Brevet FR2613958A1 — publié le 19881021

La présente invention concerne un dispositif destiné au nettoyage d'une surface immergée dans un liquide, et notamment une surface d'une piscine. De nombreux appareils de nettoyage de piscines ont été réalisés et certains mettent en oeuvre l'aspiration transmise par l'intermédiaire d'une tuyauterie souple re- joignant l'ensemble classique de filtration de la piscine. Une interruption intermittente du courant circulant dans la tuyauterie souple partant de l'appareil de nettyage pro- o10 voque l'application de forces qui déplacent l'appareil par pas et de manière aléatoire sur la surface à nettoyer. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 803 658, 4 023 227, 4 133 068, 4 208 752 et 4 642 833 concernent de tels appareils de nettoyage. Tous ces appareils, ainsi que d'autres, mettent en oeuvre un dispositif d'obturation qui est maintenu en position d'ouverture ou de fermeture d'au moins un passage de circulation du fluide dans l'appareil de nettoyage, communiquant avec la tuyauterie souple d'as- piration. L'invention concerne un appareil de nettoyage de piscine qui fonctionne suivant le principe de l'interrup- tion d'un courant aspiré dans l'appareil, mais qui a un mécanisme d'obturation dans lequel un obturateur est libre de se déplacer dans une chambre contenant le siège de l'obturateur. Cette construction a démontré expérimentale- ment son fonctionnement efficace et a très peu tendance à rendre inopérant l'appareil par piégeage de débris lors du fonctionnement normal. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de nettoyage de surfaces immergées dans un liquide, compre- nant une tête destinée à être au contact de la surface, un passage incliné destiné à l'écoulement du liquide dans la tête, une entrée et une sortie du courant formé dans la tête, la sortie ayant, à son extrémité amont, un siège d'obturateur, un obturateur libre de se déplacer dans la tête par rapport au siège, et un organe creux qui peut se contracter axialement et qui est raccordé à la sortie, à une première extrémité, alors que son autre extrémité peut être raccordée à un tronçon de tuyauterie souple. Il est avantageux que l'organe d'obturation ait une surface arrondie d'appui, que le siège, l'obturateur ou ces deux éléments soient élastiques, et qu'un tube rigide forme un prolongement entre la sortie et l'organe creux qui peut se contracter axialement. Lors du fonctionnement, la tête peut être adaptée à un disque souple entourant l'entrée afin qu'elle assure un nettoyage lorsqu'elle se déplace au-dessus de la surface, la sortie du dispositif étant raccordée par la tuyauterie souple à l'entrée d'une pompe afin qu'un liquide s'écoule dans l'appareil. La pompe est de préférence celle qui est utilisée pour l'appareillage de filtration de la piscine. L'organe qui peut se contracter axialement peut être un diaphragme élastique ou un autre accouplement élastique en accordéon, disposé dans le raccord placé entre le dispo- sitif et la tuyauterie souple afin que la transmission des mouvements pulsés du dispositif à la tuyauterie souple soit réduite. Dans le mode de réalisation qui s'applique au nettoyage d'une piscine, le dispositif est simplement appe- lé dans la suite "dispositif de nettoyage de piscine". Dans un autre mode de réalisation de l'invention, un dispositif de nettoyage de piscine est destiné à fonction- ner en coopération avec la pompe de filtration par aspira- tion de l'eau de la piscine, le dispositif comprenant une tête de nettoyage, une entrée d'eau, un organe souple entourant l'entrée afin qu'il soit au contact d'une surface à nettoyer, une sortie d'eau, un passage de circulation d'eau entre l'entrée et la sortie, la sortie ayant un dispositif assurant le raccordement, par l'intermédiaire d'une tuyauterie souple convenable, d'une pompe de filtra- tion de piscine à l'ouverture d'entrée afin qu'un courant d'eau soit formé dans le passage d'écoulement compris entre l'entrée et la sortie pendant l'utilisation, et un disposi- tif d'obturation placé dans le passage de circulation et comprenant un siège et un obturateur placé en amont du siège et mobile librement sous l'action du courant d'eau qui s'écoule dans le passage afin qu'il vienne au contact du siège et ferme ainsi le dispositif d'obturation puis rebondisse à distance du siège, en ouvrant ainsi le dispo- sitif d'obturation. L'obturateur est de préférence sphérique. Dans une variante, il peut avoir toute autre configuration externe telle que l'écoulement de l'eau autour de l'obturateur crée une turbulence ou un écoulement du fluide en sens inverse en aval de l'obturateur. L'obturateur peut avoir une forme ovale ou cylin- drique, avec des extrémités arrondies. Il peut en outre comprendre un dispositif destiné à le maintenir avec l'orientation axiale voulue par rapport au siège, afin qu'une face ou un côté prédéterminé de l'obturateur vienne au contact du siège. L'obturateur ou le siège peut être formé d'un maté- riau élastique facilitant le rebond de l'obturateur sur le siège lors de l'utilisation. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le siège peut être formé d'un matériau sensiblement rigide et l'obturateur peut être formé d'un matériau élastique. Le canal d'écoulement peut être délimité, au moins sur une partie de sa longueur, par un organe cylindrique ou tubulaire rigide, surtout dans la région qui se trouve juste en aval du dispositif d'obturation. De préférence, l'obturateur a une densité légèrement supérieure à celle du liquide dans lequel le dispositif de nettoyage doit fonctionner. Cette densité est comprise entre 1 et 1,1 dans le cas des appareils de nettoyage de piscines. L'entrée du passage de circulation est de préférence perpendiculaire à la surface à nettoyer pendant l'utilisa- tion et à cet effet une entrée supplémentaire peut être disposée audessus de l'organe souple et peut déboucher dans le passage de circulation. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe en élévation latérale d'un appareil de nettoyage de piscine; les figures 2 à 4 représentent des variantes d'obtu- rateurs de l'appareil de la figure 1; la figure 5 représente une variante d'organe qui peut se contracter axialement. Sur la figure 1, la référence 1 désigne de façon générale un dispositif de nettoyage de piscine comprenant une tête 2 ayant une entrée 3 de fluide, une membrane souple 4 entourant l'entrée 3, une sortie 5 de fluide et un passage 6 de circulation formé entre l'entrée 3 et la sortie 5. La tête 2 a aussi un orifice 7 formé au-dessus de la membrane souple 4 et jouant le rôle d'une entrée supplémen- taire d'eau dans la tête 2. L'entrée 3 traverse un pied 8 qui est au contact d'une surface à nettoyer pendant le fonctionnement et le passage 6 de circulation est incliné par rapport à l'axe de l'entrée d'un angle de 45 environ. La surface externe du pied 8 a un gradin permettant l'écou- lement de l'eau dans l'entrée 3. La sortie 5 du passage 6 de circulation délimite un siège 9 d'obturation qui est coaxial au passage de circu- lation. Un obturateur sphérique 10 est logé dans le passage de circulation. Le diamètre de l'obturateur 10 peut être par exemple d'environ 40 mm, et le passage de circulation peut être circulaire, avec un diamètre de 55 à 60 mm. La longueur du passage dans lequel l'obturateur 10 est libre de se déplacer est d'environ 100 mm. Ces dimensions donnent les proportions globales de l'appareil de nettoyage. L'obturateur est de préférence formé d'une matière plastique élastique convenable ayant une densité légèrement supérieure à celle de l'eau. Par exemple, cette densité est supérieure à 1 mais ne dépasse pas 1,1. De cette manière, lorsque l'appareil de nettoyage n'est pas utilisé, l'obtu- rateur s'écarte du siège. Une partie du passage de circulation partant du pied 8 est réalisée par un tube 11 qui débouche dans le passage 6 de circulation et constitue une butée 12 au-delà de laquelle l'obturateur 10 ne peut pas se déplacer dans le passage. La sortie du passage 6 forme un siège 9 avec lequel l'obturateur 10 coopère pendant l'utilisation afin qu'il empêche l'écoulement dans la tête 2. Le siège peut aussi être formé d'un matériau élastique. Le passage 6 de circulation se prolonge au-delà de la tête 2 sous forme d'un tube rigide 13. Un organe coaxial 14 sous forme d'un soufflet élastique est raccordé à l'ex- trémité de ce tube 13. Ce soufflet 14 peut contenir un ressort peu puissant de compression lui donnant l'élasti- cité nécessaire au fonctionnement tel que décrit dans la suite. Le soufflet 14 est destiné à être raccordé, à son extrémité libre, à la tuyauterie classique 15 d'aspiration d'un appareillage de filtration de piscine. La longueur du tube 13 est aussi choisie afin qu'elle corresponde aux conditions de fonctionnement. Les différentes parties de l'appareil de nettoyage sont de préférence formées d'une matière plastique conve- nable moulée et, suivant celle qui est sélectionnée, l'ap- pareil de nettoyage peut aussi comporter des éléments d'équilibrage et de flottaison, de manière connue pour ce type d'appareillage. Comme ils n'entrent pas dans le cadre de l'invention autrement qu'en combinaison, ces dispositifs n'ont pas été représentés. Pendant l'utilisation, la sortie 5 est raccordée à une tuyauterie souple 15 d'aspiration qui est elle-même raccordée à l'ouverture d'aspiration d'une pompe de filtra- tion de piscine (non représentée). Lorsque l'aspiration est transmise à la sortie 15, l'eau s'écoule dans le passage 6. Ce courant repousse la bille formant l'obturateur 10 contre le siège 9 mais, étant donné le profil de la bille, une turbulence ou un contre- courant se forme probablement en aval de la bille. Ceci peut provoquer l'application à la bille d'une force opposée au sens principal de circulation et facilite le rebond de la bille sur le siège 9 si bien que le dispositif d'obtura- tion s'ouvre à nouveau. L'écoulement recommence dans la tête 2 et l'opération se répète. Quelqu'en soit la raison scientifique, on constate qu'une sélection convenable des dimensions et des pressions d'aspiration de manière empi- rique permet un déplacement répété de l'obturateur vers le siège 9 et à distance de celui-ci. Le résultat de ce comportement est que l'obturateur a une action pulsée sur le siège 9, avec ouverture et fermeture alternées et répétées du passage 6 de circulation de l'eau. Cette action pulsée provoque de façon alternée et répétée l'aspiration de la membrane souple contre la surface immergée en cours de nettoyage et sa libération si bien que les saletés et les sédiments sont libérés et sont aspirés par le passage 6 vers le filtre de la piscine. L'action pulsatoire et les forces résultantes agis- sant sur l'appareil de nettoyage et sur la tuyauterie provoquent une contraction intermittente de la tuyauterie d'aspiration, permettant un déplacement aléatoire du dispo- sitif sur la surface immergée si bien que toute la surface est nettoyée. Le rebond de l'obturateur 10 sous forme d'une bille sur le siège 9 peut aussi être facilité ou accentué par formation du siège 9 ou de la bille 10 ou des deux en un matériau élastique. Dans le mode de réalisation représenté, le siège 9 est formé d'un matériau rigide et la bille 10 d'un matériau élastique. On a constaté que la fréquence des pulsations dépen- dait de la longueur et du diamètre du tube 13 ainsi que du diamètre et de la longueur du passage 6 de circulation dans la tête 2 dans lequel est disposée la bille 10. Ces para- mètres peuvent être choisis afin qu'ils donnent une fré- quence souhaitable de pulsation correspondant à l'applica- tion particulière. On a aussi constaté que le soufflet 14 jouait le rôle d'un amortisseur de choc ou d'un coussin réduisant l'intensité de la transmission de l'action pulsatoire du dispositif à la tuyauterie d'aspiration, comme cela peut être souhaitable en pratique. Lorsque l'aspiration est supprimée, la bille 10 s'écarte du siège 9 et vient en appui contre la butée 12. Ceci permet la remise en fonctionnement immédiate de l'ap- pareil de nettoyage et l'application de l'aspiration vers la tuyauterie souple. Comme on peut le noter sur la figure 1, l'obturateur n'est raccordé à aucun organe et peut se déplacer libre- ment dans le passage 6 entre le siège 9 et la butée 12. On a constaté que la bille 10 tournait ou pivotait pendant les opérations de fermeture et d'ouverture si bien que ce n'est pas toujours le même côté de la bille 10 qui vient au contact du siège 9. Ceci provoque une usure régulière et une longue durée d'utilisation de l'obturateur 10. Comme l'obturateur 10 oscille librement pendant l'utilisation dans un volume relativement grand, on a cons- taté que les débris entraînés dans l'eau s'écoulant dans l'appareil pendant l'utilisation n'étaient pas piégés dans le dispositif d'obturation et ne perturbaient pas le fonc- tionnement convenable de l'appareil de nettoyage. Il n'existe aucune contrainte mécanique relative à l'obtura- teur 10 et on a constaté que l'appareil de nettoyage avait un fonctionnement tout à fait satisfaisant même à de faibles pressions d'aspiration. Le soufflet 14 et, le cas échéant, le ressort de compression peuvent aussi être choisis et réglés afin que le fonctionnement de l'appareil de nettoyage et la longueur du tube 13 puissent être optimisés. Il faut noter que l'obturateur 10 n'est pas forcé- ment une sphère comme représenté sur la figure 1, mais que tout obturateur ayant un profil donnant un effet de rebond sur le siège sous l'action des forces qui agissent sur lui, peut convenir. Des exemples d'autres modes de réalisation d'obtura- teur sont représentés sur les figures 2 à 4. Les côtés arrondis 16 de chacun des obturateurs sont destinés à être au contact du siège et un dispositif, non représenté, peut donc être placé de manière qu'il maintienne ou guide les obturateurs afin que leurs côtés correspondants vienent toujours au contact du siège pendant la fermeture. Pour les raisons indiquées précédemment, ces organes ne sont pas préférables à la bille déjà décrite. La figure 5 représente une variante d'organe con- tractable axialement du soufflet 14 décrit précédemment. Dans ce cas, un diaphragme 17 en forme de cuvette constitue une paroi d'une chambre 18, à l'extrémité du tube 13. Ce diaphragme oscille sous l'action des forces appliquées pendant l'utilisation de l'appareil et donnent un effet d'amortissement comme indiqué précédemment. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. 26 1 3958 REVENDICATIONS 1. Dispositif de nettoyage de surfaces immergées dans un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend une tête destinée à être au contact d'une surface, un passage incli- né (6) destiné à l'écoulement du liquide dans la tête, une entrée (3) du liquide dans la tête, et une sortie (5) ayant, à son extrémité amont, un siège (9) d'obturation, un obturateur (10) qui est libre de se déplacer dans la tête par rapport au siège, et un organe élastique creux (14) qui peut se contracter axialement et qui est raccordé à la sortie, à une première extrémité, alors que son autre extrémité est destinée à être raccordée à une tuyauterie souple d'aspiration. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturateur (10) a une surface arrondie formant siège. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'obturateur (10) est sphérique. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'obturateur (10) ou le siège (9) est élastique. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un tube rigide (13) forme, entre la sortie (5) et l'organe (14), un prolongement qui peut se contracter axia- lement. 6. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la densité de l'organe de fermeture (10) est seulement légèrement supérieure à celle du liquide dans lequel le dispositif doit être utilisé. 7. Dispositif de nettoyage de piscine destiné à être utilisé avec une pompe aspirante de filtration de piscine, caractérisé en ce qu'il comprend une tête de nettoyage, une entrée (3) d'eau, un organe souple (4) entourant l'entrée et destiné à être au contact d'une surface à nettoyer, une sortie d'eau, un passage (6) de circulation de l'eau entre l'entrée et la sortie, un organe élastique creux (14) qui peut se contracter axialement et qui est placé entre la sortie et un dispositif (15) de raccordement, par l'inter- médiaire d'une tuyauterie souple flexible, à l'ouverture d'entrée, d'une pompe de filtration de piscine, afin qu'une circulation d'eau soit provoquée dans le passage de circu- lation formé de l'entrée à la sortie pendant l'utilisation, et un dispositif d'obturation placé dans le passage de circulation, ce dispositif d'obturation comprenant un siège (9) et un obturateur (10) placé en amont du siège et mobile librement sous l'action du courant d'eau dans le passage afin qu'il vienne au contact du siège et ferme ainsi le dispositif d'obturation, et rebondisse sur le siège et ouvre ainsi le dispositif d'obturation. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un prolongement tubulaire rigide (13) de sortie partant du siège (9) du dispositif d'obturation vers l'organe (14) qui peut se contracter axialement. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un comportement élastique est assuré entre le siège (9) et l'obturateur (10). 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la densité de l'obturateur (10) est seulement légèrement supérieure à celle du liquide dans lequel le dispositif doit être utilisé.