ES2242863T3 - Valvula magnetica de control para un limpiafondos de piscina accionado por succion. - Google Patents
Valvula magnetica de control para un limpiafondos de piscina accionado por succion.Info
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Abstract
En un limpiafondos (10) de piscinas, para su conexión a una fuente de succión, incluyendo dicho limpiafondos un cabezal (30) del limpiafondos que define una entrada (34) de succión abierta para la entrada del flujo de agua y de los residuos contenidos en el agua desde una superficie sumergida de una piscina, una puerta (62) de succión acoplada en comunicación fluídica con dicha entrada de succión y adaptada para la conexión a una fuente de succión, y una válvula (16) de control que incluye un miembro (64) de válvula montado en dicho cabezal del limpiafondos para ejercer un movimiento de vaivén entre una posición abierta para permitir sustancialmente el flujo de agua sin obstrucciones desde dicha entrada de succión, y una posición sustancialmente cerrada para obstruir el flujo de agua desde dicha entrada de succión a dicha puerta de succión, caracterizada porque: dicha válvula (16) de control incluye al menos un imán(70) desplazable con dicho miembro (64) de válvula, durante al menos una parte del movimiento de dicho miembro de válvula entre dichas posiciones abierta y cerrada; y medios (76, 78) de imán de reacción para reaccionar con dicho al menos un imán (70) del miembro de válvula y generar una fuerza de repulsión al desplazarse dicho miembro (64) de válvula desde dicha posición abierta hasta dicha posición sustancialmente cerrada, para invertir la dirección del movimiento de dicho miembro de válvula.
Description
Válvula magnética de control para un limpiafondos
de piscina accionado por succión.
Esta invención está relacionada en general con
mejoras en los dispositivos automáticos para la limpieza de piscinas
diseñados para viajar por un suelo sumergido y por superficies de
paredes laterales de una piscina o similar, para captar y recoger
suciedad acumulada tal como hojas, pequeñas ramitas, arena y lodo.
Más en particular, esta invención está relacionada con un
limpiafondos de piscinas mejorado del tipo denominado de
accionamiento por succión o aspiración, que tiene medios para la
interrupción cíclica del flujo de agua para generar fuerzas a
impulsos que hacen avanzar a pasos al limpiafondos sobre las
superficies sumergidas de las piscinas. La presente invención está
dirigida particularmente a una válvula de control mejorada que tiene
medios de imanes para mejorar el movimiento oscilatorio
interrumpiendo el flujo de agua y generar así las fuerzas pulsantes
requeridas para conducir el limpiafondos por las superficies
sumergidas de la piscina.
Los dispositivos limpiafondos de piscinas son
bien conocidos en la técnica para ser utilizados en el mantenimiento
de las piscinas residenciales y comerciales en condiciones limpias y
atractivas. Con relación a esto, las piscinas incluyen
convencionalmente un sistema de filtración de agua que incluye una
bomba para extraer o aspirar el agua desde la piscina y hacerla
circular a través de una cuba de filtrado que tiene dentro medios de
filtrado para eliminar y recoger la suciedad arrastrada por el agua
tales como hojas y pequeñas ramitas, así como partículas finas que
incluyen arena y lodo. Desde la cuba de filtrado, el agua es
recirculada hacia la piscina a través de una o más líneas de
retorno. Tal sistema de filtración funciona normalmente durante
varias horas diariamente y sirve, en combinación con los
tratamientos químicos tradicionales, tales como la cloración o
similar, para mantener el agua de la piscina en un estado sanitario
limpio y claro. Sin embargo, el sistema de filtración de agua es
ineficaz para filtrar la suciedad que se deposita sobre el suelo
sumergido y sobre las superficies de las paredes laterales de la
piscina. En el pasado, la suciedad depositada era eliminada
típicamente acoplando una manguera de aspiración en el lado de
succión del sistema de filtración del agua de la piscina, por
ejemplo conectando la manguera de aspiración al hueco de un skimmer
(rebosadero espumador) situado cerca de la superficie del agua en un
lado de la piscina, y desplazando después manualmente un una cabeza
aspiradora acoplada a la manguera por las superficies sumergidas de
la piscina para aspirar la suciedad depositada directamente hacia la
cuba de filtrado donde es recogida y separada del agua de la
piscina. Sin embargo, la aspiración manual de una piscina es una
tarea de trabajo pesado y por tanto no es realizada típicamente a
diario por el propietario de la piscina o por el personal de
servicio de limpieza de la piscina.
En los últimos años han sido desarrollados
dispositivos limpiafondos automáticos para limpiar las superficies
sumergidas de las piscinas, eliminando así sustancialmente la
necesidad de la aspiración manual de trabajo intensivo. Tales
limpiafondos automáticos de piscinas comprenden típicamente un
alojamiento o cabezal limpiador relativamente compacto, acoplado al
sistema de filtración del agua de la piscina por medio de una
manguera e incluyendo medios acuáticos de potencia para hacer que el
limpiafondos viaje alrededor del interior de la piscina para
desalojar y recoger la suciedad depositada. En una de las maneras,
el limpiafondos de piscinas está conectado en el lado de retorno o
depresión del sistema de filtración para recibir una presión
positiva de agua que alimenta una turbina o similar para accionar
giratoriamente las ruedas del limpiafondos, y funciona también por
efecto Venturi para extraer la suciedad depositada e introducirla en
una bolsa filtradora. Véanse por ejemplo las patentes de Estados
Unidos 3.882.574; 4.558.479; 4.589.986 y 4.734.954. En otra de las
maneras, el limpiafondos de piscinas está acoplado en el lado de la
succión del sistema de filtración por lo que se extrae el agua a
través del limpiafondos para hacer funcionar un mecanismo de
accionamiento para transportar el limpiafondos dentro de la piscina
al tiempo que se aspira la suciedad depositada hacia la cuba de
filtrado del sistema de filtración de la piscina. Véanse por ejemplo
las patentes de Estados Unidos 3.803.658; 4.023.227; 4.133.068;
4.208.752; 4.351.077; 4.642.833; 4.742.593; 4.761.848; 4.769.867;
4.807.318; 5.265.297; 5.315.728; 5.450.645 y 5.634.229.
La patente de Estados Unidos 3.892.282 de 1 de
Julio de 1975, describe un dispositivo autopropulsado, adaptado para
desplazarse de forma aleatoria por el fondo de las piscinas u otros
depósitos de agua, para limpiar la superficie del mismo. El
limpiafondos tiene unos motores de baja tensión para el
accionamiento, unos medios de detección para detectar el contacto
con las paredes, y unos medios electrónicos lógicos para dirigir el
movimiento del limpiafondos de acuerdo con ciertos requisitos. El
limpiafondos tiene una entrada de aspiración, un filtro, y está
conectado por medio de una manguera a una bomba de tensión
relativamente alta por encima del nivel del agua. Los medios lógicos
proporcionan una barrera de señales espurias, tiempos de pausa y el
giro por medio de la selección de inversiones de las ruedas de
accionamiento.
Aunque ambos limpiafondos, los accionados por una
presión positiva y los accionados por succión, han demostrado ser
generalmente eficaces para limpiar la suciedad depositada y
similares de las superficies sumergidas de las piscinas, diversas
preferencias de los clientes y consideraciones de instalación han
sido determinantes al hacer que un cliente individual elija un tipo
de limpiafondos en lugar de otro. Por ejemplo, por comparación, los
limpiafondos del tipo de presión positiva son considerados
generalmente como los que proporcionan mejor recogida de restos de
suciedad grandes, tales como hojas, en una bolsa de filtro
extraíble, para impedir que tales restos de suciedad grandes sean
extraídos y atasquen potencialmente la cuba del filtro del sistema
de filtración de agua de la piscina. Sin embargo, tales limpiafondos
de presión positiva requieren a menudo una bomba de refuerzo y/o la
instalación de una línea adicional exclusiva de retorno de agua para
ser integrada en el sistema de filtración, por lo que el coste total
de instalar un limpiafondos de presión positiva, particularmente en
una piscina existente, puede ser significativo. Como contraste, un
limpiafondos en el lado de succión puede ser acoplado a menudo por
medio de una manguera aspiradora directamente en el hueco del
skimmer existente de una piscina, con una conexión relativamente
simplificada en el lado de succión del sistema de filtración de una
piscina que no esté equipada con una línea de conducción
pre-instalada del limpiafondos en el lado de
succión. Más aún, los limpiafondos del lado de succión están
diseñados para el funcionamiento que no requiere una bomba de
refuerzo adicional. Consecuentemente, los limpiafondos del lado de
succión han tenido la tendencia de ser menos costosos de instalar,
en comparación con los limpiafondos del lado de presión.
La mayoría de los limpiafondos del lado de
succión disponibles actualmente en el mercado utilizan un miembro de
válvula típicamente en forma de un diafragma o válvula del tipo de
vaivén adaptada para el movimiento entre las posiciones de abierta y
cerrada a una velocidad cíclica para interrumpir el flujo de succión
de una manera que crea oleadas de presión o pulsaciones de magnitud
suficiente para impulsar el limpiafondos en dirección de avance
sobre las superficies sumergidas de la piscina en una serie de pasos
incrementales. Sin embargo, este miembro de válvula ha sido
susceptible de atascarse al ingerir la suciedad aspirada desde una
superficie sumergida de la piscina. El atasco del miembro de válvula
no solamente da como resultado la parada o interrupción indeseables
en el funcionamiento del limpiafondos, sino que crea también un
riesgo de cavitación y de fallo potencial de la bomba del sistema de
filtrado.
La patente de Estados Unidos 6.112.354 divulga un
limpiafondos de piscina mejorado de accionamiento por succión, que
tiene un miembro de válvula oscilatorio para generar las oleadas de
presión requeridas para conducir el limpiafondos por las superficies
sumergidas de la piscina, pero en el que el miembro de válvula se
balancea hacia una posición abierta sustancialmente desajustada con
el camino del flujo de la suciedad y del agua para hacer mínimo el
riesgo de atasco. En este diseño, el miembro de válvula está montado
para ejercer el movimiento oscilatorio entre la posición abierta y
una posición sustancialmente cerrada, aunque preferiblemente
incompleta, con relación al extremo de entrada de un tubo de succión
a través del cual son aspiradas la suciedad y el agua, con un
resorte que tensa el miembro de válvula hacia una posición abierta.
El flujo de succión a través del tubo de succión tira del miembro de
válvula tensado por el resorte hacia la posición cerrada para
conseguir la interrupción sustancial momentánea del flujo de agua,
acompañada de una fuerza creciente del resorte que empuja finalmente
al miembro de válvula para balancearse de nuevo a la posición
abierta, dando como resultado así un movimiento oscilatorio del
miembro de válvula y la generación de las oleadas de presión
deseadas para conducir el limpiafondos dentro de la piscina.
La presente invención proporciona mejoras
adicionales en los limpiafondos del tipo de accionamiento por
succión, particularmente del tipo descrito en la patente de Estados
Unidos 6.112.354 y más en particular con respecto a la provisión de
unos medios mejorados de accionamiento oscilatorio de la válvula de
control para generar las fluctuaciones u oleadas de presión
requeridas para impulsar el limpiafondos por el suelo y las paredes
laterales sumergidas de la piscina. La presente invención satisface
estas necesidades y proporciona ventajas relacionadas
adicionales.
De acuerdo con la invención, se proporciona una
válvula oscilatoria de control mejorada en un limpiafondos accionado
por succión, tal como el limpiafondos divulgado en la patente de
Estados Unidos 6.112.354 para aspirar suciedad y residuos del suelo
y paredes laterales sumergidas de una piscina o similar. La válvula
de control mejorada está montada en el extremo de entrada de un tubo
de succión para ejercer el movimiento entre una posición abierta y
una posición sustancialmente cerrada, para interrumpir
sustancialmente el flujo de agua a través del tubo de succión de una
manera cíclica y generar así una sucesión de fluctuaciones de
presión o pulsaciones eficaces para conducir el limpiafondos por las
superficies sumergidas de la piscina en una serie de pasos pequeños.
El accionamiento oscilatorio de la válvula de control es ayudado por
unos imanes permanentes que generan fuerzas de repulsión a medida
que la válvula se acerca a las posiciones abierta y cerrada,
respectivamente, para invertir la dirección del movimiento de la
válvula de control.
En una forma preferida, el limpiafondos de
piscina accionado por succión comprende un alojamiento compacto o
cabezal adaptado para la conexión a una manguera aspiradora o
similar acoplado a su vez al lado de la succión de un sistema
convencional de filtración de agua de la piscina. El cabezal del
limpiafondos define una entrada de succión a través de la cual se
extrae la suciedad y el agua desde la superficie sumergida de la
piscina para hacerlo fluir por la manguera de aspiración. El cabezal
del limpiafondos transporta una alfombrilla o disco flexible
perforado que se extiende radialmente desde ella hacia fuera en
relación circundante con la entrada de succión. El agua es extraída
radialmente hacia dentro por debajo y a través del disco perforado
para barrer la suciedad y los residuos de la superficie sumergida de
la piscina, para que fluyan a través de la entrada de succión a la
cámara de sobrepresión formada dentro del cabezal del limpiafondos.
Desde la cámara de sobrepresión, el agua y la suciedad arrastrada
son extraídas aún más a través del tubo de succión y de la manguera
de aspiración hacia el sistema de filtración de agua de la
piscina.
La válvula de control está montada dentro de la
cámara de sobrepresión del cabezal del limpiafondos, generalmente en
un extremo de entrada del tubo de succión, para ejercer el
movimiento oscilatorio entre una posición abierta retraída
sustancialmente desde el tubo de succión y dispuesta generalmente
desalineada con el mismo, y una posición sustancialmente cerrada
superpuesta al extremo de entrada del tubo de succión para obstruir
sustancialmente el flujo de agua desde la cámara de sobrepresión
hacia el tubo de succión. En la forma preferida, la válvula de
control comprende un miembro de válvula montado para ejercer un
movimiento pivotante de balanceo entre las posiciones abierta y
sustancialmente cerrada.
Hay montado o transportado de alguna manera al
menos un imán permanente para ejercer el movimiento con el miembro
de válvula entre las posiciones abierta y cerrada. Este imán del
miembro de válvula está situado para ejercer el movimiento
respectivo en alineación general y/o interacción magnética con al
menos un primer y un segundo imanes permanentes estacionarios
montados sobre el cabezal del limpiafondos, con el movimiento
respectivo del miembro de válvula a las posiciones abierta y
cerrada. De forma importante, estos imanes permanentes están
orientados con los polos de igual nombre enfrentados, de manera que
se generan las fuerzas de repulsión a medida que el miembro de
válvula se desplaza hacia las posiciones cerrada y abierta. El
miembro de válvula queda así empujado magnéticamente a una posición
normal o neutra generalmente a mitad de camino entre las posiciones
abierta y cerrada.
Durante el funcionamiento, el flujo de agua
aspirada desde la cámara de sobrepresión al tubo de aspiración tira
del miembro de válvula hacia la posición sustancialmente cerrada. A
medida que el miembro de válvula se acerca a la posición cerrada, el
imán del miembro de válvula se acerca al imán estacionario
magnético, al menos uno, con el resultado de una fuerza de repulsión
creciente la cual, en combinación con el flujo de agua interrumpido,
supera finalmente la fuerza de succión para invertir la dirección
del movimiento del miembro de válvula. El miembro de válvula se
vuelve hacia atrás pasada la posición neutra y hacia la dirección
abierta mientras que el imán del miembro de válvula se acerca al
imán estacionario, al menos uno, con un resultado de aumento de la
fuerza de repulsión que invierte finalmente la dirección del
movimiento del miembro de válvula. Así, los imanes permanentes
accionan el miembro de válvula a través de un movimiento oscilatorio
que interrumpe cíclicamente el flujo de agua a través del tubo de
succión para generar las repetidas pulsaciones de la presión y
conducir el limpiafondos por las superficies sumergidas de la
piscina.
Otras características y ventajas de la invención
quedarán más claras a partir de la siguiente descripción detallada,
tomada conjuntamente con los dibujos que se acompañan que ilustran,
a modo de ejemplo, los principios de la invención.
Los dibujos que se acompañan ilustran la
invención. En tales dibujos:
La Figura 1 es una vista en perspectiva que
ilustra un limpiafondos accionado por succión que incorpora una
válvula magnética de control de acuerdo con la invención, y que
muestra el limpiafondos en relación de funcionamiento con un sistema
convencional de filtrado del agua de la piscina;
La Figura 2 es una vista despiezada en
perspectiva del limpiafondos ilustrado en la figura 1, mostrando una
carcasa exterior de alojamiento en una relación de despiece con un
cabezal interno del limpiafondos;
La Figura 3 es una vista en sección vertical
longitudinal tomada en general sobre la línea 3-3 de
la figura 2, y mostrando una válvula magnética de control montada
con el cabezal del limpiafondos y orientada en una posición
sustancialmente cerrada;
La Figura 4 es una vista en sección vertical
longitudinal similar a la de la figura 3, y mostrando la válvula
magnética de control en posición abierta;
La Figura 5 es una vista en sección vertical
ampliada del cabezal del limpiafondos, similar a una parte de la
figura 3, y mostrando la válvula magnética de control en la posición
sustancialmente cerrada;
La Figura 6 es una vista en sección vertical
ampliada similar a la de la figura 5, y que ilustra la válvula
magnética de control en la posición abierta;
La Figura 7 es una vista en sección vertical
ampliada similar a la de las figuras 5 y 6, y mostrando la válvula
magnética de control en una posición neutra;
La Figura 8 es una vista en planta inferior del
cabezal del limpiafondos, tomada en general sobre la línea
8-8 de la figura 7; y
La Figura 9 es un diagrama esquemático que
ilustra la orientación relativa de los imanes utilizados en la
válvula magnética de control.
Como se muestra en los dibujos a modo de ejemplo,
se proporciona un limpiafondos automático designado en general con
la referencia numérica 10, para aspirar los residuos tales como
hojas y pequeñas ramitas así como pequeñas partículas tales como
arena y lodo depositados sobre el suelo y las paredes laterales
sumergidas de una piscina o similar. El limpiafondos 10 está
accionado por una fuente de succión o aspiración, tal como la
conexión a un sistema convencional 12 de filtración de agua de la
piscina, ilustrado esquemáticamente en la Figura 1, por medio de una
manguera flexible 14 de aspiración. Durante el funcionamiento, el
agua es extraída a través del limpiafondos 10 de manera que se
aspira los residuos contenidos en el agua de la suciedad depositada
sobre las superficies sumergidas de la piscina, y donde este flujo
de agua proporciona una fuente de potencia para accionar una válvula
principal 16 de control (figuras 3-8) de una manera
oscilatoria o de reciprocidad para inducir fluctuaciones de presión
o pulsaciones que conducen el limpiafondos 10 a lo largo de un
camino de movimiento de avance en una sucesión de pequeños pasos
incrementales. De acuerdo con la invención, la válvula principal 16
de control emplea medios de imanes que actúan en cooperación con el
flujo de agua de succión para generar el movimiento oscilatorio
deseado y las fluctuaciones de presión resultantes que accionan el
limpiafondos.
El limpiafondos 10 que se muestran en los dibujos
ilustrativos, es conforme en términos generales en su construcción y
funcionamiento con el limpiafondos ilustrado y descrito en la
patente de Estados Unidos 6.112.354, la cual se incorpora aquí como
referencia. Más en particular, a modo de breve descripción global,
el limpiafondos ilustrativo 10 se muestra acoplado (figura 1) a una
manguera aspiradora 14 en el lado de succión de una bomba 18 que
forma parte del sistema convencional 12 de filtración del agua de la
piscina. En una instalación típica, la manguera aspiradora 14 está
conectada entre un accesorio cilíndrico 20 de succión del
limpiafondos 10 y un hueco de skimmer 22 montado típicamente en un
borde de la piscina, generalmente en un lugar de la superficie del
agua. La bomba 18 extrae el agua de la piscina a través del hueco
del skimmer 22 para descargar su flujo a través de la cuba 24 de
filtrado que tiene un medio de filtrado adecuado (no ilustrado) para
filtrar y recoger las partículas y residuos arrastrados por el agua.
Desde la cuba 24 de filtrado, se hace recircular el agua hacia la
piscina, típicamente a través de una pluralidad de líneas 26 de
retorno. Cuando el limpiafondos 10 está acoplado a través de una
manguera aspiradora al hueco del skimmer 22, la bomba 18 extrae el
agua bajo una presión negativa o aspiradora a través del
limpiafondos 10, donde este flujo de succión es utilizado para
accionar el limpiafondos para que viaje según un patrón
sustancialmente aleatorio dentro de la piscina al tiempo que aspira
los residuos y partículas depositadas sobre las superficies
sumergidas de la piscina para su recogida dentro de la cuba 24 de
filtrado. Alternativamente, se reconocerá y comprenderá que algunas
piscinas pueden estar equipadas con una línea exclusiva (no
ilustrada) de flujo de succión del limpiafondos, acoplada
directamente desde la pared de la piscina al sistema 12 de
filtración, en cuyo caso la manguera 14 de aspiración estaría
acoplada a dicha línea de flujo de succión.
Como se muestra en las figuras 1 y 2, el
limpiafondos 10 comprende generalmente un alojamiento exterior 28,
relativamente compacto, que encierra o está montado sobre un
alojamiento interior o cabezal 30. El cabezal 30 incluye un pie
inferior 32 que define una entrada 34 de succión abierta hacia abajo
(figuras 3 y 4) para ejercer un flujo hacia dentro de aspiración de
los residuos contenidos en el agua, donde el pie 32 está rodeado por
una alfombrilla o disco flexible 36 generalmente circular, adaptado
para colgar hacia abajo alrededor de la entrada 34 de succión y para
extenderse radialmente hacia fuera desde él para aplicarse sobre la
superficie sumergida de la piscina. Los residuos contenidos en el
agua son extraídos a través de la entrada 34 de succión inicialmente
hacia el interior de una cámara 40 de sobrepresión relativamente
grande, y después a través de un tubo principal 42 de succión que
está orientado con una inclinación para extenderse angularmente
hacia arriba y hacia delante desde el pie 32 para la conexión
apropiada con la manguera 14 de aspiración. Con relación a esto, el
accesorio 20 de succión (figuras 1 y 2), comprende preferiblemente
un acoplamiento pivotante para conectar el extremo superior o
inferior del tubo principal 42 de succión a la manguera 14 de
aspiración. El alojamiento exterior 28 comprende, convenientemente,
una carcasa exterior relativamente ligera y decorativa de
componentes de plástico moldeado o similar, con una formación de asa
accesible 44, si se desea, (figura 1), para elevar y transportar el
limpiafondos 10. Además, las figuras 1 y 2 muestran el alojamiento
exterior 28 que incluye al menos una rueda fónica opcional 46 u
otros medios amortiguadores de golpes transportados en el borde
frontal del limpiafondos para ser aplicados giratoriamente sobre la
superficie de una pared lateral de la piscina, que se extienda
verticalmente, durante el funcionamiento del limpiafondos.
El cabezal interior 30 del limpiafondos comprende
también una pareja de miembros de alojamiento en forma de carcasa de
plástico moldeado o similar y adaptado para una interconexión
apropiada por medio de los tornillos 52 (figura 2) o similar para
formar una estructura generalmente con forma abovedada y abierta
hacia abajo que define la cámara 40 de sobrepresión (vista mejor en
las figuras 3-8). Los detalles constructivos de
estos componentes ensamblados del cabezal del limpiafondos, y el
montaje de los mismos con la alfombrilla o disco flexible 36, se
muestran y describen con más detalle en la patente de Estados Unidos
6.112.354. De manera importante, los componentes ensamblados en
forma de carcasa del cabezal 30 del limpiafondos definen también un
accesorio cilíndrico de succión o puerta 62 (figuras
3-7), que forma una salida de flujo de agua en una
zona superior de la cámara 40 de sobrepresión, que se abre en una
dirección inclinada verticalmente hacia arriba y angularmente hacia
delante con relación al pie 32 y a la entrada 34 de succión así
definida. Este accesorio 62 de succión está acoplado de una manera
adecuada a un extremo inferior o de entrada del tubo principal 42 de
succión. Como está ilustrado, el tubo principal 42 de succión se
extiende aún más hacia arriba y hacia delante con el mismo ángulo de
inclinación, terminando en un extremo superior o de salida para la
conexión por medio del accesorio 20 de succión a la manguera 14 de
aspira-
ción.
ción.
La válvula principal 16 de control está apoyada
giratoriamente por el cabezal 30 del limpiafondos dentro de la
cámara 40 de sobrepresión, en una posición generalmente situada en
el extremo inferior o de entrada del tubo principal 42 de succión.
Más específicamente, como se muestra en las figuras
3-8, la válvula 16 de control comprende una cabeza
de válvula o miembro 64 de válvula formado por plástico moldeado o
similar y con forma tal que incluye un segmento 66 de superficie
parcialmente esférica del tipo de bola montado sobre un eje 68 que
se extiende lateralmente y que tiene sus extremos opuestos
adecuadamente soportados para su apoyo sobre el cabezal 30 del
limpiafondos en extremos opuestos de la cámara 40 de sobrepresión.
El miembro 64 de válvula en forma de bola está adaptado para el
movimiento oscilatorio o de balanceo alternativo entre una posición
sustancialmente cerrada (figuras 3 y 5) que obstruye, aunque
preferiblemente no de forma completa, el flujo de agua desde la
cámara 40 de sobrepresión hacia el tubo principal 42 de succión, y
una posición abierta (figura 4 y 6) retraída sustancialmente
desalineada y permitiendo así un flujo de agua sustancialmente sin
obstrucciones ni obstáculos desde la cámara 40 de sobrepresión hacia
el tubo principal 42 de succión. Con relación a esto, el eje 68 de
la válvula que soporta el miembro 64 de válvula en forma de bola se
extiende lateralmente a través de la cámara 40 de sobrepresión en un
lugar alineado generalmente con un borde marginal superior del
extremo abierto de entrada del tubo principal 42 de succión, como se
observa en las figuras 3-4, de manera que el miembro
64 de válvula en la posición abierta está sustancialmente dispuesto
en un lado de una línea central axial a través del tubo principal 42
de succión, para permitir el flujo sustancialmente sin obstrucciones
del agua y de los residuos contenidos en el agua a través de dicho
tubo de succión.
De acuerdo con la presente invención, (y como se
muestra en detalle en las figuras 3-8), el miembro
64 de válvula transporta al menos un imán 70 que se ilustra montado
dentro de un bolsillo aplanado 72 en el borde lateral libre o
exterior del miembro de válvula opuesto al eje soporte 68. Este imán
70 comprende preferiblemente un imán compacto que tiene un peso
relativamente bajo y una fuerza de campo magnético relativamente
alta y de larga duración, tal como un imán permanente de
neodimio-hierro-boro. El imán 70
está deseablemente encapsulado dentro del bolsillo 72, por medio de
una placa 74 a modo de tapa formada por plástico o similar y fijada
con adhesivo resistente al agua para ajustar y cerrar el bolsillo 72
y aislar e impedir el contacto directo del imán 70 y el agua de la
piscina, potencialmente corrosiva. El imán 70 es transportado o
desplazado de alguna manera con el miembro 64 de válvula al
desplazarse el mismo entre las posiciones sustancialmente cerrada y
abierta.
Sobre el cabezal del limpiafondos, hay montada
una pareja de imanes adicionales 76 y 78, dentro de la cámara 40 de
sobrepresión, para la reacción magnética con el imán 70 del miembro
de válvula desplazable durante el movimiento del miembro de válvula
entre las posiciones cerrada y abierta. Más en particular, hay
montado al menos un primer imán 76 de reacción en una posición fija
o estacionaria dentro de la cámara 40 de sobrepresión, en un lugar
separado a una corta distancia por debajo del extremo abierto de
entrada del tubo principal 42 de succión (figuras 3 y 5), para
quedar generalmente alineado con el imán 70 de la válvula
desplazable, a medida que el miembro 64 de válvula se acerca a la
posición sustancialmente cerrada. De forma similar, hay montado al
menos un segundo imán 78 de reacción en una posición fija o
estacionaria dentro de la cámara 40 de sobrepresión en un lugar
generalmente opuesto al tubo 42 de succión (figuras 4 y 6), para
quedar generalmente alineado con el imán 70 de la válvula
desplazable a medida que el miembro 64 de válvula se acerca a la
posición abierta. Ambos imanes estacionarios 76 y 78 de reacción
comprenden también, en la forma preferida, un imán compacto que
tiene un peso relativamente bajo y una fuerza de campo relativamente
alta y de larga duración, tal como un imán permanente de
neodimio-hierro-boro. Además, para
impedir el contacto directo del imán con el agua de la piscina,
estos imanes 76 y 78 están encapsulados deseablemente dentro de las
envolturas 80 en forma de carcasa formadas a partir de plástico
moldeado o similar para aislar los imanes del contacto directo,
potencialmente perjudicial, con el agua de la piscina. Aunque estos
imanes 76, 78 se ilustran y describen estando montados en posiciones
fijas o estacionarias, se comprenderá que pueden situarse
ajustablemente para una alineación óptima con el imán 70 del miembro
de válvula, como será descrito.
Los imanes 76, 78 de reacción, montados en el
cabezal 30 del limpiafondos, están orientados de manera que
presentan sus polos de igual nombre hacia el imán 70 de la válvula
desplazable transportado por el miembro oscilatorio 64 de válvula,
como se ilustra en forma esquemática en la figura 9. Con esta
construcción, el movimiento del miembro 64 de válvula hacia la
posición sustancialmente cerrada, está acompañado de una fuerza
magnética progresivamente creciente de repulsión a medida que el
imán 70 de la válvula desplazable se acerca al primer imán 76 de
reacción. De forma similar, el movimiento del miembro 64 de válvula
hacia la posición cerrada está acompañado de una fuerza magnética
progresivamente creciente de repulsión a medida que el imán 70 de
válvula desplazable se acerca al segundo imán 78 de reacción. Estas
fuerzas magnéticas de repulsión cooperan, como se describirá con más
detalle, para proporcionar un movimiento oscilatorio eficaz y fiable
de vaivén del miembro 64 de válvula para conducir el limpiafondos 10
por las superficies sumergida de la piscina.
Durante el funcionamiento del limpiafondos 10, el
agua es extraída por aspiración a través de la entrada 34 de succión
hacia la cámara 40 de sobrepresión. Con relación a esto, el agua es
extraída radialmente hacia dentro por debajo de la alfombrilla o
disco flexible 36, y extraída también hacia abajo a través de una
agrupación de perforaciones 92 de la alfombrilla hacia la cámara 40
de sobrepresión. Este agua de succión recoge los residuos que se han
depositado sobre la superficie de la piscina. Este flujo de residuos
contenidos en el agua fluye, a presión negativa, hacia el extremo
abierto de entrada del tubo principal 42 de succión y después hacia
la manguera 14 de aspiración para fluir hacia el sistema de
filtración de la piscina (figura 1) que separa y captura los
residuos al tiempo que devuelve el agua filtrada a la piscina.
De manera importante, a medida que los residuos
contenidos en el agua fluyen desde la cámara 40 de sobrepresión
hacia el tubo principal 42 de succión, un diferencial de presión
atribuible a la comparativamente menor superficie del flujo del tubo
42 de succión y a la mayor velocidad resultante del flujo de agua
por ella, con relación a la cámara 40 de sobrepresión, tira del
segmento 66 de bola del miembro 64 de válvula hacia la posición
sustancialmente cerrada. Más en particular, como se observa en las
figuras 3 y 5, a medida que el flujo de succión que entra en el tubo
42 alcanza una velocidad crítica, este diferencial de presión tira
rápidamente del segmento 66 de bola del miembro de válvula hacia una
estrecha proximidad con un asiento anular elástico 96 de la válvula
(figura 3-4), montado en el extremo de entrada del
tubo principal 42 de succión, por lo que el flujo de agua en el tubo
42 de succión queda sustancialmente obstruido. Además, a medida que
el miembro 64 de válvula se acerca a esta posición sustancialmente
cerrada, el imán 70 de la válvula desplazable se desplaza
progresivamente hacia el primer imán asociado 76 de reacción, dando
como resultado una fuerza magnética progresivamente creciente de
repulsión que resiste el movimiento adicional de cierre del miembro
de válvula. Como se describe en la patente de Estados Unidos
6.112.354, puede proporcionarse un tope (no ilustrado) para impedir
el cierre completo del segmento 66 de bola sobre el asiento 96 de
válvula, por lo que hay al menos algún flujo de agua hacia el tubo
42 de succión en todo momento.
Esta fuerza magnética de repulsión de magnitud
creciente, que actúa entre el imán 70 de válvula desplazable y el
primer imán 76 de reacción, supera finalmente las fuerzas de succión
que actúan sobre el miembro 64 de válvula para hacer que el miembro
de válvula invierta la dirección y se aleje de la posición
sustancialmente cerrada. El miembro 64 de válvula vuelve así hacia
atrás hacia una posición neutra y a través de ella (figuras
7-8) y sigue hacia la posición abierta (figuras 4 y
6). A medida que el imán 70 de válvula desplazable se acerca al
segundo imán 78 de reacción, situado en oposición, se genera
nuevamente una fuerza magnética de repulsión progresivamente
creciente para superar finalmente el momento del miembro de válvula
e invertir nuevamente la dirección del movimiento del miembro de
válvula. El miembro 64 de válvula se desplaza así angularmente
volviendo a la posición neutra y a través de ella y sigue hacia la
posición sustancialmente cerrada, como se ha descrito
previamente.
De esta manera, el miembro 64 de válvula es
accionado repetidamente y relativamente rápido de una manera cíclica
u oscilatoria, entre las posiciones abierta y sustancialmente
cerrada. Esto da como resultado una rápida sucesión de fluctuaciones
de presión o pulsaciones dentro del cabezal 30 del limpiafondos,
para inducir un efecto de martillo de agua que actúa en la dirección
del flujo de agua, es decir, hacia arriba y hacia delante,
generalmente a lo largo del eje del tubo principal 42 de succión.
Estas pulsaciones conducen o transportan eficazmente el limpiafondos
10 en una dirección generalmente hacia delante dentro de la piscina,
en una serie de pequeños pasos incrementales en forma de saltos para
atravesar las superficies sumergidas de la piscina para aspirar los
residuos depositados sobre ellas. A medida que el limpiafondos 10 es
conducido hacia delante de esa manera, se barren los residuos de la
superficie sumergida de la piscina a través del tubo principal 42 de
succión, con el mínimo riesgo de atascar o ensuciar el interfaz
entre el miembro 64 de válvula y el asiento anular 96 de la válvula.
Es decir, en la posición abierta, el miembro 64 de válvula está
sustancialmente desalineado con el flujo hacia y a través del tubo
principal 42 de succión.
Las características específicas de funcionamiento
del limpiafondos de piscinas dependen de una diversidad de factores,
incluyendo la presión de aspiración aplicada a través de la manguera
14 de aspiración. Además, la velocidad cíclica del movimiento del
miembro de válvula puede ser ajustada seleccionando variablemente
las fuerzas magnéticas o las posiciones relativas del imán 70 del
miembro de válvula y de los imanes 76, 78 de reacción asociados.
Utilizando imanes estacionarios de fuerza diferente, la posición
neutra específica del miembro 64 de válvula (figuras
7-8) puede ser seleccionada de forma variable. Más
aún, se reconocerá y comprenderá que el miembro 64 de válvula
desplazable puede ser soportado mecánicamente en orientaciones
alternativas, tales como la de un movimiento lineal de vaivén entre
las posiciones abierta y sustancialmente cerrada. Además, se podrá
apreciar que el imán móvil 70 puede estar montado en una estructura
alternativa desplazable con el miembro desplazable 64 de válvula,
aunque sin estar montado directamente sobre él. Además, como se
ilustra en las figuras 3-4, el cabezal 30 del
limpiafondos puede incluir opcionalmente y adicionalmente un tubo
104 de succión formando una circunvalación con una válvula 106 de
circunvalación montada en él para un funcionamiento coordinado con
la válvula principal 16 de control, como se ilustra y describe en la
patente de Estados Unidos 6.112.354.
El limpiafondos de piscinas accionado por succión
de la presente invención proporciona así una válvula principal de
control mejorada 16 del tipo de bola, con medios magnéticos para
ejercer un movimiento cíclico e inducir unas fluctuaciones de
presión o pulsaciones para conducir el limpiafondos hacia delante en
una sucesión de pasos incrementales. La válvula del tipo de bola se
desplaza de una manera oscilatoria o de reciprocidad entre una
posición sustancialmente cerrada que interrumpe el flujo de agua a
través del tubo principal 42 de succión, y una posición abierta que
acomoda sustancialmente un flujo sin obstrucciones de los residuos
contenidos en el agua, de una manera que es resistente al
atasco.
Para las personas expertas en la técnica serán
evidentes una diversidad de modificaciones y mejoras adicionales en
el limpiafondos de piscinas accionado por succión de la presente
invención. Consecuentemente, con la descripción precedente y los
dibujos que se acompañan no se intenta hacer limitaciones, excepto
como se establece en las reivindicaciones anexas.
Claims (20)
1. En un limpiafondos (10) de piscinas, para su
conexión a una fuente de succión, incluyendo dicho limpiafondos un
cabezal (30) del limpiafondos que define una entrada (34) de succión
abierta para la entrada del flujo de agua y de los residuos
contenidos en el agua desde una superficie sumergida de una piscina,
una puerta (62) de succión acoplada en comunicación fluídica con
dicha entrada de succión y adaptada para la conexión a una fuente de
succión, y una válvula (16) de control que incluye un miembro (64)
de válvula montado en dicho cabezal del limpiafondos para ejercer un
movimiento de vaivén entre una posición abierta para permitir
sustancialmente el flujo de agua sin obstrucciones desde dicha
entrada de succión, y una posición sustancialmente cerrada para
obstruir el flujo de agua desde dicha entrada de succión a dicha
puerta de succión, caracterizada porque:
dicha válvula (16) de control incluye al menos un
imán (70) desplazable con dicho miembro (64) de válvula, durante al
menos una parte del movimiento de dicho miembro de válvula entre
dichas posiciones abierta y cerrada; y
medios (76, 78) de imán de reacción para
reaccionar con dicho al menos un imán (70) del miembro de válvula y
generar una fuerza de repulsión al desplazarse dicho miembro (64) de
válvula desde dicha posición abierta hasta dicha posición
sustancialmente cerrada, para invertir la dirección del movimiento
de dicho miembro de válvula.
2. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, en el que dichos medios (76, 78) de imán de
reacción reaccionan además con dicho imán (70) del miembro de
válvula para generar una fuerza de repulsión al desplazarse dicho
miembro (64) de válvula desde dicha posición cerrada hacia dicha
posición abierta para invertir la dirección del movimiento de dicho
miembro de válvula.
3. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 2, en el que dichos medios (76, 78) de imán de
reacción comprenden al menos un imán de reacción montado sobre dicho
cabezal (30) del limpiafondos.
4. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, en el que dichos medios de imán de reacción
comprenden al menos un primer imán (76) de reacción montado sobre
dicho cabezal (30) del limpiafondos en una posición para ejercer una
reacción con dicho imán (70) del miembro de válvula y generar una
fuerza de repulsión al desplazarse dicho miembro de válvula hacia
dicha posición sustancialmente cerrada, y al menos un segundo imán
(78) de reacción montado sobre dicho cabezal del limpiafondos en una
posición para ejercer una reacción con dicho miembro (70) de válvula
y generar una fuerza de repulsión al desplazarse dicho miembro de
válvula hacia dicha posición
abierta.
abierta.
5. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, en el que cada uno de dicho imán (70) del miembro
de válvula y dichos medios (76, 78) de imanes de reacción comprenden
un imán permanente.
6. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, en el que cada uno de dicho imán (70) del miembro
de válvula y dichos medios (76, 78) de imanes de reacción comprenden
un imán de neodimio-hierro-boro.
7. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, que incluye además medios (74, 80) para aislar
cada uno de dicho imán del miembro de válvula y dichos medios de
imán de reacción del contacto directo con el agua de la
pisci-
na.
na.
8. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, en el que dicho al menos un imán (70) del miembro
de válvula está montado sobre dicho miembro (64) de válvula para
desplazarse con él.
9. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, en el que dicho miembro (64) de válvula está
montado giratoriamente sobre dicho cabezal (30) del limpiafondos
para ejercer un movimiento de balanceo entre dichas posiciones
abierta y sustancialmente cerrada.
10. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 9, en el que dicho miembro (64) de válvula en dicha
posición abierta está dispuesto sustancialmente desalineado con
dicha puerta (62) de succión.
11. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, que incluye además medios para invertir la
dirección del movimiento de dicho miembro de válvula al desplazarse
el mismo desde dicha posición cerrada a dicha posición abierta.
12. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, en el que al desplazarse dicho miembro (64) de
válvula a dicha posición sustancialmente cerrada interrumpe
momentáneamente el flujo de agua desde dicha entrada (34) de succión
a dicha puerta (62) de succión para inducir una pulsación de la
presión eficaz para accionar dicho cabezal (30) del limpiafondos
mediante un pequeño paso incremental.
13. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, en el que dicho movimiento del miembro de válvula
entre dichas posiciones abierta y sustancialmente cerrada acciona
dicho cabezal (30) del limpiafondos en una sucesión de pequeños
pasos incrementales.
14. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, en el que dicho cabezal (30) del limpiafondos
define además una cámara (40) de sobrepresión dispuesta generalmente
entre dicha entrada (34) de succión y dicha puerta (62) de succión,
estando montado generalmente dicho miembro (70) de válvula dentro de
dicha cámara de sobrepresión.
15. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, en el que la entrada (34) de succión está abierta
hacia abajo.
16. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, en el que dicha puerta (62) de succión está
formada en un primer extremo de un tubo (42) de succión alargado que
tiene un extremo opuesto del mismo adaptado para la conexión a una
fuente de succión, extendiéndose dicho tubo de succión angularmente
hacia arriba y hacia delante desde dicho cabezal (30) del
limpiafondos.
17. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 16, que incluye además un asiento anular elástico
(96) de válvula en un extremo de entrada de dicho tubo (42) de
succión.
18. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 17, en el que dicho miembro (64) de válvula incluye
un segmento (66) de bola que coopera con dicho asiento anular (96)
de válvula cuando dicho miembro de válvula está en dicha posición
sustancialmente cerrada para obstruir el flujo de agua desde dicha
cámara (40) de sobrepresión a dicho tubo (42) de succión.
19. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, que incluye además un disco flexible (36)
transportado por dicho cabezal (30) del limpiafondos y que se
extiende radialmente hacia fuera desde él para establecer contacto
con una superficie sumergida de la piscina en una relación
circundante con dicha entrada (34) de succión, teniendo dicho disco
un diseño de perforaciones (92) formadas en él.
20. El limpiafondos de piscinas de la
reivindicación 1, que incluye además un alojamiento externo (28)
sobre dicho cabezal (30) del limpiafondos, incluyendo dicho
alojamiento externo un asa (44) de transporte.
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