ES2263176T3 - Sistema de limpieza automatica de piscina a presion positiva. - Google Patents
Sistema de limpieza automatica de piscina a presion positiva.Info
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Abstract
UN PROCEDIMIENTO Y UN APARATO DE LIMPIEZA AUTOMATICA DE PISCINAS PARA LA LIMPIEZA DE UN VOLUMEN DE AGUA (1) PRESENTE EN UN RECIPIENTE ABIERTO (2) DEFINIDO POR UNA PARED DE CONTENCION (3) QUE TIENE UN FONDO (3) Y UNAS PORCIONES LATERALES (5) UTILIZANDO UNA ESTRUCTURA O CUERPO UNITARIO (6) CONFIGURADO PARA SU INMERSION EN EL VOLUMEN DE AGUA (1) PARA QUE FUNCIONE DE FORMA SELECTIVA CERCA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA (7) EN UN MODO DE LIMPIEZA SUPERFICIAL O CERCA DE LAS PORCIONES SUPERFICIALES DE LAS PAREDES INTERIORES (8) EN UN MODO DE LIMPIEZA DE LA SUPERFICIE DE LA PARED.
Description
Sistema de limpieza automática de piscina a
presión positiva.
La presente invención se refiere a un método y
aparato movido por el lado de presión de una bomba para limpiar una
masa de agua, por ejemplo, una piscina.
La técnica anterior está repleta de tipos
diferentes de aspiradoras automáticas para piscinas. Incluyen
dispositivos de limpieza de la superficie del agua que flotan
típicamente en la superficie del agua y recogen de ella residuos
flotantes. La técnica anterior también muestra dispositivos de
limpieza de superficies de pared de piscinas que descansan
típicamente en el fondo de la piscina y se pueden mover a lo largo
de la pared (término que se deberá entender de manera que incluya
las porciones de fondo y laterales) para limpiar la pared, por
ejemplo, por aspiración y/o barrido. Algunos conjuntos de la
técnica anterior incluyen componentes de limpieza tanto de
superficie del agua como de la superficie de pared unidos.
US-A-3805815
describe un aparato de limpiar piscinas incluyendo medios para subir
y bajar mangueras de barrido dentro del agua de la piscina y al
mismo tiempo mover las mangueras horizontalmente. Las mangueras
están unidas a un cabezal de barrido que incluye un mecanismo para
variar periódicamente la flotabilidad para que las mangueras puedan
subir y bajar alternativamente.
US-A-4686728
describe un dispositivo de limpieza de piscinas incluyendo una
carcasa que sube periódicamente del fondo de la piscina para
cepillar los lados de la piscina en respuesta a la inyección de aire
mediante una manguera a secciones de la carcasa. Un compresor es
accionado periódicamente para suministrar aire a la manguera. Un
timón hace que la carcasa se desplace lateralmente durante el
ascenso y el descenso. Una manguera de vacío aspira agua de la
piscina a través de un agujero de pared.
US-A-4154680
describe un aparato para la limpieza subacuática de una pared de
piscina. El aparato se caracteriza por un chasis que soporta tres
motores eléctricos. Dos motores eléctricos mueven un conjunto de
tracción que impulsa el chasis a lo largo de la superficie de
pared. El tercer motor eléctrico se utiliza para crear aspiración
para aspirar suciedad de la superficie de pared. El aparato
incorpora una célula de inmersión controlada montada en el chasis
que es alimentada por el tercer motor eléctrico para facilitar la
elevación del chasis.
La presente invención se refiere a un método y
aparato movido por una fuente de agua a presión positiva para
limpiar la superficie interior de una pared de contención de piscina
y la superficie superior de una masa de agua contenida, como se
define en las reivindicaciones independientes.
Un aparato según la invención incluye (1) una
estructura unitaria, es decir, un cuerpo limpiador, capaz de ser
sumergido en una masa de agua y (2) un subsistema de control de
nivel para mover selectivamente el cuerpo a una posición (1)
próxima a la superficie de la masa de agua para limpiar la
superficie del agua o (2) próxima a la superficie interior de la
pared de contención para limpiar la superficie de pared.
La invención se puede realizar en un cuerpo
limpiador que tiene una característica de peso/flotabilidad para
hacer que descanse normalmente (1) cerca del fondo de la piscina
junto a la superficie de pared (es decir, más pesado que el agua) o
(2) cerca de la superficie del agua (es decir, más ligero que el
agua). Con el cuerpo más pesado que el agua, el subsistema de
control de nivel en un estado activo hace que una componente de
fuerza vertical levante el cuerpo a cerca de la superficie del agua
para operación en un modo de limpieza de la superficie del agua.
Con el cuerpo más ligero que el agua, el subsistema de control de
nivel en un estado activo produce una componente de fuerza vertical
para hacer que el cuerpo descienda a la superficie de pared para
operación en el modo de limpieza de superficie de pared.
Un subsistema de control de nivel según la
invención puede producir la componente de fuerza vertical deseada
descargando del cuerpo una salida de agua dirigida apropiadamente,
y/o modificando la característica de peso/flotabilidad del
cuerpo.
Realizaciones de la invención también incluyen
preferiblemente un subsistema de propulsión para producir una
componente de fuerza nominalmente horizontal (con relación al
cuerpo) para mover el cuerpo a lo largo de (1) un recorrido junto a
la superficie del agua cuando el cuerpo está en el modo de limpieza
de la superficie del agua y (2) un recorrido junto a la superficie
de pared cuando el cuerpo está en el modo de limpieza de superficie
de pared. Cuando está en el modo de limpieza de la superficie del
agua, se recogen residuos de la superficie del agua, por ejemplo,
mediante un eskimer con o sin un rebosadero. Cuando está en el modo
de limpieza de superficie de pared, se recogen residuos de la
superficie de pared, por ejemplo, por aspiración.
Realizaciones de la invención están configuradas
para ser movidas hidráulicamente desde el lado de presión positiva
de una bomba hidráulica externa movida típicamente por un motor
eléctrico. En una instalación típica, esta bomba puede incluir una
bomba de piscina normalmente disponible usada para circulación del
agua y/o una servobomba complementaria. Los extremos próximo y
distal de una manguera flexible de suministro están acoplados
respectivamente a la bomba y al cuerpo limpiador para producir un
flujo de suministro de agua al cuerpo para alimentar dichos
subsistemas. La manguera se configura preferiblemente con porciones
que tienen una gravedad específica > 1,0 de manera que esté
típicamente en la parte inferior de la piscina cerca de la
superficie de pared, siendo empujado el extremo distal de la
manguera por el movimiento del cuerpo.
En las realizaciones preferidas de la invención,
el flujo de suministro de agua de la bomba se distribuye por uno o
varios elementos de control (por ejemplo, válvulas) para crear
directa o indirectamente flujos de agua para producir componentes
de fuerza vertical y horizontal para efectuar el control de nivel y
la propulsión. Un subsistema de propulsión preferido puede operar
en un estado normal para producir una componente de fuerza para
mover el cuerpo en un sentido directo o un estado hacia atrás para
producir una componente de fuerza para mover el cuerpo en una
dirección hacia atrás. La limpieza de la superficie del agua y la
limpieza de la superficie de pared tienen lugar preferiblemente
durante el estado de propulsión normal. El estado de retropropulsión
ayuda al cuerpo a liberarse de las obstrucciones.
En una realización preferida más pesada que el
agua, un subsistema de distribución de agua soportado por el cuerpo
limpiador descarga selectivamente flujos de agua mediante las
salidas siguientes:
- 1.
- Chorro de empuje hacia adelante
- 2.
- Chorro de empuje hacia atrás ("retroceso")
- 3.
- Chorro de empuje hacia adelante/elevación
- 4.
- Boquilla de bomba de chorro de vacío
- 5.
- Chorros de eskimer
- 6.
- Chorros de retención de residuos
- 7.
- Manguera de barrido
- 8.
- Llenado de cámara delantera
Los flujos de agua descargados de estas salidas
producen componentes de fuerza que determinan primariamente el
movimiento y la orientación del cuerpo. Sin embargo, el movimiento y
la orientación reales en cualquier momento se determinan por el
efecto neto de todas las fuerzas que actúan en el cuerpo. Las
fuerzas adicionales que efectúan el movimiento y la orientación son
atribuibles, entre otros, a lo siguiente:
- a.
- Las características de peso y flotabilidad del cuerpo propiamente dicho;
- b.
- Los efectos hidrodinámicos que resultan del movimiento relativo entre el agua y el cuerpo;
- c.
- Las fuerzas de reacción atribuibles a la acción de la manguera de barrido;
- d.
- Las fuerzas de resistencia al arrastre atribuibles a la manguera de suministro, depósito de residuos, etc;
- e.
- Las fuerzas de contacto de las partes del cuerpo limpiador contra la superficie de pared y otros obstáculos superficiales.
Un cuerpo limpiador preferido según la invención
consta de un chasis soportado en una rueda delantera y ruedas
traseras primera y segunda. Las ruedas se montan para rotación
alrededor de ejes orientados horizontalmente. El chasis se
configura preferiblemente con una porción de morro cerca de la rueda
delantera y salientes delanteros que se extienden hacia atrás. Los
salientes se ahusan hacia fuera de la porción de morro para
facilitar la prevención de obstrucciones y para minimizar la
resistencia al arrastre cuando el cuerpo se mueve hacia adelante a
través del agua. Carriles laterales que se extienden hacia atrás de
los extremos externos de los salientes se ahusan preferiblemente
hacia dentro hacia una porción de cola para facilitar el movimiento
del cuerpo por superficies de los obstáculos, en particular en el
modo de limpieza de la superficie del agua.
El cuerpo está configurado preferiblemente de
manera que, cuando descanse en una porción horizontal de la
superficie de pared, exhiba una posición de morro hacia abajo, cola
hacia arriba. Una o varias superficies hidrodinámicas, por ejemplo,
una superficie de ala o cubierta, se forma en el cuerpo para crear
una componente de fuerza vertical para mantener esta posición
cuando el cuerpo se mueve por el agua a lo largo de una superficie
de pared en el modo de limpieza de superficie de pared. Esta
posición facilita la retención de las ruedas de tracción contra la
superficie de pared y orienta adecuadamente un agujero de entrada de
vacío con relación a la superficie de pared. Cuando está en el modo
de limpieza de la superficie del agua, una superficie hidrodinámica
sube preferiblemente por encima de la superficie del agua reduciendo
por ello dicha componente de fuerza vertical y permitiendo que el
cuerpo asuma una posición orientada más horizontalmente en el modo
de limpieza de la superficie del agua. Esta posición facilita el
movimiento a lo largo de la superficie del agua y/o facilita la
recogida de residuos de la superficie del agua en un depósito de
residuos.
Un cuerpo limpiador preferido según la invención
está configurado con una aleta delantera hueca que se extiende por
encima de la superficie del agua cuando el cuerpo está operando en
el modo de limpieza de la superficie del agua. La aleta tiene una
cámara interior que se puede llenar de agua para proporcionar un
peso hacia abajo para contribuir a estabilizar el nivel operativo
del cuerpo cerca de la superficie del agua. En el modo de limpieza
de superficie de pared, la aleta llena de agua tiene un efecto
despreciable cuando el cuerpo se sumerge, pero cuando el cuerpo
sube por encima de la superficie del agua, el peso de la aleta llena
crea una fuerza vertical descendente que tiende a hacer que el
cuerpo gire y vuelva a entrar en el agua.
El cuerpo limpiador según la invención lleva un
depósito de residuos permeable al agua. En el modo de limpieza de
la superficie del agua, agua recogida de la superficie fluye a
través del depósito de residuos que quita y recoge residuos de
ella. En el modo de limpieza de superficie de pared, el agua de
junto a la superficie de pared es arrastrada al agujero de entrada
de vacío y dirigida a través del depósito de residuos que quita y
recoge residuos de la superficie de pared.
El depósito de residuos, en una realización,
incluye una bolsa principal hecha de material de malla que se
extiende desde un primer bastidor. El primer bastidor está
configurado de manera que esté montado extraiblemente en el chasis
y defina una boca abierta para recibir (1) agua superficial que
fluye sobre una cubierta de recogida cuando esté en el modo de
limpieza de la superficie del agua y (2) el rebosamiento de un
agujero de descarga de recorrido de vacío cuando esté en el modo de
limpieza de superficie de pared. Según una característica
significativa de una realización preferida, el depósito de residuos
también puede incluir una segunda bolsa permeable al agua
interpuesta entre el agujero de descarga de recorrido de vacío y
dicha bolsa principal. La bolsa segunda o interior se forma
preferiblemente de una malla más fina que la bolsa principal y sirve
para atrapar lodo y otro material fino. La bolsa interior se forma
preferiblemente por una longitud de material de malla enrollado en
forma esencialmente cilíndrica, cerrado en un extremo y fijado en el
otro extremo a un segundo bastidor configurado para montarse junto
a dicho agujero de descarga de recorrido de vacío. Los bordes del
material de malla se solapan para retener residuos finos en la
bolsa
interior.
interior.
Los modos operativos del subsistema de control
de nivel (es decir, (1) superficie del agua y (2) superficie de
pared) se conmutan preferiblemente automáticamente en respuesta a la
aparición de un evento particular tal como (1) la expiración de un
intervalo de tiempo, (2) el ciclo de la bomba externa, o (3) un
cambio de estado del subsistema de propulsión (es decir, (1) normal
hacia adelante y (2) retroceso hacia atrás). Los estados operativos
del subsistema de propulsión (es decir, (1) normal hacia adelante y
(2) retroceso hacia atrás) se conmutan preferiblemente
automáticamente en respuesta a la aparición de un evento particular
tal como la expiración de un intervalo de tiempo y/o la
interrupción del movimiento del cuerpo.
En una primera realización que usa un cuerpo más
pesado que el agua, el subsistema de control de nivel en un estado
activo produce una salida de agua del cuerpo en una dirección que
tiene una componente vertical suficiente para elevar el cuerpo a la
superficie del agua para limpieza de la superficie del agua.
En una segunda realización más pesada que el
agua, el cuerpo está configurado con al menos una cámara que es
rarificada selectivamente por una bomba movida por agua, situada a
bordo, cuando el cuerpo está en la superficie del agua para que
pueda entrar aire exterior a la cámara para incrementar la
flotabilidad y estabilidad del cuer-
po.
po.
En una tercera realización más pesada que el
agua, una cámara de cuerpo contiene una bolsa de aire acoplada a un
depósito de aire situado a bordo. Cuando está en un estado
quiescente, la cámara se llena de agua y la bolsa de aire se
aplasta. Para elevar el cuerpo a la superficie del agua, una bomba
movida por agua, situada a bordo, expulsa agua de la cámara
permitiendo que la bolsa de aire se expanda para aumentar así la
flotabilidad del cuerpo y permitir que flote en la superficie del
agua.
En una cuarta realización, el cuerpo está
configurado con al menos una cámara que contiene una bolsa llena de
aire cuando está en su estado quiescente. El volumen de aire
contenido es suficiente para que flote el cuerpo en la superficie
del agua. Para hundir el cuerpo a la superficie de pared, el
subsistema de control de nivel en su estado activo suministra agua
a presión para llenar la cámara y aplastar la bolsa, empujando el
aire a presión contenido a un depósito de aire.
Aunque se describen aquí cuatro realizaciones
específicas de la invención, se deberá reconocer que se puede
configurar muchas implementaciones alternativas dentro del alcance
de las reivindicaciones anexas para cumplir objetivos operativos o
de costo concretos.
La figura 1 ilustra esquemáticamente un
limpiador movido por presión positiva según la invención en una masa
de agua que opera respectivamente en (1) un modo de limpieza de la
superficie del agua (línea de trazos) y (2) un modo de limpieza de
superficie de pared (línea continua).
La figura 2 ilustra esquemáticamente una vista
lateral de un primer cuerpo limpiador según la invención que
muestra múltiples salidas de flujo de agua que son activadas
selectivamente para que el limpiador pueda operar en el modo de
limpieza de superficie del agua o superficie de pared y estado de
avance o retroceso.
La figura 3 es un diagrama de bloques
funcionales que ilustra la distribución del flujo de agua en la
realización de la figura 2.
La figura 4 es una vista isométrica posterior,
parcialmente cortada de un cuerpo limpiador preferido según la
invención.
La figura 5 es una vista en sección tomada
sustancialmente a lo largo del plano 5-5 de la
figura 4.
La figura 6 es una vista en planta desde abajo
del cuerpo limpiador de la figura 4.
La figura 7 es una vista despiezada isométrica
del cuerpo limpiador de la figura 4 mostrando las partes primarias
incluyendo el chasis, el distribuidor de flujo de agua, y el
bastidor superior.
La figura 8 es una vista en sección de la aleta
delantera tomada sustancialmente a lo largo del plano
8-8 de la figura 4.
La figura 9 es una vista lateral parecida a la
figura 2 que muestra en particular las salidas de flujo de agua
activas durante el modo de limpieza de superficie de pared.
La figura 10 es una vista lateral parecida a la
figura 2 que muestra en particular las salidas de flujo de agua
activas durante el modo de limpieza de la superficie del agua.
La figura 11 es una vista lateral parecida a la
figura 2 que muestra en particular las salidas de flujo de agua
activas durante el estado de retroceso.
La figura 12A es una representación esquemática
de una implementación preferida del distribuidor de flujo de agua
de la figura 3; la figura 12B incluye una vista en sección del
controlador de dirección de la figura 12A.
La figura 13 es una representación esquemática
de una implementación preferida del distribuidor de flujo de agua
de la figura 3 incluyendo un sensor de movimiento.
La figura 14 es una vista lateral de una bolsa
interior preferida de depósito de residuos.
La figura 15 es una vista en sección tomada
sustancialmente a lo largo del plano 15-15 de la
figura 14 mostrando cómo se solapan los bordes solapados de la
bolsa interior del depósito de residuos.
La figura 16 es una vista en sección tomada
sustancialmente a lo largo del plano 16-16 de la
figura 5 mostrando cómo la bolsa interior de las figuras 14, 15
está montada en el chasis del cuerpo limpiador.
Las figuras 17A, 17B y 17C ilustran una segunda
realización de la invención más pesada que el agua representando
esquemáticamente, respectivamente, una vista lateral, una vista
isométrica, y un diagrama de bloques funcionales.
Las figuras 18A, 18B y 18C ilustran una tercera
realización de la invención más pesada que el agua representando
esquemáticamente, respectivamente, una vista lateral, una vista
isométrica, y un diagrama de bloques funcionales.
Las figuras 19A, 19B, y 19C ilustran una cuarta
realización de la invención más ligera que el agua representando
esquemáticamente, respectivamente, una vista lateral, una vista
isométrica, y un diagrama de bloques funcionales.
La figura 20 es una representación esquemática
de una implementación del distribuidor de flujo de agua alternativa
a la figura 12A.
Y la figura 21 es una representación esquemática
de una implementación del distribuidor de flujo de agua alternativa
a la figura 13.
Con referencia a la figura 1, la presente
invención se dirige a un método y aparato para limpiar una piscina
1 contenida en un depósito abierto 2 definido por una pared de
contención 3 que tiene porciones de fondo 4 y laterales 5.
Realizaciones de la invención utilizan una estructura unitaria o
cuerpo 6 configurado para inmersión en la masa de agua 1 para
funcionamiento selectivo cerca de la superficie del agua 7 en un
modo de limpieza de la superficie del agua o cerca de la superficie
de pared interior 8 en un modo de limpieza de superficie de
pared.
El cuerpo unitario 6 incluye preferiblemente una
estructura esencialmente rígida que tiene una superficie exterior
de contorno hidrodinámico para el avance eficiente por el agua.
Aunque el cuerpo 6 puede estar configurado de varias formas según
la invención, se pretende que sea de tamaño relativamente compacto,
encajando preferiblemente dentro de una envuelta cúbica de 0,60 m
(2 pies). La figura 1 ilustra un cuerpo más pesado que el agua 6 que
en su estado quiescente o de reposo se hunde típicamente a una
posición (representada en línea continua) próxima al fondo de la
piscina 1. Para operación en el modo de limpieza de la superficie
del agua, se produce una fuerza vertical para levantar el cuerpo 6
a cerca de la superficie del agua 7 (representada en línea de
trazos). Alternativamente, el cuerpo 6 se puede configurar de modo
que sea más ligero que el agua de tal manera que en su estado
quiescente o de reposo flote junto a la superficie del agua 7. Para
operación en el modo de limpieza de superficie de pared, se produce
una fuerza vertical para hacer que el cuerpo más ligero que el agua
descienda al fondo de la piscina. En cualquier caso, la fuerza
vertical se produce como consecuencia de un flujo de agua a presión
positiva suministrado mediante la manguera flexible 9 desde un
conjunto eléctrico de motor y bomba hidráulica 10. El conjunto 10
define una salida de lado de presión 11 acoplada preferiblemente
mediante un regulador de presión 12A y un acoplamiento de
desconexión rápida 12B a la manguera flexible 9. La manguera 9 se
forma preferiblemente de múltiples secciones acopladas en tándem por
tuercas y rótulas de manguera 13. Además, la manguera se configura
preferiblemente con flotadores colocados apropiadamente 14 y peso
distribuido de manera que una porción considerable de su longitud
descanse normalmente en la parte inferior de la superficie de pared
8.
Como se representa en la figura 1, el cuerpo 6
incluye en general una porción superior o bastidor 6T y una porción
inferior o chasis 6B, espaciadas en una dirección nominalmente
vertical. El cuerpo también define en general una porción delantera
o de morro 6F y una porción trasera o de cola 6R espaciada en una
dirección nominalmente horizontal. El cuerpo se soporta en unos
medios de tracción tal como ruedas 15 que se montan para enganchar
la superficie de pared 8 al operar en el modo de limpieza de
superficie de pared.
Las realizaciones de la invención se basan, en
parte, en el reconocimiento de las consideraciones siguientes:
1. En la medida en que la mayor parte de los
residuos flota inicialmente en la superficie del agua, antes de
hundirse en la superficie de pared, la tarea de limpieza general se
puede optimizar limpiando la superficie del agua para quitar
residuos antes de que se hundan.
2. Un limpiador de agua capaz de flotar o
avanzar de otro modo al mismo lugar en el que flotan residuos, puede
capturar residuos de forma más efectiva que un eskimer de posición
fija.
3. La superficie del agua se puede limpiar con
eskimer con o sin un rebosadero, por un dispositivo de arrastre de
agua, o recogiendo residuos cuando el cuerpo limpiador se mueve a
través de la superficie del agua. Los residuos se pueden recoger en
un depósito permeable al agua.
4. Se puede usar una sola estructura unitaria o
cuerpo esencialmente rígido para operar selectivamente junto a la
superficie del agua en un modo de limpieza de la superficie del agua
y cerca de la superficie de pared en un modo de limpieza de
superficie de pared.
5. El nivel del cuerpo limpiador en la masa de
agua, es decir, junto a la superficie del agua o junto a la
superficie de pared, se puede controlar por un subsistema de control
de nivel capaz de definir selectivamente un modo de superficie del
agua o un modo de superficie de pared. El modo definido por el
subsistema se puede seleccionar mediante un control de usuario, por
ejemplo, un conmutador manual o válvula, o mediante un sensor de
eventos sensible a un evento tal como la expiración de un intervalo
de tiempo.
6. El movimiento del cuerpo en la masa de agua
se puede controlar por un subsistema de propulsión, operable
preferiblemente para impulsar selectivamente el cuerpo en una
dirección hacia adelante o hacia atrás. La dirección se selecciona
preferiblemente mediante un sensor de eventos que responde a un
evento tal como la expiración de un intervalo de tiempo o una
interrupción del movimiento del cuerpo.
7. Un subsistema de limpieza puede operar en un
modo de limpieza de la superficie del agua (por ejemplo, eskiming)
o un modo de limpieza de superficie de pared (por ejemplo,
aspiración o barrido).
8. Dichos subsistemas pueden ser alimentados por
un flujo de agua a presión positiva suministrado preferiblemente
por una bomba hidráulica movida eléctricamente.
Como se explicará con más detalle más adelante,
en la operación típica, el cuerpo 6 opera alternativamente en (1)
un modo de limpieza de la superficie del agua para capturar residuos
flotantes y (2) un modo de limpieza de superficie de pared en el
que avanza a lo largo de porciones de fondo y pared lateral para
limpiar residuos de la superficie de pared 8. El cuerpo 6 arrastra
preferiblemente una manguera flexible 16 configurada para ser batida
por una salida de agua de una boquilla en su extremo libre para
efectuar un barrido de la superficie de pared 8.
A continuación se describirá cuatro
realizaciones ejemplares de la invención. Se supondrá que las tres
primeras realizaciones tienen una característica de
peso/flotabilidad para hacer que descanse normalmente junto a la
parte inferior de la piscina 1 junto a la superficie de pared 8 (es
decir, más pesada que el agua). Se supondrá que la cuarta
realización (figuras 19A, 19B, 19C) tiene una característica para
hacer que descanse (es decir, flote) junto a la superficie del agua
7 (es decir, más ligera que el agua).
Con una realización más pesada que el agua, un
subsistema de control de nivel, situado a bordo, en un estado
activo produce una componente de fuerza vertical para levantar el
cuerpo a cerca de la superficie del agua 7 para operación en un
modo de limpieza de la superficie del agua. Con una realización más
ligera que el agua, el subsistema de control de nivel en un estado
activo produce una componente de fuerza vertical para hacer que el
cuerpo descienda a la superficie de pared 8 para operación en el
modo de limpieza de superficie de pared.
Primera
realización
(Figuras
2-16)
Ahora se dirige la atención a la figura 2 que
ilustra esquemáticamente una primera realización compuesta de un
cuerpo unitario 100 que tiene una entrada de suministro de agua a
presión positiva 101 y múltiples salidas de agua que son usadas de
varias formas por el cuerpo 100 en sus diferentes modos y estados.
Las salidas particulares activas durante modos y estados
particulares se representan en las figuras 9, 10 y 11 que
representan esquemáticamente, respectivamente, (1) modo de limpieza
de superficie de pared, (2) modo de limpieza de la superficie del
agua, y (3) estado de retroceso.
Con referencia a la figura 2 se ilustran las
salidas de agua siguientes:
102 - Chorro de empuje hacia adelante;
realiza propulsión hacia adelante y una fuerza descendente en el
modo de limpieza de superficie de pared (figura 9) para contribuir a
mantener las ruedas de tracción contra la superficie de pared 8;
104 - Chorro de empuje hacia atrás
("retroceso"); realiza propulsión hacia atrás y rotación
del cuerpo alrededor de un eje vertical cuando está en el estado de
retroceso (figura 11);
106 - Chorro de empuje hacia
adelante/elevación; realiza empuje para levantar el cuerpo
limpiador a la superficie del agua y para mantenerlo allí y
empujarlo hacia adelante al operar en el modo de limpieza de la
superficie del agua (figura 10);
108 - Boquilla de bomba de chorro de
vacío; produce un chorro a velocidad alta para crear una
aspiración en el agujero de entrada de vacío 109 para introducir
agua y residuos de la superficie de pared adyacente 8 en el modo de
limpieza de superficie de pared (figura 9);
110 - Chorros de eskimer; proporcionan un
flujo de agua superficial y residuos a un depósito de residuos 111
al operar en el modo de limpieza de la superficie del agua (figura
10);
112 - Chorros de retención de residuos;
proporcionan un flujo de agua hacia la boca del depósito de residuos
111 para impedir que los residuos escapen al operar en el estado de
retroceso (figura 11). Esta función también se podría realizar o
mejorar por los chorros de eskimer 110;
114 - Manguera de barrido; descarga un
flujo de agua mediante la manguera 115 para hacer que bata y efectúe
barrido contra la superficie de pared 8;
116 - Llenado de cámara delantera;
proporciona agua para llenar una cámara interior a la aleta
delantera hueca 117 para crear una fuerza descendente en la parte
delantera del cuerpo 100 al operar en el modo de limpieza de la
superficie del agua (figura 10).
Ahora se dirige la atención a la figura 3 que
ilustra esquemáticamente cómo el agua a presión positiva
suministrada a la entrada 101 desde la bomba 10 se distribuye a las
varias salidas del cuerpo 100 de la figura 2. La bomba 10 es
controlada típicamente por un temporizador opcional 120 para
suministrar periódicamente agua a presión positiva mediante la
manguera de suministro 9 a la entrada 101. El agua suministrada se
distribuye posteriormente de varias formas como se representa en la
figura 3 a las varias salidas dependiendo del modo y estado
definidos.
Más en concreto, el agua suministrada a la
entrada 101 se dirige primariamente a un conjunto temporizador
opcional 122 (a explicar con detalle en conexión con la figura 12)
que opera un controlador de nivel 124 y un controlador de dirección
126. El controlador de dirección 126 controla una válvula de
dirección 128 para ponerla en un estado normal de avance o un
estado de retroceso hacia atrás. Cuando está en el estado de
retroceso, el agua procedente de la entrada de suministro 101 se
dirige mediante la entrada de suministro de válvula 130 a la salida
hacia atrás 132 para descargar mediante dicho chorro de empuje hacia
atrás 104 y chorros de retención de residuos 112. Cuando está en el
estado de avance, el agua procedente de la entrada de suministro
101 se dirige mediante la salida 134 a la entrada de suministro 136
de la válvula de nivel 138.
La válvula de nivel 138 es controlada por el
controlador 124 capaz de definir un modo de limpieza de superficie
de pared o un modo de limpieza de la superficie del agua. Cuando
está en el modo de limpieza de superficie de pared, el flujo de
agua al orificio de suministro 136 se descarga mediante la salida
140 a la boquilla de bomba de chorro de vacío 108 y el chorro de
empuje hacia adelante 102. Cuando la válvula de control de nivel
138 está en el modo de limpieza de la superficie del agua, el flujo
de agua suministrado al orificio 136 se dirige mediante el orificio
de salida 142 al chorro de empuje hacia adelante/elevación 106 y a
chorros de eskimer 110.
Obsérvese también en la figura 3 que se ha
previsto un control de anulación 146 para que un usuario pueda
poner selectivamente la válvula de nivel 138 en el modo de limpieza
de superficie de pared o el modo de limpieza de la superficie del
agua. Obsérvese también que el agua a presión positiva suministrada
a la entrada de suministro 101 también se distribuye
preferiblemente mediante un dispositivo de control de flujo
regulable 150 y dicha salida de manguera de barrido 114 a la
manguera de barrido 115. Obsérvese además que el agua a presión
positiva suministrada a la entrada 101 también se dirige
preferiblemente a la salida de llenado 116 para llenar una cámara
interior a la aleta delantera hueca 117 a explicar con detalle en
conexión con la figura 8.
El sistema de la figura 3 se puede implementar y
operar de muchas formas diferentes, pero se supondrá a efectos de
explicación que se hace que la válvula de nivel 138 esté en el modo
de limpieza de la superficie del agua aproximadamente cincuenta por
ciento del tiempo y en el modo de limpieza de superficie de pared
aproximadamente cincuenta por ciento del tiempo. Este escenario se
puede implementar, por ejemplo, respondiendo a un evento particular
tal como el ciclo de la bomba externa 10 o por la expiración de un
intervalo de tiempo definido por el conjunto temporizador 122. El
conjunto temporizador 122 pondrá típicamente, mediante el
controlador de dirección 126, la válvula de dirección 128 en su
estado normal de avance la mayor parte del tiempo y conmutará
periódicamente a su estado de retroceso. Por ejemplo, en la
operación típica, la válvula de dirección 128 permanecerá en su
estado de avance para entre uno y medio y cinco minutos y después
conmutará a su estado de retroceso durante entre cinco y treinta
segundos, antes de volver al estado de avance. En una situación de
piscina típica este modo de funcionamiento minimizará la posibilidad
de que el cuerpo limpiador quede atrapado detrás de un obstáculo
durante un período de tiempo prolongado. En algunos entornos de
piscina, donde es más probable que haya obstrucciones, puede ser
deseable iniciar más diligentemente el estado de retroceso una vez
que el movimiento hacia adelante del cuerpo ha disminuido por debajo
de una velocidad umbral. Por consiguiente, el sistema de
distribución de la figura 3 está equipado preferiblemente con un
sensor de movimiento opcional 152 que está configurado para
reconocer un movimiento hacia adelante disminuido del cuerpo para
hacer que la válvula de dirección 128 conmute a su estado de
retroceso. Una implementación ejemplar del sistema de distribución
de flujo de agua de la figura 3 se describirá después en conexión
con la figura 12. Una implementación ejemplar del sistema de
distribución de agua de la figura 3 incluyendo el sensor de
movimiento 152 se describirá después con referencia a la figura
13.
Ahora se dirige la atención a las figuras
4-8 que muestran una implementación estructural de
la primera realización de cuerpo 100 que se compone esencialmente
de secciones moldeadas superior e inferior 154T y 154B. La sección
inferior o chasis 154B está formada por un elemento de suelo cóncavo
160 que tiene carriles laterales que se extienden alrededor de su
periferia. Más en concreto, obsérvense los carriles laterales
saliente izquierdo y derecho 162L, 162R que divergen hacia atrás de
una porción de morro de chasis 164. Carriles laterales 166L, 166R
se extienden hacia atrás de los carriles salientes 162L, 162R
convergiendo hacia el extremo trasero o de cola 168 del chasis
154B. El chasis se soporta en tres ruedas de tracción 170 montadas
para rotación libre alrededor de ejes paralelos orientados
horizontalmente. Más en concreto, las ruedas 170 se componen de una
rueda central delantera 170F, montada junto a la porción de morro de
chasis 164, y ruedas trasera izquierda y trasera derecha 170RL y
170RR. Las ruedas llevan típicamente neumáticos 171 que proporcionan
superficies circunferenciales que tienen preferiblemente un
coeficiente de rozamiento suficientemente alto para guiar
normalmente el cuerpo a lo largo de un recorrido esencialmente
paralelo a su eje longitudinal. Sin embargo, la rueda delantera
170F tiene preferiblemente un coeficiente de rozamiento algo más
bajo que las ruedas 170RL y 170RR para facilitar el giro.
El chasis lleva preferiblemente una pluralidad
de ruedas de guía orientadas horizontalmente 176 montadas alrededor
del perímetro del chasis para rotación libre alrededor de ejes
verticales para facilitar el movimiento del cuerpo por la pared y
otras superficies con obstáculos.
Como se puede ver bien en las figuras 2, 6 y 7,
el chasis 154B define un paso vertical inclinado 180 que se
extiende hacia arriba desde un agujero de entrada de vacío 109 en el
lado inferior del chasis (véase la figura 6). El paso 180 está
inclinado hacia atrás del agujero 109 que se extiende a un agujero
de descarga de vacío 182 próximo al extremo de cola 168 del chasis
154B. Dicha boquilla de bomba de chorro de vacío 108 está montada
dentro del paso 180 cerca del agujero 109 y orientada para descargar
una corriente a alta velocidad hacia arriba y hacia atrás a lo
largo del paso 180, como se representa en la figura 2. Esta
corriente a alta velocidad crea en el agujero de vacío 109 una
aspiración que aspira agua y residuos de junto a la superficie de
pared 8 al paso 180 para descargarlos en el agujero 182. La
componente vertical de la corriente contribuye a producir, cuando
la unidad está operando en el modo de limpieza de superficie de
pared, una fuerza de retención hacia abajo que empuja las ruedas
170 contra la superficie de
pared 8.
pared 8.
La porción superior o bastidor 154T del cuerpo
100 define un perímetro esencialmente coincidente con el del chasis
154B. El bastidor consta de una cubierta 200 que tiene paredes
laterales verticales 202L y 202R que se extienden a partir del
mismo. Cada una de las paredes 202 define un volumen interior
conteniendo material 203 (figura 5), por ejemplo, espuma sólida,
que proporciona una característica de peso/flotabilidad para que el
cuerpo 100 pueda asumir un nivel operativo deseado en el modo de
limpieza de la superficie del agua. El bastidor 154T también define
dicha aleta delantera 117 que está montada en el centro en la
cubierta 200 junto a la porción situada hacia adelante o de morro.
La aleta 117 está configurada con una superficie frontal redondeada
208 y con superficies laterales 210L y 210R que convergen hacia un
borde trasero 212. Dichos chorros de eskimer 110 y chorros de
retención de residuos 112 se montan junto al borde trasero 212. Los
chorros 110 se componen de tres salidas dirigidas hacia atrás
incluyendo una salida central 110C y salidas izquierda y derecha
110L y 110R. La salida 110C se dirige esencialmente a lo largo de
la línea central del cuerpo 100 mientras que los chorros 110L y
110R divergen o se abren ligeramente con respecto a la línea
central. Todos los chorros 110 están orientados preferiblemente
ligeramente hacia abajo con respecto a la cubierta 200 (véase la
figura 10) para producir un componente de fuerza de elevación
vertical cuando están activos. Los chorros de retención de residuos
112 también están compuestos de tres salidas incluyendo una salida
central 112C y salidas izquierda y derecha 112L y 112R. Las salidas
112L, 112R también divergen en una configuración esencialmente de
abanico similar a los chorros de eskimer 110. Sin embargo, mientras
que los chorros de eskimer 110 se orientan ligeramente hacia abajo,
los chorros de retención de residuos 112 se orientan ligeramente
hacia arriba (véase la figura 11) dirigidos hacia un agujero
trasero de entrada de residuos 218.
Más en concreto, las paredes laterales 202L,
202R definen respectivamente superficies internas 220L, 220R que
convergen hacia atrás para guiar el agua que pasa por la aleta 117
hacia el agujero trasero de residuos 218 que está enmarcado por el
elemento transversal trasero 227, la cubierta 200, y las superficies
laterales de pared 220L, 220R. Alrededor del agujero 218 se ha
formado una ranura 228 para acomodar extraiblemente un elemento de
bastidor abierto 230. El elemento de bastidor 230 tiene dicho
depósito de residuos 111, incluyendo preferiblemente una bolsa
hecha de material de malla flexible 231, fijada al mismo de manera
que el flujo de agua a través del agujero 218 fluya al depósito
111.
Un elemento transversal delantero 240 se
extiende entre las paredes 202L y 202R, soportado preferiblemente
por la aleta 117 junto al borde trasero 212. El elemento transversal
240 define superficies hidrodinámicas inclinadas hacia atrás 242
(véase la figura 2) que, junto con la superficie de cubierta 200,
sirve para producir una fuerza descendente en el cuerpo cuando el
cuerpo se desplaza hacia adelante en el modo de limpieza de
superficie de pared. Dicha fuerza contribuye a mantener las ruedas
de tracción 170 contra la superficie de pared 8 para colocar
apropiadamente el agujero de entrada de vacío 109 muy cerca de la
superficie de pared 8 (véase la figura 9).
El paso de vacío 180 se extiende desde el
agujero de entrada de vacío 109 y termina en el agujero de descarga
de vacío 182 muy cerca de la superficie superior de la cubierta 200.
Así, el agua aspirada de la superficie de pared 8 a través del paso
de vacío 180 saldrá en el agujero de descarga 182 y se dirigirá
hacia atrás a través del agujero 218 y a dicho depósito de residuos
111. Para asegurar el flujo de agua relativamente no obstruido a
través del depósito de residuos 111, se hace de un material de malla
relativamente basto 231 suficiente para atrapar pequeños fragmentos
de hojas, por ejemplo, pero insuficiente para atrapar residuos más
finos como lodo. Para atrapar dicho material más fino que a veces
se acumula en la superficie de pared 8, se ha previsto un depósito
de residuos segundo o auxiliar 250 a montar junto al agujero de
descarga de vacío 182 (figura 7). Los detalles de una
implementación preferida del depósito 250 se explicarán en conexión
con las figuras 14-16. Sin embargo, se ha de notar
aquí que el depósito 250 incluye una bolsa hecha de material de
malla 253 (que tiene preferiblemente una malla más fina que la de la
bolsa 111) cerrada en un extremo superior 254 (figura 14). El
extremo inferior 255 de la bolsa 250 define una boca abierta que se
extiende alrededor del elemento de bastidor 256 que está
configurado para montarse en el agujero de descarga de vacío 182 de
manera que la bolsa 250 se extienda hacia atrás, a la bolsa 111 del
depósito principal de residuos, como se representa en la figura
4.
Se dirige ahora la atención específicamente a
las figuras 5 y 7 que ilustran en general un subconjunto de
"tubos" 260 para realizar el sistema de distribución de agua
representado esquemáticamente en la figura 3. Se recordará por la
figura 3 que se suministra agua a presión positiva a través de la
entrada de suministro 101, y después se distribuye a las varias
salidas 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, y 116, todas las cuales
se pueden ver en la figura 7. El subconjunto de tubos 260 está
montado entre el chasis de cuerpo 154B y el bastidor de cuerpo
154T. Más específicamente, el elemento de suelo de chasis 160 es
cóncavo y define un rebaje para alojar el subconjunto de tubos 260
que se retiene en el chasis por el soporte 270. Aunque el
subconjunto de tubos 260 contiene los diversos elementos del
sistema de distribución representado en la figura 3, incluyendo el
conjunto temporizador 122, el controlador de dirección 126, la
válvula de dirección 128, el controlador de nivel 124, y la válvula
de nivel 138, no son visibles en la figura 7 pero se explicarán a
continuación en conexión con la figura 12.
La figura 8 muestra una vista en sección
transversal de la aleta delantera 117 e ilustra la cámara interior
262 que tiene una entrada de agua 263 en su pared inferior 264. La
entrada 263 está acoplada a dicha salida de llenado de cámara
delantera 116. En la cámara 262 se han montado tubos de rebosamiento
265 que tienen entradas 266 colocadas para establecer la altura del
volumen del agua en la cámara. Los tubos 265 están abiertos en sus
extremos inferiores 267 para permitir que rebose agua a la salida de
la cámara 262.
Ahora se dirige la atención a las figuras 9, 10,
y 11 que ilustran respectivamente la operación en el modo de
limpieza de superficie de pared (estado de avance), el modo de
limpieza de la superficie del agua (estado de avance), y el estado
de retroceso (ambos modos). En cada una de las figuras 9, 10, y 11,
se representa una corriente de descarga de agua saliendo de las
salidas activas durante dicho modo y/o estado. También se
representan en las figuras 9-11 las componentes de
fuerza primarias que actúan en el cuerpo.
La figura 9 muestra el cuerpo 100 en el modo de
limpieza de superficie de pared con sus ruedas 170 enganchadas
contra una porción de superficie de pared orientada horizontalmente
8. En esta situación, obsérvese que el cuerpo asume una posición de
morro hacia abajo, cola hacia arriba, estando orientado a un ángulo
de 11° aproximadamente con respecto a la horizontal. Esta posición
facilita el desarrollo de fuerzas verticales apropiadas cuando el
cuerpo se desplaza hacia adelante a través de la masa de agua para
mantener las ruedas contra la superficie de pared 8. Más en
concreto, al operar en el modo de limpieza de superficie de pared,
se descarga agua del chorro de empuje hacia adelante 102 y la
boquilla de bomba de chorro de vacío 108. Obsérvese que con la
posición ilustrada en la figura 9, estas dos salidas se dirigen
para desarrollar componentes de fuerza vertical nominal en la
dirección para empujar las ruedas 170 contra la superficie de pared
8. Además, estas dos salidas proporcionan componentes de empuje
nominalmente horizontales que sirven para empujar el cuerpo en
sentido hacia adelante, es decir, a la izquierda como se ilustra en
la figura 9. Este movimiento hacia adelante del cuerpo a través del
agua desarrolla a su vez componentes de fuerza verticales, por
ejemplo 270, atribuibles al movimiento relativo del agua que actúa
contra las varias superficies hidrodinámicas, especialmente las
superficies 200 y 242. El movimiento del cuerpo 100 a través del
agua en el modo de limpieza de superficie de pared será algo
aleatorio por la totalidad de fuerzas que actúan en el cuerpo
incluyendo la fuerza de resistencia al arrastre de la manguera de
suministro 9 y el depósito de residuos 111, así como las fuerzas de
reacción producidas por el batido de la manguera de barrido 15. El
recorrido exacto seguido por el cuerpo 100 quedará afectado además
en gran parte por los contornos de las superficies de pared de
contención que actúan contra las ruedas de tracción 170. Cuando el
cuerpo 100 se mueva a lo largo de la superficie de pared,
predominarán fuerzas diferentes en tiempos diferentes para hacer
que el cuerpo se desvíe de un recorrido de avance esencialmente en
línea recta definido por las ruedas de tracción 170. Esta desviación
es una consecuencia prevista del diseño general del aparato y sirve
para randomizar el movimiento del cuerpo a lo largo de la superficie
de pared para limpiar toda la superficie de pared incluyendo las
porciones de fondo y laterales. Para lograr un avance óptimo para
los contornos de una pared de contención particular, se montan
preferiblemente chorros de empuje, por ejemplo el chorro de empuje
hacia adelante 102, de manera que se pueda regular su dirección, por
ejemplo, mediante una configuración de bola y rótula 274 (figura
7). Además, la rueda delantera 170F exhibe preferiblemente un
coeficiente de rozamiento más bajo que las otras ruedas 170 para
facilitar el giro con respecto a un recorrido en línea recta.
Ahora se dirige la atención a la figura 10 que
ilustra el cuerpo 100 operando en el modo de limpieza de la
superficie del agua junto a la superficie del agua 7. Obsérvese que
en el modo de limpieza de la superficie del agua, el chorro de
empuje hacia adelante/elevación 106 y los chorros de eskimer 110
descargan agua con una componente hacia abajo para producir una
fuerza de elevación vertical para superar el peso de la unidad y
mantener el cuerpo en una posición esencialmente horizontal junto a
la superficie del agua 7. Obsérvese que en el modo de limpieza de
la superficie del agua (figura 10), la superficie de cubierta 200 es
esencialmente paralela a la superficie del agua 7 y la superficie
hidrodinámica 242 está encima de la superficie del agua. Así,
ninguna superficie produce la componente vertical hacia abajo de una
fuerza en el modo de limpieza de la superficie del agua que se
produce en el modo de limpieza de superficie de pared de la figura
9. Obsérvese también que la aleta delantera llena de agua 117 está
elevada al menos parcialmente con respecto al agua en la figura 10
de manera que su peso aporte una componente de fuerza vertical hacia
abajo. El recorrido de avance a lo largo de la superficie del agua
seguido por el cuerpo 100 lo determinará primariamente la dirección
de descarga del chorro de empuje hacia adelante/elevación 106 y los
chorros de eskimer 110. Además, naturalmente, estará afectado por
la totalidad de otras fuerzas que actúan en el cuerpo incluyendo las
fuerzas de resistencia al arrastre atribuibles a la manguera de
suministro 9 y la bolsa de residuos 111, las fuerzas de reacción
producidas por el batido de la manguera de barrido 115, y el
contacto con la pared y otras superficies con obstáculos.
Ahora se dirige la atención a la figura 11 que
ilustra las salidas de agua activas durante el estado de retroceso
que, como se recordará, se define por la válvula de dirección 128
(figura 3). En el estado de retroceso, se descarga agua de los
chorros de retención de residuos 112 y el chorro de empuje hacia
atrás 104. Se recordará por la figura 6 que el chorro de empuje 104
se desplaza de la línea central del cuerpo 100 de manera que al
proporcionar empuje hacia atrás, el cuerpo tenderá a girar alrededor
de un eje vertical y así será capaz de seguir su camino alrededor
de los obstáculos. Los chorros de retención de residuos 112
descargarán por el agujero 218 a la bolsa 111 y así evitarán que se
salgan los residuos de la bolsa cuando el cuerpo se esté moviendo
hacia atrás como se representa en la figura 11.
Aunque se ha supuesto que la realización
descrita en las figuras 2-11 utiliza un cuerpo más
pesado que el agua, que usa las salidas de agua para empujarlo a la
superficie del agua, se deberá entender que se podría usar
alternativamente un cuerpo más ligero que el agua dirigiendo las
salidas de agua de manera que empujen el cuerpo hacia a abajo a la
superficie de pared.
Ahora se dirige la atención a la figura 12A que
representa esquemáticamente una implementación preferida 300 del
sistema de distribución de agua ilustrado en la figura 3. La
implementación 300 se compone básicamente de:
a. Válvula de dirección 128 implementada por un
conjunto de válvula 304;
b. Válvula de nivel 138 implementada por el
conjunto de válvula 306;
c. Controlador de dirección 126 implementado por
el conjunto controlador 308;
d. Controlador de nivel 124 implementado por el
conjunto controlador 310; y
e. Conjunto temporizador 122 implementado por la
boquilla 312, la turbina 314, el tren de engranajes temporizadores
316, y el tren de engranajes reductores 318.
Para mayor claridad de explicación, se supondrá
que la implementación 300 está diseñada para hacer que el cuerpo
100 opere según el esquema ejemplar siguiente:
| Modo de limpieza | Duración | Estado de propulsión | Duración |
| Superficie del agua | 30 minutos | Hacia adelante | 90 segundos |
| Hacia atrás | 7 segundos | ||
| Superficie de pared | 30 minutos | Hacia adelante | 90 segundos |
| Hacia atrás | 7 segundos |
El conjunto de válvula de dirección 304 incluye
un cuerpo de válvula cilíndrico 330D que tiene un primer extremo
331D que define una entrada de suministro 332D y un segundo extremo
sellado 333D. La salida situada hacia adelante 334D y la salida
situada hacia atrás 336D se abren a través de la pared lateral 337D
(respectivamente correspondiente a las salidas 134 y 132 en la
figura 3). La entrada 332D comunica con la salida 334D o 336D
dependiendo de la posición del elemento de válvula 338D. El elemento
de válvula 338D es soportado por un vástago 340D fijado al pistón
342D. Un muelle 346D contenido dentro del cuerpo de válvula 330D
empuja normalmente el pistón 342D hacia el extremo 331D del cuerpo
de válvula para sellar la salida 334D y comunicar la entrada 332D
con la salida 336D. El cuerpo de válvula 330D también define un
orificio de control 350D que se abre a través de la pared lateral
337D entre el tabique fijo 352D y el pistón 342D. El agua a presión
positiva suministrada para controlar el orificio 350D actúa con el
fin de mover el pistón 342D hacia el extremo 333D contra el muelle
346D, haciendo así que el elemento de válvula 338D selle la salida
situada hacia atrás 336D y abra la salida situada hacia adelante
334D.
El orificio de control de válvula de dirección
350D es controlado por la salida 364D del conjunto controlador de
dirección 308. El conjunto controlador de dirección 308 se compone
preferiblemente de un cuerpo cilíndrico de controlador 360D que
tiene una pared circunferencial que define una entrada 362D y una
salida 364D. Además, el cuerpo 360D define una pared de extremo
366D que tiene un orificio de escape 368D formado en el mismo. Un
elemento de válvula en forma de disco 370D está montado en el eje
372D para rotación dentro del cuerpo de controlador como se ilustra
en la figura 12B. Durante una porción de su rotación, el elemento de
válvula 370D sella el orificio de escape 368D permitiendo que el
agua a presión positiva suministrada a la entrada de controlador
362D sea trasferida mediante la salida 364D al orificio de control
de válvula de dirección 350D. Durante la porción restante de su
rotación, el orificio de escape 368D está abierto, y el agua a
presión positiva procedente de la entrada 362D se expulsa mediante
el orificio 368D de manera que no se aplique presión significativa
al orificio de control 350D. El agua a presión positiva se
suministra a la entrada 362D del tubo 380 acoplado a la salida del
cuerpo de válvula de dirección 382D que comunica directamente con la
entrada de suministro 332D.
En la implementación de la figura 12, la entrada
332D del conjunto de válvula de dirección 304 está conectada a
dicha entrada de suministro a presión positiva 101 representada en
la figura 3. La salida situada hacia adelante 334D del conjunto de
válvula de dirección 304 está conectada a la entrada 332L del
conjunto de válvula de nivel 306. El conjunto de válvula de nivel
306 se implementa esencialmente de forma idéntica al conjunto de
válvula de dirección 304 y define salidas 334L y 336L que
corresponden respectivamente a la salida de limpieza de superficie
del agua 142 y la salida de limpieza de superficie de pared 140 de
la figura 3.
El agua a presión positiva procedente de la
salida 382D también es suministrada a la boquilla de turbina 312 y,
mediante el tubo 384, a la entrada 362L del conjunto controlador de
nivel 310. La salida 364L del conjunto controlador de nivel 310
está conectada al orificio de control 350L del conjunto de válvula
de nivel 306. El conjunto controlador de nivel 310 se implementa
esencialmente de forma idéntica al conjunto controlador de
dirección 308.
La boquilla 312 está colocada para girar la
turbina 314 que gira el eje de accionamiento 386 del tren de
engranajes temporizadores 316 que mueve tanto el engranaje de
salida 388 como el eje de accionamiento de salida 390. El engranaje
388 forma parte de un tren para girar el elemento de válvula de
controlador de dirección 370D. El eje 390 forma parte de un tren
para girar el elemento de válvula de controlador de nivel 370L. Más
específicamente, el eje 390 mueve el tren de engranajes reductores
318 para girar el elemento de válvula de controlador de nivel 370L
a baja velocidad, por ejemplo, una vez por hora, para definir
alternativamente intervalos de treinta minutos para los modos de
limpieza de superficie del agua y superficie de pared.
El engranaje 388 mueve el elemento de válvula de
controlador de dirección 370D mediante un mecanismo de embrague 392
ilustrado en la figura 12A. El mecanismo de embrague 392 desengancha
normalmente el engranaje 388 del eje de controlador de dirección
372D pero engancha periódicamente (por ejemplo, siete segundos
durante cada intervalo de noventa segundos) para girar el eje 372D
y el elemento de válvula de controlador de dirección 370D. El
mecanismo de embrague 392 se implementa mediante un engranaje de
desembrague 393 soportado por un brazo oscilante 394. Un muelle de
tensión 395 actúa normalmente en el brazo oscilante 394 para
desenganchar los engranajes 393 y 388. Sin embargo, el engranaje
388 soporta una excéntrica 396 que, una vez por ciclo, empuja el
seguidor de excéntrica 397 para pivotar el brazo oscilante 394 para
enganchar los engranajes 393 y 388. El engranaje 393 se acopla
mediante el engranaje 398 al engranaje 399 que está montado para
girar el eje de controlador de dirección 372D.
En la operación del aparato de la figura 12A, se
supone inicialmente que el aparato está en su estado quiescente con
la salida situada hacia atrás 336D del conjunto de válvula de
dirección 304 abierta y la salida situada hacia adelante 334D
cerrada y con la salida de limpieza de superficie de pared 336L del
conjunto de válvula de nivel 306 abierta y la salida de limpieza de
superficie del agua 334L cerrada. Cuando se suministre agua a
presión positiva mediante la entrada 101 a la entrada 332D del
conjunto de válvula de dirección 304, se dirigirá a través del tubo
380 a la entrada 362D del conjunto controlador de dirección 308.
También se suministrará agua a presión positiva a la boquilla 312
para mover la turbina 314. Como consecuencia, el tren de engranajes
316 y el tren de engranajes reductores 318 girará el elemento de
válvula de controlador de nivel 370L para sellar periódicamente el
orificio de escape 368L y presurizar periódicamente el orificio de
control 350L del conjunto de válvula de nivel 306. Cuando esté
presurizado, moverá el pistón de montaje 306 contra el muelle 346L
para abrir la salida de limpieza de superficie del agua 334L. Cuando
el orificio de control 350L no esté presurizado, se abrirá el
orificio de limpieza de superficie de pared 336L. Así, el conjunto
de válvula de nivel 306 abrirá alternativamente las salidas 334L y
336L dependiendo de la posición del elemento de válvula de disco
370L del conjunto controlador de nivel 310. En la implementación
supuesta, los modos de limpieza de agua y de superficie de pared se
definirán alternativamente durante períodos aproximadamente iguales
de aproximadamente treinta minutos cada uno. El conjunto de válvula
de dirección 304 abrirá igualmente la salida situada hacia adelante
334D cuando su orificio de control 350D esté presurizado. Cuando el
orificio de control 350D no esté presurizado, se abrirá la salida
situada hacia atrás 336D. La presión del agua suministrada al
orificio de control 350D se determina por la posición del elemento
de válvula de disco 370D dentro del controlador de dirección 308.
En la implementación supuesta, el controlador de dirección 308
define el estado de propulsión hacia adelante durante
aproximadamente noventa segundos y después conmuta el conjunto de
válvula de dirección 304 al estado de retropropulsión durante
aproximadamente siete segundos.
Por la explicación anterior de la figura 12A, se
deberá entender que el muelle 395 actúa normalmente para
desenganchar los engranajes 393 y 388 de manera que el elemento de
válvula de controlador de dirección 370D no sea accionado. Sin
embargo, la excéntrica 396 eleva periódicamente el seguidor de
excéntrica 397 para enganchar los engranajes 393 y 388 para girar
el elemento de válvula 370D para conmutar la válvula de dirección
304 a su estado de retroceso. Ahora se dirige la atención a la
figura 13 que ilustra una implementación alternativa de
distribución de agua que incorpora un sensor de movimiento (152 en
la figura 3) al objeto de detectar cuándo el movimiento hacia
adelante del cuerpo 100 ha disminuido por debajo de un cierto
umbral. Esto se puede producir, por ejemplo, cuando el cuerpo 100
queda atrapado detrás de un obstáculo, tal como la entrada de un
eskimer incorporado. En tal caso, es deseable conmutar
diligentemente la válvula de dirección 128 al estado de retroceso.
Mientras que en la figura 12A el muelle 395 opera para desenganchar
normalmente los engranajes 393 y 388, en la realización de la
figura 13 el muelle 402 está conectado al brazo oscilante 404 para
enganchar normalmente el engranaje 406 y el engranaje de
accionamiento de salida 408. Un sensor de movimiento en forma de
paleta 412 está conectado estructuralmente al brazo oscilante 404.
La paleta 412 está montada de manera que cuando el cuerpo 100 se
esté moviendo a través del agua en una dirección hacia adelante
(413), el flujo relativo de agua actuará para pivotar la paleta en
una dirección hacia la derecha (según se ve en la figura 13) para
superar la acción del muelle 402 para desenganchar los engranajes
406 y 408. Mientras el cuerpo se siga moviendo en dirección hacia
adelante por encima de una velocidad umbral, la paleta 412 vencerá
el muelle 402 para desenganchar los engranajes 406, 408 y el eje de
controlador de dirección 372 no girará. Sin embargo, cuando el
movimiento hacia adelante del cuerpo disminuye por debajo de la
velocidad umbral, la paleta 412 ya no supera la fuerza de muelle
402 y el eje 372 se hace girar para conmutar la válvula de dirección
304 al estado de retroceso.
A pesar de lo anterior, aunque se mantenga el
movimiento hacia adelante del cuerpo, es deseable conmutar
periódicamente la válvula de dirección 304 a su estado de
retroceso. Para ello, el engranaje 408 lleva una excéntrica 414 que
eleva periódicamente el seguidor de excéntrica 415 para forzar el
enganche de los engranajes 406 y 408.
Como se ha observado, se ha supuesto que las
realizaciones de las figuras 12A y 13 definen intervalos
sustancialmente iguales para el modo de limpieza de la superficie
del agua y el modo de limpieza de superficie de pared. La división
relativa entre los modos viene determinada, naturalmente, por la
configuración del elemento de válvula de controlador de nivel 370L.
Como se ilustra, el elemento de válvula 370L define un arco de
aproximadamente 180° y así, durante cada rotación completa del
elemento de válvula 370L, abrirá y cerrará el orificio de escape
368 durante intervalos esencialmente iguales. Si se desea, el
elemento de válvula se podría configurar para definir un arco mayor
o menor de 180° para ampliar uno de los intervalos de modo de
limpieza con relación al otro intervalo de modo de limpieza. Por
ejemplo, para ampliar el intervalo de limpieza de la superficie del
agua, el orificio de escape 368L debe permanecer cerrado más tiempo
que la rotación del elemento de válvula, lo que significa que el
elemento de válvula 370L deberá extenderse un arco superior a
180°.
A veces es deseable permitir que un usuario
mantenga el aparato en el modo de limpieza de la superficie del
agua o el modo de limpieza de superficie de pared durante un período
prolongado. Para ello, el vástago de pistón 340L del conjunto de
válvula 306 se puede configurar de manera que se extienda a través
del extremo cerrado del cuerpo de válvula de control de nivel 330L.
El extremo libre del vástago 340L está conectado a un soporte en
forma de U 416 (figura 13) que tiene patas 416A y 416B. El soporte
416 se mueve con el vástago de pistón 340L entre las dos posiciones
representadas respectivamente en línea continua y de trazos en la
figura 13. Se ha dispuesto un botón de control accionable por el
usuario 417 para girar selectivamente el eje 418, soportando un
brazo perpendicular 419, entre las tres posiciones representadas en
la figura 13 de manera que selectivamente (1) apoye sobre la pata
de soporte 416A para mantener el vástago de pistón 340L en su
posición izquierda que define el modo de limpieza de superficie de
pared, (2) apoye sobre la pata de soporte 416B para mantener el
vástago de pistón 340L en su posición derecha que define el modo de
limpieza de la superficie del agua, o (3) deje libre las patas de
soporte para que el soporte 416 se pueda mover sin interferencia.
El botón de control 417 está provisto preferiblemente de una bola
420 que puede ser empujada por el muelle 421 a un rebaje fijo para
retener selectivamente el botón en cualquiera de las tres
posiciones.
posiciones.
Ahora se dirige la atención a las figuras
14-16 que ilustran el depósito interior de residuos
250 con mayor detalle. El depósito 250 se hace de material de malla
fino 253 enrollado en forma esencialmente cilíndrica con el borde
422A solapando el borde 422B. El material 253 se cose o sella de
otro modo para cerrar el extremo 254. El segundo extremo de bolsa
255 se fija al elemento de bastidor 256 de manera que la posición
del agujero de acceso definido por los bordes de solapamiento 422A,
422B se enchavete en el elemento de bastidor 256. Más en concreto,
el elemento de bastidor 256 define una chaveta sobresaliente 424 que
está configurada para recibir la chaveta 426 junto al agujero de
descarga de vacío 182 para orientar los bordes de solapamiento
422A, 422B hacia arriba. Esta orientación permite recoger lodo en la
bolsa 250 sin que tienda a apoyar y escapar entre los bordes. Sin
embargo, esta configuración todavía permite al usuario quitar
fácilmente el bastidor 256 del agujero de descarga 182 y separar
los bordes 422A, 422B para vaciar los residuos de la bolsa. Se
prevén preferiblemente lengüetas de tracción cortas 430, 432 para
facilitar la separación de los bordes.
Segunda
realización
(Figuras 17A, 17B,
17C)
En la primera realización ilustrada en las
figuras 2-16, el cuerpo más pesado que el agua 100
se eleva y mantiene en la superficie del agua por una fuerza
vertical producida primariamente por la salida de agua del cuerpo
(por ejemplo, salidas 106, 110) en una dirección que tiene una
componente vertical.
En la segunda realización más pesada que el agua
500 ilustrada en las figuras 17A-17C, la fuerza
vertical para mantener el cuerpo a la superficie del agua se
produce en parte modificando selectivamente la característica de
peso/flotabilidad del cuerpo 502. El cuerpo 502 está configurado de
forma parecida al cuerpo 100, pero difiere primariamente en los
aspectos siguientes:
1. La aleta delantera 517 está provista de un
agujero de aire 518, preferiblemente cerca de su borde superior
520, que se abre a la cámara interior 522.
2. Paredes laterales 526L, 526R definen
respectivamente cámaras interiores 528L, 52BR.
3. Se ha previsto una bomba de chorro movida por
agua 530 para expulsar selectivamente agua e impulsar aire a las
cámaras 522, 528L, 528R. La bomba de chorro 530 recibe agua a
presión positiva mediante la entrada 532 para crear una aspiración
en el orificio 534 y una descarga en la salida 536.
4. El tubo 540 se extiende desde el orificio de
aspiración 534 a orificios de drenaje 542L, 542R en el panel
inferior de las cámaras 528L, 528R. El tubo 544 se extiende desde la
parte superior de las cámaras 528L, 528R al orificio de drenaje 546
en el panel inferior de la cámara delantera 522.
5. Se puede suprimir los chorros de eskimer
110.
En el modo de limpieza de superficie de pared,
el cuerpo 502 (figuras 17A-17C) operará
esencialmente de la misma manera que el cuerpo 100 (figuras
2-16). Sin embargo, en el modo de limpieza de la
superficie del agua, la válvula de nivel 550 (figura 17C)
suministrará agua a presión positiva a la entrada 532 de la bomba
530 para aspirar agua de las cámaras 522, 528L 528R, mediante el
tubo 540, 544, mientras el cuerpo es elevado simultáneamente por la
salida de agua del chorro de empuje hacia adelante/elevación 554.
Después de que el cuerpo suba suficientemente para poner el agujero
de aire 518 por encima de la superficie del agua, la bomba 530
impulsará aire a través del agujero 518 para llenar las cámaras 522,
528L, 528R. Sustituyendo el agua de las cámaras 522, 528L, 528R por
aire, la característica de peso/flotabilidad del cuerpo 502 se
modifica para elevar primero y estabilizar después el cuerpo 502
cerca de la superficie del agua con la cubierta 560 justo por
debajo de la superficie del agua para acción de limpieza efectiva.
Cuando la válvula de nivel 550 conmuta después al modo de limpieza
de superficie de pared, termina el flujo de agua a presión positiva
a la entrada 532 de la bomba, permitiendo que el agua de la piscina
fluya en contraflujo a la bomba de chorro 530 para llenar las
cámaras 522, 528L, 528R con agua, y expulsar aire por el agujero
518, haciendo así que el cuerpo 500 descienda a la superficie de
pared inferior.
Los chorros de eskimer 110 de la primera
realización se pueden suprimir de la realización 500. Las otras
salidas de agua (es decir, el chorro de empuje hacia adelante 564,
el chorro de empuje hacia atrás (retroceso) Jet 568, el chorro de
retención de residuos 570, y la boquilla de bomba de chorro de vacío
572) funcionan en el cuerpo 502 esencialmente de la misma manera
que en el cuerpo 100 antes descrito.
Tercera
realización
(Figuras 18A, 18B,
18C)
Ahora se dirige la atención a las figuras
18A-18C que ilustran una tercera realización 600
incluyendo un cuerpo más pesado que el agua 602. Como se verá, la
realización 600 difiere de la primera realización ilustrada en las
figuras 2-16 en que la fuerza vertical necesaria
para elevar el cuerpo 602 a la superficie del agua y mantenerlo en
la superficie del agua se produce primariamente modificando
selectivamente la característica de peso/flotabilidad del cuerpo
602 en vez de directamente por una salida de agua. El cuerpo 602
está configurado de forma parecida al cuerpo 100, pero difiere
primariamente en los aspectos siguientes:
1. Paredes laterales 620L, 620R definen cerca de
sus superficies superiores, respectivamente, agujeros de aire 624L,
624R que se abren a cámaras interiores centrales 626L, 626R. Las
cámaras 626L, 626R definen, respectivamente, orificios de drenaje
628L, 628R que se abren a través del panel inferior 629.
2. Se ha previsto una bomba de chorro movida por
agua 632 que tiene una entrada de suministro 634, un orificio de
aspiración 635, y una salida de descarga 636. El orificio de
aspiración 635 está acoplado a orificios de drenaje 628L, 628R.
Cuando se suministra agua a presión positiva a la entrada de bomba
634 desde la válvula de nivel 638 (figura 18C) en el modo de
limpieza de la superficie del agua, se crea una aspiración en el
orificio 635 para aspirar agua de las cámaras 626L, 626R. Cuando la
válvula 638 conmuta al modo de limpieza de superficie de pared,
termina el suministro a presión positiva a la entrada 634 y fluye
agua de la masa hacia atrás a través de la bomba 632 para llenar
las cámaras centrales 626L, 626R mediante los orificios de drenaje
628L, 628R.
3. La aleta delantera 640 define una cámara
delantera interior 642 que tiene un orificio de drenaje 644 en el
panel inferior 645.
4. Se ha previsto una bomba de chorro movida por
agua 648 que tiene una entrada de suministro 650, un orificio de
aspiración 651 y una salida de descarga 652. Cuando se suministra
agua a presión positiva a la bomba de chorro 648 desde la válvula
de nivel 638 (figura 18C) en el modo de limpieza de la superficie
del agua, se crea una aspiración en el orificio 651 para aspirar
agua de la cámara 642. Cuando termina el suministro a la entrada
650, fluye agua de la masa hacia atrás a través de la bomba 648 para
llenar la cámara delantera 642 mediante el orificio de drenaje
644.
5. Se han formado cámaras interiores traseras
660L, 660R respectivamente hacia atrás de las cámaras centrales
626L, 626R por la pared divisoria 662. Las cámaras 660L, 660R se
abren mediante orificios 664L, 644R y el tubo 666 a una bolsa
flácida 668 contenida físicamente dentro de la cámara delantera 642.
Las cámaras 660L, 660R se llenan de aire a presión atmosférica
(antes de la instalación), mediante un tapón extraíble 670.
6. Los chorros de eskimer 110 y el chorro de
empuje hacia adelante/elevación 106 de la primera realización se
pueden suprimir de la realización 600 de las figuras
18A-18C. Obsérvese en la figura 18C que el chorro
de empuje 672 se suministra desde la salida situada hacia adelante
674 de la válvula de dirección 676, en vez de desde la válvula de
nivel 638.
Al operar en el modo de limpieza de superficie
de pared, la cámara delantera 642 y las cámaras centrales 626L,
626R se llenarán de agua, primariamente mediante contraflujo a
través de las bombas 648, 632, y la bolsa flácida 668 será
aplastada por el agua en la cámara 642. Cuando la operación se
conmuta al modo de limpieza de la superficie del agua por la
válvula de nivel 638, la bomba de chorro 648 expulsa agua de la
cámara delantera 642 para permitir que la bolsa 668 se infle con
aire suministrado desde las cámaras traseras 660L, 660R. Esta
acción llena la cámara 642 con aire (a una presión inferior a la
atmosférica) permitiendo que el cuerpo 602 flote en la superficie
del agua y elevando los agujeros de aire 624L, 624R por encima de la
superficie del agua. Con los agujeros 624L, 624R por encima de la
superficie del agua, la bomba de chorro 632 saca agua de las
cámaras centrales 626L, 626R y las llena con aire, proporcionando
por ello una flotabilidad adicional para elevar y estabilizar el
cuerpo 602 y colocar la cubierta 678 justo por debajo de la
superficie del agua para una acción de limpieza efectiva.
Cuando la válvula 638 conmuta de nuevo al modo
de limpieza de superficie de pared, termina el suministro de agua a
presión positiva a las entradas de bomba 634 y 650 permitiendo que
el agua de la masa fluya en contraflujo mediante bombas de chorro
632, 648 a las cámaras centrales 626L, 626R y la cámara delantera
642. Como consecuencia, la bolsa 668 se aplasta empujando de nuevo
el aire de su interior a las cámaras traseras 660L, 660R mientras
que el aire en las cámaras centrales 626L, 626R sale por los
agujeros de aire 624L, 624R cuando el agua de la masa llena las
cámaras centrales. Como consecuencia, el cuerpo 602 descenderá a la
superficie de pared inferior.
Los chorros de eskimer 110 y el chorro de empuje
hacia adelante/elevación 106 de la primera realización se pueden
suprimir de la realización 600. Las otras salidas de agua (es decir,
el chorro de empuje hacia adelante, el chorro de empuje hacia atrás
(retroceso), y la boquilla de bomba de chorro de vacío) funcionarán
esencialmente en el cuerpo 602 de la misma forma que en el cuerpo
100 antes descrito. Obsérvese que el chorro de empuje 672, a causa
de su colocación en la salida situada hacia adelante 674 de la
válvula de dirección 676 (figura 18C), opera para realizar
propulsión hacia adelante en ambos modos de limpieza.
\newpage
Cuarta
realización
(Figuras 19A, 19B,
19C)
Ahora se dirige la atención a las figuras
19A-19C que ilustran una cuarta realización 700
incluyendo un cuerpo 702. Mientras que las tres primeras
realizaciones descritas hasta ahora eran más pesadas que el agua en
la medida en que se hunden en un estado quiescente o de reposo y
suben a la superficie del agua en un estado activo, el cuerpo 702
se puede considerar más ligero que el agua en la medida en que flota
en su estado quiescente y se hace descender en un estado activo.
Como se describirá después, el cuerpo 702 se hace descender en el
modo de limpieza de superficie de pared primariamente modificando
selectivamente su característica de peso/flotabilidad. El cuerpo
702 está configurado de forma parecida al cuerpo 100 pero difiere
primariamente en los aspectos siguientes:
1. Las paredes laterales 720L definen una cámara
interior trasera 726L y una cámara central 728L. Igualmente, la
pared lateral 720R define cámaras trasera y central 726R, 728R.
2. La aleta delantera 740 define una cámara
delantera interior 742.
3. Las cámaras centrales 728L, 728R y la cámara
de aleta delantera 742 contienen respectivamente bolsas flácidas
744L, 744R, y 746.
4. Se ha previsto un tubo de aire 748 que se
abre a las cámaras traseras 726L, 726R en 750L, 750R y a las bolsas
flácidas 744L, 744R y 746 en 752L, 752R y 754. Las cámaras traseras
726L, 726R y las bolsas flácidas 744L, 744R y 746 se llenan de aire
a presión atmosférica (antes de la instalación) mediante tapones
extraíbles 760.
5. Se ha previsto un tubo 764 para suministrar
selectivamente agua a presión positiva a las cámaras centrales
728L, 728R mediante las salidas 766L, 766R y a la cámara de aleta
delantera 742 mediante la salida 768.
6. Los chorros de eskimer 110 y el chorro de
empuje hacia adelante/elevación 106 de la primera realización se
pueden suprimir de la realización 700 de las figuras
19A-19C.
En la operación en el modo de limpieza de la
superficie del agua, las cámaras traseras 726L, 726R y las bolsas
flácidas 744L, 744R y 746 se llenarán de aire a presión atmosférica
para producir una flotabilidad neta que hace flotar el cuerpo en la
superficie del agua. Cuando la operación se conmuta al modo de
limpieza de superficie de pared por la válvula 770 (figura 19C),
suministrará agua a presión a través del tubo de llenado de agua
764 a las salidas 766L, 766R y 768. Esta acción aplastará las bolsas
flácidas 744L, 744R, y 746 y empujará el aire a través del tubo de
aire 748 a las cámaras traseras 726L, 726R a una presión superior a
la atmosférica.
Cuando la válvula 770 (figura 19C) conmuta de
nuevo al modo de limpieza de la superficie del agua, se termina la
presión positiva del agua suministrada al tubo 764, lo que permite
que el aire comprimido en las cámaras traseras 726L, 726R se
expanda para llenar las bolsas 744L, 744R y 746, modificando así la
característica de peso/flotabilidad del cuerpo para permitir que
flote en la superficie del agua.
Las salidas de agua (es decir, el chorro de
empuje hacia atrás (retroceso), y la boquilla de bomba de chorro de
vacío) funcionan en el cuerpo 702 esencialmente de la misma forma
que en el cuerpo 100 antes descrito. Sin embargo, el chorro de
empuje hacia adelante 772 se suministra directamente desde la salida
situada hacia adelante 774 (figura 19C) de la válvula de dirección
776 (figura 19C) de manera que opere en ambos modos de limpieza
para proporcionar propulsión hacia adelante.
Cada uno de los sistemas de distribución de agua
de las figuras 17C, 18C, y 19C se puede implementar sustancialmente
como se representa en las figuras 12A o 13. Ahora se dirige la
atención a las figuras 20 y 21 que ilustran respectivamente
implementaciones alternativas a las representadas en las figuras 12
y 13.
Más en concreto, la figura 20 ilustra una
implementación del sistema de distribución de agua 800 compuesta
básicamente por:
- a. Conjunto de válvula de dirección
- 802
- c. Conjunto de válvula de nivel
- 804
- c. Controlador de dirección
- 806
- d. Controlador de nivel
- 808
e. Conjunto temporizador de controlador de nivel
810 compuesto primariamente por boquilla 812, turbina 814, tren de
engranajes temporizadores 816, eje de salida 818, y disco
temporizador 820.
f. Conjunto temporizador de controlador de
dirección 830 compuesto primariamente por boquilla 832, turbina
834, tren de engranajes temporizadores 836, eje de salida 838, y
disco temporizador 840.
El conjunto de válvula de dirección 802 y el
conjunto de válvula de nivel 804 pueden ser sustancialmente
idénticos a los elementos correspondientes explicados en unión con
la figura 12A. Más en concreto, el conjunto de válvula de dirección
802 consta de un cuerpo cilíndrico 850 que define una entrada de
suministro 852, una salida situada hacia adelante 854, una salida
situada hacia atrás 856, un orificio de control 858, y una salida de
agua a presión 860. El muelle 862 empuja el elemento de válvula 864
al estado de retroceso, es decir, con la salida situada hacia
adelante 854 cerrada y la salida situada hacia atrás 856 abierta.
Cuando se suministra presión positiva del agua al orificio de
control 858, el elemento de válvula 864 se mueve hacia abajo para
definir el estado de avance, es decir, con la salida situada hacia
adelante 854 abierta y la salida situada hacia atrás 856
cerrada.
El conjunto de válvula de nivel 804 está
compuesto igualmente por un cuerpo cilíndrico 870 que define una
entrada de suministro 872, una salida de superficie de pared 874,
una salida de superficie del agua 876, y un orificio de control
878. El muelle 880 empuja el elemento de válvula 882 al modo de
limpieza de la superficie del agua, es decir, con la salida de
superficie de pared 874 cerrada y la salida de superficie del agua
876 abierta. Cuando se suministra presión positiva del agua al
orificio de control 878, el elemento de válvula 882 se desplaza
para definir el modo de superficie de pared con la salida de
superficie del agua 876 cerrada y la salida de superficie de pared
874 abierta.
El controlador de dirección 806 y el controlador
de nivel 808 son sustancialmente idénticos a los elementos
correspondientes explicados en unión con la figura 12A. El
controlador de dirección 806 consta de un cuerpo cilíndrico 888 que
tiene una pared periférica 890 y una pared de extremo 892. La pared
periférica 890 define una entrada 894 y una salida 896. La pared de
extremo 892 define un orificio de escape 898. Un elemento de
válvula en forma de disco 900 está montado en dicho eje de salida
838 para rotación en el cuerpo 888. Durante una porción de su
rotación, el elemento de válvula 900 sella el orificio de escape 898
permitiendo que la presión positiva aplicada a la entrada 894 se
transfiera mediante la salida 896 y el tubo 902 al orificio de
control de válvula de dirección 858. Durante la porción restante de
su rotación, el orificio de escape 898 está abierto y el agua a
presión positiva de entrada 894 se expulsa mediante el orificio 898
de manera que no se aplique presión significativa al orificio de
control 858. Se suministra agua a presión positiva a la entrada 894
mediante el tubo 906 acoplado a la salida de agua a presión
860.
860.
El controlador de nivel 808 también incluye un
cuerpo cilíndrico 908 que tiene una pared periférica 910 y una
pared de extremo 912. La pared periférica 910 define una entrada 914
y una salida 916. La pared de extremo define un orificio de escape
918. Un elemento de válvula en forma de disco 920 está montado en
dicho eje de salida 818 para rotación en el cuerpo de controlador
de nivel 908. Durante una porción de su rotación, el elemento de
válvula 920 sella el orificio de escape 918 permitiendo que la
presión positiva aplicada a la entrada 914 sea transferida mediante
la salida 916 al orificio de control de válvula de nivel 878.
Durante la porción restante de su rotación, el orificio de escape
918 está abierto y el agua a presión positiva de entrada 914 se
expulsa mediante el orificio 918 de manera que no se aplique presión
significativa al orificio de control 878. Se suministra agua a
presión positiva a la entrada 910 mediante dicho tubo 906.
El tubo 906 también suministra agua a presión
positiva a las boquillas 812 y 832 para girar respectivamente las
turbinas 814 y 834. La turbina 814 está montada en el eje 924 y
mueve el tren de engranajes 816 para mover el eje de salida 818.
Además, el tren de engranajes 816 mueve el disco temporizador 820.
Igualmente, la turbina 834 mueve el eje 930 que mediante el tren de
engranajes 836 mueve el eje de salida 838. El tren de engranajes
836 también mueve el disco temporizador 840.
Como se puede ver en la figura 20, los discos
temporizadores 820 y 840 se montan yuxtapuestos en el mismo plano.
Una barra de retención 950 montada para movimiento articulado
alrededor del pasador 952 entre una posición retenida y no retenida
se extiende a través de las caras de los discos 820 y 840. El muelle
954 empuja normalmente la barra de retención 950 hacia la posición
retenida próxima a las caras de los discos 820 y 840. El disco 820
lleva una o varias excéntricas elevadoras 960 en su cara. La
excéntrica elevadora 960 tiene preferiblemente en su borde
delantero 962 una rampa configurada para enganchar el elemento de
retención 964 para levantar la barra de retención 950 a su posición
no retenida cuando el disco 820 gira en la dirección de la flecha
966.
El disco 840 lleva uno o varios elementos de
tope 970 en su cara, configurado cada uno para enganchar el elemento
de retención 964 para detener la rotación del disco 840 y el eje de
salida 838 en su estado de avance cuando la barra de retención 950
está en su posición retenida. El elemento de tope 970 está orientado
con relación al elemento de válvula 900 de tal manera que su
enganche contra el elemento de retención 964 actúe para mantener el
controlador de dirección 806 y la válvula de dirección 802 en el
estado de avance. Periódicamente, cuando la excéntrica elevadora
960 en el disco 820 eleva la barra de retención 950 a su posición no
retenida, el elemento de tope 970 pasa por el elemento de retención
964 permitiendo que el disco 840 y el elemento de válvula 900 giren
sustancialmente 360° pasando por el estado hacia atrás o de
retroceso y volviendo al estado de avance. En algún punto de su
ciclo, el elemento de tope 970 engancha de nuevo el elemento de
retención 964 parando así el controlador de dirección 806 en el
estado de
avance.
avance.
Así, para resumir la operación de la figura 20,
la rotación de la turbina 814 mueve el tren de engranajes 816 para
hacer que el controlador de nivel 808 defina alternativamente los
modos de limpieza de superficie de pared y superficie del agua.
Cuando el tren de engranajes 816 gira, la excéntrica elevadora 960
eleva periódicamente la barra de retención 950 a su posición no
retenida permitiendo que el elemento de tope 970 del disco 840
(movida por la turbina 834) pase por el elemento de retención 964
para ciclar al estado de retroceso. Aunque la figura 20 ilustra una
sola excéntrica elevadora colocada fijamente 960 y un solo elemento
de tope colocado fijamente 970 en la cara de los discos 820 y 840
respectivamente, se señala que se podría lograr una configuración
de temporización más compleja y detallada si se desea utilizando
múltiples excéntricas elevadoras y/o elementos de tope, y/o
montándolos de manera que se puedan variar sus posiciones
respectivas en los discos.
Ahora se dirige la atención a la figura 21 que
ilustra un sistema de distribución de agua 972 parecido al
ilustrado en la figura 20 pero modificado para detectar cuándo el
movimiento hacia adelante del cuerpo limpiador disminuye por debajo
de un cierto umbral. Esto se puede producir, por ejemplo, cuando el
cuerpo queda atrapado por un obstáculo, tal como la entrada a un
eskimer de piscina incorporado. En tal caso, generalmente es
deseable ciclar diligentemente el controlador de dirección 806 al
estado de retroceso para liberar el cuerpo limpiador. Para
introducir esta capacidad, el sistema de la figura 21 difiere de la
figura 20 en que la barra de retención 950 ya no es empujada por
muelle a la posición retenida. Más bien, una paleta 974 está montada
en el extremo libre de la barra de retención 950 y orientada de tal
manera que el movimiento hacia adelante del cuerpo limpiador por el
agua pivote la barra 950 alrededor del pasador 952 hacia los discos
820, 840, es decir, la posición retenida. Mientras el movimiento
hacia adelante del cuerpo limpiador permanezca por encima de un
cierto umbral suficiente para presionar el elemento de retención
964 con fuerza suficiente para evitar el movimiento del elemento de
tope 970 por el elemento de retención 964, el controlador de
dirección 806 permanecerá en su estado de avance (a excepción de la
interrupción periódica por la excéntrica elevadora 960, por ejemplo,
una vez cada cinco minutos). Sin embargo, si el movimiento hacia
adelante del cuerpo limpiador disminuye por debajo del umbral, el
borde delantero en rampa del elemento de tope 970_{1} levantará la
barra 950 y pasará por el elemento de retención 964 cuando el disco
840 y el eje de salida 838 puedan girar. Si el disco 840 lleva
solamente un solo elemento de tope 970, esta acción inicia
inmediatamente el ciclo del elemento de válvula 900 mediante el
estado de retroceso y después al estado de avance. Sin embargo, la
figura 21 ilustra múltiples elementos de tope espaciados 970_{1},
970_{2}, 970_{3} que funcionan para introducir esencialmente un
retardo de tiempo en el estado de avance antes de que se lance el
ciclo del elemento de válvula 900. Así, si en el intervalo después
de que el primer elemento de tope 970 pasa por elemento de retención
964, y antes de que un elemento de tope siguiente, es decir,
970_{2} o 970_{3} pase por el elemento de retención 964, el
cuerpo limpiador se libera y reanuda su movimiento hacia adelante,
el inicio del elemento de tope siguiente enganchará el elemento de
retención 964 para detener el movimiento del eje de salida 838 y
diferir la rotación del elemento de válvula 900 al estado de
retroceso.
Por lo anterior se deberá apreciar ahora que se
ha descrito aquí un método y aparato sensibles a una fuente de agua
a presión positiva para limpiar la superficie interior de una pared
de contención de una masa de agua y la superficie superior de una
masa de agua contenida. El aparato según la invención incluye un
cuerpo limpiador esencialmente unitario y un subsistema de control
de nivel para mover selectivamente el cuerpo a una posición próxima
a la superficie de la masa de agua para limpieza de la superficie
del agua o próxima a la superficie interior de la pared de
contención para limpiar la superficie de pared.
La invención se puede realizar en un cuerpo
limpiador que tiene una característica de peso/flotabilidad para
hacer que descanse normalmente (1) cerca del fondo de la piscina
junto a la superficie de pared (es decir, más pesado que el agua) o
(2) cerca de la superficie del agua (es decir, más ligero que el
agua). Con el cuerpo más pesado que el agua, el subsistema de
control de nivel en un estado activo produce una componente de
fuerza vertical para levantar el cuerpo a cerca de la superficie
del agua para operación en un modo de limpieza de la superficie del
agua. Con el cuerpo más ligero que el agua, el subsistema de control
de nivel en un estado activo produce una componente de fuerza
vertical para hacer que el cuerpo descienda a la superficie de pared
para operación en el modo de limpieza de superficie de pared. El
subsistema de control de nivel puede producir la componente de
fuerza vertical deseada descargando una salida de agua dirigida
apropiadamente del cuerpo, y/o modificando la característica de
peso/flotabilidad del cuerpo.
Claims (23)
1. Aparato configurado para ser movido por una
fuente de agua a presión positiva (10) para limpiar la superficie
interior (8) de una pared de contención y la superficie superior (7)
de una masa de agua (1) que contiene, incluyendo dicho aparato:
un cuerpo unitario (6) configurado para
inmersión en dicha masa de agua (1);
medios (9) para suministrar un flujo de agua a
presión positiva a dicho cuerpo desde dicha fuente (10);
un subsistema de control de nivel (124, 138)
sensible a dicho flujo de agua para producir una fuerza vertical
para poner selectivamente dicho cuerpo (1) en un primer modo próximo
a dicha superficie de agua (7) o (2) en un segundo modo próximo a
dicha superficie de pared (8) debajo de dicha superficie de
agua;
al menos una entrada de agua de la masa (218,
109) en dicho cuerpo;
un subsistema de control de propulsión (126,
128) sensible a dicho flujo de agua para mover selectivamente dicho
cuerpo (1) a lo largo de un recorrido junto a dicha superficie de
agua (7) para recoger agua de la masa mediante dicha entrada (218)
desde junto a dicha superficie de agua o (2) a lo largo de un
recorrido junto a dicha superficie de pared (8) para recoger agua
de la masa mediante dicha entrada (109) de junto a dicha superficie
de pared; y
un depósito de residuos (111) soportado por
dicho cuerpo para recoger residuos de agua de la masa recogidos a
través de dicha entrada de agua (218, 109).
2. El aparato de la reivindicación 1, donde
dicho cuerpo (6) tiene una característica de peso/flotabilidad
empujada para hacer que dicho cuerpo descanse normalmente cerca de
dicha superficie de pared interior (8); y donde
dicho subsistema de control de nivel define
selectivamente un estado activo para producir una componente de
fuerza vertical para levantar dicho cuerpo a cerca de dicha
superficie de agua.
3. El aparato de la reivindicación 2, donde
dicho subsistema de control de nivel (124, 138) en dicho estado
activo descarga una salida de agua (106) de dicho cuerpo en una
dirección para producir una fuerza verticalmente ascendente en
dicho cuerpo para levantar dicho cuerpo a dicha superficie de
agua.
4. El aparato de la reivindicación 2, donde
dicho subsistema de control de nivel (124, 138) en dicho estado
activo produce un flujo de agua (530) para modificar dicha
característica de peso/flotabilidad para levantar dicho cuerpo a
dicha superficie de agua.
5. El aparato de la reivindicación 1, donde
dicho cuerpo tiene una característica de peso/flotabilidad empujada
para hacer que dicho cuerpo descanse normalmente cerca de dicha
superficie de agua; y
donde dicho subsistema de control de nivel (124,
138) define selectivamente un estado activo para producir una
componente de fuerza vertical para sujetar dicho cuerpo cerca de
dicha superficie de pared.
6. El aparato de la reivindicación 1, donde
dicho subsistema de control de propulsión (124, 138) puede operar
para producir una fuerza en dicho cuerpo para mover dicho cuerpo a
lo largo de (1) un recorrido superficial próximo a dicha superficie
de la masa de agua (7) o (2) un recorrido sumergido junto a dicha
superficie de pared interior (8).
7. El aparato de la reivindicación 1, donde
dicho depósito de residuos (111) incluye una bolsa (231) hecha de
material de malla y que tiene una boca abierta (218) montada
extraiblemente junto a dicho orificio de descarga.
8. El aparato de la reivindicación 1, donde
dicho subsistema de control de propulsión incluye un controlador de
dirección (126) para definir selectivamente un primer estado para
producir una fuerza en dicho cuerpo para mover dicho cuerpo en una
primera dirección y un segundo estado para producir una fuerza en
dicho cuerpo para mover dicho cuerpo en una segunda dirección.
9. El aparato de la reivindicación 8, incluyendo
además un dispositivo temporizador (122) acoplado a dicho
controlador de dirección para hacer periódicamente que defina dichos
estados primero y segundo.
10. El aparato de la reivindicación 8,
incluyendo además un sensor de movimiento (152) sensible al
movimiento hacia adelante de dicho cuerpo que se disminuye por
debajo de un cierto umbral para hacer que dicho controlador de
dirección defina dicho segundo estado.
11. El aparato de la reivindicación 1,
incluyendo además un dispositivo temporizador (122) para hacer
alternativamente que dicho subsistema de control de nivel defina
dichos modos primero y segundo.
\newpage
12. El aparato de la reivindicación 1,
incluyendo además un control de usuario (146) operable para mantener
selectivamente dicho subsistema de control de nivel en dicho primer
o dicho segundo modo.
13. El aparato de la reivindicación 1, donde
dicho cuerpo define una superficie hidrodinámica (242) para cooperar
con dicha agua de la masa para producir una fuerza en dicho cuerpo
sustancialmente perpendicular a la dirección del movimiento del
cuerpo a través de dicha masa de agua.
14. El aparato de la reivindicación 1, donde
dicho cuerpo define además un orificio de entrada de superficie de
pared (189); y
un recorrido de agua (180) que se extiende desde
dicho orificio de entrada de superficie de pared a dicho depósito
de residuos.
15. El aparato de la reivindicación 14, donde
dicho depósito de residuos (111) incluye una primera porción que
define una primera malla (231) para pasar agua de la masa desde
dicho orificio de entrada de superficie de agua y una segunda
porción (250) que tiene una malla más fina que dicha primera malla
para pasar agua de la masa desde dicho orificio de entrada de
superficie de pared.
16. El aparato de la reivindicación 1, donde
dicha fuente de agua a presión positiva incluye un conjunto de
motor/bomba eléctrico (10) que define una salida de presión; y
una manguera de suministro flexible alargada (9)
que acopla dicha salida de presión a dicho cuerpo unitario.
17. El aparato de la reivindicación 16,
incluyendo además un temporizador (120) para activar periódicamente
dicho conjunto de motor/bomba.
18. El aparato de la reivindicación 16, donde
dicha manguera de suministro (9) está configurada para hacer que
una porción de su longitud descanse normalmente contra dicha
superficie de pared interior (8).
19. El aparato de la reivindicación 16,
incluyendo un regulador de presión/flujo acoplado a dicha salida de
presión.
20. El aparato de la reivindicación 1, donde
dicho cuerpo unitario define una salida de manguera de
barrido
(114); y
(114); y
una manguera de barrido flexible (9) acoplada a
dicha salida de manguera de barrido y sensible al agua suministrada
desde ella para batir dicha superficie de pared interior.
21. El aparato de la reivindicación 1, donde
dicho cuerpo unitario define una porción superior (154T) y una
porción inferior (154B);
al menos una rueda de soporte (170); y
medios que soportan dicha rueda de soporte en
dicho cuerpo cerca de dicha porción inferior para rotación alrededor
de un eje orientado de forma sustancialmente horizontal.
22. El aparato de la reivindicación 1, donde
dicho cuerpo unitario define una porción superior (154T) y una
porción inferior (154B);
al menos una rueda de guía (176); y
medios para montar dicha rueda de guía en dicho
cuerpo para rotación alrededor de un eje orientado de forma
sustancialmente vertical para enganchar una porción vertical de
dicha superficie de pared.
23. Un método de limpiar tanto la superficie de
pared interior de un contenedor abierto como la superficie de agua
de una masa de agua que contiene, incluyendo dicho método:
colocar un cuerpo unitario (6) en dicha masa de
agua (1);
suministrar un flujo de agua a presión positiva
(10) a dicho cuerpo para producir en él una fuerza vertical (124,
138) para mover selectivamente dicho cuerpo a un primer nivel
próximo a dicha superficie de agua (7) o un segundo nivel próximo a
dicha superficie de pared (8) debajo de dicha superficie de
agua;
empujar dicho cuerpo contra dicha superficie de
pared (8) cuando dicho cuerpo está cerca de dicha superficie de
pared;
soportar dicho cuerpo cerca de dicha superficie
de agua (7) cuando dicho cuerpo está cerca de dicha superficie de
agua; y
suministrar un flujo de agua a presión positiva
(10) a dicho cuerpo para impulsar (126, 128) dicho cuerpo a lo
largo de (1) un recorrido junto a dicha superficie de agua para
recoger agua de la masa de junto a dicha superficie de agua cuando
dicho cuerpo está en dicho primer nivel o (2) un recorrido junto a
dicha superficie de pared para recoger agua de la masa de junto a
dicha superficie de pared cuando dicho cuerpo está a dicho segundo
nivel; y
quitar residuos (111) de dicha agua recogida de
la masa.
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