Brevet FR2269856A1 — publié le 19751205

La présente invention a pour objet un appareil d'arrosage à déplacement automatique continu dans lequel un dispositif de distribution d'eau par aspersion,par exemple un canon à eau,est déplacé automatiquement pendant l'arrosage, sous l'effet de la rotation d'un tambour sur lequel s'enroule le tube d'arrosage. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des appareils d'arrosage. On connaît des appareils d'arrosage par aspersion comportant un dispositif de distribution d'eau placé,à l'extrémité d'un tube d'arrosage,sur un traîneau ou un chariot qui est déplacé automatiquement par la traction du tube d'arrosage souple qui s'enroule sur un tambour entraîné en rotation, pendant l'arrosage, par un moteur hydraulique, par exemple un vérin ou une turbine, mû directenent par la pression de l'eau d'arrosage. Le tambour d'enroulement du tube d'arrosage est monté sur un chariot remorquable et, en fin de parcours, le dispositif d'arrosage monte automatiquement sur une plateforme et arrête automatiquement la distribution d'eau, On connaît également des appareils d'arrosage à déplacement automatique dans lesquels le dispositif d'arrosage et le tambour d'enroulement du tube d'arrosage sont montés sur le même chariot.Le tambour d'enroulement est également entraîné en rotation par un moteur hydraulique, par exemple un vérin ou une turbine, mû par la pression de l'eau d'arrosage,de sorte que le chariot portant le tambour et le dispositif d'arrosage se hale automatiquement pendant l'arrosage vers la bouche à eau sur laquelle est branchée l'autre extrémité du tube d'arrosage et en fin de course le chariot arrête automatiquement la distribution d'eau. Ces deux types d'appareils d'arrosage peuvent fonctionner sans aucune surveillance et sans aucune source d énergie autre que la pression- de l'eau d'arrosage. Mais à côté de cet avantage important, ils présentent certains inconvénients. I1 est essentiel que la vitesse de déplacement du dispositif d'arrosage reste sensiblement uniforme pendant tout le parcours car cette vitesse détermine la quantité d'eau distribuée par unité de surface. Or le diamètre d'enroulement du tube augmente avec la progression du dispositif d'arrosage. Il faut donc utiliser des dispositifs de régulation de la vitesse de rotation du tambour en fonction du diamètre d'enroulement du tube d'arrosage. De tels dispositifs sont difficiles à réaliser sur des commandes hydrauliques et, de plus, l'eau d'arrosage étant souvent chargée d'impuretés, les dispositifs de régulation hydrauliques deviennent peu fiables. D'autre part, la pression de l'eau d'arrosage varie d'un réseau à un autre. Le constructeur doit livrer des appareils comportant des équipements différents selon la pression pour obtenir une vitesse de déplacement du dispositif d'arrosage sensiblement identique dans tous les cas. L'équipement des appareils peut comporter un régulateur de pression mais le fonctionnement de celui-ci n' est pas très sûr lorsqu'il agit sur de l'eau d'arrosage sale. Un autre inconvenient des appareils d'arrosage de ce type tient ce que la vitesse d'entraînement du tambour doit être très lente de telle sorte que la vitesse de déplacement de l'asperseur soit de l'ordre de 5 m/h à 30 m/h. Si l'on utilise une turbine au fil de l'eau, dans laquelle passe tout le débit d'eau d'arrosage, il faut adjoindre à celle-ci un réducteur de vitesse lourd et encombrant. Les appareils d'arrosage de ce type nécessitent que l'asperseur reste stationnaire en début de course, pendant un temps déterminé, afin que les tranches du sol situées en début de parcours reçoivent la même dose d'eau que les autres. I1 est difficile, avec des dispositifs d'entraînement purement hydrauliques de réaliser la temporisation nécessaire. L'objectif de la presente invention est de remédier à ces inconvé- nients tout en conservant l'avantage d'un entraînement à partir de la pression de l'eau d'arrosage. Un appareil d'arrosage selon l'invention est composé, de façon connue, d'lln dispositif d'arrosage par aspersion et d'un tambour qui est entralné en rotation par la pression de l'eau d'arrosage et qui provoque le déplacement continu dudit dispositif d'aspersion pendant l'arrosage. L'objectif de l'invention est atteint au moyen d'un tel appareil comportant en combinaison une turbine hydraulique entraînée par l'eau d'arrosage; un générateur de courant, dynamo ou alternateur, qui est entraîne par la turbine hydraulique et qui charge une batterie d'accumulateurs à travers un régulateur et un moteur électrique qui est alimenté par ladite batterie et qui entraîne le tambour en rotation. Le résultat de l'invention est un nouvel appareil d'arrosage, déplacement automatique,perfectionné, présentant de norbreux avantages. Le fait d'entraîner le tambour d'enroulement du tube par un moteur électrique permet d'utiliser un moteur à couple éleve et à faible vitesse de rotation de telle sorte que l'on peut intercaler entre le moteur et le tam- bour un réducteur de vitesse ayant un faible rapport de réduction donc moins encombrant et moins coûteux que les réducteurs utilisés directement avec une turbine. La présence d'un régulateur entre la turbine et la batterie permet d'obtenir les mêmes performances et les mêmes vitesses de déplacement quelle que soit la pression de l'eau d'arrosage et le débit du dispositif d'arrosage et en reduisant au minimum les pertes drenergie tout en utilisant des turbines hydrauliques du même type sur tous les appareils. En effet, si la pression de l'eau ou le débit du dispositif d'arrosage varient, la vitesse de la turbine varie aussi et le régulateur intervient pour mettre en charge ou pour isoler la batterie du générateur. Lorsque la batterie est isolée la turbine continue à tourner à vide et la chute de pression qui en résulte est très faible.L'association d'une turbine et d'un générateur de courant chargeant une batterie par l'intermediaire d'ùn régulateur permet d'utiliser des turbines au fil de l'eau qui peuvent fonctionner sans usure et sans risques de détérioration méme avec des eaux d'arrosage très chargées en impuretés. L'entraînement du tambour par un moteur électrique alimenté par une batterie présente l'avantage qu'il suffit d'intercaler entre la batterie et le moteur un rhéostat manoeuvré par un palpeur qui prend appui sur les spires du tube enroulé sur le tambour pour réguler très simplement la vitesse de rotation du tambour. L'entraînement du tambour par un moteur électrique permet également de réaliser très simplement la temporisation de démarrage du tambour au moyen d'une minuterie ou d'un relais temporisé et de faire varier la durée de cellesci lorsque l'on change de dispositif d'aspersion. I1 permet aussi d'obtenir facilement l'arrêt automatique du tambour en fin de course au moyen d'un contact de fin de course intercalé dans le circuit d'alimentation du moteur. I1 est connu d'utiliser sur les véhicules à moteurs thermiques, un générateur de courant, par exemple une dynamo ou un alternateur, chargeant une batterie par l'intermédiaire d'un régulateur et, de ce fait, on trouve facilement ce type de matériel dans le commerce ce qui présente un avantage. Par contre l'asseciation de ce matériel avec une turbine hydraulique d'une part et avec un moteur électrique d'autre part pour entraîner le tambour d'enroulement du tube sur un appareil d'arrosage constitue une combinaison nouvelle dont les éléments coopèrent pour l'obtention des résultats énumérés ci-dessus. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent un exemple de réalisation sans aucun caractère limitatif d'un appareil d'arrosage conforme l'invention. La figure 1 est une vue dTensemble de l'appareil. La figure 2 est un schéma des parties constitutives de l'appareil de la figure 1. La figure 3 est un schéma des circuits électriques d'un appareil selon l'invention. La figure I représente un appareil d'arrosage de cultures en plein champ ou de vergers,dans son ensemble,par le repère 1. Cet appareil comporte,d'une part,1m dispositif d'aspersion 2, par exemple un canon à eau, raccordé à l'extrémité d'un tube souple 3 et monté sur un traîneau 4. I1 comporte,d'autre part,un tambour 5 sur lequel s'enroule le tube 3. Le tambour 5 est placé sur un chariot 6 attelable derrière un tracteur par un crochet 7. Le tambour est monté sur une plateforme 8 posée sur des galets périphériques 9 et sur un pivot central 10. Cette plateforme constitue une tourelle qui pivote autour de l'axe vertical x xl et qui permet d'orienter le tambour 5. Le tambour est supporté par des montants latéraux l1 qui prennent appui sur la plateforme 8. Ces montants latéraux supportent également en console une plateforme 12 sur laquelle l'asperseur 2 est placé pendant le transport sur route, comme le montre la figure 1.La plateforme 12 est coulissante de sorte qu'elle peut être posée sur le sol et qu'en fin de course le traîneau 4 monte seul sur la plateforme 12. Ce type d'appareil est connu. Le tube d'arrosage 3 est alimenté en eau par un tube 13 passant dans le moyeu du tambour 5. Sur ce tube est disposée une turbine 14 dans laquelle passe la totalité du débit d'eau. Cette turbine entraîne un générateur de courant 15, par exemple une dynamo. Celle-ci charge une batterie d'accumulateurs 16 par l'intermédiaire d'un régulateur. La batterie 16 alimente un moteur électrique 17 qui entraîne en rotation le tambour 5 par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse et d'une chaîne sans fin 18 qui coopère avec une couronne dentée 19 solidaire du tambour 5. La figure 2 représente schématiquement les parties constitutives de l'invention. On voit sur cette figure le tambour 5 sur lequel s'enroule le tube flexible 3 aboutissant au canon à eau 2 posé sur la plateforme en console 12. On voit également le tube d'alimentation 13 qui se raccorde sur une bouche à eau non représentée. Sur le trajet du tube 13 est placée la turbine 14 qui est une turbine au fil de l'eau dans laquelle passe la totalité du débit d'eau. Cette turbine entraîne un arbre 20 portant un pignon ou une roue dentee 21 à partir duquel est entraînes, par une courroie ou une chaîne 22 ,une poulie ou une roue dentée 23 entraînant la dynamo ou l'alternateur 15. Le courant fourni par celui-ci, éventuellement redressé, recharge la batterie 16 par l'intermédiaire d'un régulateur 24. La batterie 16 alimente le moteur 17 par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé par un relais 25 et à travers un potentiometre 26. Le motoréducteur 17 est équipé d'un moteur électrique à couple élevé et à faible vitesse, par exemple un moteur tournant à 300 tours à la minute qui entraîne la chaîne 18 par l'intermédiaire d'un réducteur. Le tambour tourne, par exemple, à raison de deux tours à l'heure, les rayons de la roue dentée 19 et de la poulie de sortie du réducteur sont dans le rapport de 90 à 1-et il suffit d'un réducteur ayant un rapport due réduction égal à 20. La régulation de vitesse de rotation du tambour 5 en fonction de l'épaisseur des spires de tube enroule est obtenue par un palpeur 27 monté pivotant autour d'un axe 27a.Ce palpeur est maintenu constamment appuyé contre les spires enroulées sur le tambour et à mesure que l'épaisseur de celles-ci augmente, il agit sur le potentiomètre 26 pour augmenter la résistance de celui-ci et réduire la vitesse du moteur. Le palpeur 27 sert également à assurer la sécurité d'enroulement. Si celui-ci se fait mal le palpeur 27 vient en butée contre un contact 28, dit contact de sécurité d'enroulement,lequel est inséré dans le circuit d'excitation du relais 25 et arrête automatiquement le moteur. On a représenté sématiquement, en bas de la figure, les contacts de sécurité et d'automatisme insérés dans le circuit d'excitation du relais 25 pour comnander l'arrêt ou le démarrage automatique du moteur 17. On voit d'abord le contact de sécurité d'enroulement 28. Le repère 29 représente un relais temporisé ou une minuterie réglable qui commande la mise en route du moteur 17 avec un certain retard par rapport au debut de l'arrosage pour distribuer en début de parcours d'arrosage les doses d'eau par unité de surface voulues. Le repère 30 représente un contact de fin de course qui est actionne par exemple, par le verrou de la plateforme 12 qui est relevée automatiquement par la traction du traîneau portant l'asperseur 2 lorsqu'il arrive en fin de course. Le contact 13 commande l'arrêt automatique du tambour. Le repère 31 représente la commande d'une vanne automatique placée sur la conduite 13 alimentant l'appareil. Les flèches aboutissant au repère 31 montrent que la fermeture de cette vanne est commandée automatiquement par le contact de sécurité d'enroulement 28 et par le contact de fin de course 30. Le repere 32 représente un contact temporisé, dit temporisation d'arrivée qui peut être installé sur l'appareil pour commander la vanne d'arrêt automatique 31 , avec un certain retard ,dams le but de distribuer, par unité de surface, les mêmes doses d'eau en fin de parcours que sur le reste du champ. Le repère 33 représente la commande d'une vanne de décharge, insérée en dérivation sur la conduite 13. L'ouverture de cette vanne de décharge cree une chute de pression qui permet de cormander automatiquement l'arrêt de la station de pompage alimentant l'appareil d'arrosage et la vanne se referme ensuite. La vanne de décharge et la vanne d'arrêt automatique peuvent être des électrovannes ou bien des vannes commande hydraulique auquel cas les repères 31 et 33 représentent l'excitation de la valve pilote d'un distributeur hydraulique commandant la fermeture de la vanne d arrêt automatique ou l'ouverture de la vanne de décharge. La figure 3 est un schéma des circuits électriques de commande de l'appareil. Le repère 34 représente un interrupteur de mise en route qui sert à commander le début d'un cycle d'arrosage lorsque l'asperseur 2 a été mis en place à l'extrémité d'une bande de terrain opposée au chariot 6. La fermeture de cet interrupteur excite un relais 35 dont un premier contact 351 temporisé à la fermeture, est placé en série avec le relais de marche RM du moteur 17. Un deuxième contact 352 est placé en série avec la bobine 33 qui commande la vanne de décharge, ou avec la bobine 31 qui commande la vanne d'arrêt automatique, selon l'équipement utilisé. La manoeuvre de la vanne provoque l'arrivée de l'eau à l'asperseur 2 et- l'arrosage commence sans que l'asperseur ne se déplace. I1 ne commence à se déplacer que lorsque le contact 351 se ferme et commande la mise en route du moteur. Cette temporisation permet de disbrituer, en début de tranche, des doses d'eau analogues à celles qui sont distribuées ailleurs. Le repère M représente la bobine du contacteur du moteur 17 et les repères RM et RA les relais commandant la mise en marche et l'arrêt du moteur. Le repère 28 représente le poussoir de sécurité d'enroulement qui agit sur deux contacts, le contact 28. 1 placé en série avec le relais RA commande l'arrêt du moteur 17. Le contact 28.2, placé en série avec la bobine 33 ou avec la bobine 31 commande l'arrêt automatique de l'alimentation en eau. Le repère 30 représente l'interrupteur de fin de course sur lequel agit le verrou de la plateforme 12 lorsqu'elle a été relevée par le traîneau. Cet interrupteur commande deux contacts, un contact 30. 1 qui commande le relais d'arrêt RA et un contact 30.2 qui commande la bobine 33 ou la bobine 31. En pointillés on a représenté par le repère 32 le relais éventuel de temporisation à l'arrêt qui est excité par un troisième contact 30.3. Le contact 32.1 de ce relais, retardé a la fermeture, est inséré dans le circuit de la bobine 33 ou de la bobine 31 de sorte que l'alimentation en eau de l'asperseur 2 est coupée avec lm certain retard par rapport à l'arrêt du tambour 5 afin que les doses d'eau distribuées en fin de parcours soient équivalentes à celles qui sont distribuées ailleurs. Le repère 33 représente la bobine commandant l'ouverture de la vanne de décharge, laquelle, à son tour, provoque l'arrêt automatique de la station de pompage alimentant l'appareil. Le repère 31 en pointillés représente la vanne d'arrêt automatique qui peut remplacer la vanne de décharge. Ce schéma montre avec quelle simplicité il est possible de réaliser les automatismes et les temporisations grâce à la présence d'énergie electri- que tout en ayant un appareil autonome, indépendant de toute source d'énergie extérieure, grâce au rechargement continuel de la batterie par un générateur de courant entraîne par une turbine hydraulique. A cette simplicité des schémas de commande s'ajoute la facilité de réguler la vitesse de rotation du moteur en fonction de la longueur de tube enroulée sur le tambour au moyen d'un potentiomètre et la facilité de réguler la vitesse du moteur en fonction du débit et de la pression de l'eau d'arrosage par l'action du régulateur intercalé entre le générateur de courant et la batterie. On doit signaler également que la batterie permet d'accumuler une certaine quantité d'énergie grâce à laquelle on peut commander certaines ma- noeuvres lorsque l'appareil est en cours de déplacement d'une bouche d'eau à une autre, notamment la rotation de la tourelle. Il est également possible de placer le tambour sur un chariot automoteur grâce à un moteur électrique qui est alimenté par la batterie de sorte que les déplacements de l'appareil d'arrosage d'une bouche à l'autre ne nécessitent plus l'utilisation d'un tracteur. Ces résultats et ces simplifications sont atteints par la combinaison, sur un appareil d'arrosage.à tambour, d'une turbine hydraulique, d'un générateur de courant, d'un régulateur, d'une batterie et d'un moteur élec- trique entraînant le tambour en rotation. La présence d'une tourelle pivotante portant l'ensemble des éléments de la combinaison définie ci-dessus, permet de bénéficier d'une totale liberté d'orientation du tambour sans avoir a prévoir des liaisons et des transmissions complexes entre des parties tournantes et des parties fixes. Bien que l'exemple décrit concerne un appareil dans lequel l'asper- seur et le tambour constituent deuxparties distinctes mobiles l'une par rapport à l'autre, la même combinaison s'applique.aux appareils à tambour dans lesquels le tambour et les dispositifs d'aspersion sont montés sur le même chariot qui se déplace par halage sur le tube d'arrosage ou bien sur un câble qui enroule sur un treuil qui est alors entraîné par un moteur électrique alimenté par la batterie. Bien entendus sans sortir du cadre de l'invention, diverses parties de l'appareil décrit à titre d'exemple pourront être remplacées par des éléments équivalents bien connus de l'homme de l'art. En variante, la régulation de vitesse d'enroulement du tube d'arrosage peut être obtenue au moyen d'une roulette entraînée en rotation par le tube sur lequel elle es maintenue appliquée en permanence. Cette roulette entraîne un générateur de courant dont la tension de sortie est proortionnelle à la vitesse d'enroulement du tube. L'appareil comporte un comparateur de tension, par exemple un amplificateur différentiel, qui compare cette tension, a une tension de référence qui peut être ajustable. La tension de sortie du comparateur agit automatiquement sur le potentiomètre 26 de façon à faire varier la vitesse du moteur dans le sens qui tend à annuler la tension de sortie du comparateur. REVENDICATIONS 1 - Appareil d'arrosage composé d'un dispositif d'arrosage par aspersion et d'un tambour qui est entraîné en rotation par la pression de l'eau d'arro sage et qui provoque le déplacement continu dudit dispositif d'aspersion pendant l'arrosage, caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison, une turbine hydraulique entraînée par l'eau d'arrosage; un générateur de cou rant entraîne par ladite turbine; une batterie d'accumulateurs qui est chargée par ledit générateur à travers un régulateur et un moteur électri- que, alimenté par ladite batterie, qui entraîne ledit tambour en rotation. 2 - Appareil selon la revendication i dans lequel le déplacement du disposi tif d'aspersion est dû à l'enroulement du tube d'arrosage sur ledit tam bour et qui comporte un palpeur maintenu appliqué contre les spires du tube enroulées sur ledit tambour pour faire varier la vitesse de rotation du tambour, caractérisé en ce qoeledit palpeur commande un potentiomètre intercalé dans le circuit d'alimentation du moteur électrique entraînant le tambour. 3 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit moteur électrique est un moteur à faible vitesse de rotation et à couple élevé, entraînant le tambour par l'intermédiaire d'un réducteur dont le rapport de réduction est faible. 4 - Appareil d'arrosage selon l'une quelconque des revendications 1 a 3 composé d'une part d'un dispositif d'arrosage par aspersion branché à une extrémité d'un tube d'arrosage souple et, d'autre part, d'un tambour d'enroulement dudit tube monté sur une plateforme qui est elle même montée sur un chariot par rapport auquel elle peut pivoter autour d'un axe verti cal, caractérisé en ce que la turbine hydraulique, le générateur de courant, le régulateur, la batterie d'accumulateurs et le moteur électrique sont placés sur ladite plateforme. 5 - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite plate forme est entraînée en rotation par un moteur électrique alimenté par ladite batterie. 6 - Appareil d'arrosage selon l'une quelconque des revendications I a s, caractérisé en ce qu'un contact temporisé est inséré dans le circuit du relais de mise en marche du moteur électrique entraînant le tambour de sorte que le déplacement du dispositif d'arrosage commence avec un cer tain retard par rapport au début de l'arrosage. 7 - Appareil d'arrosage selon l'une quelconque des revendications I à 6, comportant un palpeur placé en regard du tambour d'enroulement pour détec ter un mauvais enroulement du tube d'arrosage, caractérisé en ce que ledit palpeur agit sur un premier contact électrique qui commande l'arrêt automatique du moteur entralnant le tambour et sur un deuxième contact électrique qui commande la manoeuvre d'une vanne automatique qui inter rompt I'alimentation en eau de l'appareil. 8 - Appareil d'arrosage selon l'une quelconque des revendications I à 7, com portant un interrupteur commandé par le mobile portant le dispositif d'ar rosage lorsqu'il arrive en fin- de course, caractérisé en ce que ledit interrupteur agit sur un premier contact électrique qui commande l'arrêt automatique du moteur entraînant le tambour et sur un deuxième contact électrique qui commande la manoeuvre d'une vanne automatique qui inter rompt l'alimentation en eau de l'appareil. 9 - Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit inter rupteur agit, en outre sur un troisième contact temporisé qui est inséré dans le circuit de commande de ladite vanne automatique de sorte que l'alimentation en eau de l'appareil est interrompue postérieurement à l'arrêt du tambour. 10 - Appareil selon l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisé en ce que ledit tambour est placé sur un chariot automoteur mû par au moins un moteur électrique alimenté par ladite batterie. Il - Appareil d'arrosage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une roulette entraînée en rotation par le tube d'arrosage sur lequel elle est appliquée en permanence, laquelle roulette entraîne un générateur de courant dont la tension est proportionnelle à la vitesse du tube et l'appareil comporte, en outre, un comparateur qui compare ladite tension à une tension de réference et agit automatiquement sur un poten tiomètre intercalé dans le circuit d'alimentation du moteur électrique entraînant le tambour pour faire varier ladite vitesse dans le sens qui égalise les deux tensions appliquées à l'entrée du comparateur.