ES2226386T3 - Aparato limpiador de piscinas. - Google Patents
Aparato limpiador de piscinas.Info
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Abstract
Limpiador de piscinas que comprende dos segmentos externos (9, 10) con ruedas, las cuales pueden desplazarse sobre la superficie a limpiar, y una zona central (8) situada entre estos dos segmentos (9, 10) y conectable a una manguera (4) en el lado de empuje la cual puede suministrar agua al limpiador, la zona central (8), capaz de moverse sobre la superficie a limpiar, aloja un conducto (33) de succión para absorber residuos de la superficie a limpiar y suministrarlos a un colector (32) de residuos, caracterizado porque en el conducto se proporciona por lo menos un chorro (44, 45) adaptado para proporcionar una acción de succión en el conducto (33) de succión de manera que las ruedas son accionadas giratoriamente por agua que incide directamente sobre ellas.
Description
Aparato limpiador de piscinas.
La presente invención se sitúa en el campo de los
aparatos limpiadores de piscinas que son accionados mediante agua
que se hace circular por medio de una bomba. La invención no se
limita necesariamente a "limpiadores automáticos de piscinas",
dependiendo de lo que se entienda de forma precisa por esta
expresión, aunque la expresión "limpiadores automáticos de
piscinas" se utiliza frecuentemente en el contexto de limpiadores
de piscinas con los que está relacionada principalmente la presente
invención. Aunque en esta memoria descriptiva se usará, por
comodidad, la expresión "limpiadores de piscinas", se debe
interpretar ampliamente, no limitada a la limpieza de piscinas
domesticas, sino de manera que incluya otras masas de agua en las
que se requiera una acción de limpieza y/o agitación. La técnica en
este campo se divide en dos partes, a saber limpiadores del lado de
succión y limpiadores del lado de empuje, que hacen referencia
respectivamente a los lados de succión y de empuje de un sistema de
bomba que hace circular agua en la piscina. La presente invención se
sitúa principalmente aunque no de forma exclusiva, en la parte de la
técnica del lado de empuje, usándose también la expresión
"limpiadores del lado de presión" para hacer referencia a
dichos limpiadores del lado de empuje.
Los limpiadores de piscinas del lado de empuje se
diferencian con respecto a los limpiadores del lado de succión, por
varias razones conocidas en la técnica; en la patente sudafricana
ZA-A-8500648, concedida a Alopex
Industries, comercializada como "POLARIS" (marca comercial), se
describe un ejemplo de un limpiador del lado de empuje.
Mientras que los limpiadores del lado de succión
tienen una acción eficaz de limpieza por fricción o de frotamiento
sobre las superficies de las piscinas, esto representa un
inconveniente en los limpiadores de piscinas del lado de empuje de
la técnica actual, los cuales se desplazan sobre ruedas con un
conducto venturi que pasa sobre las superficies de las piscinas con
una separación entre la boca del conducto venturi y la superficie de
las piscinas.
Además, mientras que los limpiadores de piscinas
del lado de succión tienen pocas partes móviles, moviéndose el
limpiador sobre las superficies de la piscina bajo la impulsión de
un flujo de agua intermitente provocado por una lengüeta oscilante,
o un tubo de succión cuya pared se aplasta intermitentemente, por
ejemplo, ciertos limpiadores de piscinas del lado de empuje de la
técnica presentan la desventaja de que se mueven por medio de una
turbina hidráulica que acciona las ruedas a través de un tren de
accionamiento que consta de muchos engranajes y árboles.
Además, mientras que los limpiadores del lado de
succión eliminan partículas muy pequeñas de la piscina gracias a que
las partículas captadas se hacen pasar a través del filtro principal
de la piscina, los limpiadores de piscinas del lado de empuje de la
técnica no hacen pasar las partículas a través del filtro principal
de la piscina, sino a través de un filtro de bolsa fijado al
limpiador; las partículas del tamaño de polvo pasan por las
aberturas de los filtros de tipo bolsa para volver a entrar en el
agua de la piscina, de manera que estos limpiadores se deben basar
en la agitación de estas partículas de tamaño de polvo para que
permanezcan suficientemente en suspensión de manera que sean
arrastradas hacia el rebosadero de la piscina y de este modo hacia
el filtro principal de la piscina.
Mientras que los limpiadores del lado de succión
son productos "incorporables", los cuales pueden ser
incorporados por el propietario de un sistema existente de piscina y
filtrado sin ninguna asistencia técnica, la mayoría de limpiadores
del lado de empuje de la técnica actual son instalados inicialmente
por una persona técnicamente capacitada, en el que son conectados a
una bomba de refuerzo en el sistema de circulación del filtro
principal de la piscina, o en un sistema especializado de
circulación de agua. Por esta razón, los limpiadores de piscinas del
lado de empuje de la técnica tienden a ser vendidos a través de
contratistas que están construyendo un sistema de piscina y de
circulación del agua.
Aunque los limpiadores de piscinas del lado de
empuje tienen el potencial de interferir menos con la aleatoriedad
deseable de movimiento sobre las superficies de la piscina, debido a
que es aceptable una manguera de diámetro menor, que los limpiadores
del lado de succión, gran parte de esta ventaja potencial se pierde
por el accionamiento por ruedas de estos limpiadores de la técnica
de limpiadores del lado de empuje que tienden a proporcionar un
desplazamiento en línea recta. El limpiador POLARIS tiene tres
ruedas dispuestas asimétricamente para intentar reducir este efecto,
por ejemplo. En la técnica existe una necesidad permanente de una
mejor aleatoriedad de movimiento del limpiador sobre las superficies
de la piscina, que conduzca a una mejor limpieza.
El flujo de agua del lado de empuje es
proporcionado por una válvula de derivación en el lado de la piscina
que permite ajustar el flujo de agua hacia el limpiador aumentando o
reduciendo la derivación, para conseguir una velocidad aceptable de
movimiento del limpiador sobre las superficies de la piscina. Una
desventaja de esta disposición de la técnica es que se pierde la
energía del flujo derivado.
Finalmente, todos los limpiadores de piscinas
actuales tienen limitaciones en relación con la poca profundidad a
la que funcionan y en relación con su capacidad de sortear
formaciones tales como escaleras en piscinas sin quedarse atascados
en una posición. Es deseable que los limpiadores de piscinas
funcionen en zonas menos profundas y que por lo tanto sorteen mejor
formaciones tales como escaleras.
Por lo tanto, al menos en cierta medida, existe
una necesidad de afrontar estas limitaciones y problemas de los
limpiadores del lado de empuje de la técnica.
La patente U.S. Nº 3.972.339 (Henkin et
al.,1976) da a conocer un ejemplo especifico de limpiador
automático de piscinas. Dicho limpiador está adaptado para moverse
sobre la superficie a limpiar gracias a ruedas accionadas por unos
medios de turbina accionados hidráulicamente. Además de la
importancia de las perdidas de energía, el dispositivo es
relativamente complejo y caro de fabricar.
La presente invención proporciona un limpiador
del lado de empuje según la reivindicación 1. La forma de las
superficies externas de dicho limpiador del lado de empuje es en
general esférica o alargada o alternativamente esferoidal (o dicho
de otra manera, las superficies externas del limpiador se
corresponden con una envolvente externa imaginaria de forma esférica
o esferoidal alargada). La invención también se puede implementar
con una forma externa que se corresponda con dos conos truncados que
se estrechen ambos hacia fuera con respecto a una zona central del
limpiador, por comodidad, en la descripción y las reivindicaciones
se usará el término "bicónico" para hacer referencia de forma
abreviada a esta forma. La invención también se puede implementar
con una forma cilíndrica.
Estas formas se pueden describir de una forma
amplia como una familia de sólidos de revolución y otras formas
similares, incluidas entre las esféricas/esferoidales, las cónicas y
las cilíndricas se ajustan también al ámbito de la invención. En lo
sucesivo, en esta descripción se usará, por comodidad, únicamente el
término esferoidal, comprendiendo dentro de su ámbito también el
significado indicado en la frase anterior.
Una zona central de la forma esferoidal
delimitada por dos segmentos de la esferoide en cada lado
constituirá la forma externa total. La zona central tendrá una
manguera del lado de empuje conectada a la misma y los dos segmentos
serán accionados giratoriamente a cada lado para proporcionar
impulsión al limpiador con vistas a moverlo sobre las superficies de
la piscina a limpiar. La zona central tendrá una separación con
respecto a las superficies de la piscina y alojará un conducto
venturi u otro conducto de succión para arrastrar residuos de las
superficies de la piscina.
Los dos segmentos pueden ser accionados de forma
independiente, o puede resultar ventajoso conectarlos por medio de
un árbol de manera que giren estando fijados mutuamente.
De este modo, una característica del limpiador de
la presente invención es que las superficies esferoidales de los dos
segmentos proporcionaran impulsión para mover el limpiador sobre las
superficies de la piscina, sea cual sea el lugar en el que estas
superficies se acoplen a las superficies de la piscina y sea cual
sea la orientación en la que se encuentre circunstancialmente el
limpiador. En este caso, en relación con lo anterior, el limpiador
de la presente invención es capaz de proporcionar impulsión al
limpiador en tres dimensiones; en contraposición, los limpiadores de
piscinas de la técnica, del tipo tanto del lado de empuje como del
lado de succión, están limitados a recibir impulsión únicamente en
dos dimensiones. Los limpiadores de la técnica deben permanecer
orientados con sus ruedas o pies contra las superficies de la
piscina, si vuelcan, no pueden moverse hasta que se enderecen, tal
como un vehículo convencional. En contraposición, el limpiador de la
presente invención puede dar la vuelta de cualquier manera con
respecto a las superficies de la piscina, ya sean horizontales o
verticales, y seguir proporcionando impulsión. Además, este carácter
tridimensional de la capacidad impulsora del limpiador de la
presente invención proporciona una mejora drástica de la capacidad
de conseguir un movimiento más aleatorio sobre superficies de
piscinas. La superficie esferoidal interacciona con las superficies
de la piscina con una dimensión adicional de aleatoriedad, es decir,
la tercera dimensión además de las dos dimensiones de la superficie
de la piscina. De hecho, el limpiador es más inestable que uno sobre
ruedas o un pie (en los limpiadores del lado de succión se usa un
pie) y proporciona una mejor aleatoriedad. Por ejemplo, cuando el
limpiador se acopla a una pared de las superficies de la piscina,
tiene la capacidad, con respecto al eje sobre el cual estaban
girando los dos segmentos sobre el suelo de la piscina, de
balancearse con tres dimensiones de libertad a una orientación
nueva, proporcionando una aleatoriedad mejorada de movimiento. En
una realización practica que se ha sometido a pruebas exhaustivas,
se puede describir que el movimiento tridimensional se produce con
respecto a un eje de la conexión de la manguera del lado de empuje:
estas son, en primer lugar alrededor del eje, en segundo lugar
haciendo que el eje se balancee a izquierda y derecha y en tercer
lugar haciendo que el eje se balancee arriba y abajo. En la técnica
se sabe que la aleatoriedad del movimiento es importante, con vistas
a obtener una limpieza de la totalidad de la superficie a limpiar,
durante un periodo de tiempo, los movimientos no aleatorios dejan
zonas "muertas" que permanecen sin limpiar.
Partes de las superficies esferoidales de los
segmentos pueden tener sobre ellas formaciones de tipo cepillo, por
ejemplo cerdas, para proporcionar un efecto de cepillado.
Preferentemente, el limpiador de piscinas que
presenta las características de esta invención se realiza con una
gravedad específica más próxima a 1 que es lo adecuado en los
limpiadores de la técnica. Esto es posible gracias al carácter
tridimensional del movimiento del limpiador de la presente
invención.
Se puede hacer que la fuerza efectiva o neta que
actúa sobre el limpiador, cuando dicho limpiador está debajo del
agua, pase a través de un punto situado en el lado opuesto del eje
de rotación del limpiador en relación con una boca del conducto de
succión. Esto se puede realizar con flotadores, (por ejemplo,
volúmenes cerrados herméticamente que contengan aire) situados en el
mismo lado del eje de rotación del limpiador que la boca. El
limpiador puede seguir teniendo un centro de gravedad cuando está
fuera del agua, estando dicho centro en el mismo lado del eje que la
boca. No obstante, cuando está sumergido, la flotabilidad de los
flotadores invierte la posición de la fuerza neta que actúa sobre el
limpiador al lado opuesto del eje en relación con la boca. La fuerza
efectiva o neta que actúa sobre el limpiador cuando está sumergido
se puede determinar construyendo el vector suma de las fuerzas de
gravitación y las fuerzas de flotación.
Este planteamiento contraintuitivo da como
resultado un dispositivo menos estable debajo del agua, lo cual es
tolerable gracias a la forma esferoidal del limpiador de la presente
invención. La menor estabilidad da como resultado un movimiento más
aleatorio sobre la superficie de la piscina lo cual a su vez
proporciona la ventaja, tal como se ha mencionado, de una menor
tendencia del limpiador a no llegar de forma repetida a unas áreas,
dejándolas sin limpiar.
Una característica de la presente invención, se
usen o no flotadores, es que se hace que el centro de gravedad esté
mas cerca del eje de rotación del limpiador que la posición que
resulta adecuada en los limpiadores de diseño convencional.
Nuevamente, esta característica reluce la estabilidad y como
consecuencia produce la ventaja beneficiosa de una aleatoriedad
mayor que la que se consigue en limpiadores convencionales. Esto es
posible simplemente por la razón ya mencionada, de que la forma
esferoidal proporciona la ventaja de que el limpiador no puede
"volcar" a una posición en la que ya no se pueda mover tal como
una vehículo convencional.
El grado de flotabilidad de la manguera se puede
seleccionar, por ejemplo, para conseguir un equilibrio deseable
entre una tendencia a funcionar bien, por un lado, en las
superficies del fondo de la piscina, y también, por otro lado, en
las superficies de las paredes.
Al limpiador de la presente invención se le puede
proporcionar un chorro que impulse el limpiador contra las
superficies de la piscina con una boca del conducto de succión
próxima a las superficies de la piscina, obtenible en las partes
tanto verticales como horizontales de las superficies de la
piscina.
Preferentemente, al conducto se le proporciona
una dirección, por lo menos cerca de la boca del conducto, que tiene
una componente tangencial así como una componente radial. En otras
palabras, el conducto venturi, por lo menos cerca de su boca,
preferentemente no es normal (en ángulo recto) a las superficies
externas esferoidales del limpiador. El conducto está orientado de
manera que la boca está dirigida en la dirección en la que se mueve
el limpiador. Esto proporciona un grado de acción de recogida, útil
para levantar residuos de las superficies de la piscina. Los chorros
que proporcionan la acción de succión en el conducto de succión,
dada esta componente tangencial de la dirección, colaboran también
en la impulsión hacia delante del limpiador, por medio de las
fuerzas de reacción de los chorros.
La presente invención proporciona además un
limpiador de piscinas que es accionado por la impulsión directa de
chorros de agua a partir del suministro del lado de empuje sobre los
álabes de las ruedas del limpiador. No se proporciona ni se requiere
ningún tren de accionamiento, no existen engranajes o árboles de
accionamiento que transmitan un accionamiento a las ruedas. Tal como
se ha descrito anteriormente, el limpiador de forma esferoidal
proporciona las ruedas constituidas como los segmentos externos de
la forma esferoidal.
Preferentemente, tal como se ha descrito
anteriormente, esta característica de accionamiento se proporciona
en el limpiador que tiene una forma externa esferoidal. Los álabes
se proporcionan en un borde interno de cada segmento, saliendo los
chorros de agua de unas formaciones de boquilla proporcionadas en la
zona central. La aplicación razonable de este aspecto de la
invención puede conseguir unas pérdidas bajas de energía que
proporcionen un uso más eficaz de la energía hidráulica. Como
consecuencia, una ventaja que se puede conseguir es que más parte de
la energía hidráulica total disponible a partir del suministro del
lado de empuje se puede dedicar a la función de succión mientras que
al mismo tiempo se siguen dejando recursos suficientes para la
impulsión del limpiador. Se eliminan las piezas de desgaste de un
tren de accionamiento.
Otra característica de la invención, la cual se
implementa preferentemente con las características descritas
anteriormente, es la ubicación de un colector de residuos dentro de
la forma esferoidal del limpiador. Adecuadamente, el colector de
residuos está contenido dentro de la zona central, ya que esto hace
que resulte sencillo levantar el colector de residuos para sacarlo
fuera del limpiador con vistas a vaciarlo de vez en cuando. De este
modo, el conducto de succión conduce al colector de residuos que
está ubicado en la zona central. El colector de residuos puede
incluir una zona de depósito y debe incluir superficies de tamiz o
maya para permitir que el agua salga del colector y retener los
residuos. Por esta razón, preferentemente el conducto de succión es
curvado, conduciendo desde la boca que está orientada con una
componente tangencial de dirección, hacia el colector.
Todavía otra característica de la invención se
refiere a la división o separación del agua que se suministra al
limpiador a través de la manguera del lado de empuje entre los
chorros que proporcionan la acción de succión dentro del conducto de
succión y los chorros que proporcionan la impulsión directa sobre
los álabes de las ruedas. Según la invención, se proporciona un
divisor de flujo de agua que comprende dos conductos que tienen
bocas contiguas de entrada, un elemento oclusor movible el cual se
puede mover a configuraciones de posición seleccionables en las que
una boca de entrada queda más o menos ocluida que la otra boca de
entrada. La estructura preferida para las bocas contiguas de entrada
es un tubo circular con una pared divisora diametral y para el
elemento oclusor un elemento cilíndrico en forma de copa giratorio
en el tubo con un fondo de la copa situado contra la pared divisora
diametral y presentando el fondo una abertura semicircular y movible
por la rotación del elemento en forma de copa. El elemento oclusor
puede tener marcas sobre él para indicar varias configuraciones
opcionales que proporcionen diferentes divisiones entre los chorros
de accionamiento y los chorros generadores de succión. En el
elemento oclusor y en las bocas contiguas puede haber ranuras y
resaltes para conservar las configuraciones seleccionadas y el
fabricante o suministrador puede proporcionar una configuración
seleccionada al usuario.
Estas disposiciones divisoras todavía permiten
que el agua suministrada por la manguera del lado de empuje al
limpiador se proporcione para un tercer uso, a saber el chorro que
sale externo con respecto al limpiador para proporcionar una fuerza
de impulsión que ayude al movimiento hacia adelante del limpiador
y/o la fijación a una superficie a limpiar.
Un efecto beneficioso de un limpiador de piscinas
diseñado según la presente invención es que dentro del limpiador
esferoidal en zonas que no son el conducto de succión se crea una
presión positiva de manera que los residuos que de otro modo podrían
acumularse en espacios no deseados no lo hacen.
La invención se describirá más detalladamente
haciendo referencia a un ejemplo no limitativo mostrado en los
dibujos.
En los dibujos:
La figura 1 es una vista esquemática que muestra
un limpiador de piscinas de la presente invención en una
piscina,
la figura 2 es una vista en alzado lateral de un
limpiador de piscinas según la presente invención,
la figura 3 es una vista en alzado posterior de
un limpiador de piscinas,
la figura 4 es una vista en alzado frontal del
limpiador de piscinas,
la figura 4a es una vista en alzado frontal de
una forma alternativa correspondiente al limpiador,
la figura 4b es una vista en alzado frontal de
otra forma alternativa correspondiente al limpiador,
la figura 5 es una vista isométrica del
limpiador,
la figura 6 es una vista isométrica de la
superficies internas de un segmento del limpiador,
la figura 7 es una vista oblicua de las
superficies externas de un segmento del limpiador,
la figura 8 es una vista lateral del limpiador
con el segmento lateral próximo retirado para mostrar una vista
lateral de la zona central,
la figura 9 es una vista oblicua del limpiador
con el segmento lateral próximo retirado para mostrar una zona
central y partes de la superficie interna del segmento lateral
remoto,
la figura 10 es una vista oblicua para mostrar
únicamente la zona central del limpiador,
la figura 11 es una vista oblicua para mostrar el
conducto de succión de la zona central del limpiador y el segmento
lateral remoto,
la figura 12 es una vista oblicua del conducto de
succión del limpiador,
la figura 13 es una vista oblicua, desde otro
ángulo del limpiador de succión, de la zona central,
la figura 14 es una vista oblicua del colector de
residuos,
la figura 15 es una vista oblicua similar del
colector de residuos con la parte de tamiz parcialmente levantada
con respecto a la parte de depósito,
la figura 16 es una vista ampliada de los
conductos de distribución de flujo de agua con una tapa externa
retirada en aras de la ilustración y la descripción,
la figura 17 es una vista en alzado posterior de
un divisor de flujo correspondiente al limpiador,
la figura 18 es una vista en alzado lateral de un
elemento oclusor del divisor de flujo, retirado del divisor,
la figura 19 es una vista en alzado frontal del
elemento oclusor, retirado del divisor,
la figura 20 es una proyección isométrica del
elemento oclusor, retirado del divisor,
la figura 21 es una proyección isométrica de un
conector para una manguera del lado de empuje (no mostrada),
desenroscado con respecto al divisor,
la figura 22 es una vista en sección transversal
axial sobre la sección X-X mostrada en la figura 17,
del divisor que incluye el elemento oclusor y el conector, todos
conectados,
la figura 23 es una vista lateral en sección
transversal sobre la sección Y-Y mostrada en la
figura 24, de un labio móvil para la boca del conducto de succión,
retirado del conducto,
la figura 24 es una vista en planta del labio
móvil, retirado del conducto,
la figura 26 es una vista en alzado frontal de un
flotador usado en ambos lados del limpiador (ver figuras 8, 9, 10 y
11).
La figura 1 muestra esquemáticamente un limpiador
1 del lado de empuje situado en una superficie 2 de fondo de una
piscina 3. El limpiador 1 de piscinas tiene una manguera 4 conectada
al lado de empuje de un sistema de circulación de agua que hace
circular y filtra el agua para la piscina. El limpiador 1 de
piscinas tiene una boquilla 5 que expulsa chorros de agua hacia
atrás con respecto al limpiador de piscinas para colaborar en su
propulsión a lo largo de la superficie de la piscina y la boquilla
está montada en una articulación esférica de manera que se puede
inclinar, o se puede fabricar en una posición de ángulo fijo, tal
como se muestra mediante el número de referencia 85 en la figura 17.
El ángulo de la boquilla se puede hacer que resulte adecuado también
para presionar el limpiador de piscinas en cierto grado sobre la
superficie de la piscina a lo largo de la cual se está moviendo. El
limpiador de piscinas se mueve por la rotación de los segmentos
externos del limpiador en la dirección indicada por la flecha 6 de
manera que el limpiador de piscinas se mueve a lo largo de la
superficie de la piscina en la dirección indicada por la flecha
7.
Tal como se muestra en las figuras 2, 3 y 4 las
superficies externas del limpiador de piscinas del lado de empuje
tienen, en general, forma esferoidal. El limpiador de piscinas
comprende una zona central 8 delimitada por dos segmentos 9 y 10. La
zona central 8 tiene conectada a la misma la manguera 4 de tipo
empuje y los dos segmentos 9 y 10 son accionados giratoriamente tal
como se indica nuevamente por medio de la flecha 6. La zona central
8 presenta una separación 11 con respecto a una superficie 12 de la
piscina sobre la que se mueve el limpiador. La boca tiene añadido un
labio móvil 60 que está articulado por la referencia 61 con respecto
a la boca y tiene una formación plástica 62 que actúa como resorte
para empujar el labio hacia bajo de manera que tienda a apoyarse
contra la superficie a limpiar, a medida que el limpiador se mueve
sobre la superficie. La zona central 8 aloja también un conducto
venturi 13 que tiene su boca mostrada en la figura 4 dirigida hacia
delante en relación con la dirección de movimiento 7 del limpiador
en uso. Los dos segmentos de este ejemplo son accionados
independientemente, tal como se describirá posteriormente. De este
modo, el centro de gravedad está situado en una posición 14 del
limpiador por debajo del eje de rotación 15 en la orientación que
adoptará normalmente el limpiador a lo largo de una superficie de
fondo de la piscina. No obstante, debido al poco peso del limpiador
y debido a las superficies esféricas que pueden proporcionar la
impulsión para el limpiador, el mismo es relativamente inestable,
puede balancearse y girar y el eje 15 puede oscilar en tres
dimensiones para proporcionar un grado elevado de aleatoriedad del
movimiento sobre las superficies de la piscina. Esta situación se
produciría particularmente, por ejemplo, en los casos en los que el
limpiador, moviéndose sobre la superficie 2 de fondo de la piscina,
entrara en contacto con una pared 16 de la piscina. (Figura 1).
Debido al chorro 5 y a la gravedad específica próxima a 1, el
limpiador de piscinas subirá por la pared 16 aunque en muchos casos
también un segmento puede perder contacto mientras que el otro
mantiene el contacto y esto dará como resultado, por ejemplo, una
rotación del limpiador de piscinas con respecto a un eje que se
aproxima al eje de la manguera 4 en la que está conectado el
limpiador. Son posibles este y muchos otros giros relativamente
acrobáticos del limpiador. La manguera 4 y/o su conexión con el
limpiador tiene un acoplamiento giratorio que permite esta libertad.
Gracias a la forma esférica del limpiador y a que todas las
superficies que pueden tocar las superficies de la piscina están
girando de manera que el limpiador experimenta un movimiento de
serpenteo y giro de una manera altamente aleatoria, no importa si el
limpiador aterriza sobre la superficie del fondo de la piscina del
revés o con alguna otra orientación.
La figura 4a muestra otra forma para el limpiador
que consiste en dos segmentos cónicos truncados 9a y 10a, que se
estrechan hacia fuera.
La figura 4b muestra todavía otra forma para el
limpiador en la que los dos segmentos 9b y 10b son cilíndricos.
Volviendo a la figura 5 pueden verse las
características principales de las superficies exteriores del
limpiador de piscinas y los mismos números de referencia que se han
usado en las figuras anteriores se muestran en la figura 5.
Adicionalmente, puede verse la embocadura 17 a la cual está
conectada la manguera 4. Se ve más detalladamente el chorro 5 en una
conexión de articulación esférica, siendo visible la bola 18. Además
se ve un distribuidor 19 que sirve para distribuir el agua
suministrada en la conexión 17 desde la manguera 4. La finalidad del
distribuidor es distribuir el agua por un lado a dos chorros dentro
del limpiador (lo cual se describirá posteriormente) cada uno de los
cuales acciona uno de los dos segmentos 9 y 10 y distribuir agua a
un chorro o chorros en el conducto de succión. Los chorros de agua
en el conducto de succión tienen un efecto de arrastre y/o venturi
el cual da como resultado que el conducto de succión absorba agua
hacia dentro desde la masa general de agua de la piscina situada
justo delante de la boca del conducto de succión y que también
absorba hacia adentro residuos a medida que el limpiador de piscinas
se mueve hacia delante. Tal como puede verse en la figura 4 esta
boca va dirigida en la dirección en la que se mueve el limpiador de
piscinas. La vista de la figura 5 muestra también por un lado un
intersticio 20 entre el segmento 9 y la zona central 8 y por otro
lado un intersticio 21 entre el segmento 10 y la zona central 8. La
vista muestra también un agujero circular ranurado 22 en el segmento
9 y se proporciona un agujero ranurado circular similar (que no se
ve) en el segmento 10. Estas aberturas permiten que el agua que ha
sido absorbida hacia el tubo de succión, ha pasado al colector de
residuos y a continuación sale a través de las paredes del tamiz del
colector de residuos, salga del limpiador de piscinas en su
totalidad. Este aspecto del diseño del limpiador de la presente
invención da como resultado que el interior del limpiador, dejando a
parte el conducto de succión, esté sometido a una presión positiva,
es decir, una presión ligeramente mayor que el agua ambiente.
Evidentemente, esto resulta ventajoso ya que no existirá una
tendencia por parte de los residuos a ser succionados a zonas
interiores del limpiador que no sean el tubo de succión. Además, los
agujeros 22 permiten el escape de aire del limpiador en el caso de
que en el mismo entre aire, por ejemplo, debido a la irrupción del
limpiador fuera de la superficie del agua.
Las figuras 6 y 7 muestran un segmento del
limpiador de piscinas, siendo idénticos entre si los segmentos a
cada lado. La figura 6 muestra el interior del segmento y las
formaciones importantes dentro del segmento incluyen los álabes 23
dispuestos en la superficie interior del segmento cerca del borde 26
del segmento. Es en estos álabes en donde incide un chorro de agua
para accionar el segmento giratoriamente y el mismo proporciona el
movimiento para que el limpiador de piscinas sea accionado hacia
delante. La vista muestra también la característica importante del
casquillo 27 que tiene en él unos chaveteros 28 en los que se
inserta un árbol (que se describirá posteriormente). Esta condición
establece el eje de rotación del segmento en uso. La vista muestra
también la apertura ranurada 22 y una pluralidad de rebordes 29
proporcionados con fines estructurales. Ensayos de prototipos han
demostrado que los chaveteros se pueden omitir y en su lugar se
puede usar un encaje por fricción bastante firme entre el árbol y la
rueda. El encaje por fricción permite que la conexión ceda en el
caso de que se aplique un par excesivo de manera que el árbol no se
rompa.
La vista de la figura 7 muestra las superficies
externas de un segmento típico 9 o 10. Las superficies externas
tienen un polímero altamente flexible aplicado en una configuración
30 que está diseñada para proporcionar una tracción mejorada del
segmento contra las superficies de la piscina y así mismo tiene
funciones estéticas. No obstante, una zona 31 del segmento cerca de
su eje de rotación tiene unas cerdas 32 diseñadas para proporcionar
una acción de cepillado cuando dicha zona 31 se acopla a las
superficies de la piscina. Por ejemplo, el propio segmento se
moldearía a partir de otro material polimérico adecuado, por
ejemplo, un plástico de ingeniería.
La vista de la figura 8 permite obtener una vista
lateral de la zona central del limpiador ya que se ha eliminado el
segmento lateral próximo. Al mismo tiempo, se hace referencia a la
figura 9 la cual es una vista oblicua con el segmento frontal
eliminado y a la figura 10 la cual es una vista oblicua con ambos
segmentos eliminados.
Estas figuras muestran que la zona central del
limpiador de piscinas comprende dos componentes principales, un
colector de residuos y un conducto de succión. El colector de
residuos se indica en general por medio de la flecha 32 y el
conducto de succión se indica en general por medio de la flecha 33,
el colector de residuos se muestra también en las vistas de las
figuras 14 y 15 y el conducto de succión se muestra también en las
vistas de las figuras 11, 12 y 13 y se proporcionará una descripción
más detallada haciendo referencia posteriormente a estas figuras. El
conducto de succión incluye integralmente una estructura 34 de
soporte que sostiene un receptáculo 35 el cual porta unos cojinetes
56 para un árbol 36 (figura 9) el cual sobresale por ambos extremos
del receptáculo 35 para ser insertado en los agujeros enchavetados
de los segmentos externos del limpiador de piscinas. Esto permite la
rotación de los dos segmentos con respecto a la zona central en un
eje que queda dispuesto a lo largo de la línea central del árbol 36
y en este ejemplo los dos segmentos deben girar necesariamente a la
misma velocidad ya que ambos están enchavetados en el mismo árbol.
Estos chaveteros se pueden sustituir por un encaje por fricción para
permitir su deslizamiento en el caso de que surgieran fuerzas
considerables. Cuando se suministran al cliente los dos segmentos
estarán fijados al árbol 36 y por lo tanto normalmente no serán
extraíbles con respecto al conducto 33 de succión y la estructura 34
que porta el receptáculo 35 en el que está apoyado el árbol. No
obstante, el colector 32 de residuos se puede levantar del limpiador
de piscinas cogiendo el asa 86, siendo presionada la lengüeta 37
para desconectar un elemento de retención en la estructura del
conducto de succión. En el otro extremo del colector de residuos, la
formación 50 de la estructura del conducto de succión que se acopla
al fiador 58 de la estructura del colector de residuos proporciona
inicialmente una acción de articulación después de la cual el
colector de residuos queda libre con respecto a la estructura del
conducto de succión y se puede levantar con respecto al limpiador de
piscinas para limpiar los residuos recogidos. El conducto 13 de
succión tiene su boca 39 (ver figura 10) en el lado delantero del
limpiador de piscinas con respecto a su dirección de avance 7 y el
agua y los residuos introducidos en la boca 39 pasan a lo largo del
conducto curvado 13 de succión hacia el colector 32 de residuos. El
colector de residuos consta de un depósito 40, el cual está
compartimentado por la necesidad de disponer del casquillo 35, y una
parte 41 que tiene una maya metálica la cual se proporciona a ambos
lados para la expulsión del agua aunque para retener los residuos
dentro del colector de residuos, (en la figura 9 no se muestra la
maya metálica).
El distribuidor 19 se extiende a través de la
anchura de la zona central de manera que el agua que entra en el
mismo desde el conector 17 puede entrar en un conducto 41 en el lado
próximo de la estructura del conducto de succión que puede verse en
estas vistas y también en un conducto similar en el otro lado de la
estructura el cual no es visible. El conducto 41 está conectado a un
conducto mostrado en la estructura 42 (figura 9) el cual lleva esta
agua también hacia el otro lado de la estructura y de este modo
aplica el agua de forma equitativa a dos boquillas que están
situadas dentro del conducto 13 de succión. A una de estas
boquillas, se les suministra agua de forma similar -la boquilla 43
puede observarse en la vista de la figura 10 y una boquilla similar
en el otro lado de las superficies internas del conducto 13 de
succión. Estas dos boquillas dirigen chorros de agua hacia un
conducto 13 de succión y arrastran el agua circundante y la absorben
hacia la boca 39 y, a lo largo del conducto 13, hacia el colector de
residuos al mismo tiempo que arrastran residuos de las superficies
de la piscina. El conducto 47, similar al conducto 41 en el otro
lado de la estructura, conduce de forma similar a un conducto de
conexión (no mostrado) que trae el agua de forma equitativa a ambos
lados y por lo tanto a dos boquillas en el exterior de la estructura
cada una de las cuales dirige un chorro sobre la parte principal del
segmento externo para accionar los mismos giratoriamente. En estas
vistas, la boquilla externa 44 es visible en las figuras 8 y 9 y en
el otro lado se proporciona una boquilla similar 45 (figura 10). De
este modo, la boquilla 44 acciona el segmento externo que en estas
listas se ha eliminado y la otra boquilla externa similar acciona el
segmento 9 el cual por ejemplo, es visible en la vista de la figura
9.
Esta forma de dirigir el flujo de agua permite
proporcionar dentro del distribuidor 19 una estructura, la cual se
puede usar para ajustar la división del agua por un lado entre las
dos boquillas internas que dirigen sus chorros hacia el conducto 13
de succión y por otro lado entre las dos boquillas externas que
accionan los segmentos externos que actúan como ruedas. Esta
estructura no se muestra aunque puede comprender alguna estructura
adecuada divisora o dosificadora tal como se conocen, por ejemplo,
en otras técnicas tales como grifos mezcladores y similares. La
parte 41 del tamiz del colector de residuos está sujetada en la
parte 40 de depósito por la acción de un elemento de sujeción, el
cual se puede soltar presionando una lengüeta 46.
Pasando a las figuras 11, 12 y 13, en estas
vistas se muestra mas eficazmente el conducto 33 de succión del
colector de residuos. En la figura 11 puede verse como la parte 33
de depósito tiene la estructura 34 moldeada integralmente con la
misma sosteniendo el receptáculo 35 en el que se apoya el árbol 36 y
en el árbol puede verse el segmento externo lateral remoto 9. Tal
como se ha mencionado, el conjunto del árbol de la unidad de
depósito y de ambos segmentos externos no es desmontado normalmente
por el usuario.
Las vistas 11, 12 y 13 muestran bastante bien el
conducto curvado 13 de succión con la boca abierta 39 de este
conducto. Las vistas de las figuras 12 y 13 muestran también el
segundo de los chorros externos, el chorro 45 el cual es una imagen
especular del chorro 44 mostrado en las vistas anteriores. Las
vistas muestran también el conducto 47 el cual es una imagen
especular del conducto 41. No obstante, tal como se ha mencionado,
la conexión interna de estos dos conductos es tal que el conducto 41
alimenta ambos chorros internos y el conducto 47 alimenta ambos
chorros externos. El conducto 13 de succión con su boca 39 dirigida
hacia delante con respecto a la dirección de movimientos 7 durante
su uso se curva hacia arriba en dirección a una salida 48 del
conducto 13 de succión. Tal como se ha descrito anteriormente, es
esta salida 48 la que descarga agua y residuos hacia el colector de
residuos.
Pasando a las figuras 14 y 15, estas muestran el
colector de residuos tal como aparece cuando se retira del limpiador
de piscinas. Esta operación será realizada por el usuario del
limpiador de piscinas ocasionalmente cuando sea necesario limpiar el
colector de residuos. Tal como puede verse y como se ha descrito, el
colector de residuos comprende un depósito 40 que tiene la hendidura
49 para proporcionar el espacio requerido por el casquillo 35. Puede
observarse el elemento 37 de sujeción por medio del cual la unidad
que, tal como se muestra en la figura 14, comprende el depósito 40 y
la parte 41 de tamiz se sujeta al limpiador de piscinas, presentando
el otro extremo un fiador 58 en el que se enclava un reborde vuelto
50 del limpiador de piscinas en la zona central (ver figuras 11,12 y
13).
De este modo, la salida 48 (figuras 11, 12, 13)
del conducto 13 de succión conecta con el colector de residuos y
descarga su agua y residuos en la posición indicada por la flecha 51
hacia el colector de residuos. A continuación, el agua y los
residuos siguen las trayectorias indicadas por las flechas 52. De
este modo ciertos residuos se depositarán en las áreas 40 del
depósito mientras que, a continuación, el agua saldrá lateralmente
fuera de la maya del tamiz por la referencia 41. El flujo de agua es
circular, extendiéndose por las superficies del tamiz, de manera que
puede producirse un efecto autolimpiador, por lo menos cerca de la
salida 48 del conducto 48 de succión. Se observará que el colector
de residuos tiene una anchura que se limita a la zona central lo
cual significa que una vez que se ha sacado del agua simplemente se
puede levantar en línea recta fuera del limpiador de piscinas de una
manera adecuada.
La figura 15 muestra cómo, una vez que se han
presionado las lengüetas 46, la parte 41 del tamiz se libera de la
parte 40 de depósito y se puede articular inicialmente hacia arriba
tal como se indica por medio de la flecha 53 y, a continuación, se
puede desconectar totalmente con respecto a las formaciones 38, las
cuales sujetan de forma articulada inicialmente el otro extremo. A
continuación, la parte del tamiz y la parte de depósito se pueden
separar totalmente para facilitar una limpieza minuciosa.
La figura 16 muestra un detalle del conducto 41
con la tapa externa de dicho conducto retirada con fines
ilustrativos. Esta vista muestra como el distribuidor 19 que recibe
agua de la conexión 17 distribuye dicha agua a izquierda y derecha.
Por el lado izquierdo entra en el conducto 41 y se mueve a la zona
en la que existe un conducto transversal 42 que lleva el agua a
través del otro lado de la zona central además de al lado en el que
está situado el conducto 41. A continuación, esta agua se alimenta a
través del agujero 54 hacia el chorro interno que no se muestra pero
que es una imagen especular del chorro 43 en el interior del
conducto 13 de succión. El agua que ha entrado desde el distribuidor
19 en el otro conducto 47 (ver figuras 10, 12 y 13) pasa
transversalmente hacia el lado de la zona central mostrada en la
figura 16 a través del conducto 55. De esta manera el agua se
suministra a ambos lados de la zona central a los dos chorros
externos constituidos por el chorro 44 y el chorro 45.
Las figuras 17 a 22 muestran unos medios
divisores del flujo de agua del limpiador, observados en forma de
una vista en la dirección de la flecha 60 mostrada en la figura 5.
El divisor del flujo de agua comprende dos conductos 61 y 62 con,
respectivamente, bocas adyacentes o contiguas 63 y 64. Los dos
conductos y las bocas están formados por una pared divisora
diametral 65 en un tubo circular 66.
Un elemento oclusor 67 mostrado por separado en
las figuras 18, 19 y 20, tiene forma de copa y está montado
giratoriamente en el tubo 66. El fondo 68 de la forma de copa es
giratorio contra la pared divisora 65 y tiene una abertura
semicircular 69. Una pequeña lengüeta 70 permite levantar el
elemento en forma de copa con respecto al tubo 66 por medio del
pulgar y otro dedo. Un conjunto de cinco ranuras 71 permite encajar
el elemento en forma de copa en el tubo 66 en cualquiera de entre
cinco posiciones giratorias seleccionables, las cuales ajustan la
división del agua entre los conductos 61 y 62.
Un conector 72 está enroscado en una rosca de
tornillo externa en el tubo 66 y mantiene al elemento oclusor en
posición operativa, tal como se muestra en la figura 22. Una
formación 74 con reborde permite usar el conector como asa para
levantar el limpiador. El conector tiene una espita 73 que se
muestra sobre un anillo pivotante 77 aunque, si se prefiere podría
estar directamente sobre el conector 72.
La figura 22 muestra una conexión pivotante que
comprende un reborde 75 en el conector 72 y una ranura 76 de acción
complementaria en un anillo pivotante 77 el cual proporciona la
espita 73 con vistas a una conexión de una manguera del lado de
empuje (no mostrada). Tal como se muestra en la figura 22, el
conector pivotante se sitúa con preferencia en el conector 72 en
lugar de en la tubería o en la pared de la piscina, como en el caso
de la técnica anterior.
La figura 22 muestra una boquilla 85 que es una
alternativa, que está fija, a la boquilla 5 descrita
anteriormente.
Las figuras 23 y 24 muestran una estructura 80
que proporciona un labio móvil 81 para la boca del conducto de
succión. La estructura tiene un árbol 82 que está apoyado en la boca
del limpiador para poder ser montado de forma articulada. Una
formación delgada 83 de tipo dedo se presiona contra el techo de la
boca cuando está instalada y actúa como un resorte para impulsar el
labio en sentido descendente con vistas a apoyarse contra la
superficie que se está limpiando. El flujo de agua que va hacia
adentro a través de la estructura se indica por medio de la flecha
84 en la figura 23. Tal como se ve, por ejemplo, en las figuras 10 y
12, la estructura encaja en la boca 39.
Las figuras 25 y 26 muestran un flotador 86 del
cual se fijan dos al limpiador, en una posición por debajo del eje
de rotación del árbol 36 del limpiador (ver figuras 8, 9, 10 y 11).
El flotador es una pieza moldeada en plástico que crea un espacio
cerrado herméticamente y llenado con aire, proporcionando de este
modo una fuerza de flotación cuando se sumerge en el agua. Situando
dos por debajo del eje de rotación del árbol y por lo tanto de las
ruedas del limpiador (en relación con el limpiador que se mueve
sobre el fondo de una piscina), proporcionan una fuerza que eleva el
centro efectivo de gravedad del limpiador por encima del eje de
rotación, reduciendo la estabilidad debajo del agua, creando una
mayor aleatoriedad y por lo tanto una limpieza más minuciosa.
Los flotadores 86 tienen ranuras 87 a cada lado y
un tope 88, con vistas a un encaje deslizante en los lados del
limpiador y para quedar retenidos en posición.
Las figuras 5 y 14 muestran un peso 89 en forma
de un rectángulo de plomo (o un material pesado similar), situado en
la parte superior del limpiador, con respecto a su posición con su
boca contra el fondo de una piscina. Este peso eleva el centro de
gravedad del limpiador hasta justo por debajo del eje del árbol 36.
Con este peso alto combinado con las fuerzas de flotación creadas
por los flotadores bajos se consiguen los efectos resultantes que se
han descrito anteriormente.
Claims (16)
1. Limpiador de piscinas que comprende dos
segmentos externos (9, 10) con ruedas, las cuales pueden desplazarse
sobre la superficie a limpiar, y una zona central (8) situada entre
estos dos segmentos (9, 10) y conectable a una manguera (4) en el
lado de empuje la cual puede suministrar agua al limpiador, la zona
central (8), capaz de moverse sobre la superficie a limpiar, aloja
un conducto (33) de succión para absorber residuos de la superficie
a limpiar y suministrarlos a un colector (32) de residuos,
caracterizado porque en el conducto se proporciona por lo
menos un chorro (44, 45) adaptado para proporcionar una acción de
succión en el conducto (33) de succión de manera que las ruedas son
accionadas giratoriamente por agua que incide directamente sobre
ellas.
2. Limpiador de piscinas según la reivindicación
1 en el que se proporcionan boquillas (43, 44, 45) en el conducto
(33) de succión, presentando el agua que sale de las boquillas (43,
44, 45) una componente tangencial de dirección que colabora en la
impulsión hacia delante del limpiador mediante las fuerzas de
reacción de los chorros.
3. Limpiador de piscinas según la reivindicación
1 ó la reivindicación 2 que tiene solamente dos segmentos externos
(9, 10) que están dispuestos simétricamente con respecto a la zona
central (8).
4. Limpiador de piscinas según cualquiera de las
reivindicaciones 1, 2, ó 3 en el que los segmentos (9, 10) tienen
superficies esferoidales, comprendiendo además una pluralidad de
formaciones (32) de tipo cepillo en partes de las superficies.
5. Limpiador de piscinas según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4 que comprende además álabes (23) en las
ruedas y en el que las ruedas son accionadas giratoriamente por agua
que incide directamente sobre los álabes (23).
6. Limpiador de piscinas según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5 que comprende además un árbol (36) que une
las ruedas de manera que su rotación es mutuamente solidaria.
7. Limpiador de piscinas según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6 en el que el colector (32) de residuos está
delimitado para quedar dentro de la zona central (8), capaz de ser
levantado fuera del limpiador para vaciarlo.
8. Limpiador de piscinas según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7 en el que el conducto (33) de succión tiene
una boca (39) contigua a la superficie a limpiar.
9. Limpiador de piscinas según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8 en el que el colector (32) de residuos
comprende dos zonas separadas (40) de depósito y superficies (41) de
tamiz para permitir que el agua salga del colector (32) y que los
residuos queden retenidos en las dos zonas (40) de depósito.
10. Limpiador de piscinas según la reivindicación
8 en el que la boca (39) tiene un labio móvil que es empujado para
tender a moverse en contacto con la superficie de la piscina.
11. Limpiador de piscinas según la reivindicación
8 en el que la parte del conducto de succión contigua a la boca está
orientada en una posición que no es la perpendicular a las
ruedas.
12. Limpiador de piscinas según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 y 5 a 11 en el que los segmentos externos (9,
10) tienen superficies externas, siendo la forma de las superficies
externas esferoidal, bicónica, o cilíndrica.
13. Limpiador de piscinas según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12 en el que por lo menos un chorro proporciona
una acción de succión dentro del conducto (33) de succión y por lo
menos otro chorro expulsa agua sobre por lo menos una de las ruedas,
comprendiendo además un divisor de flujo para variar selectivamente
el flujo del agua hacia los chorros.
14. Limpiador de piscinas según la reivindicación
13 en el que el divisor de flujo comprende un elemento oclusor móvil
(67).
15. Limpiador de piscinas según la reivindicación
14 en el que el divisor de flujo comprende además una estructura que
tiene dos conductos (61, 62) los cuales tienen bocas (63, 64) de
entrada contiguas y el elemento oclusor móvil es movible a
configuraciones de posición seleccionables en las que una boca de
entrada queda ocluida más o menos que la otra boca de entrada.
16. Limpiador de piscinas según la reivindicación
15 en el que la estructura para los dos conductos (61, 62) y las
bocas (63, 64) de entrada contiguas es un tubo circular (66) con una
pared divisora diametral (65) y para el elemento oclusor un elemento
cilíndrico en forma de copa, giratorio en el tubo, estando situado
un fondo (68) de la copa contra la pared divisora diametral (65) y
presentando el fondo (68) una abertura semicircular (69) y siendo
movible mediante la rotación del elemento en forma de copa.
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