líquido 14, comprende una carcasa 100
inclinada hacia delante que tiene unas paredes 102, 104, 106 y 108
rígidas que forman un paso o cámara 110 de flujo que se extiende a
su través desde un extremo 112 de admisión o entrada, que en uso
está próximo a la superficie 12 a limpiar, hasta un extremo 114 de
escape o salida para la conexión a una manguera 16 flexible de
aspiración. Una válvula 200 de control de flujo puede funcionar
dentro de la cámara 110. Un medio 300 de contacto con superficies
comprende una zapata 302 portada por la carcasa 100 en la entrada
112 para hacer contacto con la superficie 12 de una piscina 18 a
limpiar. Un elemento plano, flexible, en lo sucesivo referido como
una brida 304 de estanqueidad, se extiende alrededor de la zapata
302. Durante el funcionamiento, la zapata 302 y la brida 304 de
estanqueidad hacen contacto con la superficie 12 a limpiar. En una
realización alternativa de la presente invención, un medio 400 de
dirección es acarreado por la carcasa 100 y puede hacerse funcionar
con la misma para hacer rotar la carcasa 100 sobre el medio 300 de
contacto con superficies, la zapata 302 y la brida 304 de
estanqueidad, tal como se describirá con más detalle en el presente
documento.
Tal como se ha descrito, el limpiador 10 de
piscinas de tipo interruptor del agua según la invención incluye una
válvula 200 de control de flujo que se comunica con la carcasa 100 y
la zapata 302 con la que el limpiador 10 hace contacto con la
superficie 12 a limpiar. En una segunda realización, y con
referencia a las figuras 5-7, un pie 118 está unido
a la carcasa 100. Una brida 116 está formada alrededor del extremo
112 de entrada de la carcasa 100 para facilitar la unión de la
carcasa 100 al pie 118.
En las realizaciones preferidas, la brida 304 de
estanqueidad, hecha de un material elástico, flexible, similar al
caucho, y que incorpora una abertura 305 central, está unida a la
zapata 302.
Tal como se ilustra de nuevo con referencia a la
figura 3, al menos una entrada 120 a la carcasa 100 está en
comunicación con el extremo 112 de entrada y un extremo 114 de
salida de la cámara 110 de aspiración para proporcionar un flujo 122
de fluido por la cámara 110 de aspiración y al interior de una
manguera 16 flexible.
Tal como se ilustra de nuevo con referencia a las
figuras 1-7, la manguera 16 flexible está conectada
al limpiador 10 mediante un acoplamiento 124 de manguera en
comunicación con el extremo 114 de salida de la carcasa 100 que
acarrea la válvula 200 de control de flujo. En una realización
preferida, para facilitar el giro del limpiador 10 sobre un eje 126
que se extiende a través del acoplamiento 124 de manguera y de la
válvula 200 de control de flujo, el acoplamiento 124 es giratorio.
Tal como se ilustra de nuevo con referencia a las figuras 2 y 3, el
acoplamiento 124 de manguera incorpora una tuerca 128 para unir el
acoplamiento 124 al extremo 114 de salida de la carcasa 100. Unas
arandelas 130 reducen la fricción durante la rotación del
acoplamiento 124 de manguera sobre el eje 126. Un rebaje 132 anular
está formado entre la tuerca 128 y el extremo 114 de salida para
facilitar la unión a dispositivos tales como un deflector para el
limpiador o amortiguador 20.
Tal como se ilustra de nuevo con referencia a las
figuras 2, 3 y 7, la zapata 302 comprende un material flexible,
elástico, similar al caucho, y está unida al pie 118 mediante el
acoplamiento de un borde 306 de retención con un rebaje 308 situado
sustancialmente alrededor del perímetro del pie 118 de la
realización de la figura 7 o del extremo 112 de entrada de la
carcasa en la figura 3. Para proporcionar un acceso fluido a la
cámara 110 de aspiración, el pie 118 incorpora una abertura 136 y la
zapata 302 incluye unas ranuras 310 y una abertura 312.
En una realización preferida, tal como se ilustra
en la figura 1, la brida 304 de estanqueidad no gira en relación al
pie 118 o a la zapata 302. Al menos una lengüeta 314 de ubicación
(ilustrada con referencia a la figura 2) engrana con una ranura 310
cooperante o muesca en el rebaje 308 para orientar la brida 304 de
estanqueidad en una posición deseada, tal como se ilustra de nuevo
con referencia a la figura 2. La brida 304 de estanqueidad
incrementa el agarre por succión de la zapata 302 a la superficie
12, ayuda con la acción de limpieza, ayuda al limpiador 10 a moverse
a través de transiciones curvas entre fondos y paredes de la piscina
18, y ayuda a mantener la adherencia a las paredes de una piscina.
Pueden utilizarse medios alternativos para unir la zapata 302 o la
brida 304 de estanqueidad sin apartarse de las funciones del pie
118, la zapata 302 y la brida 304 de estanqueidad.
De nuevo con referencia a las figuras 5 y 6, en
una realización, la región periférica de la brida 304 de
estanqueidad tiene unas ondulaciones 316 de manera que pueda
extenderse elásticamente para conformarse más fácilmente a la forma
de la superficie 12 a limpiar y así mantener más eficazmente un
agarre por succión contra la superficie 12.
En la realización preferida, tal como se ilustra
de nuevo con referencia a la figura 3, el flujo 122 de fluido,
ilustrado con flechas, indica los pasos para que el flujo 122 de
fluido entre en la cámara 110 de aspiración. A través de al menos
una abertura 318 de admisión de fluido en la brida 304 de
estanqueidad, y desde entre la brida 304 de estanqueidad y la
superficie 12 a limpiar, se aspira fluido hacia el pie 118 del
limpiador. A continuación, el líquido 14 viaja dentro de la cámara
110 por la ranura 310 y la abertura 312 de la zapata 302, y por la
abertura 136 a través del pie 118. La aspiración necesaria para
inducir el flujo 122 de fluido a través de la carcasa 100 ayuda a
sesgarlo hacia y en contacto con la superficie 12 a limpiar. Las
partículas de suciedad y otros desechos, tales como hojas y ramitas,
son arrastrados así por el flujo 122 de fluido a través del
limpiador 10 y al interior de la manguera 16 flexible unida, hacia
el sistema de filtración y la bomba de la piscina. Tal como se
ilustra de nuevo con referencia a la figura 3, son deseables al
menos dos entradas 120 independientes desde el lado de superficie y
una entrada 138 en la pared posterior de la cámara 110 para ayudar a
evitar cualquier daño posible al limpiador y al sistema de la bomba
de aspiración en el caso de que un paso único se bloquee. En
particular, a título de ejemplo, las múltiples entradas 120, 138
independientes ayudarán a evitar lesiones a personas si una única
entrada se viese bloqueada por parte del cuerpo de una persona.
Tal como se ilustra de nuevo con referencia a la
figura 3, una válvula 140 para regular el flujo de fluido por la
entrada 138 está instalada en el limpiador 10. La válvula 140
comprende un elemento cargado por muelle o de flexión colocado al
menos parcialmente a través de la abertura de la entrada 138 de
manera que el elemento se desviará en respuesta a una reducción de
presión en la cámara 110 y permitirá así que entre un volumen mayor
de fluido en la cámara 110.
En la realización preferida mostrada en el
presente documento con referencia a la figura 3, la ruta principal
de flujo 122 de fluido al interior de la cámara 110 es por la
abertura 318 de entrada de fluido en la brida 304 de estanqueidad y,
a partir de entonces, a través de las aberturas 136 y 312 en la
entrada 120 en lo que se denominará la cabeza 154 de funcionamiento,
entrada que está situada entre una superficie inferior de la brida
304 de estanqueidad y la superficie 12 a limpiar. El flujo 122 mayor
de fluido entre la brida 304 de estanqueidad y la superficie 12 a
limpiar mejora la capacidad del limpiador 10 para levantar suciedad
y desechos de la superficie 12 a limpiar.
Normalmente, en las bridas de estanqueidad de
muchos limpiadores se encuentran aberturas. No obstante, su función
no es la de una ruta principal por la que el líquido 14 se
introduzca en el limpiador. Más bien, su función es reducir
suficientemente la succión entre la brida de estanqueidad y la
superficie a limpiar para permitir que el limpiador se desplace con
más eficacia por la superficie a limpiar. La abertura 318 de entrada
de fluido dentro de la brida 304 de estanqueidad de la presente
invención proporciona una remoción de desechos mejorada y por tanto
una limpieza mejorada de la superficie 12.
A título de ejemplo y de nuevo con referencia a
las figuras 5-7, la entrada 120 principal para que
el flujo 122 de fluido se introduzca por el extremo 112 de entrada
de la carcasa 100, se extiende por encima de una superficie superior
de la brida 304 de estanqueidad. La entrada 138 también se prevé a
través de la abertura 136 en el pie 118.
Tal como se ilustra de nuevo con referencia a las
figuras 2, 4 y 7, el pie 118 o la zapata 302 del limpiador 10 hace
contacto con la superficie 12 a limpiar con una posición deseada.
Donde el plano formado por la parte inferior del pie 118 o de la
zapata 302 es generalmente paralelo al plano formado por la
superficie 12 en contacto con el pie 118 o la zapata 302, se sujeta
un elemento 22 de flotabilidad, elemento de flotabilidad que
comprende un flotador 24 unido articuladamente al lado superior o
pared 104 posterior del limpiador 10. Tal como se ilustra con
referencia a la realización de la figura 5, una charnela 26 está
unida a una pared superior de la válvula 200 de control de flujo,
preferiblemente por la base de la pared 104 posterior. Tal como se
ilustra con referencia a esta realización de la figura 4, se emplea
un vástago 28 flexible. Tal como se ilustra de nuevo con referencia
a la figura 4, el elemento 22 de flotabilidad y su margen de
movimiento relativo a su punto de unión al limpiador 10, ayudan al
limpiador 10 a cambiar de dirección de desplazamiento lejos de la
superficie del fluido. A título de ejemplo, cuando el limpiador 10
se encuentra contra una pared 30 vertical de la piscina 18, el
elemento 22 de flotabilidad obliga al limpiador 10 a girar y
desplazarse hacia el fondo 32 de una piscina. Con el elemento 22 de
flotabilidad unido a la base de la pared 104 posterior, a medida que
el limpiador 10 se desplaza hacia arriba por una pared 30 de una
piscina, se obliga a moverse al punto de unión hacia esa parte de la
válvula 200 de control de flujo más cercana a la superficie del
agua. Esta acción, tal como está ilustrada en la figura 4 por la
serie de posiciones A a E del limpiador, y girando el limpiador
hacia el fondo 32. La orientación del elemento 22 de flotabilidad
relativa al resto del limpiador 10, particularmente cuando el propio
limpiador se encuentra en una cierta posición con respecto a la
superficie 12 a limpiar (por ejemplo, contra una pared 30), se
ajusta a través de unas formas 34 geométricas preferidas,
incorporadas en la charnela 26, tal como se muestra en la figura 8.
La interacción entre la forma 34 y el vástago 28 del elemento 22 de
flotabilidad controla la posición del elemento 22 de
flotabilidad.
Tal como se ilustra de nuevo con referencia a las
figuras 1 y 3, un peso 38 unido cerca de la base de una pared 102
anterior de la válvula 200 de control de flujo, complementa la
acción de un elemento 22 de flotabilidad para girar el limpiador 10
que se desplaza por una pared 30 de una piscina al hacer que la
pared 102 anterior del limpiador 10 se gire hacia el fondo 32 de la
piscina. El peso 38 puede emplearse sin el elemento 22 de
flotabilidad.
Para ayudar adicionalmente al limpiador a
conseguir una posición deseada, se sujetan pesos adicionales a la
carcasa del aparato limpiador. De nuevo con referencia a las figuras
5 y 6, una realización incluye múltiples pesos 320 situados sobre y
alrededor de la región periférica de la brida 304 de estanqueidad.
Además, en lugar de o además de los pesos 320 sujetos, en los
materiales que forman el limpiador 10 pueden incorporarse aditivos
que incrementan la densidad, tales como el sulfato de bario;
particularmente en la brida 304 de estanqueidad, la zapata 302 o el
pie 118.
Tal como se describió anteriormente y de nuevo
con referencia a la figura 3, la cámara 110 de aspiración está
situada entre y se comunica con la cabeza 154 de funcionamiento y el
acoplamiento 124 de manguera para proporcionar un paso de fluido y
el flujo 122 de fluido a través del limpiador 10. Durante el
funcionamiento, la cámara 110 de aspiración comprende el extremo 112
de entrada en las proximidades de la superficie 12 sumergida a
limpiar y el extremo 114 de salida conectado al acoplamiento 124 de
manguera. Tal como se ilustra con referencia a las figuras
11-13, la carcasa 100 y por tanto la cámara 110 de
aspiración pueden describirse como teniendo dos lados 108 y 106, la
pared 102 anterior y la pared 104 posterior. La pared 102 anterior
es generalmente lateral a la dirección de desplazamiento indicada
por las flechas 40. Tal como se ilustra de nuevo con referencia a la
figura 3, el eje 126 de paso a través de la cámara 110 de aspiración
forma un ángulo con una dirección 40 de avance de desplazamiento con
respecto a la superficie 12 a limpiar. Además, tal como se ilustra
con referencia a la figura 8, la pared 104 superior/posterior es
desmontable.
Tal como se ilustra de nuevo con referencia a la
figura 3 y a las figuras 9-13, un elemento 202 de
válvula de charnela está montado dentro de la cámara 110 de
aspiración e incluye al menos una parte 204 sustancialmente rígida
unida al menos a una parte 206 flexible. El elemento 202 de válvula
de charnela comprende al menos dos extremos 208, al menos dos lados,
una cara 210 anterior y una cara 212 posterior. En una realización
preferida, la parte 206 flexible comprende una única pieza de
material elástico similar al caucho. Alternativamente, la parte 206
flexible puede comprender múltiples elementos en una disposición
cooperante o articulada, diseñada para realizar la función de la
parte 206 flexible, tal como se ilustra con referencia a las figuras
18A y 18B.
Cada extremo 208 del elemento 202 de válvula de
charnela está montado giratoriamente entre dos lados 108 y 106 de
una cámara 110 de aspiración, sobre unos ejes que son generalmente
transversales al flujo de líquido a través de la cámara 110 de
aspiración. Tal como se ilustra con referencia a la figura 14B, el
elemento 202 de válvula de charnela y la cámara 110 en la que está
montado, están dimensionados de manera que al menos dos lados 210
del elemento 202 de válvula de charnela permanecen en comunicación
estrecha con los lados 108 y 106 de la cámara 110. Tal como se
ilustra de nuevo con referencia a las figuras 3, 9, 11 y 13, las
figuras ilustran que la parte 204 sustancialmente rígida del
elemento 202 de válvula de charnela está montada giratoriamente más
cerca del extremo 114 de salida de la cámara 110 y en relación
espaciada con ambas de las paredes 102 y 104 anterior y posterior.
La parte 206 flexible del elemento 202 de válvula de charnela está
montada más próxima al extremo 112 de entrada de la cámara y unida a
o muy próxima a la pared 104 posterior de la cámara 110. Al menos
una parte del elemento 202 de válvula de charnela debe ser capaz de
desplazarse hasta una posición de mucha proximidad o contacto con la
pared 102 anterior de la cámara 110 para así restringir
sustancialmente el flujo a su través o cerrar un primer paso 142 a
través de la cámara 110.
Los extremos 208 del elemento 202 de válvula de
charnela incorporan unos medios 228 de unión que facilitarán una
unión y una suelta sencillas del elemento 202 de válvula de charnela
al interior de la cámara 110. Las figuras 9-13
ilustran el uso de una abrazadera en C para unir un extremo 208 de
la parte 204 rígida a un eje 31 colocado entre los lados 108 y 106
de la cámara 110.
La figura 9 ilustra la pared 104 posterior
desmontable (o cubierta) y el elemento 202 de válvula de charnela en
una vista en despiece ordenado separada de la cámara 110. La pared
104 desmontable incluye un gancho 144 en el extremo 112 de entrada y
una abrazadera 146 de espiga/aspiración en el extremo 114 de salida
para sujetar de modo amovible la pared 104 a la cámara 110. La
espiga 146 es mantenida en posición por una parte de la tuerca 128.
El acceso fácil al interior de la cámara 110 se proporciona para la
remoción de desechos, sustitución del elemento 202 de válvula de
charnela y otras tareas de mantenimiento sin necesidad de usar
herramientas. Pueden emplearse otros medios de unión para conseguir
los beneficios de esta invención.
Durante el funcionamiento, y tal como se ilustra
de nuevo con referencia a las figuras 11 a 13, cuando se activa la
bomba de aspiración, hace que el flujo 122 fluya a través de una
primera cámara 110 y principalmente a través de un paso 142 entre la
cara 210 anterior del elemento 202 de válvula de charnela y la pared
102 anterior de la cámara. El flujo 122 de fluido en el primer paso
142 hará que el elemento 202 de válvula de charnela se mueva hacia,
y puede ocasionar que una parte del elemento 202 de flotabilidad
haga contacto con, la pared 102 anterior de la cámara 110, tal como
se ilustra con referencia a la figura 12. Esta acción restringirá o
interrumpirá sustancialmente el flujo 122 de fluido a través del
paso 142 y hará que una cantidad de agua impacte contra una cara
anterior de la parte 206 flexible del elemento 202 de válvula de
charnela. Un flujo 122 de fluido restringido tendrá lugar entre un
lado 210 de la parte 206 flexible y una pared 108, 106 lateral de la
cámara 110, y a continuación, a través de un segundo paso 148 entre
una cara 212 posterior del elemento 202 de válvula de charnela y una
pared 104 posterior de la cámara 110. De esta manera, la parte 206
flexible actúa como un deflector del flujo 122 de fluido a través
del segundo paso 148. Simultánea a la interrupción del flujo 122 de
fluido, la acción de la bomba ocasionará una zona de presión de
fluido más baja en la manguera 16 de aspiración y en el segundo paso
148 de la cámara, aguas abajo de una parte 206 flexible del elemento
202 de válvula de charnela. A continuación, el impacto de un fluido
sobre una cara anterior de la parte 206 flexible y la menor presión
que incide en una cara 212 posterior de una parte 206 flexible del
elemento 202 de válvula de charnela hacen cada uno que la parte 206
flexible se desvíe hacia la zona de menor presión del segundo paso
148. Esta acción sobre y de la parte 206 flexible aplicará un
apalancamiento a la parte 204 rígida y ocasionará que la parte 204
rígida y el resto del elemento 202 de válvula de charnela se giren
ahora alejándose de la pared 102 anterior de la cámara, reabriendo
así el primer paso 142 para el flujo de fluido a través de la cámara
110, tal como se ilustra en la figura 13. Esta secuencia de eventos
se repite mientras la bomba está en funcionamiento, y ocasiona una
interrupción regular del flujo 122 de fluido por la cámara 110 de
aspiración y un movimiento alternativo, automático, de ida y vuelta
de la parte 204 rígida del elemento 202 de válvula de charnela.
Las dimensiones de la cámara 110, la parte 204
rígida y la parte 206 flexible del elemento 202 de válvula de
charnela y las posiciones en las que se sitúa el elemento 202 de
válvula de charnela dentro de la cámara 110 determinarán en
combinación la velocidad y la intensidad de la interrupción del
flujo 122 de fluido a través de la cámara 110. Se espera que
velocidades e intensidades particulares de interrupción del flujo de
fluido sean adecuadas para tareas determinadas.
En general, la válvula 200 de control de flujo de
la presente invención está por tanto bien preparada para la
incorporación en limpiadores de piscinas de tipo interruptor de agua
como medio para proporcionar una fuerza de propulsión. Tal como está
descrito en la técnica anterior y, en particular, por Chauvier en la
patente US nº 4.023.227 y Raubenheimer en la patente US nº
3.803.658, la súbita interrupción del flujo 122 de fluido por la
cámara 110, transfiere energía cinética que había sido desarrollada
por el flujo 122 de fluido como una fuerza impulsiva. En este caso,
la energía se transfiere al elemento 202 de válvula de charnela y
hace por tanto que la cámara 110 de aspiración, que en una
realización preferida está inclinada en una dirección de avance, se
desplace con respecto a la superficie 12 a limpiar. La energía
cinética transferida a la cámara 110 de aspiración tendrá una
componente vertical y una componente horizontal, encontrándose la
componente horizontal en la dirección de la flecha 40, tal como se
ilustra a título de ejemplo en las figuras 11-13. La
interrupción del flujo 122 de fluido también hace que la manguera 16
flexible se sacuda. Además, la succión contra la superficie 12 a
limpiar se reduce momentáneamente cada vez que se para o restringe
el flujo 122 de fluido, reduciendo así el contacto por fricción del
pie 118, la zapata 302 y la brida 304 de estanqueidad contra la
superficie 12. Esta fuerza impulsiva, sacudida de la manguera y
reducción del contacto por fricción son suficientes para desplazar
el limpiador 10 y que se desplace por la superficie 12 a limpiar en
el sentido de la flecha 40.
Debería observarse que durante el funcionamiento
de la válvula 200 de control de flujo, una pared de la cámara 110
puede ser impactada más vigorosamente por una parte del elemento 202
de válvula de charnela que la pared opuesta. Tal como se ilustra con
referencia otra vez a la figura 12, la pared 102 anterior de una
realización preferida es impactada por el elemento 202 de válvula de
charnela en la zona general de la conexión entre una parte 204
rígida y una parte 206 flexible. La fuerza de este impacto es mayor
que la incidencia que se describió anteriormente con referencia a la
figura 13, que revela que cuando el elemento 202 de válvula de
charnela se mueve hacia la pared 104 posterior, la superficie de la
parte 206 flexible muy próxima o en contacto con la pared 104
posterior aumentará progresivamente, que, junto con la resistencia
que se produce al flexionar o articular la parte 206 flexible,
amortiguará la fuerza aplicada contra la pared posterior.
En unas realizaciones preferidas, el elemento 202
de válvula de charnela está montado dentro de la cámara 110 de tal
manera que la pared en particular de la cámara 110 que, al
interrumpir el flujo 122 de fluido, es impactada con más energía por
una parte del elemento 202 de válvula de charnela, es la pared 102
anterior. Esto permitirá a la componente horizontal de la fuerza con
la que el elemento 202 de válvula de charnela impacta contra la
pared 102 anterior complementar la componente horizontal de la
fuerza derivada de la interrupción del flujo 122 de fluido y, por
tanto, mejorar el desplazamiento hacia delante del limpiador 10 por
la superficie 12.
Se ha encontrado que la válvula 200 de control de
flujo funcionará y proporcionará una fuerza de propulsión cuando el
flujo 122 de fluido a través de la cámara 110 se débil, por ejemplo,
debido a una bomba de baja capacidad, filtros sucios u otros
factores que se conocen bien en la industria. Se ha encontrado
también que la propia válvula 200 de control de flujo funciona
eficazmente en el otro, más alto, extremo del espectro del flujo 9
de fluido experimentado normalmente en la industria de las piscinas.
Con un flujo 122 de fluido menor, la parte 204 rígida oscilará hacia
delante y atrás a través de un arco menor del que recorrería con un
flujo de fluido mayor. Cuanto mayor sea el arco, mayor será la
abertura al paso 142 principal a través de la cámara 110, entre la
pared 102 anterior y el elemento 202 de válvula de charnela,
permitiendo por consiguiente que un volumen mayor de fluido y
desechos atraviese la cámara.
Tal como se ilustra de nuevo con referencia a las
figuras 11-13, el arco y el ritmo del movimiento
alternativo de la parte 204 rígida puede estar gobernado por la
colocación de un medio restrictivo o tope 214 entre una pared 104 de
la cámara 110 o la carcasa 100 y una cara del elemento 202 de
válvula de charnela. En una disposición alternativa, un amortiguador
216 de material similar al caucho está unido al medio 214
restrictivo o a la pared 104, 102. En una realización preferida, la
parte 204 rígida del elemento 202 de válvula de charnela se fabrica
utilizando un material plástico sustancialmente rígido. La parte 206
flexible se fabrica en un material plástico o similar al caucho,
flexible, elástico, más blando. La dureza del material flexible se
encuentra normalmente entre 40 y 90, empleando la escala del
Durómetro Shore A. Para ayudar a evitar rasgaduras, el material
flexible puede reforzarse con nervaduras 218 flexibles, tal como se
ilustra con referencia a las figuras 17A y 17B, y/o fibras, tejidos
u otros medios adecuados.
En la zona general de la conexión entre las
partes 204 y 206 rígida y flexible está dispuesto un cierre 220
estanco del flujo de fluido, tal como se ilustra en las figuras
14A-18. Al entrar en contacto o al llegar a las
proximidades de la pared 102 anterior de la cámara 110, el cierre
220 estanco del flujo de fluido interrumpirá sustancialmente el
flujo 122 de fluido por la cámara 110. Preferiblemente, con el fin
de amortiguar el impacto del cierre contra una pared 102, el cierre
220 puede fabricarse en un material que absorba los impactos, tal
como un plástico o material elástico similar al caucho, o incorporar
un amortiguador 222 antichoque, tal como se muestra a título de
ejemplo en la figura 18A. Tal como se muestra en la figura 10,
también puede unirse un amortiguador 216 antichoque contiguo a la
pared 102 anterior. Aunque el ruido emitido por la invención
principal es significativamente menor que el emitido por los
limpiadores de piscinas de tipo interruptor hallados normalmente en
la técnica, el uso del cierre 220 hecho con un material antichoque,
o la inclusión de los amortiguadores 216, 222, reducirá
adicionalmente el ruido emitido por el contacto entre el cierre 220
y la pared 102 anterior. Los amortiguadores 216, 222 también
reducirán la posibilidad de desgaste y daños al limpiador 10
ocasionados por impactos repetitivos del elemento 202 de válvula de
charnela contra una pared del limpiador 10.
En otra realización preferida ilustrada con
referencia a las figuras 20 y 21, un rebaje 150 está dispuesto en la
pared 102 anterior de la cámara 110 para recibir el cierre 220
cuando el elemento 202 de válvula de charnela se arrastra hacia la
pared 102 anterior. Preferiblemente, el rebaje 150 está
sobredimensionado en relación con el cierre 220. Con esta
disposición, se ha encontrado que el cierre 220 no necesita hacer
contacto con la pared anterior para que el flujo 122 de fluido se
interrumpa lo suficiente para proporcionar la fuerza para propulsar
el limpiador 10. Aún se consigue una mejora adicional de los niveles
de ruido más bajos, y el limpiador es menos propenso a atrapar y
retener desechos entre la pared 102 anterior y el cierre 220.
Tal como se describió anteriormente, el flujo 122
de fluido arrastrará partículas de suciedad y desechos, tales como
hojas y ramitas, a través de la cámara 110 y la manguera 16 flexible
hacia el sistema de filtración de la piscina. Tal como se ilustra de
nuevo con referencia a las figuras 14A, 14B y 20, para optimizar la
función de la válvula 200 de control de flujo, las dimensiones del
elemento 202 de válvula de charnela y de la cámara son
proporcionadas para minimizar el flujo 122 de fluido entre un hueco
226 formado entre los bordes 210 del elemento 202 de válvula de
charnela y los lados 108, 106 de la cámara 110. Un pequeño hueco 226
minimizará el flujo 122 de fluido a su través, pero tiene la
desventaja de que la suciedad y desechos quedan atrapados en el
hueco 226. Para ayudar a evitar el atrapamiento de suciedad o de
desechos en el hueco 226, los lados 210 de la parte 204 rígida están
dimensionados para estar más alejados de los lados 108, 106 de la
cámara, está unido al menos a una parte de la parte 204 rígida para
extenderse sustancialmente a través del hueco 226. El cierre 224
flexible de borde se doblará para permitir que trozos más grandes de
suciedad o de desechos pasen por el hueco 226.
Las figuras 20 y 22 ilustran más de un cierre 224
unido a un lado 210 de la parte 204 rígida del elemento 202 de
válvula de charnela. Esta realización preferida prevé un colchón de
agua intercalado entre los cierres 224 y reduce adicionalmente la
posibilidad de atrapamiento de desechos en el hueco 226 debido a una
filtración de flujo de fluido entre los pasos 142 y 148.
En la realización mostrada en las figuras 9, 14A
y 14B, el cierre 224 de borde está formado como una parte integral
de la parte 206 flexible del elemento 202 de válvula de charnela, y
se extiende hacia el extremo 208 de una parte 204 rígida, más
estrecha, unida. Alternativamente, tal como se ilustra en las
figuras 18A y 18B, el cierre 224 de borde puede ser una parte
separada unida al elemento 202 de válvula de charnela, normalmente
la parte 204 rígida.
Las figuras 15A, 15B, 17A y 17B ilustran
realizaciones de los elementos 202 de válvula de charnela, donde la
parte 204 rígida, la parte 206 flexible y los cierres 224 de borde
están formados integralmente a partir del mismo material similar al
caucho, y donde la parte 206 flexible y los cierres 224 de borde son
más delgados que la parte 204 rígida, consiguiéndose así la rigidez
y la flexibilidad necesarias de los elementos respectivos. Las
figuras 17A y 17B ilustran el uso de al menos una nervadura 218 para
conseguir el refuerzo o rigidez que puede ser necesario para el
funcionamiento deseado de la válvula 200 de control de flujo.
Al menos un cojinete 230 puede incorporarse en un
medio 228 de unión, tal como en las figuras 15A y 17A, por
ejemplo.
Además, a título de ejemplo, un cierre deslizante
del tipo descrito por Sebor en la patente US nº 5.731.910 puede
incorporarse en el elemento 202 de válvula de charnela. Todavía con
referencia a las figuras 19A y 19B, un cierre 232 puede unirse
giratoriamente a lo largo del borde de al menos un borde 209 lateral
del elemento 202 de válvula de charnela, en una realización
alternativa de la presente invención. La figura 19C ilustra un
cierre 234 elástico, flexible, unido formando un ángulo y
extendiéndose hacia fuera desde el borde del elemento 202 de válvula
de charnela.
Tal como se ilustra de nuevo con referencia a las
figuras 20 y 21, un elemento 202 de válvula de charnela, en una
realización alternativa de válvula de charnela, incluye múltiples
partes 206a, 206b flexibles, montadas más cerca del extremo 112 de
entrada de la cámara y unidas o muy próximas a la pared 104
posterior de la cámara 110 de aspiración. Esta disposición
proporciona al menos un colchón de agua en un tercer o adicional
paso 152 situado entre los pasos 142 y 148. Este colchón de agua en
el paso 152 y la acción de la parte 206 flexible reducen
significativamente la propensión de los desechos en el agua a quedar
atrapados entre un lado 210 de una parte 206 flexible del elemento
202 de válvula de charnela y una pared 108, 106 de la cámara 110, lo
que perjudicaría el funcionamiento del elemento 202 de válvula de
charnela.
Tal como se ilustra en la figuras 20 y 21, una
parte 206 flexible separará los pasos 142 y 152 de flujo, mientras
que otra parte flexible separará los pasos 152 y 148. Esto significa
que sólo una de las partes 206a, 206b flexibles está en contacto
directo con el flujo 122 de fluido cargado de desechos que se
introduce en el paso 142. Los lados de las partes 206a, 206b
flexibles están muy próximos al menos a dos paredes 108, 106 de la
cámara 110, permitiendo así que las partes 206a, 206b flexibles
actúen como deflectores y restrinjan el flujo de agua del volumen de
agua en el paso 152 y en los pasos 142 y 148 de flujo. Al menos una
abertura (entrada 138) se prevé en una parte de la pared 104 de la
cámara 110 para permitir que, cuando se sumerge el limpiador 10,
entre agua directamente en el paso 152, que normalmente llevará
muchos menos desechos que el agua arrastrada al interior del paso
142 del limpiador 10 a través de la cabeza 154 de
funcionamiento.
Durante el funcionamiento del limpiador 10, la
presión del paso 148 siempre será menor que el paso 152. Por
consiguiente, parte del agua en el paso 152 (que separa los pasos
142 y el paso 148) se filtrará entre un lado 209 de la parte 206
flexible y la pared 108 ó 106 de la cámara 110 al paso 148. Este
hecho evita la filtración de agua cargada de desechos alrededor del
lado 209 de una parte 206 flexible, desde el paso 142 al paso 148.
Cuando el paso 142 está abierto, tal como se ilustra en la figura
20, la presión en ese paso 142 y en el paso 148 será menor que en el
paso 152. Por consiguiente, se filtrará agua desde el paso 152 a
ambos pasos 142 y 148, evitándose así que queden atrapados desechos,
procedentes del agua cargada de desechos que entra en el paso 142,
entre la pared 108, 106 del limpiador 10 y el lado 209 de un parte
206 flexible del elemento 202 de válvula de charnela. Además, tal
como se representa también en la figura 20, el elemento 206 flexible
en contacto con el flujo 122 de fluido en el paso 142 se doblará en
la corriente y presentará una forma convexa menos propicia para el
atrapamiento de desechos que la forma cóncava (descrita
anteriormente con referencia a la figura 3) que presentarían al
flujo 122 de fluido realizaciones que empleasen una única parte 206
flexible.
Unas realizaciones alternativas para la brida 304
de estanqueidad apropiada para el limpiador 10 de la presente
invención que no emplea medios positivos de dirección, se ilustran
con referencia a las figuras 23A-24C. Además, las
bridas 304 de estanqueidad están destinadas para el uso con una
realización de limpiador tal como la ilustrada en la figura 3, en la
que la vía principal de acceso de fluido a la cámara 110 de
aspiración es por una abertura 318 de admisión en la brida 304 de
estanqueidad. La abertura 318 de entrada se mejora con la
incorporación de una válvula 322 de charnela elástica que se ajusta
automáticamente en respuesta al flujo de fluido por la abertura 318.
Una válvula 322 de charnela elástica puede formarse integralmente
con la brida 304 de estanqueidad y orientarse de manera que cuando
el limpiador 10 no esté en funcionamiento, la válvula 322 de
charnela elástica se extienda al interior de la abertura 318 de
entrada para cerrar parcialmente tal abertura 318. Para reducir la
posibilidad de que la válvula 322 de charnela elástica quede
enganchada a un obstáculo, el extremo libre de la válvula 322 de
charnela elástica se dirige hacia atrás y a más de 90 grados de la
dirección 40 de desplazamiento para las realizaciones descritas en
el presente documento. Al menos una nervadura 324, u otro medio
adecuado de refuerzo, está formada integralmente con la válvula 322
de charnela elástica. Al menos una nervadura 326, u otro medio
adecuado de refuerzo, está formada integralmente con la brida 304 de
estanqueidad y situada, por ejemplo, donde reduce la flexibilidad y
fortalece una parte de la brida 304 de estanqueidad.
A título de ejemplo y tal como se ilustra con
referencia a la figura 23A, durante el funcionamiento del limpiador,
el flujo 122 de fluido se desplazará por la superficie superior de
la brida 304 de estanqueidad y a través de la abertura 322 hacia el
pie 118, tal como se describió anteriormente. Cuando mayor sea el
flujo 122 de fluido por el limpiador 10, mayor será el grado en el
que la válvula 322 de charnela elástica se doblará en respuesta a
ese flujo e incrementará así la zona transversal o abertura de la
abertura 318 para permitir el paso de más fluido a su través, tal
como se ilustra con referencia a las figuras 25A y 25B. De esta
manera, se controlará la adherencia de la brida 304 de estanqueidad
a la superficie 12 a limpiar dentro de un intervalo propicio para el
rendimiento óptimo del limpiador 10. En las circunstancias en las
que el flujo 122 de fluido esté en un extremo inferior de ese
intervalo previsto normalmente por las bombas de aspiración de las
piscinas, debido quizás a una bomba más débil o a un sistema de
filtración sucio, la válvula 322 de charnela elástica se doblará en
grado menor y utilizará así al máximo la aspiración disponible y el
flujo 122 para adherir apropiadamente el limpiador 10 a la
superficie 12. Al contrario, la válvula 322 de charnela elástica se
doblará más en las circunstancias en las que la aspiración y el
flujo 122 son mayores y evitará así una adherencia excesiva a la
superficie 12 a limpiar, lo que sería perjudicial para el
funcionamiento del limpiador e inhibiría el movimiento apropiado
sobre la superficie 12 a limpiar. La acción de flexión es también
útil si una abertura 318 de entrada fuese parcial o totalmente
bloqueada, por ejemplo, por una hoja de gran tamaño. En tal
situación, la válvula 322 de charnela elástica se doblará más en
respuesta a la mayor aspiración ocasionada por el bloqueo y, de esta
manera, puede incrementar la abertura lo suficiente como a para
permitir que una hoja pase a través. La válvula 322 de charnela
elástica también se doblará en respuesta a cambios del flujo 122 a
través de la ranura 310 o de ranuras en la zapata 302 (descritas
anteriormente con referencia a la figura 2) debidos, por ejemplo, a
las ondulaciones en el suelo de una piscina.
Para ayudar al limpiador 10 a desviarse de un
obstáculo o una transición de radio pequeño en una piscina, por
ejemplo, una cubierta de drenaje o donde un escalón se une al fondo,
es deseable que la parte 328 periférica de la brida 304 de
estanqueidad que normalmente contacta con el obstáculo o radio
pequeño sea capaz de doblarse para permitir que la brida 304 de
estanqueidad y su parte 328 periférica se muevan sobre el obstáculo
o a través del radio pequeño. Puesto que habitualmente sólo una
parte de la brida de estanqueidad entrará en contacto con el
obstáculo o radio, únicamente necesitará doblarse una zona de la
parte 328 periférica de la brida de estanqueidad en un momento dado.
Es deseable que la zona sea capaz de doblarse independientemente del
resto de la brida 304 de estanqueidad. Las figuras 23A y 24A
ilustran bridas 304 que están segmentadas en sus periferias de una
manera similar a pétalos. Salvo en la parte posterior de la brida de
estanqueidad, se prefiere que la segmentación o hendidura no se
extienda una distancia mayor que la mitad de la distancia entre una
extremidad exterior de la brida 304 y el control 306 de
apertura.
También se prefiere que la brida 304 de
estanqueidad se fije en su sitio mediante unos medios, tales como
una lengüeta 314 de ubicación, descrita anteriormente. Esto
garantizará que la parte 330 de ataque no pueda rotar en relación
con el pie 118 del limpiador 10 y que siempre apunte en el sentido
40 de desplazamiento.
Durante el funcionamiento, cuando la parte 330 de
ataque de la brida 304 de estanqueidad contacte con un pequeño
radio, tal como el de la base de un escalón, a no ser que se
desplace a través del radio, existe la posibilidad de que el
limpiador 10 no sea capaz de alejarse del escalón. Si la parte 330
de ataque se dobla en el radio, tal como se ilustra en la figura 26,
el limpiador 10 se desplazará al menos parcialmente hacia arriba por
el escalón y luego se soltará y caerá a un lado o girará
gradualmente a un lado y se alejará de la zona.
La segmentación o hendidura más profunda en la
parte posterior de la brida 304 de estanqueidad permite que dos
segmentos se separen cuando el limpiador se desplaza por un radio
pequeño, para permitir que la parte inferior de la brida 304 de
estanqueidad mantenga el contacto con la superficie 12 a limpiar.
Esta acción facilita un buen contacto por fricción con la superficie
12 y ayuda a la propulsión continuada hacia adelante del limpiador
10. Si fuese necesario, el corte o espacio entre los segmentos puede
sustituirse por un pliegue 332, tal como se ilustra en la figura
24A. Esta configuración permitirá la separación deseada entre
segmentos pero limitará la filtración de líquido a través del
espacio entre segmentos.
La capacidad de la parte 330 de ataque de la
brida 304 de estanqueidad para doblarse en un pequeño radio o de
pasar sobre obstáculos tales como cubiertas de drenaje, puede
mejorarse adicionalmente mediante la incorporación de al menos una
zona 334 de borde o de al menos una aleta 336 que sobresalga hacia
delante del borde exterior de una parte de ataque de la brida 304 de
estanqueidad, tal como se ilustra con referencia a las figuras 23 y
24. La zapata 302 puede estar formada integralmente con la brida 304
de estanqueidad.
La capacidad del limpiador 10 para alejarse de
obstáculos tales como un escalón puede asistirse adicionalmente
mediante el uso de un anillo 20 parachoques, tal como se ilustra de
nuevo con referencia a la figura 1. En una realización preferida, un
anillo 20 parachoques cónico se sujeta desmontable y giratoriamente
al limpiador 10 por acoplamiento al rebaje 132 descrito
anteriormente con referencia a la figura 3. El anillo 20 parachoques
puede quitarse sin usar de herramientas, aflojando la tuerca 128.
Dados en cada caso unos diámetros iguales de los bordes, la forma
cónica es una mejora sobre un anillo plano porque, cuando está unido
tal como se muestra en la figura 26, se minimiza la distancia 44 de
la parte inferior del borde 42 sobre la superficie 12 a limpiar.
Esto permite que el anillo 20 parachoques se extienda alrededor de
la cámara 110 y mantenga así el limpiador 10 alejado de los
obstáculos. Si fuese apropiado para las condiciones en una piscina
en particular, el anillo 20 parachoques podría invertirse para
incrementar la distancia 44. Las realizaciones alternativas incluyen
un anillo 20 parachoques hecho de un material plástico
sustancialmente rígido y de un material elástico similar al
caucho.
El limpiador 10 descrito hasta ahora no necesita
utilizar medios de dirección positiva para navegar la superficie 12
de la piscina a limpiar. La invención principal incluye la
capacidad, bien de incorporar tales medios en un limpiador
interruptor del flujo, bien de proporcionar unos medios para acoplar
de manera sencilla una dirección positiva a un limpiador 10.
Con el fin de alojar un medio de dirección,
particularmente el medio descrito en el presente documento, una
cabeza 154 del limpiador 10 se forma a partir de dos partes 156 y
158 que tienen cada una unas bridas adecuadas para una conexión
trabada, tal como se muestra en la figura 31. En una realización
preferida, la parte 156 superior está formada como una parte
integral de la carcasa 100 que forma la cámara 110 de aspiración. El
paso 120 a través de la cabeza 154 de funcionamiento está en
comunicación con el extremo 112 de entrada y el extremo 114 de
salida de una cámara 110 de aspiración para impeler un flujo 122 de
fluido desde por encima del pie 118 del limpiador 10 y al interior
de un manguera 16 flexible, tal como se describió anteriormente.
Tal como se ilustra de nuevo con referencia a las
figuras 29, 30 y 31, la cabeza 154 de funcionamiento y la válvula
200 de control de flujo están conectadas giratoriamente y sostenidas
por un pie 118 y una zapata 302 elástica con las que un limpiador 10
contacta con la superficie 12 a limpiar. Esto permitirá a la cabeza
154 de funcionamiento y a la válvula 200 de control de flujo rotar
relativas al pie 118 y a la zapata 302 sobre un eje 412
sustancialmente normal a la superficie 12 a limpiar y que se
extiende a través del centro del pie 118 y de la zapata 302.
Tal como se ilustra de nuevo con referencia a la
figura 31, un medio de dirección parar hacer rotar positivamente el
pie 118, la zapata 302 y la brida 304 de estanqueidad, puede
alojarse entre una parte inferior de la cabeza 158 de funcionamiento
y el pie 118 o la zapata 302. Posteriormente en esta sección se
describen realizaciones de medios de dirección.
La figura 32 ilustra un limpiador 10 en el que el
agarre de la brida 304 de estanqueidad, el pie 118 y la zapata 302 a
la superficie 12 (el pie 118 y la zapata 302 están ocultas en esta
vista por la brida 304 de estanqueidad) minimiza o elimina la
rotación de esos componentes en relación con la superficie 12 a
limpiar. La misma ilustración muestra la carcasa 100, la cabeza 154
y la válvula 200 de control de flujo, giratorias sobre el eje 412.
Esta realización no incluye un medio de dirección positiva. No
obstante, simplemente la capacidad de la cabeza 154 para rotar en
relación con los medios de contacto con superficies es en sí
suficiente para ayudar al limpiador 10 a evitar quedar atrapado, por
ejemplo, en las esquinas de una piscina o por obstáculos en la
misma.
Los limpiadores 10 interruptores de flujo que
tienen una cámara 110 o carcasa 100 inclinada, se desplazan en el
sentido 40 general en el que apunta el acoplamiento 124 de manguera.
Mientras se mueve el limpiador 10, empujará un tramo de manguera 16
por delante de sí mismo. Por consiguiente, a medida que el tramo de
manguera 16, las paredes o una esquina se empuja hacia, por ejemplo,
las paredes o una esquina de una piscina, la manguera 16 se doblará
y se aplicará una fuerza sobre el acoplamiento 124 del limpiador 10.
Esto ocasionará que el acoplamiento 124 y el limpiador 10 giren un
arco relativo a su pie 118, otros medios de contacto con superficies
y la superficie 12 a limpiar; por tanto, se establecerá un nuevo
rumbo. En limpiadores que no pueden rotar en relación con sus medios
de contacto con superficies, la adherencia del limpiador a la
superficie 12 dificulta más que la manguera se doble lo
suficientemente pronto como para evitar el atrapamiento del
limpiador. La capacidad para rotar del limpiador de esta invención
permite a la manguera 16 doblarse antes y, por consiguiente, el
limpiador irá en la nueva dirección indicada por el acoplamiento 124
de manguera.
Una disposición con libertad para girar, tal como
se ha descrito en los párrafos anteriores, funciona mejor en
piscinas pequeñas en las que las paredes de la piscina interaccionan
con y alteran la orientación de la manguera 16. Esta interacción
ayudará a evitar un patrón repetitivo de desplazamiento que por otra
parte puede establecerse en el limpiador 10. Sin una interferencia
frecuente de las paredes para que altere aleatoriamente la posición
de la manguera, la elasticidad inherente de la manguera 16 flexible
dirige con el tiempo al limpiador a una posición donde la manguera
está generalmente más relajada y el limpiador puede adoptar un
patrón repetitivo de desplazamiento (normalmente, un ocho) sobre la
superficie 12 a limpiar. Para superar esta limitación, se prevé un
medio 400 de dirección positiva tal como se describe en el presente
documento, para el limpiador 10 para hacer rotar positivamente la
cabeza 154 limpiadora con relación a los medios de contacto con la
superficie 12 del limpiador que, en la realización descrita
anteriormente, son el pie 118, la zapata 302 y la brida 304 de
estanqueidad. El medio 400 de dirección puede hacer rotar
continuamente la cabeza 154 limpiadora sólo en un sentido,
intermitentemente en un sentido, en sentidos opuestos sin un periodo
intermitente entre sentidos, o en sentidos opuestos con un periodo
intermitente entre sentidos. Además, el número de vueltas o de
vueltas parciales antes de la desconexión intermitente del medio de
dirección en cualquiera de los sentidos puede variarse. La velocidad
de rotación en uno o ambos sentidos también puede controlarse.
Tal como se muestra en la figura 33 y las figuras
34A, 34B, 34C y 34D, una realización de un medio de dirección
adecuado para la incorporación en un limpiador 10 del tipo
interruptor de agua que tiene una cámara 110 inclinada, puede
incorporarse convenientemente en una cámara 404 anular formada por
el acoplamiento entre una parte inferior de la cabeza 158 de
funcionamiento y una parte 408 cilíndrica del pie 118. Tal como se
ilustra en la figura 33, la parte inferior de la cabeza 158 de
funcionamiento puede incluir medios para una fácil unión a otra
parte 156 de la cabeza de funcionamiento. Otro medio receptor
adecuado al que sujetar componentes de dirección positiva de la
carcasa 100 de un limpiador 10 incluye una brida 116, tal como se
describió anteriormente con referencia a la figura 6.
El medio 400 de dirección representado en la
figura 33 y las figuras 34A, 34B, 34C y 34D permitirá a la carcasa
100 girar en sentidos opuestos con un periodo intermitente entre
sentidos. Al menos un trinquete 402 inclinado elásticamente se monta
a la parte 156 inferior de la cabeza 154 de funcionamiento dentro de
la cámara 404 anular y se dimensiona de manera que un extremo libre
del trinquete 402 sea capaz de moverse a través de un arco limitado
y que pueda acoplarse oblicuamente a una parte 406 elevada de la
pared 408 cilíndrica del pie 118, pero estará espaciado de cualquier
parte que no sea elevada. Un medio apropiado para inclinar
elásticamente el trinquete 402 es una lengüeta 410 hecha de un
material plástico, elástico, flexible, siendo capaz el extremo libre
de tal lengüeta 410 elástica del acoplamiento con una parte de o una
parte fija a una parte 158 inferior de la cabeza 154 de
funcionamiento. La lengüeta o lengüetas 410 puede estar colocadas de
manera que cuando el extremo libre del trinquete 402 no esté
acoplado con una parte 406 elevada del pie 118, la lengüeta o
lengüetas 410 pueden colocar el trinquete 402 de manera que coincida
aproximadamente con un radio que se extienda desde el centro del pie
118 hacia la pared 408 cilíndrica. La cara interior de la pared 408
cilíndrica puede incorporar dientes u otros medios para engranar con
el extremo libre del trinquete.
Durante el funcionamiento, el flujo 122 pulsante
de fluido a través de la cámara 110 hace que la cabeza 154 de
funcionamiento, la carcasa 100 y la manguera 16 flexible se sacudan
o vibren y, tal como se ha descrito anteriormente, las fuerzas
resultantes mueven el limpiador 10 en un sentido de avance.
Adicionalmente, está acción ocasionará un ligero movimiento del pie
118 en relación con la parte 144 inferior de la cabeza 154 de
funcionamiento. Si, tal como se ha representado en la figura 34B, el
trinquete 402 no está trabado con una parte 406 elevada de la pared
408 cilíndrica, el limpiador 10 se moverá hacia adelante hasta que
tal movimiento haga que cambie la posición de la manguera flexible
unida y, así, que aplique una fuerza contra el acoplamiento 16 de
manguera para hacer rotar la cabeza 154. La parte 158 inferior
incorporada y los trinquetes 402 acoplados se mueven hacia la parte
406 elevada de la pared 408 cilíndrica del pie. La aplicación
continuada de esta fuerza hace girar o desvía el trinquete 402 y una
lengüeta 410 flexible unida hasta que el trinquete 402 traba la
parte 406 elevada de pared, tal como se ilustra con referencia a las
figuras 34A y 34B. Una vez acoplado de esa manera con la parte 406
elevada de pared, el trinquete 402 proporciona una mayor resistencia
al movimiento rotacional en un sentido que en el sentido opuesto.
Por consiguiente, la vibración del limpiador 10 y una acción de
trinqueteo de al menos un trinquete 402 ocasionará la rotación de la
parte 158 inferior de la cabeza 154 de funcionamiento en relación
con la pared 408 cilíndrica del pie 118. Esta acción de trinqueteo y
rotación sobre el eje 412 continuarán hasta el extremo de la parte
406 elevada de la pared 408 cilíndrica. Aquellos elementos del
limpiador 10 fijos a la cabeza 154 de funcionamiento también girarán
en relación con el pie 118 y la superficie 12 a limpiar. Puesto que
el limpiador 10 se moverá en el sentido al que apunta el o en el que
se dirige al acoplamiento 16 de manguera, normalmente el limpiador
describirá un rumbo curvo por la superficie 12 a limpiar. Si el
limpiador está alojado contra una pared, un escalón o cualquier
obstáculo en una piscina, cuando se acople el trinquete 402, el
limpiador girará en un sentido en oposición y, por tanto, lejos del
obstáculo, y a continuación seguirá en una nueva dirección curva
hacia delante hasta que se suelte el trinquete 402. Este proceso se
repetirá cuando la manguera 15 interaccione con el limpiador para
reacoplar el trinquete 402 y así reiniciar la acción rotacional de
trinqueteo. De esta manera, se reducirá o eliminará la tendencia de
un limpiador 10 de piscinas a establecer una acción repetitiva o a
quedar atrapado por un obstáculo.
Si se desea la rotación continua en un sentido,
la parte 406 elevada de la pared 408 cilíndrica puede continuarse
alrededor de la pared 408, sin interrupción alguna. El trinquete 402
puede entonces instalarse para proporcionar una rotación en un
sentido horario o antihorario elegido.
Se espera que, sin apartarse de los principios
descritos, puedan realizarse modificaciones a la realización del
medio de dirección anteriormente descrito. Por ejemplo, un trinquete
402 puede unirse a un pie (en vez de a una cabeza de funcionamiento)
y acoplarse a una pared u otra superficie apropiada de la cabeza de
funcionamiento (en vez de a la pared 408 u otra parte interior de un
pie) del limpiador 10. A título de ejemplo adicional, para el
acoplamiento por fricción con un trinquete, una pieza añadida
elástica se sustituye por dientes de la superficie 412 interior. No
se pretende que estos ejemplos agoten las posibles realizaciones
alternativas de la invención.
Una realización alternativa del medio de
dirección que proporcionará un limpiador 10 de tipo interruptor de
agua que tiene una carcasa 110 inclinada con un gobierno en sentidos
opuestos sin un periodo intermitente entre sentidos, se representa
en las figuras 35-45. A semejanza con la realización
anterior, el medio de dirección puede instalarse convenientemente
dentro de una cámara 404 anular formada por el acoplamiento entre un
parte 158 inferior de la cabeza 154 de funcionamiento y la pared 408
cilíndrica del pie 118. Cada extremo de al menos un medio elástico,
tal como un elemento 418 flexible, está conectado a un manguito 416,
estando los medios elásticos y los manguitos dimensionados para
estar unidos giratoriamente al menos a dos ejes 414 fijados a la
parte 158 inferior de la cabeza 154 de funcionamiento. La distancia
entre los ejes de rotación que se extienden a través del centro de
los dos ejes 414 será, antes de la unión del medio de dirección a
dichos ejes 414, menor que la distancia entre el centro de los
agujeros a través de los dos manguitos 416 interconectados por, por
ejemplo, el elemento 418 flexible. Así, cuando cada manguito 416 se
desliza sobre un eje 414, el elemento 418 flexible debe deformarse y
así inclinar cada manguito 416 hasta una posición predeterminada
relativa a los ejes 414. Un medio de acoplamiento, tal como un dedo
420, comunica con al menos un manguito 416 y, al rotar el pie 118,
se acopla ocasionalmente con medios, tales como una lengüeta 422,
unidos con respecto al pie 118 o impulsados por la rotación del pie
118. Con referencia a las figuras 36 y 37, cuando el dedo 420 y los
elementos 418 flexibles se sitúan en una primera posición, tal como
se muestra en la figura 36, la aplicación hacia la derecha de una
fuerza creciente sobre el lado izquierdo del dedo 420 superará, al
aplicar la fuerza suficiente, la fuerza almacenada en los elementos
418 flexibles deformados, con lo cual los elementos flexibles se
deformarán rápidamente y adoptarán una segunda posición, tal como se
representa en la figura 37. Al deformarse de ese modo el elemento
418 flexible hasta la segunda posición, los manguitos 416 girarán un
arco hasta una segunda posición predeterminada de manguito. Dos
trinquetes 424 y 426 se encuentran unidos al menos a un manguito
416, dimensionados de manera que cuando los manguitos 416 y el
elemento 418 flexible se encuentren en una primera posición, un
primer trinquete engranará con una superficie 412 dentada interior
de la pared 408 cilíndrica del pie 118, y cuando los manguitos 416 y
el elemento 418 flexible se encuentren en una segunda posición, el
segundo trinquete engranará con tal superficie 412. Para facilitar
el engranaje por fricción, la cara de un trinquete y/o la superficie
412 interior de la pared 408 cilíndrica incorporan dientes 430 o
comprenden al menos una capa elástica unida a la pared 408
cilíndrica.
Durante el funcionamiento, el flujo 122 pulsante
de fluido que atraviesa la cámara 110 hace que la cabeza 154 de
funcionamiento, la cámara 110 y la manguera 16 flexible se sacudan o
vibren y, tal como se ha descrito anteriormente, las fuerzas
resultantes mueven el limpiador 10 en un sentido de avance.
Adicionalmente, esta acción ocasionará un ligero movimiento del pie
118 en relación con la parte inferior de la cabeza 158 de
funcionamiento. En esta realización, al menos un trinquete 424
estará engranado con la superficie 412 y proporcionará una mayor
resistencia al movimiento rotacional de la parte inferior de la
cabeza 158 de funcionamiento en relación con el pie 118 en un
sentido que en el sentido opuesto. Mediante una acción de
trinqueteo, el trinquete 424 hará que la parte 158 inferior de la
cabeza 154 de funcionamiento gire en relación con el pie 118. Esta
acción de trinqueteo y rotación continuarán en un primer sentido
hasta que una lengüeta 422 impulsada por la rotación del pie 118
trabe a un dedo 420 y aplique suficiente fuerza al mismo para hacer
que se deforme el elemento 418 flexible hasta una segunda posición y
hacer que el primer 424 trinquete se desacople de la superficie 412
y que un segundo trinquete 426 engrane con la superficie 412
interior. La acción de trinqueteo y el segundo trinquete 426
ocasionarán la rotación en un segundo sentido, opuesto al primer
sentido. Tal como se describió anteriormente, la tendencia de un
limpiador 10 de piscinas de establecer una acción repetitiva o de
quedar atrapado por un obstáculo queda reducida enormemente o
eliminada.
En una realización preferida, tal como se ilustra
en la figura 38, la superficie 412 interior de la pared 408
cilíndrica se forma utilizando una capa 428 elástica, similar al
caucho, adecuada para el engranaje por fricción con los trinquetes
424 y 426. Los trinquetes 424 y 426 son trinquetes de leva. Cuando
un extremo libre de un trinquete de leva, por ejemplo el 424, está
engranado por fricción con la superficie 412 elástica de fricción,
la vibración del limpiador y una acción de trinqueteo del trinquete
424 darán como resultado una rotación de la cabeza 154 de
funcionamiento en relación con el pie 118 en un primer sentido. El
uso de la capa 428 elástica sobre la superficie 412 interior de la
pared 408 o sobre un extremo libre de un trinquete 424 ó 426 tiene
una ventaja sobre el uso de dientes en cualquiera de esas
superficies. La ventaja es que la acción del trinquete 424 ó 426 no
está limitada por el tamaño de diente alguno o por la necesidad de
que el extremo libre de un trinquete 424 ó 426 recorra
consistentemente cualquiera de tales dientes con el fin de
proporcionar una acción eficaz de trinqueteo. Aunque los incrementos
pueden volverse pequeños si la manguera, por ejemplo, aplica un par
de torsión significativo en un sentido opuesto al sentido en el que
está girando el medio de dirección, se ha encontrado que una capa
428 elástica de fricción es eficaz para permitir que continúe la
rotación hasta que el medio de dirección cambia la rotación a una en
un segundo sentido.
El número de vueltas que da la parte 158 inferior
de la cabeza 154 de funcionamiento en relación con el pie 118 viene
determinado por la lengüeta o lengüetas 422 de ubicación impulsadas
por la rotación del pie. La figura 38 ilustra un medio que emplea al
menos un anillo 800A, 800B y unas lengüetas 422B, C, D adicionales,
según lo cual la lengüeta 422D trabará el dedo 420 tras más de una
vuelta en cualquier sentido. Más de una vuelta en cada sentido es
particularmente útil para la desconexión de un limpiador 10 de los
obstáculos en una piscina.
La figura 40 ilustra que pueden emplearse
múltiples elementos 418 flexibles enlazados y más de un dedo de
acoplamiento en esta realización del medio de dirección.
En otra realización más, tal como se ilustra con
referencia a la figura 42, se emplean unos brazos 430 de unión para
unir más de un par de trinquetes 424 y 426. Esta disposición es útil
para garantizar que ambos elementos 418 flexibles y ambos pares de
trinquetes se orienten ellos mismos con fiabilidad en una primera y
luego una segunda posición, según se requiera para el funcionamiento
de la invención. Tal como será obvio para aquellos individuos
razonablemente expertos en la técnica, una disposición similar que
emplea sólo un único elemento flexible en combinación con un
conjunto 430 de unión, también satisfará los requisitos y estará
dentro del alcance de la invención.
Las figuras 44 y 45 ilustran unas zapatas 302 y
unas bridas 304 de estanqueidad ovalizadas que, al contacto con una
pared u obstáculo, reducirán cualesquiera de éllas la rotación de la
zapata 302, la brida 304 de estanqueidad y otros medios de contacto
con superficies en relación con la superficie 12 a limpiar. Esta
característica mejora la rotación de la carcasa 100 y del conector
16 de manguera en relación con la superficie a limpiar. Una vez que
la carcasa 100 y el conector de manguera han sido impulsados por un
arco por el medio de dirección, el conector de manguera apuntará en
una dirección libre de obstáculos, y el limpiador se alejará del
obstáculo. Los elementos 432 elásticos pueden unirse o formarse
integralmente con la zapata 302. Tales elementos 432 elásticos
mejoran el agarre de la zapata contra una pared u obstáculo. Otras
mejoras que pueden realizarse en una zapata 302 son incrementar su
altura y hacer sus ranuras 310 más profundas para incrementar el
flujo de fluido a través de un paso formado entre la zapata 302 y la
superficie 12 a limpiar. También, para reducir el patinaje de los
medios de contacto con superficies de la brida 12 contra la
superficie 12 a limpiar, se unen o forman integralmente con la brida
304 de estanqueidad unos refuerzos 338 de la brida de
estanqueidad.
Una lectura por parte de los expertos en la
técnica alumbrará varios cambios sin apartarse del espíritu y el
alcance de la invención.
Hasta este punto, todas las realizaciones de los
limpiadores 10 que incorporan la válvula 200 de control de flujo han
descrito al menos la cámara 110 y por consiguiente una dimensión
significativa del limpiador 10 que debe estar inclinada hacia
delante con respecto a la superficie 12 a limpiar. Las figuras 1 a 6
ilustran tales realizaciones. La válvula 200 de control de flujo
también es adecuada, como fuente de vibración o movimiento
oscilatorio, para incorporarse en limpiadores en los que la cámara
110 de aspiración es sustancialmente normal a la superficie 12 a
limpiar. Tal como se ilustra con referencia a la figura 28,
útil en el limpiador de piscinas descrito en la patente
US nº 5.404.607 de Sebor. La figura 28 ilustra un válvula de control
de flujo de esta invención, incorporada en la cámara 110 de
aspiración de un limpiador 10A en el que la cámara 110A no está
inclinada. Una realización preferida de un limpiador descrito en la
patente '607 requiere adicionalmente que un eje dispuesto en la
cámara esté impulsado y se acople a unos medios para traducir el
movimiento angular alternativo del eje en un movimiento angular
unidireccional de un engranaje impulsado. La válvula 200 de control
de flujo de la presente invención proporcionará un movimiento
angular alternativo a un manguito 102 o a un eje 234 impulsor,
movimiento que puede traducirse y acoplarse con otros mecanismos
necesarios para realizar una serie de funciones para un dispositivo
limpiador de piscinas, incluyendo las funciones de dirección.
Un experto en la materia apreciará que pueden
efectuarse diversas modificaciones y otras realizaciones de la
invención, a la luz de las enseñanzas presentadas en las anteriores
descripciones y los dibujos asociados. La realización específica
mostrada en los dibujos adjuntos y descrita en el presente documento
se ofrece únicamente a modo de ilustración. Por tanto, debe
entenderse que la invención no se limita a las realizaciones
específicas descritas, y que se pretende que las modificaciones y
realizaciones alternativas queden incluidas dentro del alcance de
las reivindicaciones adjuntas.
Claims (10)
1. Limpiador (10) de piscinas operable con una
interrupción de un flujo (122) de agua para proporcionar una fuerza
de propulsión para mover automáticamente el limpiador (10) por una
superficie (12) sumergida a limpiar, comprendiendo el limpiador (10)
una carcasa (100) que tiene paredes (102, 104, 106, 108) rígidas que
forman un paso (110) de flujo que se extiende a través de la misma
desde una entrada (112) que durante el funcionamiento es cercana a
la superficie (12) sumergida, hasta una salida (114) adaptada para
una conexión (16) de aspiración, una válvula (200) de control de
flujo operable en el paso (110) de flujo, y un elemento (304)
flexible de contacto con superficies que se extiende alrededor de la
entrada (112) para conectarse con fricción a la superficie (12) a
limpiar, estando caracterizado el limpiador (10) de piscinas
porque la válvula (200) de control de flujo comprende:
un elemento (202) de válvula para proporcionar la
interrupción de un flujo (122) de agua a través del paso (110) de
flujo, presentando el elemento (202) de válvula una parte (204)
rígida conectada giratoriamente a un extremo del mismo dentro del
paso (110) de flujo, cercano a la salida (114), una parte (206)
flexible, opuesta, del elemento (202) de válvula unida a un segundo
extremo del mismo dentro del paso (110), cercano a la entrada (112),
y una parte (220) de asiento entre las mismas, en el que la parte
(220) de asiento es giratoria con la parte rígida para un movimiento
desde una posición asentada, inclinada contra una primera pared
(102) de la carcasa (100) para evitar el flujo (122) de agua a
través del paso (110), hasta una posición no asentada en relación
espaciada con la primera pared (102), para permitir el flujo (122)
de agua a través del paso (110).
2. Limpiador (10) de piscinas según la
reivindicación 1, en el que la primera pared (102) incluye un rebaje
(150) para recibir la parte (220) de asiento en el mismo.
3. Limpiador (10) de piscinas según la
reivindicación 1, que comprende adicionalmente un amortiguador (222)
antichoque dispuesto para amortiguar un impacto entre la parte (220)
de asiento y la primera pared (102).
4. Limpiador (10) de piscinas según la
reivindicación 1, en el que la primera pared (102) de la carcasa
(100) está enfrentada a una dirección (40) de desplazamiento del
limpiador (10) de piscinas, y en el que el paso (110) de flujo está
generalmente inclinado hacia el sentido (40) de desplazamiento.
5. Limpiador (10) de piscinas según la
reivindicación 1, que comprende adicionalmente una segunda entrada
(138) para proporcionar el flujo (122) de agua al interior del paso
(110), aguas abajo del elemento (300) de contacto con superficies y
aguas arriba del elemento (202) de válvula.
6. Limpiador (10) de piscinas según la
reivindicación 5, en el que la parte (206) flexible del elemento
(202) de válvula comprende una parte (206a) aguas arriba unida a la
segunda pared (104) aguas abajo de la segunda entrada (138), y una
parte (206b) aguas abajo unida a la segunda pared (104) y aguas
arriba de la segunda entrada (138) para formar un colchón de fluido
entre las mismas.
7. Limpiador (10) de piscinas según la
reivindicación 1, que comprende adicionalmente un tope (214)
operable con el elemento (202) de válvula para limitar la relación
espaciada de la parte (204) rígida de la primera pared (102) y
gobernar de este modo un arco a través del cual se mueve la parte
(204) rígida y un ritmo del movimiento alternativo de la misma.
8. Limpiador (10) de piscinas según la
reivindicación 1, en el que la parte (206) flexible del elemento
(202) de válvula comprende una pluralidad de elementos rígidos
unidos articuladamente.
9. Limpiador (10) de piscinas según la
reivindicación 1, que comprende adicionalmente un cierre (224) que
se extiende a lo largo de un borde de la parte (204) rígida para la
inclinación contra las paredes (106, 108) laterales de la carcasa
(100) en una relación estanca entre las mismas.
10. Limpiador (10) de piscinas según la
reivindicación 1, en el que la segunda pared (104) está unida de
modo amovible al acceso de la carcasa (100) en el paso (110) de
fluido.
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