ES2996847T3 - Buoyant automatic cleaners - Google Patents

Abstract

Se describen en detalle los limpiadores móviles autónomos para recipientes que contienen agua, como piscinas y spas. Los limpiadores son especialmente útiles para la limpieza de spas, aunque también pueden funcionar adecuadamente en conexión con otros recipientes determinados. Pueden estar diseñados y construidos en particular para evitar un centrado elevado, de modo que no se atasquen al encontrar obstáculos dentro de los spas u otros recipientes. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Limpiadores automáticos flotantes

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un limpiador automático según la reivindicación 1 y, en general, se refiere a limpiadores móviles autónomos para recipientes que contienen agua, tales como piscinas de natación y spas, y más particularmente, aunque no necesariamente de manera exclusiva, a limpiadores flotantes de recipientes que tienen geometrías interiores complejas, tales como spas.

Antecedentes de la invención

Existen numerosos limpiadores automáticos de piscinas. Típicamente, estos limpiadores se desplazan a lo largo de las superficies inferiores (suelos) de piscinas, aspirando el agua cargada de residuos a través de filtros que capturan los residuos. Algunos limpiadores también están configurados para trepar por las superficies laterales (paredes) de las piscinas en un esfuerzo por capturar materia en partículas, o bien adherida a las paredes o bien suspendida en el agua de la piscina adyacente a las paredes. Debido a que están destinados a limpiar los suelos de las piscinas y permanecer sumergidos parcial o totalmente en el agua mientras que están en uso, estos limpiadores están diseñados y lastrados de manera que no sean flotantes en el agua. Esto es especialmente cierto en el caso de los limpiadores de piscinas alimentados de manera eléctrica, cuyos motores, bombas y (en algunos casos) baterías a bordo tienen un peso considerable. No obstante, tales limpiadores son difíciles de recuperar de los suelos de las piscinas cuando sus baterías se descargan, y pueden requerir mecanismos mecánicos o eléctricos adicionales para maniobrar cuando su movimiento se ve impedido, por ejemplo, por geometrías complejas dentro de las piscinas. La patente de EE. UU. N° 4.154.680 de Sommer describe uno de tales limpiadores de piscinas alimentados de manera eléctrica. En un esfuerzo por facilitar su recuperación de una piscina, el limpiador incluye “celdas de inmersión” montadas en su chasis con propósitos de elevar y bajar el chasis en la piscina. Unida a las celdas de inmersión está una manguera de aire alargada que se extiende hacia arriba “más allá de la superficie del agua”. Véase Sommer, col. 2, 11.40-47. Se usa una bomba bidireccional a bordo para inundar las celdas de inmersión con agua para asegurar que el limpiador se sumerja en el agua de la piscina con propósitos de limpieza. El cambio de dirección de rotación “hace que las celdas de inmersión se llenen de aire y el [limpiador] suba a la superficie” de la piscina para su recuperación. Véase id., col. 3, 11.28-39 (número omitido).

Los limpiadores automáticos existentes carecen de cualquier flotabilidad natural en sus cuerpos o chasis. Si un limpiador estuviera hecho con flotabilidad positiva, no se necesitarían celdas de inmersión ni una manguera de aire alargada para elevar el limpiador a la superficie del agua. En su lugar, el limpiador flotaría de manera natural hacia la superficie, a menos y hasta que se sometiera a una fuerza descendente suficiente para contrarrestar la flotabilidad. La solicitud de patente europea N° 1980687 de Hui detalla otro limpiador de piscinas alimentado de manera eléctrica con flotabilidad negativa. También consistente con los diseños convencionales, la superficie inferior del limpiador de la solicitud de Hui es plana, formando un plano paralelo a la superficie de la piscina a ser limpiada. Véase Hui, col. 4, 11. 41-44. Además, la superficie inferior plana está situada “cerca del suelo de la piscina de natación” para mejorar la entrada de agua en el limpiador. Esta combinación de superficie inferior plana tanto paralela a, como situada cerca de, la superficie a ser limpiada somete al limpiador de la solicitud de Hui al riesgo de llegar a quedar atascado (por ejemplo, centrado elevado) cuando el limpiador encuentra obstáculos que sobresalen hacia arriba de la superficie. Este riesgo de centrado elevado aumenta aún más por el hecho de que el agua se saca del limpiador en una dirección perpendicular a la superficie a ser limpiada, por lo tanto sin proporcionar una fuerza motriz de avance. El documento WO 01/36335 A1 describe un limpiador automático que comprende un cuerpo que comprende una entrada y una salida y medios para mover el cuerpo a lo largo de una superficie de un recipiente de piscina de agua. Limpiadores de piscinas adicionales según el estado de la técnica se describen en los documentos WO2006/014746A1, US2016/060887A1, EP2290172A2 y WO99/34077A1.

Compendio de la invención

La presente invención busca resolver estos y otros problemas asociados con los limpiadores automáticos convencionales. También intenta proporcionar limpiadores automáticos muy adaptados para limpiar spas y otros recipientes que contienen agua generalmente más pequeños que tienen geometrías interiores complejas. Los dispositivos de limpieza autónomos consistentes con la presente invención incluyen, de este modo, numerosos rasgos que no están presentes en los limpiadores de piscinas automáticos existentes.

Los presentes limpiadores innovadores tienen flotabilidad positiva. Por consiguiente, son capaces de flotar de manera natural en la superficie del agua cuando no están sometidos a fuerzas compensatorias. El limpiador incluye un motor y, posiblemente, una bomba asociada, así como una batería para alimentar el motor.

Por lo tanto, en uso, la operación del motor crearía una fuerza descendente que contrarrestaría la flotabilidad positiva del limpiador. Esto haría que el limpiador permaneciera sumergido dentro de un recipiente para realizar sus funciones de limpieza de formas convencionales. No obstante, cuando la batería se descarga, la operación del motor cesará y el limpiador flotará hacia la superficie del recipiente para su recuperación. De manera similar, si el limpiador está programado o configurado para que no absorba energía del motor en un momento particular (por ejemplo, al final de un ciclo de limpieza) o tras la aparición de un evento particular (por ejemplo, el movimiento del limpiador sumergido se ve impedido), el limpiador de nuevo flotará hacia la superficie.

Además, algunas versiones del limpiador pueden desconectar el motor de la fuente de alimentación o bien a intervalos designados o bien aleatoriamente y posteriormente volver a conectar los dos. De esta manera, el limpiador, de vez en cuando, flotará hasta (o hacia) la superficie del recipiente y, en efecto, se volverá a situar a sí mismo dentro del recipiente antes de sumergirse o bajar de nuevo cuando el motor reinicie su operación. Por lo tanto, el reposicionamiento puede permitir cambios de elevación por parte del limpiador (útil para “trepar” escalones o bancadas), moverse sobre obstáculos del suelo, cambiar las direcciones de movimiento o un movimiento simple para aumentar la cobertura de limpieza. El proceso a menudo evita que el limpiador llegue a quedar atascado en regiones particulares de un recipiente o, si un limpiador ha llegado a quedar atascado, ofrece oportunidades para liberar el limpiador del obstáculo. De este modo, el limpiador resulta especialmente útil para su operación en spas, que a menudo tienen geometrías interiores complejas, por ejemplo, con ángulos agudos, bancadas, escalones, boquillas de chorro, boquillas de aire, salidas de agua, desagües, rasgos de masaje de pies, etc.

Por consiguiente, los limpiadores de flotabilidad positiva de la presente invención permiten la limpieza de recipientes tales como piscinas de natación y spas, al tiempo que se facilita la recuperación de los limpiadores y que se reduce el riesgo de que su desplazamiento se vea impedido durante largos períodos de tiempo. Debido a que no se necesita ninguna manguera de aire alargada, cordón eléctrico o cable por ninguno de los limpiadores de la invención, no existe riesgo de enredo o atasco de tal manguera, cordón o cable. De manera similar, debido a que no se necesita ninguna válvula de respaldo, un chorro de respaldo presurizado u otro mecanismo mecánico o eléctrico para efectuar el reposicionamiento (o cambio de dirección de rotación) de los limpiadores, pueden ser más simples y menos propensos a la caída de componentes, que los dispositivos convencionales.

Además, al menos algunas versiones de los presentes limpiadores automáticos contemplan el uso de al menos una hélice para generar fuerza descendente. La hélice puede proporcionar par, haciendo girar el limpiador a medida que desciende al suelo de un recipiente. Esto generalmente hará que el limpiador mire en una dirección diferente a la que lo hizo cuando ascendió, reduciendo aún más la posibilidad de que el limpiador permanezca en, o vuelva inmediatamente a, la misma ubicación del suelo para su limpieza. Aún otras versiones pueden inclinar la salida de la hélice lejos de la vertical, proporcionando un movimiento lateral para “empujar” los limpiadores lejos de posiciones en las que podrían atascarse. Alternativamente o además, la flotabilidad de los limpiadores puede ser asimétrica (por ejemplo, un lado puede hacerse más flotante en el agua que el otro lado) con el propósito de desplazar los limpiadores lateralmente si se desea.

El aparato de limpieza de la presente invención también puede tener una superficie inferior que normalmente está en ángulo, en lugar de paralela a, las superficies a ser limpiadas de una piscina o spa. En la vista lateral desde la parte frontal nominal a la parte trasera nominal del limpiador, la superficie inferior puede inclinarse lejos de la superficie a ser limpiada. En consecuencia, un eje para los elementos motrices traseros puede estar más alejado de la superficie a ser limpiada que cualquier eje para los elementos motrices delanteros. Accionando estos elementos motrices traseros de mayor diámetro, así como los elementos motrices delanteros, es menos probable que el limpiador llegue a quedar atascado en obstáculos que sobresalgan hacia arriba de la superficie a ser limpiada.

Aunque los elementos motrices traseros típicamente (pero no necesariamente) serán ruedas, el limpiador inventivo también puede carecer tanto de ruedas delanteras como de pistas laterales. En su lugar, el elemento motriz delantero preferiblemente es un cepillo de fregado giratorio (o “fregador”). Debido a que el fregador también puede ser accionado, puede funcionar tanto para fregar la superficie a ser limpiada como para mover el limpiador dentro del recipiente. Además, el fregador se puede accionar ventajosamente a una velocidad mayor que la de los elementos motrices traseros, con una relación de velocidad de accionamiento preferida que es aproximadamente 1,3:1.

Los rasgos adicionales de estos novedosos limpiadores incluyen la colocación del fregador en el interior de la entrada de agua y la incorporación de sensores diseñados para determinar si un limpiador está o no sumergido. Hacer que el fregador forme efectivamente una pared o límite de la entrada de agua maximiza la superficie inferior que puede estar en ángulo sin sacrificar la potencia de succión disponible para la recogida de residuos. También permite que el fregador en sí mismo facilite la entrada de residuos, en la medida que el fregador no solo agita los residuos hasta su suspensión, sino que también ayuda a acelerar y “palear” los residuos mecánicamente hacia la entrada. Incluir sensores de agua y vincularlos con la función del motor evita que los limpiadores operen cuando están fuera del agua. Un sensor de agua actualmente preferido comprende dos postes metálicos; cuando el limpiador está en el agua, la conductividad será lo suficientemente alta como para cerrar un circuito que incluye los postes metálicos, estableciendo que pueda comenzar la función del motor.

Al menos un chorro de empuje del presente limpiador puede expulsar agua del mismo. A diferencia de la salida del limpiador de Hui, la de la presente invención no hace que el agua se escape perpendicularmente a la superficie a ser limpiada. En su lugar, el chorro de empuje expulsa el agua en un ángulo agudo tanto con (1) la superficie que se va a limpiar como con (2) la superficie inferior inclinada del limpiador. En una realización de la invención, el chorro de empuje puede expulsar el agua en un ángulo de aproximadamente sesenta grados (~60°) con respecto a la superficie a ser limpiada, para proporcionar una fuerza descendente considerable para contrarrestar la flotabilidad positiva del limpiador, al mismo tiempo que se proporciona alguna fuerza motriz de avance. Suponiendo que una pendiente nominal de veinte grados (20°) para la superficie inferior produce un ángulo de aproximadamente cuarenta (~40°) entre la dirección de salida de empuje y la superficie inferior.

Debido a que la entrada de agua del limpiador puede estar situada inmediatamente detrás (y adyacente) de su elemento motriz delantero, es probable que el limpiador ingiera aire, particularmente cuando está fregando la línea de agua del recipiente y, de este modo, no está completamente sumergido. La ingestión de aire es un problema especial para muchos limpiadores de piscinas existentes, en la medida que el aire ingerido puede llegar a quedar atrapado dentro de los limpiadores y hacerlos flotar, una condición que impide una mayor limpieza y posiblemente que hace que los motores de sus bombas funcionen en seco. No obstante, a diferencia de los limpiadores existentes, los de la presente invención pueden incluir cámaras de recogida de residuos abovedadas configuradas para facilitar la manipulación del aire ingerido. Aunque el aire ingerido también puede hacer que un limpiador de la presente invención flote, el limpiador se puede lastrar y equilibrar de manera que inmediatamente apunte la nariz (la parte opuesta al chorro de empuje) hacia abajo, colocando por ello el chorro de empuje en el punto más alto del limpiador, sin que el aire ingerido tenga ninguna opción excepto migrar a ese punto a lo largo del interior abovedado liso.

El chorro de empuje entonces puede expulsar la mayor parte del aire ingerido, ayudado por un pequeño orificio de succión a través de la pared del tubo de empuje, que se asienta en un ángulo desde el punto más alto de la bóveda hacia el tubo de empuje detrás de la hélice. Se puede emplear el principio Venturi para succionar el aire restante. La naturaleza abovedada lisa de la cámara de recogida de residuos evita además que se acumulen bolsas de aire dentro de un limpiador.

Las acciones mecánicas asociadas con los motores de accionamiento y empuje y los interruptores de arranque de los limpiadores pueden evitar la penetración en los bloques de motor de los limpiadores utilizando imanes. Hacerlo así permite la operación del motor de empuje incluso cuando está seco. En al menos algunas versiones de la invención, un motor de accionamiento puede usar una matriz de cuatro imanes en un disco, que interactúan linealmente con otro disco de cuatro imanes en el otro lado de una pared sellada. En estas versiones, el motor de empuje puede tener cuatro imanes rectangulares que interactúan radialmente (en lugar de linealmente) con imanes en el otro lado de un tubo de paredes delgadas. Este planteamiento elimina una carga axial sobre los ejes tanto del motor como de la hélice y proporciona un sistema energéticamente eficiente en comparación con una solución con sello de labio de fricción.

Los accionamientos de imanes también pueden funcionar como embragues cuando los elementos motrices o las hélices se detienen o se atascan (por ejemplo, por residuos). Mientras que un accionamiento con sello de labio directo normalmente causa un pico de corriente cuando ocurre tal atasco, lo que puede dañar las baterías o la electrónica, el accionamiento de imanes no lo hará. Finalmente, el interruptor de arranque de un limpiador se puede activar internamente mediante un imán que se mueve sobre, por ejemplo, un interruptor de láminas en el otro lado de una pared sellada de la carcasa del motor, preservando de nuevo la integridad de la carcasa del motor.

De este modo, un objeto opcional no exclusivo de la presente invención es proporcionar dispositivos de limpieza para dispositivos que contienen agua, incluyendo spas con geometrías interiores complejas.

Otro objeto opcional no exclusivo de la presente invención es proporcionar dispositivos de limpieza automáticos que tengan flotabilidad positiva en el agua.

También un objeto opcional no exclusivo de la presente invención es proporcionar dispositivos de limpieza automáticos en los que se pueda generar una fuerza descendente para compensar su flotabilidad positiva.

Un objeto opcional no exclusivo adicional de la presente invención es proporcionar dispositivos de limpieza automáticos que tengan superficies inferiores inclinadas que no sean paralelas a las superficies a ser limpiadas. Además, un objeto opcional no exclusivo de la presente invención es proporcionar dispositivos de limpieza automáticos en los que un (o el) elemento motriz delantero puede ser un cepillo de fregado giratorio.

Un objeto opcional no exclusivo adicional de la presente invención es proporcionar dispositivos de limpieza automáticos en los que un elemento motriz delantero se acciona a una velocidad diferente a la de los elementos motrices traseros.

Otro objeto opcional no exclusivo más de la presente invención es proporcionar dispositivos de limpieza automáticos en los que cepillos de fregado giratorios forman paredes o límites de las entradas de agua y facilitan la elevación de residuos hacia los dispositivos de limpieza.

Un objeto opcional no exclusivo añadido de la presente invención es proporcionar dispositivos de limpieza automáticos en los que el agua se expulsa de los dispositivos en ángulos agudos tanto con respecto a las superficies a ser limpiadas como a las superficies inferiores inclinadas de los limpiadores.

También un objeto opcional no exclusivo de la presente invención es proporcionar dispositivos de limpieza automáticos diseñados para facilitar la eliminación del aire ingerido dentro de los limpiadores.

Un objeto opcional no exclusivo adicional de la presente invención es proporcionar dispositivos de limpieza automáticos en los que se pueden emplear imanes como parte de las operaciones de accionamiento y empuje de los limpiadores.

Otros objetos, rasgos y ventajas de la presente invención serán evidentes para las personas expertas en la técnica pertinente con referencia al resto del texto y los dibujos de esta solicitud.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 es una vista en perspectiva de un limpiador automático consistente con la presente invención que muestra, principalmente, una parte delantera nominal y un lado del limpiador.

La FIG. 2 es otra vista en perspectiva del limpiador de la FIG. 1 que muestra, principalmente, una parte trasera nominal y un lado del limpiador.

La FIG. 3 es otra vista en perspectiva del limpiador de la FIG. 1 que muestra, principalmente, una parte inferior, un lado y una parte trasera nominal del limpiador.

La FIG. 4 es una vista en planta inferior del limpiador de la FIG. 1.

La FIG. 5 es una vista en alzado lateral del limpiador de la FIG. 1.

La FIG. 6 es una vista en perspectiva del limpiador de la FIG. 1 con una cubierta del limpiador abierta para exponer ciertos componentes dentro del cuerpo del limpiador.

La FIG. 7 es una vista en alzado seccionada del limpiador de la FIG. 1.

La FIG. 8 es una vista en perspectiva de una parte macho de un cargador de contacto de múltiples clavijas para las baterías del limpiador de la FIG. 1.

La FIG. 9 es una vista en perspectiva de un filtro para su colocación dentro del cuerpo del limpiador.

La FIG. 10 es una vista seccionada del limpiador de la FIG. 1 que muestra, principalmente, componentes de un conjunto de accionamiento magnético del limpiador.

La FIG. 11 es otra vista seccionada del limpiador de la FIG. 1.

Descripción detallada

En las FIGS. 1-5 se ilustra una versión del limpiador 10. El limpiador 10 es preferiblemente un dispositivo automático, configurado para ser sumergido y desplazarse de manera autónoma dentro de un spa u otro recipiente que contiene agua sin asistencia manual ni cordones o cables externos. Aunque el limpiador 10 puede estar dimensionado consistente con el recipiente en el que tiene que operar, las dimensiones preferidas del limpiador 10 pueden ser aproximadamente 216 mm de ancho, 195 mm de largo (de delante hacia atrás) y 182 mm de alto. Si está dimensionado así, el limpiador 10 puede ser especialmente útil en la limpieza de spas recreativos y terapéuticos, que convencionalmente son más pequeños que la mayoría de las piscinas de natación.

El limpiador 10 también es preferiblemente (pero no necesariamente) flotante en el agua de una piscina o spa. Como se muestra en las FIGS. 1-5, el limpiador 10 puede incluir un cuerpo 14, uno o más elementos motrices delanteros (nominalmente) 18, y uno o más elementos motrices traseros (nominalmente) 22. Las FIGS. 1 y 4 detallan la presencia de dos elementos motrices delanteros 18 en forma de un primer y segundo fregadores 18A y 18B, respectivamente. Las FIGS. 2 y 5 detallan la presencia de dos elementos motrices traseros 22A y 22B, de nuevo respectivamente.

Los elementos motrices traseros 22A y 22B son preferiblemente ruedas, con el elemento 22A que está situado en el lado 26 del cuerpo 14 y el elemento 22B que está situado en o al lado 30 del cuerpo 14. Los elementos 22A y 22B se pueden conectar a uno o más motores de accionamiento y accionarse o bien por separado o bien juntos. Como se ilustra mejor en las FIGS. 2 y 4, los elementos 22A y 22B pueden estar alineados de manera que giren alrededor de un eje común. Los elementos 22A y 22B pueden compartir además, pero típicamente no lo harán, un eje común. Mientras que los elementos motrices traseros 22 son preferiblemente ruedas, los elementos motrices delanteros 18 preferiblemente no lo son. En su lugar, los elementos motrices delanteros 18 pueden ser beneficiosamente fregadores. Sin embargo, los fregadores 18A y 18B pueden estar conectados a uno o más motores de accionamiento 31 (véase la FIG. 10) y accionarse o bien de manera separada o bien juntos. Si están presentes dos o más elementos 18, ventajosamente pueden estar alineados de manera que giren alrededor de un eje común y puedan compartir, pero típicamente no lo harán, un eje común.

También se representan en la FIG. 1 las tapas delanteras 34A y 34B. La tapa delantera 34A se muestra como que está colocada adyacente al fregador 18A en o al lado 26 del cuerpo 14, y la tapa delantera 34B se coloca adyacente al fregador 18B en o al lado 30 del cuerpo 14. El cuerpo 14 puede tener además una cubierta generalmente en forma de bóveda 38, como se ilustra en la FIG. 1, que puede incluir en sí misma un puerto de escape 42. Las personas expertas en la técnica reconocerán que el puerto 42 se puede situar en otro lugar en conexión con el limpiador 10, aunque su colocación preferida actualmente es un área central lateral del limpiador 10 hacia o en la parte trasera nominal 44 del cuerpo 14 (véase la FIG. 2).

La FIG. 1 ilustra además un conjunto de clip y manilla 46 situado de manera beneficiosa hacia o en la parte delantera nominal 45 del cuerpo 14. El conjunto 46, junto con las bisagras 50 (véase la FIG. 6), facilita la apertura y el cierre de la cubierta 38 con relación a la sección nominalmente inferior 54 del cuerpo 14, con su parte de clip o bien bloqueando la cubierta 38 en su lugar (como en la FIG. 1) o bien permitiéndola que se abra (como en la FIG. 6). Si se desea, el conjunto 46 también se puede construir para incluir un manilla o dispositivo similar que permite a una persona agarrar la cubierta 38 y o bien moverla con relación a la sección inferior 54 o bien, si la cubierta 38 está bloqueada en su lugar, mover la totalidad del limpiador 10 de un lugar a otro.

Se puede proporcionar un empuje, al menos en parte, propulsando a chorro agua hacia fuera del puerto 42. La FIG.

7 muestra una hélice 58 colocada dentro del cuerpo 14 junto con paletas de enderezamiento de empuje 58A en o cerca del puerto 42; cuando está en operación, la hélice 58 puede empujar agua desde dentro del cuerpo 14 hacia el, y fuera del, puerto 42, creando por lo tanto el chorro de empuje tratado anteriormente en esta solicitud. La hélice 58 y las paletas 58A pueden ser parte del conjunto de empuje 62 (véase la FIG. 7), que también puede incluir el motor 66 y el eje 70 que conecta la hélice 58 al motor 66 así como el tubo de empuje 85. Como es convencional, el motor 66 opera para hacer girar el eje 70, haciendo girar a su vez la hélice 58.

El conjunto de empuje 62 puede incluir además un conjunto de imanes 72 que comprende uno o más imanes 73. Emplear imanes para efectuar algunas acciones mecánicas puede mejorar la integridad del sello del conjunto 62 y ser beneficioso permitiendo la operación del motor 66 incluso cuando está seco. Por el contrario, los sellos de labio normales pueden sobrecalentarse y se pueden dañar cuando funcionan en seco.

En la versión del conjunto de imanes 72 ilustrada en la FIG. 7, existen cuatro imanes rectangulares 73 que interactúan radialmente (en lugar de linealmente) con el imán en el otro lado de un tubo de pared delgada dentro del cuerpo 14. Esta configuración elimina las cargas axiales sobre el eje 70 y es particularmente eficiente energéticamente en comparación con los planteamientos de sellos de labio convencionales. Los imanes 73 pueden diferir en número, forma y colocación, no obstante, según sea necesario o deseado. Finalmente, el conjunto de imanes 72 también puede funcionar como un embrague si, por ejemplo, la hélice 58 se atasca o su rotación se ha detenido por residuos. De nuevo, por el contrario, tal atasco sería perjudicial para los accionamientos de sello de labio directos, causando normalmente picos de corriente capaces de dañar las baterías y la electrónica.

La FIG. 7 representa la dirección de avance nominal del movimiento “A” del limpiador 10 a lo largo de una superficie a ser limpiada “B”. El conjunto de empuje 62 expulsa agua presurizada fuera del puerto 42 en la dirección “C”, que forma un ángulo agudo a<1>con la superficie B y un ángulo obtuso a<2>con el vector A. (Esto se puede contrastar fácilmente, por ejemplo, con los limpiadores de la solicitud de Hui, en los que los ángulos correspondientes a a<1>y a<2>serían ambos ángulos rectos). Un valor actualmente preferido para el ángulo a<1>es de aproximadamente sesenta grados (~60°), lo que continúa permitiendo que el agua expulsada proporcione una fuerza descendente considerable al limpiador 10. Las personas expertas en la técnica reconocerán que también pueden ser aceptables otros valores menores que noventa grados (< 90°).

El puerto de entrada 74 aparece en la FIG. 7. El puerto 74 conduce a la sección de entrada 78 del filtro 82 dentro del cuerpo 14. Está claro a partir de la FIG. 7 que el puerto 74 puede estar adyacente a los elementos motrices delanteros 18, colocados inmediatamente detrás de los elementos 18 con relación a la dirección normal de desplazamiento A. Por lo tanto, los elementos motrices 18 se puede considerar que están dentro o en el interior del puerto 74 o forman una pared o límite del mismo. La rotación en sentido contrario a las agujas del reloj de los elementos 18 sirve, de este modo, no solamente para agitar los residuos en suspensión, sino también para acelerar y “palear” mecánicamente los residuos hacia el puerto de entrada 74 y la sección de entrada 78 del filtro 82.

Colocar así el puerto 74 conduce a un movimiento eficiente del agua cargada de residuos hacia el filtro 82 dentro del cuerpo 14. No obstante, también aumenta la probabilidad de que el limpiador 10 ingiera aire, en particular cuando el limpiador 10 está solamente parcialmente sumergido mientras que se friega una pared o superficie similar en la línea de agua de un recipiente. La introducción de aire en un sistema de bombeo de agua puede ser perjudicial por múltiples razones, incluyendo hacer que el motor de la bomba funcione en seco y que el limpiador asociado flote lejos de la superficie a ser limpiada. Para reducir estos aspectos perjudiciales de la ingestión de aire, el limpiador 10 se puede lastrar y equilibrar de modo que apunte inmediatamente la parte delantera 45 hacia abajo, colocando por ello el puerto 42 (y, por lo tanto, el escape del cuerpo 14) en el punto más alto del limpiador 10. Debido a que la cubierta 38 está conformada como una bóveda con una superficie interior generalmente lisa, el aire ingerido por lo tanto debe migrar dentro de la cubierta 38 hasta ese punto más alto, desde donde también se puede expulsar. De hecho, debido a que el motor 66 puede continuar operando incluso cuando se ingiere aire, puede expulsar la mayor parte del aire ingerido a través del puerto 42. Esta expulsión se puede asistir por la abertura 84, un pequeño orificio de succión en una pared del tubo de empuje 85 en ángulo desde el punto más alto de la cubierta 38. Utilizando el principio Venturi, el fluido que fluye fuera del puerto 42 puede hacer que el aire ingerido sea evacuado del cuerpo 14 a través de la abertura 84 y fuera del puerto 42.

La parte trasera 44 del cuerpo 14 puede incluir una interfaz 86 útil para cargar una o más baterías dentro del cuerpo 14 que alimentan los diversos motores. En al menos una versión del cuerpo 14, la interfaz 86 puede ser una parte hembra de un cargador de contacto de múltiples clavijas. La FIG. 8 ilustra una parte macho 90 correspondiente del cargador. La parte 90 puede engancharse automáticamente a la interfaz 86 usando imanes. En la realización de cinco clavijas de la parte 90 representada en la FIG. 8, que puede ser reversible de izquierda a derecha, la conexión de la clavija central 94 a una abertura central correspondiente de la interfaz 86 puede señalar que el cargador está operativo. Una vez que se extrae cierta clavija 94, se retira la energía a las otras cuatro clavijas para evitar que la energía se filtre al agua del recipiente.

En la actualidad, las baterías de litio-hierro (LFP) se prefieren para su uso como parte del limpiador 10. Sus estados de carga se pueden monitorizar durante la operación del limpiador 10 y, si se desea, se puede aumentar la energía de los diversos motores a medida que se agotan las baterías para mantener un rendimiento aproximadamente constante del limpiador 10 durante un ciclo de limpieza. Uno o más diodos emisores de luz u otros dispositivos pueden indicar los estados de rendimiento del limpiador 10.

Las FIGS. 3-4 representan un sensor 98 presente en la superficie inferior 102 del cuerpo 14. El sensor 98 puede estar diseñado para determinar si el cuerpo 14 está sumergido en agua, detectando cambios de conductividad entre sus dos postes metálicos 106 debido a la presencia o ausencia de agua. Un pozo 110 puede circunscribir cada poste 106 y contener cera para mejorar la fiabilidad de la detección. Preferiblemente, cuando el sensor 98 no detecta la presencia de agua, se retirará inmediatamente la energía a los diversos motores del limpiador 10. El sensor 98 también, si se desea, puede funcionar junto con un interruptor de arranque magnético 114; si el interruptor de arranque 114 está “encendido” y el sensor 98 detecta que el limpiador 10 está en el agua, se proporcionará energía a los motores del limpiador 10.

Entre los rasgos significativos del limpiador 10 está que la superficie inferior 102 está inclinada con relación a una superficie a ser limpiada, tal como la superficie B de la FIG. 7. Como se ilustra en esa figura, la superficie inferior 102 puede formar de este modo un ángulo a<3>con la superficie B en lugar de ser paralela a la misma (como en los limpiadores de la solicitud de Hui, por ejemplo). Un valor actualmente preferido para el ángulo a<3>es aproximadamente veinte grados (~20°), aunque también pueden ser satisfactorios otros valores.

Además, la superficie inferior 102 puede estar más cerca de la superficie B en la parte delantera 45 (adyacente al puerto de entrada 74) y más lejos de la superficie B en la parte trasera 44. La mayor distancia entre la superficie inferior 102 y la superficie B hacia la parte trasera 44 minimiza materialmente, si no evita por completo, el centrado elevado del limpiador 10, causado, de otro modo, posiblemente por un limpiador que encuentra un obstáculo que sobresale de la superficie B y que desengancha todos los elementos motrices accionados de la superficie B.

Los fregadores 18A-B se accionan preferiblemente a una velocidad más alta que las ruedas traseras 22A-B, con una relación de velocidad ejemplar (pero no exclusiva) que es de aproximadamente 1,3:1. El accionamiento de los fregadores 18A-B a una velocidad más alta les permite fregar una superficie (tal como la superficie B) a medida que giran, mientras que ayudan de manera concurrente al limpiador 10 a desplazarse a lo largo de la superficie. Este planteamiento se puede contrastar con el de los limpiadores convencionales, que típicamente accionan sus elementos motrices a la misma velocidad de rotación.

Colectivamente, los fregadores 18A-B pueden extenderse más o menos completamente a través del ancho del cuerpo 14. La inclinación de la superficie inferior 102 (a<3>) y el agua expulsada (a<2>) mueven de manera efectiva el punto de centrado elevado del limpiador 10 cerca de los fregadores 18A-B. No obstante, debido a que los fregadores 18A-B son elementos motrices, pueden accionar el limpiador 10 (haciendo palanca efectivamente en la parte delantera 45) sobre los obstáculos. Si se desea facilitar el giro del limpiador 10, el fregador 18A se puede accionar siempre en la misma dirección (en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj) que su rueda 22A correspondiente, y el fregador 18B se puede accionar en la misma dirección que la rueda 22B, pero el fregador 18A/rueda 22A no necesita ser siempre accionado en la misma dirección que el fregador 18B/rueda 22B.

Cada fregador 18A o 18B puede comprender un núcleo 106 y extensiones 110. El núcleo 106 típicamente será de forma cilíndrica con un taladro longitudinal central o anillo para recibir un eje 112. El eje 112, a su vez, se puede conectar directa o indirectamente a un motor del limpiador 10 para hacerlo girar. Las extensiones 110, si se desea, pueden tener la forma de palas que sobresalgan de, y estén separadas a lo largo de, la circunferencia del núcleo 106. En general, al menos las extensiones 110 tienen una flexibilidad considerable. Las tapas 34A-B pueden funcionar para proteger el mecanismo de accionamiento de los fregadores 18A-B del contacto con ciertas rasgos de los spas o piscinas y para evitar el centrado elevado de ese mecanismo. Debido a que las tapas 34A-B pueden sobresalir más allá del ancho nominal del cuerpo 14, pueden facilitar además el cepillado y la limpieza de, por ejemplo, las esquinas de piscinas y spas. La FIG. 11, además, muestra que el eje 112 puede extenderse más allá de los fregadores 18A y 18B para su uso también en las tapas giratorias 34A-B.

Un filtro 82 ejemplar se ilustra en la FIG. 9. Un filtro 82 preferido encaja dentro del cuerpo 14 entre la superficie inferior 102 y la cubierta 38 de una manera de modo que el agua cargada de residuos que entra por el puerto de entrada 74 deba encontrarlo antes de salir a través del puerto de escape 42. Como se muestra en la FIG. 9, el filtro 82 puede comprender una malla 114 soportada por el marco 118. La mayoría de los residuos de partículas suspendidos en el agua que entran al puerto 74 se detendrán (bloquearán) por la malla 114, limpiando mecánicamente el agua a medida que pasa a través del filtro 82. El filtro 82 ventajosamente es extraíble del cuerpo 14 para vaciar los residuos y limpiar y, si se desea, puede tener un marco 118 hecho de dos piezas, una articulada o conectada de otro modo de manera móvil a la otra para permitir que el marco 118 se abra y exponga los residuos dentro del mismo.

En la FIG. 10 se representan componentes de un conjunto de motor de accionamiento 122. Dos de tales conjuntos 122 están presentes preferiblemente en el limpiador 10, aunque se pueden incluir más o menos según se desee. Como se muestra en la FIG. 10, un conjunto 122 puede incluir un motor 31, un accionamiento de imanes 126 y un accionamiento de engranajes 130. El accionamiento de imanes 126 puede incluir una primera matriz de imanes 134 en un disco, con los imanes 134 interactuando linealmente con otro disco de imanes 138 opuesto a una pared sellada 142. Como con el conjunto de imanes 72, el accionamiento de imanes 126 puede evitar el uso de sellos de labio, en la medida que ningún eje necesita penetrar la pared 142, y funciona como un embrague si los elementos motrices 18, por ejemplo, llegan a quedar atascados.

Lo anterior se proporciona con los propósitos de ilustrar, explicar y describir las realizaciones de la presente invención. Modificaciones y adaptaciones a estas realizaciones serán evidentes para los expertos en la técnica y se pueden hacer sin apartarse del alcance de la invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Como ejemplo, el limpiador 10 puede estar adaptado para recibir señales de control de una fuente remota (por ejemplo, un transmisor inalámbrico, como los que existen típicamente en un teléfono inteligente) capaz de controlar aspectos de la operación del limpiador 10. Tales señales de control, por ejemplo, podrían cambiar la velocidad o la dirección de rotación de cualquiera o todos los elementos motrices 18 o 22 (o deshabilitar sus accionamientos) o inhibir o cambiar las características operativas del conjunto de empuje 62. El limpiador 10 también puede estar adaptado para transmitir información acerca de su operación o el agua dentro del recipiente a una ubicación remota del mismo. Como otro ejemplo más, el limpiador 10 puede incluir un procesador a bordo y una memoria para la creación y el almacenamiento de información o datos de control (o ambos), tanto si tal información o datos se transmiten o se reciben o no desde una fuente de ubicación remota.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. Un limpiador automático (10) para un recipiente que contiene agua, flotante en el agua, que comprende:

a. un cuerpo (14) que comprende una entrada (74) y una salida; y

b. medios para mover el cuerpo (14) a lo largo de una superficie del recipiente;

c. un motor a bordo (66) que es responsable de crear una fuerza descendente;

en donde el limpiador automático (10) está configurado para ser flotante positivamente en el agua en todo momento cuando el motor (66) está inoperativo, de modo que el limpiador automático (10) flote hacia la superficie del agua; y en donde el motor (66) está configurado para, cuando está en operación, crear una fuerza descendente que contrarreste la flotabilidad positiva del limpiador automático (10) en el agua, haciendo que dicho limpiador automático permanezca sumergido dentro del recipiente.

2. Un limpiador automático (10) para un recipiente que contiene agua según la reivindicación 1, que comprende un sensor (98) diseñado para determinar si el cuerpo (14) está sumergido en agua.

3. Un limpiador automático (10) para un recipiente que contiene agua según la reivindicación 2, en donde el sensor (98) comprende dos postes metálicos (106) separados en el cuerpo (14).

4. Un limpiador automático (10) para un recipiente que contiene agua según la reivindicación 1, en el que los medios de movimiento del cuerpo comprenden al menos un fregador (18A, 18B) que forma un límite de la entrada (74).