Brevet FR2130157A1 — publié le 19721103

Dans les exploitations agricoles notamment, il est couramment fait appel à des moyens d'irrigation automatiques qui, à partir d'un groupe unique de pompage, commandent une distribution hydraulique à différentes canalisations aboutissant elles-n8mes aux dispositifs d'irrigation proprement dits. Pour permettre l'alimentation de ces derniers en observant un plan d'irrigation déterminé, sur chacune des canalisations est inséré un clapet d'arrdt,lequel , en raison des pressions élevées auxquelles il est soumis, comprend seulement des éléments de commande,tels qu'un piston ou une membrane,eommandés hydrauliquement à distance. Dans la technique antérieure, il n'existe pas de solution satisfaisante concernant la commande hydraulique à distance suivant un programme prédéterminé, lequel nécessite en effet la présence d'un organe programmable pouvant distribuer le liquide sous pression, suivant une succession appropriée, aux différentes canalisations pourvues de clapets d'arrt. Ba réalisation d'un tel organe présente un certain nombre de difficultés techniques provenant principalement de la pression élevée sous laquelle le liquide doit titre distribué. En effet, cet organe doit pouvoir titre mis en mouvement par un mécanisme programmateur qui d'ordinaire ne peut fournir des couples importants. De plus, en raison de la pressiondlesFe mise en jeu, l'étanchéité entre les différentes parties mobiles nécessite d'appliquer des pressions mécaniques elles-mtmes élevées et des matériaux de garniture introduisant, par frottement, des résistances mécaniques supplémentaires. I1 en résulte donc bien que des efforts importants doivent etre produits par les moyens nécessaires à l'obtention des mouvements requis. 'a présente invention a pour objet un dispositif distributeur permettant de supprimer totalement les inconvénients énumérés ci-dessus. Ce dispositif est du genre comprenant un élément central cylindrique rotatif recevant axialement le liquide sous pression pour le distribuer aux différentes canalisations en liaison avec la partie fire du distributeur. Suivant l'invention, l'étanchéité est obtenue par utilisation de pistons inclus dans le circuit hydraulique sous pression et au contact à la fois de la partie fixe et de la partie rotative du distributeur. Ces pistons sont forés axialement pour permettre la distribution hydraulique aux différentes canalisations de distribution avec lesquelles ils sont respectivement en liaisons et leurs extrémités sont conformées de manière à s'adapter de façon étanche aux surfaces des pièces du distributeur avec lesquelles elles sont en contact, sous l'effet de la pression du liquide à distribuer conjointement avec l'action d'un ressort. Ces pistons peuvent titre placés soit dans la partie fixe du distributeur, soit dans la partie entrarnée en rotation. On comprendra mieux les caractéristiques et avantages de l'invention en se référant à la description et au dessin annexé dans lequel les figures 1 à 5 se rapportent à un mode de réalisa- tison suivant lequel les pistons sont logés dans la partie fixe de l'ensemble, tandis que les figures 6 et 7 se rapportent à un mode de réalisation suivant lequel les pistons sont logés dans la partie entraSnée en rotation. La-figure 1 est une coupe axiale d'un dispositif distributeur réalisé conformément à l'invention. La figure 2 est une vue en plan en coupe partielle du dispositif représenté figure 1. La figure 3 est une vue en plan du dispositif monté sur une plaque support. Les-figures 4 et 5, des vues plus détaillées d'un piston, dans deux plans différents. Ia figure 6 représente une vue en plan et coupe partielle d'un dispositif distributeur dont la partie rotative inclut les pistons. La figure 7 est une coupe suivant VII-VII de la figure 6. Sur les figures 1 à 5, dans la partie fixe 1 du distributeur sont pratiquées quatre cavités cylindriques hmrizontales ? disposées en croix et une cavité cylindrique verticale 3. Dans la cavité 3 est disposée une pièce cylindrique 4 pourvue à sa partie supérieure d'un axe constituant pivot de tourillonnement 5 dans le couvercle 6. Ce couvercle est boulonné sur la partie fixe 1. L'étanchéité entre le couvercle 6 et la partie fixe 1 est assurée par une garniture annulaire 7, tandis que l'étanchéité entre le pivot 5 et le couvercle est assurée par une garniture 8. Une rondelle 9, en matière plastique, telle que du téflon par exemple, est disposée de manière à maintenir la pièce cylindrique 4 appliquée sur la portée 10 de la partie fixe 1.Dans cette dernière, autour de la portée 10 est pratiqué un canal circulaire 11 en liaison avec l'extérieur 'par l'intermédiaire du conduit 12. Dans la pièce cylindrique 4 sont pratiqués un canal 13, disposé axialement, et un canal 14 disposé transversalement au premier. Ces deux canaux eòmmuniquent. Le canal 13 d'arrivée du liquide débouche sur la face inférieure de la partie fixe 1. Une garniture annulaire 15 assure ltétan- chéité requise en ce point. Dans la pièce cylindrique 4 sont également pratiquées trois perforations formant conduits 16, disposées suivant un demi-cercle à égale distance. Des canaux 17,respectivement en liaison avec chacun des conduits 161débouchent sur le pourtour cylindrique de la pièce 4. Des bouchons taraudés 18 ferment axialement les cavités 2. Celles-ci sont en liaison avec l'extérieur au moyen de canalisations 19. Dans chacune des cavités 2 est disposé un piston 20 pourvu d'un anneau d'étanchéité 23. Ces pistons peuvent titre favorablement constitués par un matériau tel que du nylon chargé de graphite. L'extrémité de chacun des pistons 20 placée vers l'extérieur est plane, tandis que l'extrémité au contact de la pièce 4 est profilée de manière à pouvoir porter sur toute la partie cylindrique correspondante de cette pièce, ainsi qu'il est visible sur la figure 4. En outre, sur cette mssme figure 4, il est précisé qu'un chanfrein 20a est pratiqué à l'extrémité du piston 20 au contact de la pièce 4. I1 en résulte que la surface du piston 20 au contact de la pièce 4 est inférieure à la surface plane de la partie opposée de ce piston. Dans ces conditions, la pression hydraulique qui s1 exerce sur cette dernière surface est supérieure à celle qui s'exerce sur l'extrémité située du côte de la pièce 4. Cet effet hydraulique, conjointement avec 1'action du ressort 21, assure 1'étanchéité complète, le piston 20 restant appliqué contre la pièce 4. Chacun des pistons 20 est foré axialement de manière à former un conduit de liaison intermittente, suivant la rotation de la pièce 4, avec les canaux 14 et 17. La partie fixe 1 du distributeur est fixée à l'embase 22. Dans cette embase sont disposés des conduits 19a en liaison avec les conduits 19, un conduit 13a en liaison avec le conduit 13, un conduit 1 w n liaison avec le conduit 12. On notera que seulement trois des cavités 2 sont en liaison avec une canalisation 19 de distribution. La quatrième cavité ne comprenant pas cette issue définit la position de fermeture du distributeur. Dans cette position, les trois voies sont chacune en liaison avec l'évacuation tandis que la conduite d'alimentation est en liaison avec la cavité fermée, On peut définir le fonctionnement général du distributeur de la manière suivante : chacune des conduites 19 est mise succcessivement en communication avec un groupe cylindre-piston déterminant l'ouverture du clapet correspondant d'une des trois canalisa- tions de l'installation d'irrigation. L'axe pivot 5 est en liaison avec un dispositif d'horlogerie de type usuel, non représenté. Cilui-ci imprime au pivot 5 des mouvements de rotation successifs temporisés de 900 séxagésimaux. Dans ces conditions, à partir de la position dite tde fermeture", un des conduits 19 est alimenté dans chacune des positions citées plus haut, tandis que les deux autres sont en liaison avec l'évacuation 12v l2a. On se référera maintenant aux figures 6 et 7 pour la description du deuxième mode de réalisation. Sur ces figures, la référence 101 désigne la partie fixe du distributeur dans laquelle sont pratiqués une cavité cylindrique intérieure 102 et des canaux radiaux 103 débouchant chacun dans les orifices cylindriques 104 de raccordement aux canalisations de distribution. Les orifices 104 sont disposés sur deux plans circonférentiels différents, de manière à permettre l'alimentation de multiples canalisations sous un volume relativement réduit. Dans la partie fixe 101 sont également pratiqués un orifice de décharge 105 et un forage cylindrique 106 en liaison avec la cavité 107 de raccordement de la canalisation d'arrivée du liquide. Le couvercle 109 est fixé à la partie 101 au moyen des boulons 108. Dans ce couvercle est pratiqué un forage 110. Dans la cavité 102 est inclus le distributeur rotatif qui comprend une pièce principale 111 sur laquelle est fixé l'arbre 112 tourillonnant dans le forage 110 du couvercle 109. La pièce 111 est également pourvue d'un arbre 113 tourillonnant dans le forage 106. Dans la pièce 111 est incluse la cavité cylindrique 114. Les extrémités de la pièce 111 sont conformées de manière que toute leur surface soit au contact de la paroi intérieure de la partie fixe 101. La pièce 111 repose sur la portée 116 de la pièce 101 et peut tourner librement à l'intérieur de la cavité 102 lorsque l'arbre 112 est lui-même entraidé en rotation.l'arbre 113 est foré de manière à former le canal 122 assurant la liaison entre la cavité 107 d'amenée de liquide et la cavité cy lindrique 114 de distribution. L'étanchéité entre la cavité 107 et la partie fixe 101 est assurée au moyen de la garniture 115. A l'intérieur de la cavité 114 de la pièce 111 sont logés des pistons 117 et 118 assurant l'étanchéité par l'intermédiaire des garnitures 119 et 120 et dont les extrémités sont conformées, ainsi que celles de la pièce 111, pour que toute leur surface soit au contact de la paroi intérieure de la cavité 102. Le piston 117 est borgne, tandis que le piston 118 est foré axialement. Entre ces pistons est disposé un ressort 121. Le liquide sous pression arrive par la cavité 107 et le conduit 1l3 dans la cavité 114 du distributeur limitée par les pistons 117 et 1l8. Lorsque , par suite du mouvement de rotation imprimé à l'ensemble 111-117-118 par un dispositif d'horlogerie (non représenté) relié mécaniquement à l'arbre 112, le forage du piston 1l8 se trouve en regard d'un des canaux radiaux 103 de liaison aux conduites à alimenter, le liquide sous pression passe par le forage pratiqué dans le piston 118 et va actionner le clapet correspondant. On sait en effet, ainsi qu'il a été indiqué au cours de la description du mode de réalisation précédent, qu'un mouvement a'horlogerie est relié mécaniqyement à l'arbre solidaire de la partie rotative. Dans ces conditions, suivant la figure 6, l'arbre 112 étant relié à un tel dispcsitif d'horlogerie, le liquide sous pression est distribué successivement aux diverses canalisations prévues (au nombre de seize dans l'exemple représenté).Lorsque l'une de ces canalisations n'est plus alimentée en liquide sous pression du fait de la rotation du distributeur, le liquide contenu dans cette canalisation se déverse librement à l'extérieur à travers l'orifice 105. La pression existant dans la cavité 114 et transmise aux pistons 117 et 118 assure l'étanchéité requise,par l'effort qu'exerce le piston 118 sur la paroi de la cavité 102. Cet effort, exercé de façon identique mais en sens opposé par le cylindre 117 sur la paroi de la cavité 102 diamétralement opposée à la paroi sur laquelle s'exerce l'effort du piston 118, applique toute la poussée radiale sur cette partie de la paroi,et de ce fait l'arbre 112 ainsi que l'arbre 113 ne sont pratiquement soumis à aucun effort transversal. I1 est entendu que toutes variantes concernant la forme, le nombre et la disposition des éléments constitutifs du distributeur,dont deux formes de réalisation ont été données à titre d'exemple , rentreraient dans le cadre de l'invention. REVENDICADIONS 1. Distributeur pour installation automatique d'irrigation, du genre comprenant un élément central cylindrique rotatif recevant axialement le liquide sous pression pour le distribuer aux différentes canalisations en liaison avec la paroi fixe du distributeur, caractérisé en ce que le dit distributeur est pourvu de pistons inclus dans le circuit hydraulique sous pression et au contact à la fois de la partie fixe et de la partie rotative du dit distributeur, de telle sorte que la pression du liquide, conjointement -avec l'action d'un ressort disposé à cet effet, assure ltétanchéité complète, par un contact constant et total des parties en regard des pièces fixe et mobile par lesquelles la transmission du liquide est effectuée, de la conduite d'arrivée aux différentes canalisations de distribution. 2. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pistons sont inclus dans la partie fixe du distributeur, dans des logements disposés radialement autour de la partie centrale rotative qui reçoit axialement le liquide sous pression,la dite partie rotative étant forée pour assurer la liaison entre la conduite d'arrivée de liquide et les dits pistons, dans lesquels sont pratiqués des conduits eux-memes respectivement chacun en liaison avec l'une des canalisations de distribution. 3. Distributeur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'extrémité des pistons au contact de la partie centrale cylindrique rotative est profilée de manière à porter sur toute sa surface sur la partie correspondante de la dite pièce centrale rotative, un chanfrein étant pratiqué sur le pourtour de la dite extrémité de piston, afin que la surface de cette extrémité soit inférieure à celle de l'extrémité opposée, de telle sorte que la pression hydraulique concoure,avec l'action du ressort disposé à cet effet , pour assurer l'étanchéité. 4. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pistons , au nombre de deux, sont inclus dans la partie centrale rotative, disposés en opposition, perpendiculairement à l'axe de rotation, dans un logement qui reçoit en son centre le liquide sous pression, l'un de ces pistons étant foré pour assu rer successivement, au cours du mouvement de rotation, la liaison entre la conduite d'arrivée axiale et les différents conduits répartis radialement sur la partie fixe, l'autre piston étant borgne, de manière que la pression du liquide exercée sur les faces en regard de chacun des deux dits pistons, vers le centre de la partie rotative, fasse appliquer de manière constante l'autre extrémité de chacun de ces pistons sur la paroi cylindrique du logement pratiqué dans la partie fixe du distributeur pour recevoir la partie centrale rotative. 5. Distributeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les faces da pistons au contact de la paroi cylindrique du logement pratiqué dans la partie fixe pour recevoir la partie rotative sont profilées de manière 9 porter sur toute leur surface sur la dite paroi. 6. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie centrale rotative est solidaire d'un axe en liaison mécanique avec un dispositif programmatenr de commande de mouvement, de manière à déterminer un cycle de fonctionnement modifiable à volonté suivant les caractéristiques du dit programmateur. 7. Distributeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les conduits et raccords de liaison aux canalisations d'irrigation pratiqués radialement dans la partie extérieure fixe du distributeur sont disposés alternativement sur deux circonférences différentes,de manière à permettresde loger le maximum de ceux-ci avec le minimum d'encombrement.