Brevet FR2520420A1 — publié le 19830729

APPAREIL DE NETTOYAGE AUTOMATIQUE D'UNE SURFACE IMMERGEE, EN PARTICULIER DE PAROIS DE PISCINES L'invention concerne un appareil de nettoyage automatique d'une surface immergée dans un liquide ; elle s'applique en particulier pour réaliser un nettoyage automatique des parois et du fond d'une piscine, d'un bassin de natation ou analogue. Les appareils connus de nettoyage automatique de piscine comprennent une jupe appliquée sur la paroi à nettoyer et sont branchés au moyen d'un conduit souple, généralement sur lasdration de l'écumeur de surface de la piscine, afin de créer un flux de liquide partant de la jupe et apte à aspirer les dépôts, algues ou sédiments, se trouvant sur les parois de la piscine ; dans les dispositifs connus, l'appareil est amené à se déplacer automatiquement le long de ces parois grâce à un système qui modifie séquentiellement la direction du flux liquide dans l'appareil (brevet US n 4023227, brevet US n 4133068) ou qui interrompt temporairement ce flux (brevet US n 3803558),de façon à créer une succession de coups de béliers hydrauliques: l'appareil est conformé de façon que ces coups de bélier présentent une dissymétrie par rapport au plan de la surface à nettoyer, afin de conditionner l'apparition d'une force d'avancement engendrant une progression de l'appareil. Toutefois, ce principe de fonctionnement par pulsation hydrauliqtie, qui paraît:actuellement être parait: actuellement êtrele seul connu pour permettre le net- toyage automatique d'une surface immergée, présente un inconvénient très grave. En effet, les coups de béliers hydrauliques se transmettent le long du conduit souple branché sur l'écumeur de surface et se répercute jusqu'à la pompe de ce dernier. I1 s'ensuit un vieillissement prématuré de cet organe, qui s'accompagne de risques importants de détériorations des conduits et canalisations sous l'influence des puissantes vibrations reçues.De plus, la plupart de ces appareils sont relativement encombrants du fait que leur corps doit avoir un volume assez important pour contenir une masse d'eau adaptée à la création de chocs hydrauliques de puissance suffisante. La présent invention se propose de remédier aux défauts sus-évoqués des appareils de nettoyage connus. Un objectif essentiel de l'invention est en particulier de fournir un appareil de nettoyage automatique de surface immergée, qui fonctionne selon un principe différent et puisse progresser le long de la surface à nettoyer en l'absence de tout choc ou pulsation hydraulique. Un autre objectif de l'invention est de fournir un appareil peu encombrant et de structure simple. Un autre objectif est de fournir un appareil ayant une vitesse de progression notablement plus élevée que celle -des appareils connus afin d'augmenter l'efficacité de ì ssappareil. Un autre objectif est fournir un appareil apte à développer une puissance d'avancement accrue par rapport à celle des appareils connus, de façon à réduire les risques d'immobilisation de l'appareil au niveau des arêtes, angles ou autres discontinuités des parois à nettoyer. A cet effet, l'appareil visé par l'invention pour nettoyer automatiquement une surface immergée dans un liquide est du type comprenant un corps cireux, équipé sur une face d'une jupe souple adaptée pour s'appliquer sur la surface à nettoyer, et relié par un conduit souple à une source d'aspiration apte à engendrer un flux liquide à travers ledit corps selon la présente invention, ledit appareil comprend au moins une roue, dite "roue de progression", articulée dans le corps de façon que son pourtour dépasse dudit corps sur la face de celui-ci équipée de la jupe afin d'être apte à venir en appui contre la surface à nettoyer, et des moyens d'entraînement en rotation de la ou desdites roues de progression, adaptés pour transformer en énergie mécanique une fraction de l'énergie du flux liquide traversant le corps et pour transmettre cette énergie à la ou auxdites roues de progression. Selon un mode de réalisation préféré, les moyens d'entraSnement sus-évoqués fonctionnent par réaction du liquide et comprennent des surfaces mobiles, telles que palettes, aubes, hélices, agencées à l'intérieur du corps sur le passage du flux liquide pour engendrer un mouvement de rotation par réaction du flux liquide sur lesdites surfaces. En particulier ces moyens d'entrainement peu vent comprendre au moins une roue de turbine articulée dans le corps autour d'un axe entre la ou les roues de progression précitées et le départ du conduit souple d'aspiration, et des moyens de transmission adaptés pour transmettre le mouvement de la ou desdites roues de turbine à la ou aux roues de progression. Ces moyens de transmission peuvent être de nature diverses; (cames, biellettes, engrenages, vis sans fin, etc...) ; toutefois, on décrira plus loin un exemple préférentiel donnant de bons résultats. Ainsi, l'appareil conforme à l'invention fonctionne en préservant la continuité de l'écoulement du flux liquide et, en conséquence, en l'absence de tout choc ou coup de bélier hydraulique. I1 écarte ainsi les défauts afférants à ces chocs et en particulier supprime le vieillissement prématuré des organes techniques d'aspiration et les risques de détériorations des conduits, ou canalisations. Par ailleurs, de par son principe même de fonctionnement, l'appareil conforme à l'invention n'est pas soumis à des exigences de volume minimum et peut être réalisé sous une forme très compacte. De plus, la ou les roues de turbine et les moyens de transmission de l'énergie mécanique aux roues de progression peuvent être aisément conformés de façon à posséder un excellent rendement conférant à'l'appareil une puissance et une vitesse de progression élevées. Les surfaces mobiles sur lesquelles agit le flux liquide en vue de recueillir une partie de l'é- nergie de celui-ci, peuvent être agencées de diffarentes ma- nières dans le corps; elles peuvent, le cas échéant, être cons tituées par une oii des roues de turbine disposées sur l'axe de la odes roues de progression ou même être portées direc ment par ces rouis sous forme de palettes convenablement conornes. Toutefois, on préférera, en prati que, prévoir une roue de turbine indépendante des roues de progression ; ces dernieres seront portées par un axe sensi blement parallèle au plan noyen de la jupe souple, cependant que la roue de turbine sera portée par un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe des roues de progression, avec une transmission mécanique interposée entre ladite roue de turbine et la ou lesdites roues de progression. I1 est à noter que, par "roue de pro gression" on entend tout organe tournant (une ou plusieurs roues circulaires, ou sphériques, un rouleau cylindrique, une chenillette,...) dont le pourtour -est apte à venir en appui contre la surface à nettoyer en vue de déplacer l'appareil le long de cette surface. De même, par "roue de turbine" on entend tout organe porteur de surfaces permettant de le faire tourner par réaction du liquide (palettes, pales, aubes, hélices...). L'invention ayant été exposée ci-dessus dans sa forme générale, d'autres caractéristiques, buts et avantages se dégageront de la description qui suit, en référence aux dessins annexés qui en présentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation ; sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description la figure 1 est une coupe par un plan axial AA d'un appareil conforme à l'invention, la figure 2 en est une coupe par un plan BB perpendiculaire au premier, les figures 3 et 4 en sont des cou pes transversales respectivement par des plan CC et ligne brisée DD, enfin, la figure 5 est une vue de détail à échelle dilatée, en coupe partielle selon E. L'appareil représenté à titre d'exemple aux figures est destiné à assurer un nettoyage automatique des parois et du fond d'une piscine. Cet appareil comprend un corps creux 1 qui en l'exemple est en matière synthétique moulée et présente une forme générale cylindrique avec une face ouverte la en partie basse (l'appareil étant supposé vertical comme le montrent les figures let2), une face supérieure obturée par un couvercle transparent 2 qui permet d'apercevoir l'intérieur du corps, et une sortie lb disposée à l'opposé de la face la sur un côté du corps. A la partie basse du corps, autour de la face ouverte la, est fixée une jupe souple 3, en élastomère ou matériau analogue, ayant la forme d'un disque et qui peut être collée autour du corps ou assujettie par tout moyen. Cette jupe de type connu en soi est appelée à venir s'appliquer contre la surface à nettoyer et, par l'effet de la dépression ou succion créée à l'intérieur de celle-ci, autorise le maintien de l'appareil contre cette surface même si celle-ci est verticale. En l'exemple, le corps 1 s'étend selon un axe à peu près perpendiculaire au plan moyen de la jupe 3. Au voisinage de la face ouverte la, le corps 1 porte un axe 4 sensiblement parallèle au plan moyen de la jupe 3 ; cet axe est articulé par deux paliers 5 et 6 à sens de rotation unique, qui sont insérés dans des logements appropriés du corps. Ces paliers connus en soi autorisent la rotation de l'axe 4 dans un sens donné et, au contraire, bloquent l'axe lorsque une amorce de rotation se produit en sens contraire. Sur l'axe 4 sont montées, solidaires de celuici, deux roues 7 et 8, dites roues de pregresssion, qui, grâce à la présence des paliers anti-retour 5 et 6, ne peuvent donc tourner que dans un seul sens. Ces roues sont dotées sur leur pourtour d'un bandage anti-dérapant 9, par exemple en élastomère. Les roues de progression 7 et 8 sont agencées de façon à dépasser du corps 1 par la face ouverte la afin de pouvoir venir en appui contre la surface à nettoyer lorsque la jupe se trouve appliquée sur celle-ci. Par ailleurs, l'axe 4 est mécaniquement relié à une roue de turbine 10 disposée dans le corps 1 entre cet axe et la sortie lb en vue d'entrainer ledit axe en rotation dans le sens autorisé par les paliers 5 et 6. En l'exemple, cette roue de turbine 10 est portée par un axe 11 disposé axialement dans le corps, selon une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe 4 qui porte les roues de progression. Cette roue de turbine est formée par un moyeu solidarisé à l'axe 11 par une vis, et par deux pales hélicoidales s'étendant chacune angulairement sur 180 en positions opposées. La roue de turbine est logée dans un guide cylindrique lc, qui cahalise le flux d'eau à son niveau. Ce guide lc peut être rapporté dans le corps 1 ou raire partie de celuici ; il peut, le cas échéant, être constitué par la face interne de la paroi cylindrique du corps. L'axe 11 de la roue de turbine tourillonne à une extrémité dans une pièce 12 portée par une barrette trans versale 13 solidaire du guide lc et est maintenu à l'autre ex trémité par une autre barrette transversale 14 équipée d'une douille de guidage 15 contre laquelle vient en butée le moyeu de la roue de turbine 10 de façon à éviter le dégagement de celle-ci ; la douille 15 est réalisée en un matériau à faible coefficient de frottement, en particulier en polytétrafluoroé thylène. Le mouvement de rotation de la roue de turbine 10 est transmis aux roues de progression 7 et 8 au moyen d'une came 16 prévue à l'extrémité de l'axe 11 et dlune biellette 17. Cette dernière comprend une chape 17a qui enserre la came 16 de façon à être entrainée par cette dernière dans un mouvement oscillant alternatif. La biellette 17 est articulée à son autre ex trémité sur l'axe 4 portant les roues de progression 7 et 8, par l'entremise d'un palier 18 à sens de rotation unique1 du même type que les paliers 5 et 6. Les paliers 5, 6, d'une part, et 18, d'autre part, sont agencés pour bloquer l'axe 4 respec tivement par rapport au corps 1 et par rapport à la biellette 17 pour un même sens de rotation et pour autoriser au contraire la rotation dudit axe 4 par rapport à ces éléments dans l'autre sens. Chacun des paliers 5, 6 ou 18 peut être du type dit roue libre', bien connu en lui-même et schématisé à la figure 5 ; ce type de palier comprend une bague interne 18a et une bague externe 18b entre lesquelles sont interposés des billes, rouleaux, aiguilles ou galets 18c ; ces billes ou autres 18c sont sollicitées, par l'entremise de pions 18d, par de petits ressorts 18e, de façon à engendrer un effet de coincement entre les bagues pour un sens de rotation d'une bague par rapport à l'autre et, au contraire, à autoriser la rotation relative desdites bagues dans l'autre sens. Ainsi, à la figure 5, si la bague interne 18a est supposée immobile, la bague externe 18b peut tourner libre ment dans le sens de la flèche F, qui correspond donc au retour de la biellette 17 ; au contraire, dans le mouvement inver se, la bague externe 18b se bloque- par rapport la bague interne 18a et entraîne celle-ci en rotation. L'axe 4 ainsi que les roues de progression 7 et 8 que celui-ci porte, tournent ainsi dans le sens opposé au sens de la flèche , cette rotation étant autorisée par les paliers 5 et 6. La fonction du palier 18 est donc d'assurer l'entraînement dans un seul sens des roues de progression à partir du mouvement de la biellette 17, cependant que la fonction des paliers 5 et 6 est d'empècher toute rotation inverse des roues sous l'action d'une force extérieure s'opposant à l'avancement (en raison de la pente d'une paroi par exemple), qui pourrait amener l'appareil à reculer pendant les phases de retour de la biellette 17. Par ailleurs, la sortie lb du corps est connectée à un conduit souple 19 qui s'échappe sur un côté du corps 1 ; ce conduit peut comporter de façon classique une rotule, de façon à permettre de le brancher sur la pompe d'aspiration de la piscine, sans que soit créée une force tendant à orienter l'appareil selon une direction privilégiée. En outre, un flotteur 20 est de préférence associé au corps 1 pour provoquer des basculements de celui-ci lorsque l'appareil atteint la surface de l'eau afin d'éviter que celui-ci sorte du liquide. En l'exemple, ce flotteur connu en lui-même est articulé par des bras sur un collier 21 qui peut également servir à la connection du conduit 19. De plus, une lumière 22 en forme de boutonnière est prévue sur le corps au voisinage de son extrémité basse et un collier 23, mobile en rotation autour du corps et possédant une lumière similaire à la lumière 22, permet d'ajuster la -sec- tion ouverte de la dérivation, grâce à une superposition plus ou moins prononcée des deux lumières. Ce règlage permet d'ajuster la valeur de la dépression créée dans la jupe 3 et, donc, l'importance de l'effet de succion qui maintient l'appareil appliqué contre la surface à nettoyer tout en autorisant la progression de celui-ci. La jupe 3 peut, le cas échéant, comporter des lumières pour réduire l'effet de succion et éviter un placage trop puissant de celle-ci contre la surface à nettoyer. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui suit, mais en comprend toutes les variantes. REVENDICATIONS 1/ - Appareil de nettoyage automatique d'une surface immergée dans un liquide, du type comprenant un corps creux (1), équipé sur une face (la) d'une jupe souple (3) adaptée pour s'appliquer sur la surface à nettoyer, et relié par un conduit souple (19) à une source d'aspiration apte à engendrer un flux liquide à travers ledit corps, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins un roue (7, 8), dite "roue de progression", articulée dans le corps (1) de façon que son pourtour dépasse dudit corps sur la face (la) de celui-ci équipée de la jupe (3) afin d'être apte à venir en appui contre la surface à nettoyer, et des moyens (10, 16, 17, 18) d'entrainement en rotation de la ou desdites roues de progression (7, 8), adaptés pour transformer en énergie mécanique une fraction de l'énergie du flux liquide traversant le corps (1) et pour transmettre cette énergie à la ou auxdites roues de progression. 2/ - Appareil de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comprennent des surfaces mobiles (10) telles que palettes, aubes, hélices, agencées à l'intérieur du corps (1) sur le passage du flux liquide pour engendrer un mouvement de rotation par réaction duflux liquide sur lesdites surfaces. 3/ - Appareil de nettoyage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comprennent au moins une roue de turbine (10) articulée dans le corps (1) autour d'un axe (11) entre la ou les roues de progression précitées (7, 8) et le départ (lb) du conduit souple d'aspiration (19), et des moyens de transmission (1S, 17, 18) adaptés pour transmettre le mouvement de la ou desdites roues de turbine (10) à la ou aux roues de progression (7, 8). 4/ - Appareil de nettoyage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la ou les roues de progression (7, 8) sont associéesàdes moyens anti-retour (5, 6) adaptés pour autoriser la rotation de la ou desdites roues dans un seul sens. 5/ - Appareil de nettoyage selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de transmission reliant la ou les roues de turbine (10) et la ou les roues de progression (7, 8) comprennent une came (16) solidaire de l'axe (11) de la roue de turbine (10) et une biellette (17) entraînée par ladite came dans un mouvement oscillant alternatif et articulée, par l'entremise d'un palier à sens de rotation unique (18), sur un axe (4) porteur de la ou desdites roues de progression (7, 8). 6/ - Appareil de nettoyage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe (4) porteur de la ou des roues de progression (7, 8) est articulé à ses deux extrémités sur le corps par des paliers à sens de rotation unique (5, 6), lesdits paliers (5, 6) d'une part, et palier (18) d'autre part, étant agencés pour bloquer l'axe (4) respectivement par rapport au corps (1) et par rapport à la biellette (17) pour un même sens de rotation, et pour autoriser, au contraire, la rotation dudit axe (4) par rapport à ces corps (1) ou biellette (17) dans l'autre sens. 7/ - Appareil de nettoyage selon l'une des revendications 5 ou 6, dans lequel chaque palier à sens de rotation unique (5, 6, 18) est du type dit "roue libre", comprenant une bague interne (18a) et une bague externe (18b) entre lesquelles sont interposés des billes, rouleaux, aiguilles ou galets (18c), agencés de façon à assurer un effet de coincement entre les bagues pour un sens de rotation et, au contraire, autoriser la rotation relative des deux bagues dans l'autre sens. 8/ - Appareil de nettoyage selon l'une des revendications 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que la ou les roues de progression (7, 8) sont portées par un axe (4) sensiblement parallèle au plan moyen de la jupe souple (3), la ou les roues de turbine (10) étant portées par un axe (11) sensiblement perpendiculaire audit axe (4) de roue de progression. 9/ - Appareil de nettoyage selon l'une des revendications précédentes dans lequel le corps (1) s'étend à peu près perpendiculairement par rapport au plan moyen de la jupe souple (3), le conduit souple (19) étant branché sur une sortie (lb) du corps disposée à l'opposé de ladite jupe (3), sur un côté dudit corps. 10/ - Appareil de nettoyage selon l'une des revendications précédentes, comprenant une lumière (22-) de dérivation d'une fraction du flux liquide, associée à des moyens (23) de réglage de sa section ouverte. 11/ - Appareil de nettoyage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les roues de progression (7, 8) sont dotées d'un bandage antidérapant (9) sur leur pourtour appelé à venir en contact avec la surface à nettoyer.