Brevet FR2124125A1 — publié le 19720922

La présente invention est relative à un appareil distributeur appelé à distribuer des quantités dosées d'un fluide, à partir d'une source unique, à une série de systèmes de décharge, Cet appareil distributeur est particulièrement précieux pour la distribution de fluides qui sont sous pression, qui sont visqueux, ou qui contiennent des solides en suspension. On connait plusieurs procédés pour mesurer et distribuer un liquide sous pression0 Notamment, les brevets pris aux Etats Unis d'Amérique sous les N s 1.225.699, 2.649.996 et 2.652.953. Cependant, aucun de ces brevets décrit un dispositif distributeur convenant pour doser et distribuer des liquides visqueux, par exemple des fumigants sous forme de gel pour l'agriculture. Dans les appareils classiques employés communément pour doser et distribuer les fumigants sous forme de gel, le flux de fumigant est étranglé par des orifices servant à régler ce flux, ce qui provoque une contre-pression sur le fluide. Cette contre-pression tend à obstruer l'appareil, de sorte que ce-dernier cesse defonctionner, ce qui occasionne des retards et des difficultés dans l'application du fluide. Suivant la présente invention, il est prévu un système de distribution de fluide, qui peut distribuer des quantités dosées d'un fluide visqueux, à partir d'une source unique, à une série de points de décharge, sans comporter de points d'étranglement susceptibles de restreindre le flux de fluide, système qui comprend deux cylindres d'acheminement de fluide, qui contiennent des pistons entrainés acheminant le fluide alternativement, depuis v source vers une série de cylindres doseurs, puis de retour vers les cylindres d'acheminement de fluide et hors d'une série d'orifices de décharge prévus dans ces derniers cylindres. La présente invention a pour objet drétablir un disposi- tif doseur pour la distribution de quantités dosées de fluide à une série d'orifices de décharge ou de distribution L'invention a en outre pour objet d'établir un dispositif de cette sorte oui soit capable de distribuer des liquides visqueux, tels que des fumigants sous forme de gel, sans que le flux du liquide s'étrangle. L'invention a en outre pour objet d'établir un dispositif qui distribue des fluides avec un débit qui est, d'une manière pratiquement inin terrompue, directement proportionnel au parcours linéaire de l'ustensile de distribution employé conjointement avec ce dispositif. De plus, l'invention a ?our objet d'établir un dispositif doseur de cette sorte qui soit réglable en ce qui concerne le volume et la fréquence des quantités dosées du fluide qu'il distribu8. L'invention vise d'autre part à établir un dispositif doseur pouvant 8tre-utilisé avec des ustensiles agricoles et qui ne doit pas être constamment réglé par le conducteur du matériel agricole, en vue de compenser la vitesse du tracteur et ne doit pas etre fermé chaque fois que le tracteur s'arrête. D'autres objectifs de la présente invention apparaitront d'eux-mêmes aux personnes versées dans le domaine auquel la présente invention se rapporte. Dans les dessins annexés, qui représentent une forme de réalisation de l'invention, forme qui convient à la distribution d'un liquide visqueux La fig. 1 est une vue latérale perspective et éclatée d'un tel dispositif de dosage suivant l'invention. La fig.2 est une vue perspective, partie en coupe transversale, des systèmes d'acheminement de flux et des systèmes de dosage réglables, employés en combinaison avec les premiers systèmes. Dans la forme de réalisation représentée dans les figs I et 2, le système d'acheminement de flux 1 est constitué par deux fourreaux cylindriques la et lb, ouverts aux deux extrémités. Dans les alésages respectifs de ces fourreaux sont montés des pistons creux 3 et 5, dont les extrémités s'avancent-au-delà des extrémités des fourreaux cylindriques la et lbv A proximité d'une extrémité de chaque fourreau cylindrique la et lb se trouvent deux ouvertures coaxiales formées dans la paroi du fourreau et qui constituent respectivement des orifices de dosage 4 et 6 et des orifices de refoulement 8 et 10.Plus en aval, vers l'autre extrémité de ces fourreaux cylindriques, sont prévues, dans la paroi de ceux-ci, des ouvertures coaxiales, qui constituent, respectivement, une autre paire d'orifices de dosage 12 et 14 et d'orifices de refoulement 16 et i8, chacun de ces orifices étant en communication avec l'alésage du fourreau cylindrique.Aux orifices de refoulement 8, 10, 16 et 18 sont raccordés des tuyaux 9, 11, 17 et 19, qui assurent une communication à passage de fluide avec plusieurs systèmes de distribution, non représentés Les pistons 3 et 5 possèdent chacun un alésage axial 22, qui règne sur toute la longueur du pistono Une extrémité 3a ou 5a de chaque piston est réunie à un tuyau flexible d'alimentation en liquide 24 ou 26, ces tuyaux étant à leur tour réunis à un tuyau flexible unique d'alimentation en liquide 28. La partie extrême 30 ou 32 de l'autre extrémité 3b ou 5b de chaque piston présente un diamètre extérieur moindre que le corps principal du piston.Des bouchons de nettoyage amovibles 34 ou 36 sont vissés respectivement dans les extrémités 3b et 5b des pistons et obturent ces extrémités0 Les parois extérieures des pistons 3 et 5 présentent des portions annulaires évidées 38, 40, 42 et 44 de diamètre réduit, qui peuvent établir une communication à passage de fluide entre les orifices 4 et 8, les orifices 6 et 10, les orifices 12 et 16, ct les orifices 14 et 18, lorsque ces portions évidées coïncident avec ces paires d'orifices.Les parois des pistons 3 et 5 sont pourvues de forures radiales 46 et 47, situées du côté amont et de forures 48 et 49, situées du côté aval, ces différentes forures assurant une communication à passage de fluide entre l'alésage axial 22 du piston et les orifices de dosage 4, 6, 12 et 14 des fourreaux cylindriques la et lb, lorsque ces portions évidées coïncident avec ces ori fiches0 De part et d'autre de chacune des portions annulaires évidées 38, 40, 42 et 44 des pistons 3 et 5 est prévue une gorge annulaire 50, qui eonstitue un siège pour un jonc de garniture souple 51. Le système de dosage 52 est constitué par deux cylindres doseurs 54 et 56, dans chacun desquels est monté à coulissement un piston libre 58. Une extrémité du cylindre doseur 54 est reliée à un tube 27, tandis qu'une extrémité du cylindre 56 est raccordée à un tube 25o Dans l'autre extrémité de chacun des cylindres 54 et 56 est vissé un manchon de réglage 60 ou 62 pourvu d'un alésage axial 63, ces manchons constituant un moyen pour régler le volume des alésages de dosage cylindrique des cylindres 54 et 56, ainsi que la course du piston libre 58e Un contre-écrou 64 constitue un moyen de blocage pour les manchons ajustables 60 et 62 Des tubes=21 et 23 sont raccordés respectivement aux extrémités libres des manchons d'ajustement 60 et 62, respectivement. Les cylindres d'acheminement de flux la et lb sont montés sur deux cornières 66 et 68, tandis que les cylindres doseurs 54 et 56 sont montés sur des barres 70 et 72 en L, lesquelles sont à leur tour montées respectivement sur les cornières 66 et 68. Les cornières 66 et 68, sur lesquelles sont montés les systèmes d'acheminement de flux et doseurs, sont fixées é un châssis de support 100, lui-même fixé par un bras 102 à un manchon 104, monté sur un montant de support 106. Le manchon 104 constitue un logement pour un arbre de commande 108, sur lequel sont montées, sur les extrémités opposées du manchon 104, des poulies entraînées 110 et 112 La poulie commandée 110 et une poulie d'entraînement 14 sont reliées l'une à l'autre par une courroie 116. La poulie de commande 114 est montée sur un arbre 118, sur lequel est également montée une roue d'entraînement 120. L'arbre 118 est réuni à pivotement à l'arbre 108, au moyen d'un bras de liaison 122. Une barre d'accouplement 74, montée sur les portions extrêmes 30 et 32 des pistons 3 et 5 relie ces derniers l'un à l'autre et est fixée à ceux-ci par les bouchons de nettoyage 34 et 36. Un organe à course alternative 76 est articulé, par une de ses extrémités, à un point de la poulie commandée 112 situé à proximité du bord de cette poulie, au moyen d'une cheville 78, qui traverse des orifices 80 et 82 prévus respectivement dans l'organe à course alternative et la poulie 112, l'autre extrémité de cet organe étant réunie à la barre d'accouplement 74 par une cheville 84 qui traverse des orifices formés dans des plaques de support 86 et 88 prévues sur la barre de liaison 74 et dans un manchon 90, solidaire de cette extrémité de l'organe à course alternative 76. En fonctionnement, un courant de liquide pénètre dans la conduite d'alimentation 28, se divise et passe par les tuyaux d'alimentation 24 et 26, puis pénètre dans les alésages axiaux 22 et 29 des pistons creux 3 et 5, qu'il remplit sur toute leur longueur0 Lorsque les pistons 3 et 5 sont à une extrémité de leur course, ainsi qu'on le voit dans la Fige 2, le liquide contenu dans l'alésage 22 du piston 3 passe par orifice radial 46 de ce piston, par l'orifi- ce de dosage 4 du fourreau cylindrique la et par le tube 21, pour se diriger vers le système doseur 54 à travers le manchon de réglage creux 60.Le liquide contenu dans l'alésage 29 du-piston 5 traverse la forure radiale 49 de ce piston, l'orifice de dosage 14 du fourreau cylindrique lb, le tuyau 25 et pénètre dans le système doseur 56 par l'extrémité de celui-ci opposée a celle qui porte le manchon de réglage 62 Ainsi luron le voit dans la Figt 2, le liquide qui pénètre dans les tubes 21 et 25 des cylindres doseurs 54 et 56 respectivement repousse le piston libre 58 vers I'extrémité opposee de ces cylindres, ce qui a pour effet de refouler le liquide, présent sur la face opposée du piston libre, hors du cylindre doseur correspondant, vers les tuyaux 23 et 27o Etant donné que les pistons 3 et 5 sont en position de "refoulement" par rapport aux orifices de dosage 6 et 12 et aux orifices de refoulement 16 et 10, des fourreaux cylindriques la et lb, respectivement, aucune contre-pression ne s'exerce sur la sortie du fluide des systèmes de dosage 54 et 56o Le liquide refoulé des cylindres de dosage 54 et 56 pénètre dans les o orifices de dosage 12 et 6 des fourreaux cylindriques la et lb, respectivement, traverse les évidements annulaires 42 et 40 des pistons creux 3 et 5, respectivement, et est refoulé à travers les orifices de refoulement 16 et 10 et les tubes de refoulement 17 et 11, respec vivement. Les pistons creux 3 et 5, montés à coulissement, sont représentés dans la Fig. 2 dans la position extrême de gauche de leur course0 Lorsque ces pistons occupent la position extreme opposée de leur course, le liquide s'échappe des alésages axiaux 22 et 29 à travers les forures radiales 48 et 47 de ces pistons, traverse les orifices de dosage 12 et 6, et se dirige ensuite, à travers les tuyaux 23 et 27, vers les systèmes doseurs 54 et 56, refoulant ainsi le piston libre, contenu dans chacun de ceux-ci, vers l'extrémité opposée de l'alésage du cylindre Simultanément, le liquide contenu du coté opposé du piston libre est refoulé hors des systèmes doseurs hors des svstèmes doseurs 54 et 56, à travers les tuyaux 21 et 25, traverse les orifices de dosage 4 et 16 et les évidements annulaires 38 et 44, pour s'échapper par les orifices de refoulement 8et 18 et les tubes 9 et 19o De cette manière,l'ensemble du dispositif de dosage contribue à assurer un flux de liquide ininterrompu à travers les forures axiales 22 et 29, permettant ainsi d'éviter les chocs et les vibrations dans l'appareil0 La course ou la distance parcourue par les pistons creux 3 et 5 doit être telle que les évidements annulaires 42 et 40 de ces pistons coïncident exactement avec les orifices de dosage 12 et 6, respectivement, et les orifices de refoulement 16 et 10, respectivement, et que les forures radiales 46 et 49 de ces pistons coinci- dent exactement avec les orifices 4 et 14, respectivement, à une extrémité de la course.De plus, les évidements annulaires 38 et 44 coïncident exactement avec les orifices de dosage 4 et 14, respectivement, et les orifices de refoulement 8 et 18, respectivement, tandis que les forures radiales 48 et 47 coincident exactement avec les orifices de dosage 12 et 6, respectivement, à l'autre extrémité de la course0 Ceci assure un flux uniforme et continu du liquide à partir de l'appareil0 Dans une forme d'exécution particulièrement favorable, cette longueur de la course du piston est de 3/4 de pouce (19,05 mm)O Des ajustements peuvent être faits individuellement aux pistons creux en agissant sur la barre d'accouplement 74 et, aux deux pistons creux, en modifiant la distance entre le trou 82 et le centre de la polie commandée 112. Les pistons creux 3 et 5 sont pourvus respectivement d'écrous de nettoyage 34 et 36, dans le but de faciliter le nettoyage de l'appareil lorsqu'on emploie des liquides visqueux, de meme qu'à la fin des opérations de distribution. Dans la forme de réalisation la plus favorable, les tuyaux flexibles d'amenée de liquide 24 et 26 sont constitués en une matière plastique claire ou translucide, telle que le polyéthylène, de façon que le flux du liquide à travers le système puisse être suivi visuellement. La Fig. 1 représente une forme de réalisation de l'invention qui convient particulièrement aux applications agricoles Le montant de support 106 peut être monté sur l'arrière d'un tracteur agricole (non représenté)0 La roue d'entrainement 120, montée à pivotement, suit la surface du sol sur lequel l'appareil avance. De cette manière, la cadence du mouvement alternatif des pistons creux 3 et 5 et le volume du liquide distribué par l'appareil sont directement proportionnels à la distance parcourue par la roue 120 lorsque celle-ci suit la surface du solo Ainsi, le débit avec lequel le liquide est répandu sur le sol est indépendant de la vitesse de l'engin qui assure le déplacement de l'appareil. Tout homme de métier conçoit aisément que l'on peut augmenter la capacité du système en augmentant le nombre d'évidements annu laires et de forures radiales dans les pistons d'acheminement de flux, ce qui entraine une augmentation du nombre d'orifices de dosage et de refoulement dans les fourreaux cylindriques d'acheminement du flux, ainsi que le nombre de systèmes doseurs y associés. Une variante de l'invention qui vient à l'esprit et qui vise à débiter un seul courant de liquide consiste en un fourreau cylindrique unique la, en un piston unique 3 et en un système doseur unique 54 relié par une extrémité au fourreau cylindrique la au moyen d'un tuyau 21, ainsi qu'on le voit dans les dessins, et, par l'autre extrémité, au moyen au tuyau de communication 27, au tuyau 23o La structure interne et le fonctionnement des systèmes doseurs et d'acheminement de flux de cette forme d'exécution sont identiques à ceux décrits ci-dessus, ctest-à-dire, pendant qu'une moitié du piston creux est en position de "remplissage", 'autre moitié est en po- sition de "refoulement", de sorte que le liquide est déchargé alternativement par les orifices de refoulement 8 et 16. Une particularité importante de l'invention réside en ce que le piston creux, monté à coulissement, présente un alésage axiaL qui règne sur toute sa longueur et qui part de la conduite flexible d'amenée de liquide, pour aboutir à un bouchon amovible de rinçage0 Grâce à cette particularité, les ensembles peuvent être débarassés du liquide qu'ils contiennent, à la fin de l'utilisation du dispositif.Ceci est extrêmement important lorsque le dispositif sert à doser des liquides visqueux, tels que des fumigants-sous forme de gel, par exemple, Les fumigants sous forme de gel provoquent souvent des obstructions, étant donné les points itétranglement existant dans les appareils classiques0 Une autre variante de l'invention qui s'impose à ltesprit réside dans la manière dont le piston coulissant creux d'acheminement de flux est mû dans son fourreau Ainsi qu'on le voit dans la Figo 1, le piston est connecté par un organe à mouvement alternatif qui constitue un système d'entrainement constant pour produire le mouvement de va-et-vient du pistons Un dispositif convenant pour un fonctionnement continu est essentiel pour un grand nombre d'applications pour lesquelles ce dispositif peut être utilisée Le fait de relier le système de commande pour le mouvement de va-et-vient du piston à une roue d'entrainement qui se déplace sur le sol assure un débit constant de la distribution du liquide sur le sol, quelle que soit la vîtes- se d'avencement du tracteur ou d'une autre source i- mouvement REVENDICATIONS 1) Dispositif de distribution destiné à distribuer des quantités dosées d'un liquide sous pression, à partir d'une conduite d'alimentation unique, à des conduites de décharge multiples, caractérisé en ce qu'il comprend a) un cylindre d'acheminement de flux, qui comporte i) un fourreau cylindrique pourvu d'un alésage axial qui est ouvert à chaque extrémité et est muni de deux paires d'orifices constituées chacune par un orifice de dosage et un orifice de refoulement, formés coaxialement dans la paroi de ce fourreau et qui communiquent avec 1' alésage de celui-ci, chacun des orifices de refoulement précités étant relié à une conduite de décharge distincte, ii) un piston creux monté à coulissement et entrainé en va-et-vient dans l'alésage susdit du cylindre et présentant une extrémité fermée et une extrémité ouverte, deux évidements annulaires formés dans la nappe latérale de ce piston et deux forures radiales formées dans la paroi de celui-ci, qui partent des évidements annulaires ci-dessus et assurent une communication avec l'alésage axial de ce piston, un desdits évidements annulaires étant situé de manière à colncider avec l'une des paires susdites formées chacune par un orifice de dosage et un orifice de refoulement, un des orifices radiaux précités, formés dans le piston ci-dessus, étant situé de façon à colncider avec 1' autre orifice de dosage lorsque le piston susdit est à une extrémité de sa course, dans l'alésage susdit du cylindre, tandis qu'une autre de ces forures annulaires est située de manier à coincicer avec une autre des paires ci-dessus formées par un olice-de dosage et un orifice de refoulement, l'autre des forures axiales susnow- mées étant située de manière à coïncider avec l'autre des orifices de dosage précités lorsque le piston ci-dessus est à l'extrémité opposée de sa course dans ledit alésage du cylindre, iii) une conduite d'amenée de liquide, raccordée à l'extrémité ouverte du piston susdit et se mouvant solidairement avec celui-ci0 b) un système doseur comprenant un fourreau cylindrique pourvu d'un alésage cylindrique ouvert aux deux extrémités, un piston libre étant monté à coulissement en va-et-vient dans l'alésage précité du fourreau cylindrique et c) des conduites de passage de liquide qui relient les orifices de dosage du fourreau cylindrique ci-dessus aux extrémités ouvertes de l'alésage cylindrique du système doseur susdito 2) Dispositif de distribution suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un système pou ajuster la longueur de l'alésage cylindrique du système doseur précité, de manière à modifier la longueur de la course du piston libre susdit et le volume de liquide distribué par ledit système doseur à chaque course du piston libre ci-dessus, monté dans ce système. 3) Dispositif de distribution suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité fermée du piston creux précité est munie d'un bouchon de nettoyage amovible. 4) Dispositif de distribution destiné à distribuer des quantités dosées d'un liquide sous pression, à partir d'une seule conduite d'alimentation, à une série de conduites de décharge, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend a) deux cylindres d'acheminement de flux et b) deux systèmes doseurs. 5) Dispositif de distribution suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe commandé à course alternative est en trainé à partir d'un élément se déplacant sur le sol et relié à un système qui transmet le mouvement de rotation de la roue susnommée, converti en un mouvement de va-et-vient, à l'organe à course alternative précité. 6) Dispositif de distribution suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'une extrémité de chacun des systèmes doseurs susdits est pourvue d'un dispositif 'ajustement destin à faire varier la longueur de l'alésage cylindrique de ce système. 7) Dispositif de distribution suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'extrémité fermée du piston creux ci-dessus est munie d'un bouchon de nettoyage amovible.