Brevet FR2463644A1 — publié le 19810227

La présente invention se rapporte à un accumulateur hydro-pneumatique pour arrosage par impulsions, suscepti- ble d'être utilisé en agriculture pour l'arrosage des plan- tes. On connait des dispositifs d'arrosage par impulsions; ceux-ci comportent un accumulateur de liquide et de gaz, muni d'une soupape de retenue à flotteur, de tuyaux d'entrée et de sortie ainsi que d'une soupape de commande, celle-ci consistant en un piston avec obturateur, logés dans sa chamore intérieure, cette soupape ayant pour rôle d'ouvrir et de fermer les tuyaux d'arrivée et de sortie, respective- ment lorsque sont émis des signaux d'augmentation ou de diminution de pression d'eau dans les tuyauteries de dis- tribution de l'installation d'arrosage. De tels dispositifs connus présentent les inconvé- nients suivants: 1) Il se produit, par l'intermédiaire de la soupape de commande, un reflux de l'eau contenue dans l'accumulateur de liquide et de gaz vers la tuyauterie de distribution, au début du signal de pression faible, ce qui rend moins sûr le fonctionnement de cette soupape et néces- site l'utilisation d'une tuyauterie de distribution ayant un diamètre supérieur au diamètre le plus faible possible; 2) De l'air risque de passer du réseau de distribution d'eau dans l'accumulateur de liquide et de gaz en modifiant ainsi fâcheusement la faible pression, établie précédemment, de l'air dans l'accumulateur. L'invention vise: 1) à réaliser un accumulateur hydro-pneumatique pour arrosa- ge par impulsions, exempt de tout risque de reflux dans la tuyauterie de distribution, d'une quantité quelconque d'eau provenant de l'accumulateur de liquide et de gaz, lorsque la pression de l'eau est faible; 2) à garantir une sûreté maxima de fonctionnement, en ce qui concerne le respect des impulsions de commande pour une pression plus forte ou une pression plus faible, dans la tuyauterie de distribution. L'invention vise également à supprimer tout risque de pénétration d'air dans l'accumulateur de liquide et de gaz avec l'eau qui circule dans les tuyauteries. De façon plus précise, l'invention a pour objet un accumulateur hydropneumatique pour arrosage par impulsions, caractérisé par le fait que la soupape à flotteur est ins- tallée au point le plus bas de l'accumulateur de liquide et de gaz, cet accumulateur étant relié, par l'intermédiaire d'un tuyau de raccordement, à une chambre, l'extrémité supérieure de la dite chambre étant reliée au tuyau de sortie, tandis que son extrémité inférieure est reliée au tuyau de distribution d'eau par l'intermédiaire d'un tuyau de raccordement. Cette chambre est divisée par une membrane horizon- tale, l'espace situé au-dessus de cette membrane étant relié à la tuyauterie de liaison, tandis que l'espace situé au- dessous de cette membrane est relié à l'installation de tuyauteries de distribution d'eau. Cette dernière est reliée à la tuyauterie de rac- cordement par l'intermédiaire de la tuyauterie d'entrée, en un endroit situé entre la soupape à flotteur et la dite chambre. L'extrémité inférieure du tuyau de sortie, qui est située au-dessus de la membrane, est normalement bouchée par cette membrane. La tuyauterie de distribution d'eau se trouve au- dessus de la tuyauterie de raccordement, tandis que la tuyauterie d'entrée, qui relie la tuyauterie de distribu- tion d'eau au tuyau de raccordement, est constituée par un segment vertical et un segment horizontal; sur le dit seg- ment horizontal est installée la soupape de retenue. La tuyauterie de raccordement est inclinée, son extrémité située vers la chambre étant à un niveau supérieur à-celui de l'extrémité voisine de la soupape à flotteur de l'accumu- lateur de liquide et de gaz. Suivant une variante de l'accumulateur hydro-pneuma- tique selon l'invention, la tuyauterie de raccordement est montée suivant l'axe géométrique de l'accumulateur de liquide et de gaz dont elle est isolée; l'extrémité su- périeure de la dite tuyauterie se termine par une chambre. A l'intérieur de cette chambre et suivant son axe géométri- que, est fixé un cylindre; l'extrémité inférieure de ce cylindre est reliée, par l'intermédiaire de l'ouverture d'entrée, à la tuyauterie de distribution d'eau, qui tra- verse les parois de l'accumulateur, perpendiculairement à l'axe géométrique de ce dernier. Ce cylindre se termine, à son extrémité supérieure, par un cône de guidage, dans l'ouverture duquel, suivant l'axe géométrique du tuyau de sortie, est installé un bouchon flottant muni d'un raccord annulaire. A l'extrémité inférieure de ce bouchon se trouve une cavité présentant deux fentes latérales, par laquelle ce bouchon est relié à la tige fixée dans la cavité du piston. Le diamètre de ce piston est supérieur à celui de l'entrée du cylindre, au-dessus duquel sont percées des ouvertures servant à relier la tuyauterie d'alimentation à la chambre. Le diamètre extérieur de ce cylindre est in- férieur au diamètre intérieur de la chambre, tandis que le diamètre du bouchon est supérieur au diamètre du tuyau de sortie et inférieur au diamètre du piston. La course verti- cale de ce piston est supérieure à la somme de la course verticale du bouchon et de la course verticale de la tige dans les ouvertures latérales, suivant l'axe géométrique de ce bouchon. L'accumulateur hydro-pneumatique pour arrosage par impulsions selon l'invention présente les avantages sui- vants: 1) Le reflux d'eau de l'accumulateur de liquide et de gaz vers la tuyauterie d'alimentation est impossible dans le cas de signaux de pression faible, ce qui garantit une sûreté maxima de fonctionnement dans le respect des signaux de commande de pression faible et conduit à une diminution de la pression dans la portion de diamètre minimum de la tuyauterie d'alimentation; 2) Aucune quantité d'air ne peut pénétrer dans l'accumula- teur de liquide et de gaz en même temps que l'eau circulant dans les tuyauteries d'alimentation en eau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation, avec une variante. Sur ces dessins, La figure 1 est une vue d'ensemble de l'accumulateur hydro-pneumatique pour arrosage par impulsions, sous l'ef- fet d'un signal d'augmentation de pression d'eau dans la tuyauterie d'alimentation en eau; La figure 2 est une coupe faite suivant l'axe géomé- trique de la chambre, à la position correspondant à un si- gnal de diminution de la pression d'eau dans la tuyauterie d'alimentation en eau; La figure 3 est une coupe faite suivant l'axe géomé- trique d'une variante de l'accumulateur hydro-pneumatique selon l'invention. - L'accumulateur hydro-pneumatique pour arrosage par impulsions, tel que représenté sur la figure 1, comprend un accumulateur proprement dit de liquide et de gaz 1, comportant, à son point le plus bas, une soupape à flotteur 2, orientée verticalement. Cet accumulateur 1 est relié, par l'intermédiaire d'un tuyau de raccordement 3, à l'es- pace 4 situé au-dessus de la membrane 13 de la chambre 5. Suivant l'axe géométrique de cette chambre 5 est monté ver- ticalement le tuyau de sortie 6 dirigé vers le dispositif d'arrosage 7, tandis que l'espace 8 situé au-dessous de la membrane 13, est relié, par l'intermédiaire du tuyau laté- ral 9, au tuyau 10 d'alimentation en eau. Ce tuyau 10 d'alimentation en eau est relié au tuyau de raccordement 3 par l'intermédiaire du tuyau d'entrée 11, en un endroit situé entre la soupape à flotteur 2 et la chambre 5. L'extrémité inférieure du tuyau de sortie 6, qui se trouve dans l'espace 4 situé au-dessus de la membrane 13 de la chambre 5, est normalement bouchée par cette membrane. Le tuyau 10 d'alimentation en eau est situé au-dessus du tuyau de raccordement 3, tandis que le tuyau d'entrée 11, qui re- lie ce tuyau d'alimentation 10 au tuyau de raccordement 3, présente une portion verticale 14 et une portion horizontale ; dans cette dernière est installée la soupape de retenue 12. Le tuyau de raccordement 3 est incliné, l'extrémité située vers la chambre 5 étant à un niveau supérieur à l'extrémité située vers la soupape à flotteur 2 de l'accumu- lateur 1 de liquide et de gaz. Dans la variante, représentée sur la figure 3, de l'accumulateur hydro-pneumatique pour arrosage par impul- sions selon l'invention, on voit que, perpendiculairement à la partie inférieure de l'accumulateur 16 de liquide et de gaz et parallèlement à son axe géométrique, se trouve la chambre de guidage 17 de la soupape à flotteur 18; l'ouver- ture située au-dessous de cette soupape 18 est reliée,par l'intermédiaire du conduit 19, au tuyau de raccordement 20, qui est installé verticalement suivant l'axe géométrique de l'accumulateur de liquide et de gaz 16, dont il est isolé. L'extrémité du tuyau de raccordement 20 au-dessus de l'ac- cumulateur de liquide et de gaz 16, communique avec la cham- bre 21. Cette chambre est reliée à son extrémité supérieure, au tuyau de sortie 22, tandis qu'à l'intérieur de cette chambre 21, et suivant son axe géométrique, est fixé un cylindre 23, relié, à son extrémité inférieure (par l'inter- médiaire de son entrée 24), au tuyau 25 d'alimentation en eau, qui traverse les parois de la chambre 21 perpendiculai- rement à son axe géométrique. Ce cylindre 23 se termine, à sa partie supérieure, par un cône de guidage 26, le bouchon 27, muni de son raccord annulaire 28, est installé dans l'ouverture de ce cône, coaxiallement au tuyau de sortie 22. A l'extrémité inférieure de la tige 29 du bouchon 27 se trouve une cavité 30, présentant deux ouvertures 31, par laquelle ce bouchon 27 est relié à la tige 32 de manière à pouvoir se déplacer le long de celle-ci. Cette tige 32 est fixée au plongeur 33 du piston 34, logé dans la cavité 30. Le diamètre de ce piston 34 est supérieur au diamètre de l'entrée 24 du cylindre 23; à une certaine distance au- dessus de ce piston, sont pratiquées, dans les parois du cylindre 23, les ouvertures 35, qui relient le tuyau d'ali- mentation 25 à la chambre 21. Le diamètre extérieur du cy- lindre 23 est inférieur au diamètre intérieur de la chambre 21, tandis que le diamètre du bouchon 27 est supérieur au diamètre du tuyau de sortie 22 et inférieur au diamètre du piston 30. La course verticale du piston 34 est supérieure à la somme de la course verticale du bouchon 27 et de la course verticale de la tige 32 dans les ouvertures 31 de la tige 29 de ce bouchon. Le fonctionnement de l'accumulateur hydro-pneumatique selon l'invention tel que représenté sur la figure 1 est le suivant: Dans l'accumulateur 1 de liquide et de gaz, qui a la forme d'un tuyau qui est incliné par rapport au plan hori- zontal, on commence par introduire de l'air par pompage jusqu'à ce que l'on atteigne une pression égale à la limite admissible la plus basse de la pression pour un fonction- nement normal du dispositif d'arrosage 7. Sous l'effet d'un signal d'augmentation de pression, de l'eau provenant du tuyau 10 d'alimentation passe, d'une part, par le tuyau latéral 9, dans la partie 8 de la chambre située au-dessous de la membrane 13 et, d'autre part, par le tuyau d'admis- sion 11, la soupape de retenue 12 et le tuyau de raccorde- ment 3, dans la partie 4.de la chambre située au-dessus de la membrane 13, en même temps, dans l'accumulateur 1 de liquide et de gaz. Etant donné que la force qui agit sur la membrane 13 par la partie 8 de la chambre située au- dessous de cette membrane, est supérieure à la pression qui règne dans la partie 4 de la chambre située au-dessus de cette membrane, cette membrane 13 bouche le tuyau de sortie 6 et il ne peut pas s'écouler d'eau en direction du dispo- sitif d'arrosage 7. Sous l'effet d'un signal de pression faible de l'eau dans la tuyauterie d'alimentation 10, la soupape de retenue 12 bouche le tuyau d'admission 11, tandis que la membrane 13 dégage le tuyau de sortie 6. L'eau ac- cumulée dans l'accumulateur 1 de liquide et de gaz commence alors à effectuer un arrosage qui prend fin lorsque l'eau arrive au niveau de la soupape à flotteur 2 dans l'accumula- teur 1. Le fonctionnement de la variante, représentée sur la figure 3, de l'accumulateur selon l'invention, est le suivant: dans l'accumulateur 16 de liquide et de gaz, on commence par introduire, par l'intermédiaire du raccord 37 pour tuyau souple et de la soupape 38, une faible quantité d'eau et l'on fait entrer par pompage de l'air jusqu'à une pression donnée, qui correspond à la limite inférieure admissible pour une pression assurant un fonctionnement normal du dispositif d'arrosage 7, raccordé au tuyau de sortie 22. Sous l'effet d'un signal d'augmentation de pression dans la tuyauterie d'alimentation en eau 25, de l'eau provenant de cette conduite pénètre dans le cylindre 23, par l'entrée 24. Le piston 34 se soulève et, par l'intermédiaire de la tige 32, il fait monter le bouchon 27 qui ferme le tuyau de sortie 22. En même temps, de l'eau traverse les ouvertures 35 des parois du cylindre 23 et pénètre dans la chambre 21, dans le tuyau de raccordement 20 et dans la conduite 19. Lorsque la pression qui règne dans le tuyau de raccordement devient égale puis supérieure à la pression de l'air introduit par pompage dans l'accumulateur 16, la soupape à flotteur 18 se soulève et de l'eau traverse les ouvertures et la chambre de guidage 17 puis pénètre dans l'accumu- lateur 16 de liquide et de gaz, dans lequel elle commence à s'accumuler sous l'effet de l'air qui est comprimé dans la partie supérieure de cet accumulateur 16. Lorsque la pres- sion qui règne dans la tuyauterie d'alimentation 25 devient égale à la pression dans l'accumulateur 16, l'accumulation d'eau prend fin et, sous l'effet de son propre poids, le piston 34 descend jusqu'à ce que la tige 12 vienne reposer sur l'extrémité inférieure des ouvertures 31. Au cours de ce déplacement, le piston 34 dégage les ouvertures 35. Après émission d'un signal de faible pression dans la tuyauterie , sous l'effet de la différence de pression entre le volu- me situé au-dessous du piston et le volume situé au-dessus de ce dernier, dans le cylindre 23, le piston 34 descend et, par l'intermédiaire de la tige 32, il tire le bouchon 27, ce qui a pour effet de dégager le tuyau de sortie 22. L'eau qui s'est accumulée dans l'accumulateur de liquide et de gaz 16 sous l'effet de la dilatation de l'air, est poussée par impulsion vers le tuyau de sortie 22. Lorsque le niveau se rapproche de celui du fond de l'accumulateur 16, la soupape à flotteur 18 descend dans la chambre de guidage et bouche * la sortie de cet accumulateur. Cela marque la fin d'un cycle de fonctionnement de l'accumulateur hydro- pneumatique selon l'invention. Si, en même temps que l'eau provenant de la tuyauterie d'alimentation 25, vient de l'air, cet air est séparé dans la partie supérieure de la chambre 21 et, après émission du signal de, pression faible, il est chassé dans l'atmosphère par le dispositif d'arrosage 7; par conséquent. cet air ne risque pas de pénétrer dans l'accumulateur 16. REVENDICATIONS 1. Accumulateur hydro-pneumatique pour arrosage par impulsions, comprenant un accumulateur proprement dit de liquide et de gaz muni d'une soupape à flotteur et d'un tuyau d'entrée relié à un tuyau d'alimentation en eau, caractérisé par le fait que la soupape à flotteur (2, 18) est installée au point le plus bas de l'accumulateur de liquide et de gaz (1, 16), qui, par l'intermédiaire d'un tuyau de raccordement (3,20) est relié à une chambre (5,21), l'extrémité supérieure de la dite chambre étant reliée au tuyau de sortie (6,22), tandis que son extrémité inférieure est reliée à la tuyauterie (10,25) d'alimentation en eau, par l'intermédiaire du tuyau latéral (9). 2. Accumulateur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la chambre (5) est divisée horizontalement par une membrane (13), la partie (4) de cette chambre située au-dessus de cette membrane étant reliée au tuyau de raccordement (3), tandis que la partie (8) de cette chambre, située au-dessous de cette membrane, est reliée, par l'in- termédiaire du tuyau latéral (9), à la tuyauterie (10) d'alimentation en eau, cette dernière étant reliée, par l'intermédiaire du tuyau d'admission (11), au tuyau de rac- cordement (3), en un point de ce dernier situé entre la soupape à flotteur (2) et la chambre (5). 3. Accumulateur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'extrémité inférieure du tuyau de sortie 6 qui se trouve dans la partie 4 de la chambre située au- dessus de la membrane (13), est normalement bouchée par cette membrane. 4. Accumulateur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la tuyauterie 10 d'alimentation en eau est située au-dessus du tuyau de raccordement (3), tandis que le tuyau d'admission (11), qui relie cette tuyauterie d'ali- mentation (10) au tuyau de raccordement (3), présente un segment vertical (14) et un segment horizontal (15), ce segment horizontal (15) comportant une soupape de retenue (12). 5. Accumulateur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le tuyau de raccordement (3) est incliné, son extrémité située en direction de la chambre (5) étant à un niveau plus haut que l'extrémité située vers la soupape à flotteur (2) de l'accumulateur (1) de liquide et de gaz. 6. Accumulateur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le tuyau de raccordement (20) est installé suivant l'axe de l'accumulateur de liquide et de gaz (16) dont il est isolé, tandis qu'à son extrémité supérieure, ce tuyau (20) se termine par la chambre (21), le long de l'axe géométrique de cette chambre étant fixé le cylindre (23) relié par en-dessous, par l'intermédiaire de l'entrée (24), à la tuyauterie d'admission en eau (25) qui traverse les parois de la chambre (21) perpendiculairement à son axe géométrique, ce cylindre se terminant, à son extrémité supérieure, par un cône de guidage (26), un bouchon (27) étant installé, avec son raccord annulaire (28), dans l'ouverture le long de l'axe géométrique -du tuyau de sortie (22), la partie inférieure de la tige (29) comportant une cavité (30) munie de deux ouvertures (31), au moyen de laquelle le bouchon (27) est relié à la tige (32) du piston (34), le diamètre de ce piston étant supérieur au diamètre de l'entrée (24) du cylindre (23), à une certaine distance au-dessus de ce piston, dans les parois du cylindre (23), étant pratiquées des ouvertures (35), qui relient la tuyau- terie d'alimentation en eau (25) à la chambre (21). 7. Accumulateur selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 6, caractérisé par le fait que le diamètre in- térieur du cylindre (23) est plus petit que le diamètre extérieur de la chambre (21). 8. Accumulateur selon la revendication 6 caractérisé par le fait que le diamètre du bouchon (27) est supérieur au diamètre du piston (34). 9. Accumulateur selon la revendication 6 caractérisé par le fait que la course verticale du piston (34) est plus grande que la somme de la course verticale du bouchon (27) et de la course verticale de la tige (32) dans les ouvertures (31) de la tige (29) de ce.ouchon.