用于清洁水族缸的壁的系统

技术领域

本发明涉及一种用于处理水族缸的壁的系统。更具体地，本发明涉及一种具有至少一个工作头、用于使工作头沿着待处理的壁移动的移动性组件的用于处理水族缸的内壁的系统，所述工作头包括旋转的工作盘。

背景技术

水族缸(例如，水族箱)是为了供公众观看的，因此必须具有高透明度的干净的壁。因此，需要定期清洁水族缸的透明表面。大多数水族缸具有数种鱼类和海洋植物，这些鱼类和海洋植物通常是各种污垢的来源，并且造成生物膜沿着水族缸的壁沉积。仅仅几天后，生物膜就可以轻易阻碍水族箱的可见性。因此需要定期对壁进行清洁工作，以防止生物膜变得太厚而难以去除。

利用各种现有技术方法来清洁水族箱的透明表面。通常，已知的方法不仅需要对水族缸中存在的生命形式有害的侵入性手段，而且还需要不易于实施的繁重的人工干预。

一般情况下，用手进行水族缸的透明表面的清洁。大型水族缸通常由位于水族缸上方可用表面上的操作员进行清洁。操作员使用带有刷子或海绵的杆来摩擦壁。进行的移动是不规则的，并且可能会遗漏某些区域。由于施加了非恒定的摩擦力和随机的通过次数，清洁质量通常是近似的。

还已知其他清洁方法。例如，已知具有水族缸内部元件和水族缸外部元件的系统，这两个元件通过磁效应与另一个元件配合。然后，位于水族缸外部的操作员可以移动外部元件，从而带动内部元件。

例如，专利申请EP2012581提出了一种用于清洁水族箱玻璃(尤其是水族箱玻璃内部)的装置。该装置具有可以设置在水族箱玻璃的内壁上的元件。该装置还包括设置在壁的外部面上的外部元件。该装置的内部元件和外部元件分别通过磁力吸引，使得装置的内部元件跟随外部元件的移动。该装置内安装有清洁表面。该表面直接转向水族箱的内壁。该装置使得能够更容易清洁小尺寸的壁。对于通常很高的大型壁，操作员不得不使用各种手段，以便能够覆盖整个表面。

文献EP1947932也涉及一种水族箱清洁装置，该水族箱清洁装置具有包括用作清洁表面的板的内部组件，或者具有位于待清洁表面相对表面上的可操作清洁组件。磁性元件设置在所述板上，而浮力装置位于该板的一端。外部组件具有固定至水族箱的壁的外表面的主体。主体承载第二磁性元件，使得主体可以设置在两个磁性元件之间，且清洁表面邻近水族缸壁。通过在第一位置与第二位置之间移动主体，内部组件在水族箱内部移动，以清洁各个表面。

同样地，申请WO2008006259描述了一种用于清洁水族箱玻璃的磁性清洁器，该磁性清洁器包括在玻璃的内表面上滑动的内部清洁元件。该内部清洁元件包括前盖体、后盖体、磁体和清洁表面。该装置还包括设置在玻璃的外表面上的外部清洁元件。内部清洁元件与外部清洁元件之间的磁力使得可以通过移动外部清洁元件来驱动内部清洁元件的移动。

申请EP1738642涉及一种用于清洁水族箱的内表面的装置，该装置具有内部主体。内部主体具有由泡棉制成的清洁表面，该清洁表面与待清洁的壁接触。内部主体通过将其连接至外部组件的磁力而在磁性表面上移动。

文献WO2007127472还构成了处理方法的另一个示例，并且提出了一种远程表面准备机构，使得从外部管理水族箱的内表面的清洁。清洁装置包括主体，该主体设置有至少一个磁性元件，该磁性元件耦合至一定距离处的可移动驱动头中的互补磁性元件，用于远程控制。

最后，文献WO0040080描述了一种用于清洁水族箱玻璃(尤其是水族箱玻璃内部)的装置。该装置包括设置在玻璃的内壁上的内部元件以及设置在水族箱玻璃的外侧上的外部元件。这些内部元件和外部元件在磁力的作用下相互吸引，使得外部元件沿着水族箱玻璃的移动引起内部元件的相同移动。该装置的特征在于，当不再施加磁力时，设置在水族箱内部的元件设计为漂浮在水族箱中盛有的液体介质上。

文献FR2335269描述了一种装置，该装置可以通过吸力而粘附至壁的表面，并且可以沿着所述壁移动，以便进行各种工作，例如清洁或涂刷壁的表面。

如以上引用的文献所示，现有技术提出了用于通过不同的磁性机构来抛光和/或清洁水族箱的表面的系统。然而，这样的方法具有许多缺点。表面处理所需的磁力使得必须在待处理的水族缸的壁的两侧安装两个元件。该系统还必须使得能够从外部容易进入，而不管待清洁的壁的布置如何，但实践中并非总是如此。该处理技术，特别是利用磁性机构的处理技术，通常仅限于相对较薄的壁，从而不包括对大型水族缸的处理，所述大型水族缸的壁可以具有几十厘米的厚度。同样地，外部元件的运动(通常通过人工干预实现)引起固定至水族缸的内壁的磁性元件的运动，这排除了方法的自动化。这些不同的系统无法调节或改变施加至清洁面的力的强度。最后，水族缸内部的清洁面迅速被污垢和生物膜布满，从而大大地降低了清洁质量。

还已知自动化系统，例如申请WO2006078921中的一种自动化系统，该申请描述了一种用于水族箱的自动化清洁系统。该清洁系统编程为定期地清洁水族箱，而在清洁过程中无需人工干预。该清洁系统配置为沿着水族箱的侧壁移动，从而在移动时清洁所述壁。这样的系统设置为用于小型水族箱和小容量水族缸。其作用仅限于壁的清洁。

为了弥补这些不同缺点，本发明提供了不同技术手段。

发明内容

首先，本发明的第一目的在于提供一种用于处理(特别是清洁)水族缸壁的系统，从而使得待清洁的透明表面能够具有高水平的视觉质量，而不会对水族缸中生物的环境具有有害影响，并且不会损坏待处理的壁。

另一个目的旨在提供一种装置，该装置以连续流工作，而不会在待施加负载的调节方面造成困难。

最后，本发明的另一个目的旨在能够处理不同构造的水族缸壁。

为此，本发明提供了一种用于处理水族缸的内壁的系统，该系统具有至少一个动力学吸引头、用于使动力学吸引头沿着待处理的壁移动的移动性组件，所述动力学吸引头包括旋转盘，所述旋转盘以旋转方式布置并连接至能够由盘电机驱动的转动轴，所述旋转盘承载壁交界层，其特征在于，壁交界层包括多个径向凹槽和至少一个孔口，所述多个径向凹槽将盘的旋转中心连接至盘的外围，所述至少一个孔口紧邻待处理的壁在水族缸中进行操作时，确保盘的后部与布置在盘紧挨着待处理的壁的部分的径向凹槽之间的水流。

该系统使得可以清洁和去除水族箱的水下壁或任何水族缸壁上存在的生物膜。当驱动旋转盘旋转，并且旋转盘与待处理的壁相距很小距离时，产生吸力，从而使得动力学吸引头压靠该壁。水的流通得以实现。水在工作盘的凹槽中流通，并且从侧面喷出，然后释放到水族缸的水中。因此，水在盘的摩擦泡棉中流通，对盘进行冲洗并带走生物膜和从壁上去除的其他污垢。此外，工作盘转动越快，吸力就越大，壁的摩擦也越大。因此，这样的布置使得可以将工作头靠着待处理的壁设置并保持，而无需操作员或无需设置在盘的相反侧的推力推进器的帮助。由凹槽的旋转引起的流体动力学效应使得可以实现吸引功能。这样的布置使得可以以自动或半自动的方式处理具有较大面积的壁，而无需在水族缸中进行人工干预。

根据一个实施方案，一个或多个孔口围绕转动轴的周围布置。在一个变型实施方案中，转动轴具有贯穿的孔口。这些孔口使得可以确保水族缸的水向摩擦泡棉流体流通，具体地，流体流通至径向凹槽。水的流通使得可以通过泡棉的自清洁作用维持泡棉的清洁动作。

根据有利的实施方案，工作头包括轴向外围套筒。

轴向外围套筒有利地具有布置为环绕工作盘的周向侧壁。以这种方式，外围套筒使得可以限制旋转泡棉的动作，同时使流体动力学干扰最小化，例如，使壁附近的沙子或杂质不进入泡棉中。

有利的变型实施方案提供了穿过轴向外围套筒的侧壁布置的排出孔。该孔使得水流朝向外围套筒的外部流通，从而将杂质和污垢带到套筒的外部。

根据有利的实施方案，交界层具有处理表面，并且借助于所述处理表面，动力学吸引头既用于将处理系统固定至待处理的缸壁，又用于对壁进行清洁或抛光处理。

根据另一个实施方案，动力学吸引头仅用于将处理系统固定至待处理的缸壁。然后，系统优选地设置有与动力学吸引头分离的至少一个壁处理头，该壁处理头设计为对水族缸的至少一个壁进行抛光或清洁处理。

在一个示例性实施方案中，用于使动力学吸引头沿着待处理的壁移动的移动性组件具有至少一个竖直轨道和/或一个水平轨道。

在另一种实施中，用于使动力学吸引头沿着待处理的壁移动的移动性组件具有浮动平台，处理头连接至所述浮动平台。

在又一个示例中，用于使动力学吸引头沿着待处理的壁移动的移动性组件具有至少一个电机驱动的滚轮。

有利地，动力学吸引头包括设置有孔口的盖体。

根据另一个有利的实施方案，凹槽的壁具有延伸超过交界层的表面的凸缘。

有利地，工作盘经由至少一个弹簧与轴向外围套筒配合。因此，外围套筒相对于工作盘轴向可移动。通过一个或多个弹簧靠着待处理的壁保持的轴向滑动的外围套筒使得可以将由外围套筒施加的负荷与由工作盘施加的负荷分离。例如，提供了具有低刚度特性的弹簧，以便外围套筒向壁施加适度的压力。适度的压力是指这样一种承载力，该承载力使得可以保持外围套筒靠着壁，同时使得外围套筒和整个工作头能够靠着壁滑动，从而使得可以清洁壁的整个浸没表面。

根据有利的实施方案，用于使处理头沿着待处理的壁移动的移动性组件具有至少一个竖直轨道和/或一个水平轨道。这种布置构成易于安装/拆卸的简单且廉价的实施方案。根据一种有利的变型实施方案，处理系统具有至少一个可移动安装的轨道。

在变型实施方案中，用于使工作头沿着待处理的壁移动的移动性组件具有浮动平台，处理头连接至所述浮动平台。

附图说明

在以下通过图1至图12进行补充的描述中给出了所有实施方案的细节，这些附图仅通过非限制性示例的方式给出，其中：

-图1是工作盘的示例的从水族缸的外部观察的正视图；

-图2是图1中的工作盘的实施方案变型的正视图；

-图3是处理头的示例性实施方案的示意图；

-图4是处理头的另一个示例性实施方案的示意图；

-图5是利用轨道和保持头的壁处理系统的示例性实施方案的示意图；

-图6是利用轨道和动力学吸引头的壁处理系统的示例性实施方案的示意图；

-图7是利用浮动平台的壁处理系统的示例性实施方案的示意图；

-图8是承载工作头的浮动平台的示例的正视图形式的示意图；

-图9是图8中的浮动平台的侧视图形式的示意图；

-图10是图8中的浮动平台的俯视图形式的示意图；

-图11是利用具有滚轮的移动性组件的处理系统，特别是壁清洁系统的示例性实施方案的示意图；

-图12是利用具有滚轮的移动性组件的处理系统，特别是壁抛光系统的示例性实施方案的示意图。

具体实施方式

旋转盘和吸引作用

图1和图2示出从能够与待处理的水族缸的壁接触的面观察时旋转盘11的示例性实施方案。显然，半径为R的盘11包括多个径向凹槽15或狭槽，即，在半径R的方向上定向的径向凹槽15或狭槽。这些凹槽从盘的旋转中心径向定向。在图1的示例性实施方案中，围绕转动轴布置有多个孔口16。这些孔口16中的每一个与凹槽15连通。在图2的示例性实施方案中，单个孔口17居中地布置在转动轴12中，所述转动轴12将盘11连接至电机13(该电机13在图3和图4中可见)。中心孔口17与凹槽15中的每一个连通。由于这个孔口17或这些孔口16以及凹槽15，当盘在水环境中紧邻待处理的壁旋转时，在盘的后部与前部之间(即，从盘11的后部)产生水流，然后水流穿过盘并沿着径向布置在盘紧挨着壁的部分的凹槽15通过。这种流体动力流产生吸引作用，趋于将盘压向壁。吸引作用的水平根据凹槽的数量和尺寸、盘的直径、使用的材料、尤其是盘的旋转速度而变化。如下所述，这种吸引作用使得盘能够实现各种流体力学功能。

单功能或双重功能吸引头

图3和图4以截面示出承载诸如图1或图2所示的盘的动力学吸引头10的示例。如图所示，盘11在盘的侧面上具有壁交界层14，该壁交界层14旨在与待处理的壁3接触或不接触地交界。交界层14与盘11分离或结合或者与盘合为一体。盘11由刚性且优选无孔的材料(例如，铝)制成。凹槽15以及孔口16和17有利地在盘11的块体中制成。

根据实施方案，动力学吸引头实现一种或两种功能。具体地，动力学吸引头可以产生如上所述的吸引功能。动力学吸引头还可以产生与壁处理作用(例如，清洁或抛光作用)相结合的吸引作用。

在双重模式的情况下，交界层14包括由如下材料制成的处理表面，该材料使得可以在通常由聚甲基丙烯酸甲酯制成的水族缸壁上进行清洁工作，而没有损坏所述壁的风险。处理表面例如可以由聚氨酯或聚乙烯制成，其具有可变的硬度和密度以及根据处理的目的可变的(打开或关闭的)孔尺寸和孔隙率。

在双重模式的情况下，一个变型实施方案可以设置有交界层，该交界层由或多或少柔性的凸缘(lèvre)组成，所述柔性凸缘布置在凹槽15的壁的延续部分中，并且直接由盘11的块体或由交界层14的块体制成。在这种情况下，所涉及的是与待处理的壁3垂直的凹槽15的壁。这些凸缘从盘11的表面或从交界层14突出几毫米。凸缘的长度可以大致等于盘11的半径R，并且可以是单个或成对的。具体地，这些设置在凹槽15中的凸缘的存在有利于凹槽15中的水流，以排出在盘11的旋转期间从壁上刮下的生物膜。因此，在该双重功能模式下，交界层14与待处理的壁接触。

在具有简单保持作用的单功能模式的情况下，优选地，盘11与壁相距很小的距离，例如，相距几毫米，以确保流体动力学效应，同时避免与壁接触。

沿着轴线A-A定向的电机13和轴12设置在吸引头中，使得旋转盘11能够旋转。当盘浸没并与待处理的壁相距很小的距离(例如，对于直径为100mm的盘，距离为1至2cm)时，开槽的盘的旋转产生负压，该负压趋于使工作盘朝向固定的壁3移动。吸引头10设计为能够通过该效应朝向壁移动。在具有上述直径的盘的情况下，使得可以生成趋于将盘压向待处理的壁的流体动力学效应的旋转速度例如在800至1200rpm之间(仅作为示例)。

图3和图4中的箭头示出吸引头靠在水族缸壁上时的水流的示例。水来自工作盘的后部，穿过孔口16和17，然后与径向凹槽15连通。一旦盘就位，只要保持盘旋转，水流就会持续发生。除了有助于吸引作用外，这种流动还使得可以确保清洁处理表面，以防止在清洁壁期间去除的生物膜和其他污垢聚集在盘上并布满处理表面，从而阻碍继续清洁处理。在该双重功能的实施方案中，吸引盘与待处理的壁直接接触。吸引盘通过摩擦而作用于待处理的壁，以进行清洁动作。

吸引头10优选地包括与转动轴12同轴布置的外围套筒18。该套筒具有设计为环绕旋转盘11的周向侧壁19。在图3和图4的示例中，套筒朝向旋转盘的后部延续，以便环绕轴12的一部分。套筒使得可以界定工作区域W，在该工作区域W中，盘针对待处理的壁进行清洁动作。还通过盖体24在盘11的后部界定该工作区域W，从而封闭套筒18。在示出的示例中，盖体24呈倒U的形式，具有用于电机的轴12穿过的中心开口。设置在盖体24中的补充孔口23确保工作区域W与电机M的区域之间的流体连通。盖体24也可以是平坦的，或呈非倒U的形式。

穿过轴向外围套筒18的侧壁19布置有排出孔20。该通道使得水流离开套筒返回水族缸。有利地，该通道设置为在清洁阶段期间位于吸引头10的上部区域中。这避免流出的水流作用在水族缸的底部(可能会有将石头或颗粒或污垢推向工作头的风险)。如果硬的和/或粗糙的异物曾经位于工作盘与待处理的壁之间，则会存在很大的刮擦或以其他方式损坏壁的风险。外围套筒18提供防止这样的污染物进入工作区域W的额外保护。过滤元件或系统可以连接至该排出孔20。

为了防止外围套筒18在壁3上施加过大的力，旋转盘11经由至少一个弹簧21与壁3配合。例如使用外围弹簧，该外围弹簧轴向地布置在外围套筒18与工作区域W相反的端部的延续部分中。弹簧21的一侧作用于套筒18上，另一侧作用于盖体24上。

与由盘11和交界层形成的组件相反，外围套筒18设计为相对于待处理的壁保持呈角度地固定，而不旋转。有利地，在外围套筒18的接触端部处设置周向密封件或硬度小于待处理的壁的材料。该套筒或材料使得与壁温和接触，而没有造成损坏的风险。吸引头的呈角度的固定部件与吸引头的旋转部件之间的连接由轴承22提供，例如滑动轴承或滚动轴承。图3和图4示出吸引头10的两个实施方案。在图3的实施方案中，可以旋转的部件包括轴12、盘11、交界层14和盖体24。轴承22布置在盖体与弹簧21之间。在图4的实施方案中，可以旋转的部件仅包括轴12、盘11和交界层14。在这种情况下，轴承22布置在轴12与盖体24之间。

多个吸引头的变型实施方案

在一个变型实施方案中，壁处理系统设置两个或多个吸引头，成组安装。例如，在两个吸引头的情况下，这些吸引头并排固定在一起或一个固定在另一个之上。驱动装置(motorisation)和盘优选地设置为在相反的方向上旋转，以补偿趋于使单个头在与盘的致动电机相反的方向上旋转的扭矩的影响。类似地，可以设置具有如上所述两对成对安装的四个吸引头的组件，以形成正方形。具有不同、偶数或奇数个吸引头的其他布置也是可能的。

移动性组件

为了在水族缸壁上进行清洁操作，吸引头10与移动性组件30配合。在下文中，呈现了移动性组件的各个示例。

具有轨道的移动性组件

图5示出具有竖直轨道31和水平轨道32的移动性组件30的第一示例，所述竖直轨道31用于在竖直方向上移动吸引头。根据该第一示例性实施方案，移动性组件具有用于支撑并确保吸引头10的移动性的不同元件。如图所示，移动性组件30具有竖直轨道31和布置在竖直轨道的端部处的两条水平轨道32。竖直轨道31设计为通过沿着Y轴进行平移移动而实现吸引头10的移动性。例如，通过设置在吸引头10中的竖直移动电机来确保吸引头10沿着Y轴的平移移动。为了使平移移动更容易，在吸引头10与竖直轨道31之间有利地布置有滚轮。竖直轨道31其本身安装为沿着X轴可移动。例如，通过一个或两个水平移动电机来实现竖直轨道31在X轴上的移动性。通过这两种移动，双重功能吸引头可以在由轨道31和32的跨距所覆盖的整个区域上移动。

移动性组件通过例如布置在水平轨道的端部处的固定(非旋转)吸盘40固定至待清洁的壁。这些固定吸盘有利地连接至例如位于待处理的水族缸外部的吸引系统，并且使得可以产生固定吸盘所需要的吸力。

在图6所示的有利的变型实施方案中，固定吸盘由动力学吸引头10代替。如上所述，吸引头设计为生成趋于将工作盘吸向待处理的壁的流体动力学效应。该效应有利地用于将移动性组件30固定至壁。该实施方案使得可以避免使用将真空泵连接至先前示例的各种吸盘的吸引管。吸引头10简单地电连接至旨在设置于水族缸外部的控制单元，例如设置在水族缸上方、设置在用于维护水族缸并用于照顾水族缸中的海洋动物群的干预区域。

具有浮动平台的移动性组件

图7至图10示出具有浮动平台33的类型的移动性组件30的第二示例，双重功能吸引头10连接至所述浮动平台33。绞盘36承载线缆37，吸引头附接至线缆37。线缆使得吸引头可以沿着待清洁的壁3竖直地移动。通过抵靠壁的电机驱动的滚轮34实现浮动平台33的横向移动，并因此实现吸引头10的横向移动，这在图8、图9和图10中清楚可见。推进器电机35使得可以推进平台在水族缸中穿行并将平台移动至待处理的壁。一旦在壁附近，一个或多个保持头40(或者，在变型实施方案中的吸引头)通过如上所述的吸引作用保持平台靠着壁。

在一个变型实施方案中，消除或减小外围套筒18相对于盖体24的滑动，从而进一步改善流体动力学效应和所产生的保持力。为此，使用具有更大刚度特性的一个或多个弹簧，或者去除一个或多个弹簧21。优选地，通过外围套筒18的限位块(butée)的最佳调节，这些元件在不与待处理的壁3接触的情况下旋转，与待处理的壁3相距几毫米。在图7和图8中，保持头40抵靠壁3。在图10中，两个保持头40远离壁3。

具有滚轮的移动性组件

图11是壁清洁处理系统的示例性实施方案的示意图。例如，如以上参考图3和图4所述，借助于具体地设计为进行清洁功能的壁交界层14，一组四个双重功能动力学吸引头10使得既可以将系统1固定至待清洁的壁3，也可以通过非磨损机械摩擦动作对壁进行清洁。在示出的示例中，动力学头10设置在处理系统的四个拐角处，从而使得更容易接近待处理的壁的边缘和拐角。可以设置其他类型的配置。移动性组件30包括布置为与壁接触的多个滚轮34，以在壁上滚动。在这种情况下，滚轮由中央电机间隔开成对地安装，组件通过适当的远程控制装置进行远程控制。滚轮在壁上滚动的动作使得可以移动处理系统。调节并调整动力学吸引头的吸力，以便既允许对壁的固定力，又能够通过滚轮的动作而沿着壁移动。滚轮架例如可以通过使每一侧的轮子的旋转速度不同步进行枢转，从而使得可以在所有有用的方向上移动处理系统。

图12是壁抛光处理系统的示例性实施方案的示意图。一组四个单作用动力学吸引头10使得可以将系统1固定至待清洁的壁3。在装置的四个拐角处设置有适用于抛光任务的四个工作头50，以通过已知类型的轻微磨损的机械摩擦动作对壁进行抛光。

在示出的示例中，独立的头50设置在处理系统的四个拐角处，以便能够更容易接近待处理的壁的边缘和拐角。可以设置其他类型的配置。移动性组件30包括多个滚轮34，例如以上参考图11所述的那些滚轮。

附图文字说明

1.用于处理水族缸的内壁的系统

2.水族缸

3.待处理的壁

10.动力学吸引头

11.旋转盘

12.转动轴

13.盘电机

14.壁交界层

15.径向凹槽

16.流体流通孔口

17.中空转动轴中的流体流通孔口

18.轴向外围套筒

19.周向侧壁

20排出孔

21.弹簧

22.轴承(滑动轴承或滚动轴承)

23.盖体的孔口

24.盖体

30.处理头的移动性组件

31.竖直轨道

32.水平轨道

33.浮动平台

34.滚轮

35.具有推进器的电机

36.绞盘

37.线缆

40.保持头

50.独立工作头