Brevet FR2432266A1 — publié le 19800229

L'invention est relative à la régulation du débit d'épandage de liquide; elle s'applique en particulier à la pulvérisation agricole dans laquelle le volume de liquide de traitement pulvérisé doit être constant par unité de surface traitée. Sn pulvérisation agricole, un problème important réside dans la variation de vitesse d'avance, ce qui interdit d'utiliser une pompe dont le débit actif n'est pas asservi à la vitess d'avance; on a alors proposé d'entratner cette pompe de pulvéri sation par une roue non motrice de l'engin, mais cette solution présente des inconvénients si 1 e s puissances mises en jeu (vitesse a'avance,pressjons reamlepvees;is roue.On a alors proposé, avec plus ou moins de succès, d'utili ser deux pompes : une pompe de dosage, actionnée par une roue motrice, débitant à basse pression le volume approprié à épandr à l'entrée d'une pompe de pression shuntée par un circuit sur li quel est placée une vanne commandée par la différence entre le volume débité par la pompe de dosage et la ou les rampes de pul vérisation. L'inventåon a notamment pour but de simplifier ce disposi tif en ne pompant le liquide à pulvériser que par une seule pom pe. Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que, dans un dispositif d'épandage comportant une pompe d'épand ge alimentant un organe de sortie d'épandage, on crée, dans un circuit témoin, une pression de référence caractéristique de la vitesse relative entre le dispositif et la surface à traiter, el du volume de liquide à épandre par unité de surface, et on asse: vit dans une relation proportionnelles par des moyens comparateur la pression d'épandage à la pression dans le circuit témoin. Le dispositif selon l'invention, comportant un réservoir de liquide à épandre et une pompe d'épandage dont l'aspiration est raccordée au réservoir et dont le refoulement est raccordé l'organe de sortie principal pour l'épandage et à l'entrée d'une vanne de retour, est caractérisé par le fait qu'il comporte en outre: un circuit témoin comprenant une pompe dont le débit fat ble, est proportionnel à la vitesse relative entre l'organe d'é pansage principal et la surface à traiter, un organe de sortie auxiliaire, et des moyens agencés pour faire régner dans ce cir cuit témoin une pression qui est dans une relation de proportion nalité donnée avec la pression nécessaire à la sortie de la pompe d'épandage pour obtenir le volume d'épandage désiré par unité de surface; un comparateur propre à comparer les pressions régnant dans le circuit témoin et à la sortie de la pompe d'épandage; et des moyens, sensibles au signal de comparaison, pour commander ladite vanne de retour, de manière à agir ainsi sur la pression à la sortie de la pompe d'épandage et ramener lesdites deux pressions dans la relation donnée. Cette relation peut être telle que lesdites pressions soient égales. Le liquide du circuit témoin peut être soit le même, soit un autre liquide différent du liquide d'épandage. Le circuit témoin peut décharger le liquide qui y circule soit à travers une buse témoin, de préférence identique aux buses principales d'épandage dans le cas où on utilise un liquide unique, soit ê travers un orifice de section calibrée prédéterminée; dans le premier cas, le débit de la pompe du circuit témoin est ajustable pour adapter le pression dans ce circuit témoin à la section de ladite buse témoin; dans le deuxième cas, le débit de la pompe du circuit témoin n'est pas réglable mais la section de passage de l'orifice calibré est ajustable pour adapter la pression dans le circuit auxiliaire au débit de la pompe. On comprendra bien l'invention à la lecture de la description qui va suivre et en référence au dessin annexé dans lequel: Fig.1 et 2 sont des schémas de deux dispositifs selon l'invention; Pigez montre un détail d'une autre variante; et Fig.4 est un schéma d'une autre variante. Sur les figures, le circuit d'épandage est représenté en tirets épais et le circuit témoin est représenté en trait continu épais. Dans les modes de réalisation des fig.1 et 2, on utilise le même liquide pour le circuit d'épandage et pour le circuit témoin. Comme montré sur les fig.1 et 2, le dispositif selon l'invention comporte, de manière connue: un réservoir 1 de liquide à épandre; une pompe 2 d'épandage, par exemple centrifuge, dont l'aspiration 3 est reliée à la partie inférieure du réservoir 1 par une conduite 4 et qui est entratnée par un organe moteur 5, par exemple la prise de force d'un tracteur ou un moteur indépendant dont la vitesse de rotation n'est pas dans une relation constante avec la vitesse v de déplacement du dispositif par rapport à la surface 6 à traiter, par exemple un champ; une vanne de dérivation 7 branchée sur le refoulement 8 de la pompe 2 par une conduite 9 aboutissant également à l'organe principal d'épandage 10, par exemple au moins une rampe de pulvérisation comportant un grand nombre de buses 11. a conduite de sortie 12 de la vanne de retour 7 aboutit soit à la conduite 4 (fig.1), soit à la partie supérieure du réservoir 1 (fig.2) pour créer une agitation du liquide. On associe au circuit d'épandage proprement dit ainsi décrit un circuit témoin auxiliaire traitant le même liquide et agencé pour que la pression P contrôlée qui y règne commande la vanne 7 et, par conséquent, également la pression P' à l'entrée de l'organe d'épandage 10 pour que celle-ci soit ajustée à la valeur appropriée correspondant à ladite vitesse v et au volume d'épandage désiré par unité de surface A/S. On sait que le débit d à travers l'organe 10 est proportionnel à la racine carrée de la pression d'alimentation P'; pour avoir un épandage à volume constant par unité de surface (A/S), lequel est proportionnel au débit d et inversement proportionnel à v, il faut donc que la pression P' soit proportion 2 nelle à v L'invention se propose de créer dans le circuit auxiliaire une pression P proportionnelle à v2 dans un rapport approprié et d'établir une relation proportionnelle appropriée entre P et P'; de la sorte, P' sera proportionnel à v et, par suite, le volume d'épandage par unité de surface sera constant, n'étant dépendant que de paramètres constructifs fixes et d'un paramètre de réglage préétabli. Le circuit auxiliaire représenté aux fig.1 et 2 comporte une petite pompe 13, de faible débit, à simple ou double effet, dont l'aspiration 14 est reliée par une conduite 15 à la partie inférieure du réservoir 1 et dont le refoulement 16 est relié en parallèle, par une conduite 17, à un comparateur 18 et à un organe de sortie 19 ou 19'. L'organe de sortie 19, 19' peut être soit une buse témoin non réglable (19), par exemple identique aux buses actives 11, soit un orifice calibré ajustable (19') avec soupape de sécurité en parallèle (non représentée), projetant le liquide en retour dans la cuve 1, à la partie supérieure de cel-le-ci, aux fins d'agitation, soit sur la surface à traiter (6). Dans les modes de réalisation des fig. 1 et 2, la loi proportionnelle établie entre les pressions P et P' est une loi d'égalité. Pour cela, le comparateur 18 est un cylindre à piston unique 20 dont une chambre 21 est alimentée par la conduite 9 et dont l'autre chambre 22 est alimentée par la conduite 17. La tige 23 de piston, qui traverse totalement les deux chambres 21, 22 pour l'égalité des surfaces actives du piston, coopère avec une tringlerie schématisée en 24 commandant l'élément d'obturation 36 de la vanne 7, par exemple du type papillon. La petite pompe 13 est agencée pour avoir un débit toujours proportionnel à la vitesse d'avancement v. Pour cela, elle est-par exemple couplée à une roue non motrice 25 roulant librement sur la surface 6. Sur la fig. 1, l'entrainement se fait par une courroie sans fin 26 entraînée par une poulie 27 de la roue 25 et entraînant à son tour un disque manivelle 28 portant une poulie 29. Une bielle 30 est accrochée de manière excentrée au disque 28 et, par un joint 31, entraîne en translation la tige 32 de la pompe 13 assujettie au piston 33. Le disque 28 porte des trous 34 de réglage de la course du piston 33, et donc du débit g de la pompe 13, la bielle 30 étant accrochée au disque 28 par l'un de ces trous. Cet agencement est applicable surtout au cas où l'organe de sortie auxiliaire 19 n'a pas un orifice réglable. Bien entendu, il est possible de remplacer le système de réglage discontinu de la course du piston 33 par un système de régla ge continu, par exemple en utilisant un maneton à excentricité progressivement variable. Sur la fig. 2, l'entraînement se fait par un galet 35 roulant sur la roue 25 et portant, de manière excentrée et non réglable, la bielle 30 ; celle-ci entraîne le piston 33 comme dans la fig. 1. Cet agencement est applicable surtout au cas où l'organe de sortie 19' a un orifice de sortie réglable. Bien entendu, on-pourrait aussi agencer le disque 28 sans trous de réglage 34 et en munir le galet 35. En fonctionnement, la pompe 13 du circuit témoin a un débit g proportionnel à la vitesse v, suivant le rapport de transmission établi par construction ou par réglage, et crée une pression P qui s'établit, d'une part, en fonction de g et de la section de passage de l'organe 19 ou 19' et, d'autre part, en fonction de paramètres constructifs fixes. La pompe d'épandage 2 a un débit D qui ne dépend que du dispositif d'entraînement 5 et elle crée une pression instantanée P' qui dépend, d'une part, du débit D, de la section de passage de l'organe 10 et de l'état douverturf de l'élément d'obturation 36 de la vanne 7 et, d'autre part, de paramètres contructifs fixes. Si les pressions P et P s'exerçant de part et d'autre du piston 20 sont égales, le piston 20 est en équilibre et l'élément d'obturation 36 reste en position. Par contre, s'il y a déséquilibre des pressions, le piston 20 se déplace dans un sens commandant l'élément d'obturation 36 dans le sens où sa variatic de position tend à rétablir l'équilibre ; ainsi, si P' est supérieur à P, l'élément 36 sera déplacé dans le sens de l'ouverture permettant à une plus grande fraction du liquide sortant de la pompe 2 d'être dérivéepar la vanne 7 et, ainsi, faisant baisser P' jusqu'à l'équilibre avec P ; inversement, si P' est inférieur à P, l'élément 36 sera déplacé dans le sens de la fermeture, diminuant la fraction de liquide dérivé et, ainsi, faisant monter P7 jusqu'à l'équilibre avec P. La pression instantanée P de référence est obtenue par un réglage préalable unique établi en fonction du volume épandu par unité de surface à obtenir. Dans le cas où on utilise la buse 19 non réglable, on règle la course de la tige 32 de la pompe à l'aide de l'un des trous 34 du disque 28 ou du galet 35 ; le repère se fait à l'aide d'un indication numérique (en volume/unité de surface) associée à chaque trou 34. Dans le cas où on utilise l'orifice calibré réglable 19', le réglage se fait par la variation de la section de passage s de cet orifice ; le repérage se fait par une graduation continue (en volume/unité de surface) devant laquelle on déplace l'organe de commande, ou à l'aide d'un jeu d'orifices de sections différentes ; la solution à section continAment variable est préférée On sait que le débit q de la pompe auxiliaire 13 est lié à la section de passage de l'orifice 19 ou 19' et proportionnel à la racine carrée de la pression P ; on sait également que q est proportionnel à v ; donc P est proportionnel à v2 et lié à la section de passage de manière connue. Comme P' et P sont égales, par fonctionnement, le volume épandu par unité de surface A/S, proportionnel à ne dépend donc que de paramètres constructifs constants ou de régla c'est-à-dire qu'il est indépendant de v, g, P, P', D et d, lesquels peuvent varier dans le temps. I1 suffit donc au constructeur d'établir la graduation ou le repérage en fonction des paramètres constructifs (nombre de rampes, nombre de buses par rampe, etc...) pour obtenir de manière sùre toute valeur A/S choisie. On a montré à la fig. 3 une variante dans laquelle le comparateur 18' comporte une tige unique 23' portant deux pistons 20' et 20" de sections actives différentes évoluant dans deux chambres 21' et 22' de diamètres associés différents, alimentées respectivement par la conduite 9 à la pression P', et par la conduite 17 à la pression P. La tige 23' peut ne traverser que la chambre 21'. Pour le reste, le dispositif peut être identique à l'une ou l'autre des diverses variantes précédentes. Si S' et S sont les sections actives respectivement du piston 20' et du piston 20", il y aura équilibre dans le compara S' teur si P = - e P S Le même résultat peut être obtenu avec un piston unique mais à sections actives S et S' différentes, la tige 23' ne traversant qu'une chambre et ayant le diamètre voulu. Comme précédemment, le volume/unité de surface A/S ne dépend que de paramètres constructifs constants, du paramètre de réglage et de S'. Le réglage de la course du piston 33 de la pompe 13 ou S le réglage de l'orifice de passage de l'organe 19' se fait de manière analogue à ce qui a été décrit plus haut. Suivant les besoins et/ou les applications, le piston 20' sera de section plus grande ou plus petite que le piston 20". Dans le cas d'un piston unique à sections actives différentes grâce à la tige, celle-ci traversera, selon le cas, l'une ou l'autre chambre. I1 ressort de ce qui précède que, grâce à l'invention, on évite une volumineuse et coûteuse pompe de dosage à basse pression et que la valeur de volume épandu par unité de surface s'obtient sûrement et facilement par un réglage unique, quelle que soit la vitesse d'avancement. De plus, la pompe du circuit témoin absorbe une puissance pratiquement négligeable, ce qui évite tout risque de blocage. Par ailleurs, la pression de pulvérisation reste constante en cas de fermeture d'éléments de rampe sans qu'il y ait besoin de prévoir des circuits de décharge compensateurs. Au surplus, l'utilisation du même liquide pour le circuit d'épandage et pour le circuit témoin permet d'éliminer les imprécisions qu'entraînerait un dispositif à deux liquides distincts dont les variations de caractéristiques physiques dans le temps (viscosité, densité, température, etc...) ne sont pas les mêmes et modifient les paramètres de fonctionnement non con trolles du dispositif. Toutefois, au moins dans certaines applications, on peut utiliser deux liquides différents. Cette variante a éte représentez à la fig. 4. Le circuit d'épandage proprement dit est identique à l'un ou l'autre de ceux qui ont été décrits précédemment. On se reférara donc à ce qui précède, sans qu'une nouvelle description soit nécessaire. Le circuit témoin est aussi du même type que précédemment mais, maintenant, la conduite d'aspiration 15 de la pompe 13 prélève le liquide d'un réservoir auxiliaire 37, par exemple de lthuile, la conduite 17 aboutissantelle aussi au réservoir 37 par l'orifice calibré 19'. Le comparateur 18' est du type différentiel, comme celui de la fig. 3 ; il pourrait aussi être de l'un des deux autres types décrits. L'affichage du volume/unité de surface à obtenir se fait de manière analogue, en réglant le débit g de la pompe 13 ou en réglant l'orifice de l'organe de sortie 19'. REVENDICAUIONS 1.- Procédé pour la régulation du débit d'épandage de liquide, caractérisé par le fait que, dans un dispositif d'épanda- ge comportant une pompe (2) d'épandage alimentant un organe de sortie d'épandage (10), on crée, dans un circuit témoin (17), une pression de référence (P) caractéristique de la vitesse relative v entre le dispositif et la surface à traiter (6), et du volume de liquide à épandre par unité de surface, et on asservit dans une relation proportionnelle, par des moyens comparateurs (18, 18'), la pression d'épandage (P') à la pression (P) dans le circuit témoin (17). 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la relation de proportionnalité est une relation d'égalité. 3.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 et 2, comportant un réservoir (1) de liquide à épandre et une pompe d'épandage (2) dont l'aspiration (3) est raccordée au réservoir (1) et dont le refoulement (8) est raccordé à l'organe de sortie principal (10) pour l'épandage et à l'entrée d'une vanne de retour (7), caractérisé par le fait qu'il comporte en outre: un circuit témoin (17) comprenant une pompe (13) dont le débit (q) faible, est proportionnel à la vitesse relative(v ) entre l'organe d'épandage principal (10) et la surface (6) à traiter, un organe de sortie auxiliaire (19, 19'), et des moyens agencés pour faire régner dans ce circuit témoin (17) une pression (P) qui est dans une relation de proportionnalité donnée avec la pression (P') nécessaire à la sortie de la pompe d'épandage (2) pour obtenir le volume d'épandage désiré par unité de surface; un comparateur (18, 18') propre à comparer les pressions (P, P') régnant dans le circuit témoin (17) et à la sortie (8) de la pompe d'épandage (2); et des moyens (24), sensibles au signal de comparaison, pour commander ladite vanne de retour (7), de manière à agir ainsi sur la pression (P') à la sortie de la pompe d'épandage (2) et ramener lesdites deux pressions dans la relation donnée. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la pompe (13) du circuit témoin (17) est entrainée à partir d'une roue (25) non motrice roulant sur la surface (6) à traiter. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que la sortie de la vanne de retour (7 est reliée à l'entrée de la pompe d'épandage (2). 6.- Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, ca ractérisé par le fait que la sortie de la vanne de retour (7) est reliée au réservoir (1), de préférence à la partie supérie re de celui-ci aux fins d'agitation du liquide. 7.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait que l'organe de sortie (19, 19') du circuit auxiliaire (17) est agencé pour décharger le liquide sur surface (6) à traiter. 8.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, Ca- ractérisé par le fait que l'organe de sortie (19, 19') du circuit témoin (17) est agencé pour décharger le liquide dans son réservoir. 9.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé par le fait que la pompe (13) est couplée à ses moyeu moteurs par une transmission réglable en fonction du volume épandu par unité de surface à obtenir, l'organe auxiliaire de sortie (19) étant par exemple identique à i'une des buses acti- ves (11). 10.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé par le fait que la section de passage de l'organe de sortie (19') est réglable en fonction du volume épandu par unil de surface à obtenir. 11.- Dispositif selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé par le fait que les moyens de réglage sont gradués et/ou repérés en volumes épandus par unité de surface. 12.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 11, cé ractérisé par le fait que ladite relation de proportionnalité est une relation d'égalité, le comparateur (18) comportant un piston (20) dont les deux faces soumises respectivement aux pressions du circuit d'épandage et du circuit témoin ont des sections utiles égales. 13.- Dispositif selon la revendication 12, caractérisé pt le fait que le piston (20) porte une tige (23) d'actionnement de l'élément d'obturation (36) de la vanne de retour (7), cettE tige traversant totalement les deux chambres (21, 22) du comparateur (18). 14.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 11, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite relation de proportionnalité est une relation d'inégalité, le comparateur (18') comportant un piston (20, 20', 20"), porté par une tige (23? 23') d'actionnement de l'élément d'obturation (36) de la vanne de retour (7), les faces actives du piston ayant des sections utiles différentes. 15.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 14, caractérisé par le fait que la pompe auxiliaire (13) prélève son liquide dans le réservoir du liquide de traitement. 16.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 14, caractérisé par le fait qu'il comporte un réservoir auxiliaire duquel est aspiré le liquide du circuit auxiliaire. 17.- Application du procédé selon l'une des revendications 1 et 2 et du dispositif selon l'une des revendications 3 à 16, à la pulvérisation agricole pour obtenir un volume d'épandage constant par unité de surface.