Brevet FR2474815A1 — publié le 19810807

DISPOSITIF D'ARROSAGE DU TYi*E "GOUTTE A GOUTTE" La présente invention, qui se situe notamment dans le secteur agricole a pour objet un dispositif d'arrosage du type goutte a goutte permettant d'uniformiser l'irrigation des sols. L'arrosage dit "goutte a goutte" consiste à délivrer régulibrement de faibles quantités d'eau en des points précis, judicieusement répartis, autour desquels les végétaux adaptent leur système radiculaire. Un tel arrosage permet, par rapport aux techniques antérieures, d'importantes économies d'eau, d'énergie et procure en même temps des avantages techniques agro nomiques Le principe, pour parvenir à ces résultats, consiste à faire chuter la pression par des pertes de charge localisées aux orifices d'émission du liquide Un premier système est réalisé par un écoulement laminaire dans un tube capillaire ou dans une fine spirale, ou encore dans un réseau de chicanes.Le dépit de ltécoulement étant tri lunaire de la pression, ce mode de réalisation impose un calcul du réseau d'arrosage en fonction de la topographie et de la configuration du sol. Ce calcul, souvent très complexe, néessi e l'intervention d'un homme de l'art, ce qui, outre le fait ae grever le prix de revient de l'installation d'arrosage, alourdit l'infrastructure d'adduction et supprime un degré de lirté dans le choix et la disposition des cultures possibles. Un autre système consiste à faire chuter la pression par un écoulement turbulent réalisé dans une petite chambre cylin drique alimentée tangentiellement par un orifice calibré. Celui-ci crée un tourbillon dont l'échappement s'opère par un écoulement continu au travers d'un autre orifice placé dans l'axe du tourillon et ménagé dans la partie externe de la chambre. Les variations du débit d'émission sont alors sensiblement en corrélation avec la racine carrée des variations de la pression exercée audit point d'émission permettant ainsi de rendre le débit moins dépendant de la pression. Un troisième système consiste à produire un écoulement laminaire au travers d'un tube capillaire, s'étendant transversalement à l'intérieur des tuyaux d'amenée d'eau ou tuyaux porteurs et dont l'une des parois est fabriquée dans un matériau souple, déforma 11e sous l'effet de la pression hydraulique appliquée sur son enveloppe externe. Il en résulte use réduction de la lumière d'écoulement du tube capillaire propor ticnnelle à l'intensité de ladite pression. Cette réduction se traduit par une régulation du débit d'eau s'échappant à chaque orifice et ceci, quelle que soit la pression exercée par l'eau dans ces orifices Cependant un tel système se révèle peu filable et offre par son encombrement une retenue à l'écoulenient du liquide à l'intérieur du tuyau porteur.De plus, de par sa nature composite, ce système d'avère d'un prix de revient élevé. Finalement, un principe connu depuis longtemps et utile sé pour réguler le débit d'un fluide dans une conduite confis à interposer dans cette dernière une membrane élastique, courrée, face concave orientée vers l'aval et percée axialement d'un orifice caliers. La différence de pression entre l'amont et l'aval de la conduite, donc de part et d'autre de la mem- urane, modifie le rayon de courbure de cette dernière, entrai- nant une obturation plus ou moins importante de orifice ca libre et par conséquent, une régulation du débit L'originalité d'une application de ce principe consiste à assimiler la membrane élastique perforée à une portion de la paroi du tuyau porteur.Ce dernier sera, à cet effet, profilé dans un matériau souple et selon une section présentant une protubérance apparente, définissant la concavité de la membrane. Une variante, adoptée pour les matériaux rigides, consiste à disposer un insert élastique dans les orifices ménagés dans l'enveloppe du tuyau porteur et jouant le même rôle que la membrane élastique. Cependant, dans la pratique, un tel dispositif ne répond pas aux exigences de l'arrosage dit "goutte à goutte" comme défini au dé Lut du présent mémoire. En effet - il nécessite des matériaux soit souples, soit rigides qui constituent une exception dans l'irrigation puisque celle- ci met en oeuvre des matériaux semi-rigides, enroulables ; - il est dépendant pour sa régularité et sa fiabilité de la qualité du trou percé dans l'enveloppe du tuyau porteur, par exemple : variabilité de l'épaisseur du tuyau, bavures, déformation et centrage des trous généralement pratiqués sur place avec des moyens rudimentaires ; - il 1 ne prente aucune p otction centre le fouchoce pr projection ou par intrusion lors (es manipulations du tuyau, ce qui peut empêcher complètement son fonctionnement - il est sujet à l'arrachement lors des manipulations - et enfin, il ne dis tri bue pas l'eau aux points précis oti est aménagé le dispositif car il projette un jet continu de plusieurs metres aux pressions normales d'utilisation Les différents systèmes exposés ci dessus présentent des inconvénients majeurs.Ainsi, ils ne régulent pas dans des plages étendues de pression, ce qui en limite le champ d'application , et ils exigent la mise en oeuvre de procédés de fabrication coûteux et peu fiables. La présente invention se propose de fournir un dispositif d'arrosage ayant une membrane apte à assurer une régulation du débit de liquide délivré, en l'absence des défauts cidessus évoqués Un objectif de l'invention est en particulier d'étendre considérablement la plage des pressions à l'intérieur de laquelle le dispositif d'arrosage peut être utilisé de fan satisfaisante et d'en améliorer la précision. Un autre objectif est de simplifier la fabrication du dispositif d'arrosage et l'assemblage de la membrane. A cet effet,.le dispositif d'arrosage visé par l'invention est du type comprenant - un corps évidé intérieurement pour délimiter une chamtre interne s'ouvrant d'un coté et de l'autre dudit corps par des lumière d'admission du liquide et lumière de sortie de celui-ci, ce corps étant pourvu extérieurement à sa périphérie de moyens lui permettant d'être fixé dans l'orifice d'un conduit d'amenée de liquide - et une membrane élastique déformable, à faces parallèl - les disposée dans la chambre interne du corps de faon à la diviser en deux compartiments amont et aval dans lesquels détouchent respectivement la lumière d'admission de liquide et la lumière de sortie . Cette membrane est percée, en son centre de préférence, par un ajutage calibré dont la section peut varier lors de ses déformations. Cette variation de l & section liée aux variations de la pression amont permet de maintenir un débit constant quelle que soit la pression dans la plage de fonctionnement normal du dispositif d'arrosage. Le dispositif d'arrosage conforme à la présente invention est caractérisé en ce que - le compartiment aval du corps est délimité par une paroi qui peut notamment être conique, convergeant depuis la membrane élastique jusque vers la lumière de sortie et agencez pour servir d'appui à ladite membrane au cours des déformations de celle ci - ladite paroi convergente est munie, en son centre de préférence, d'un puits débouchant indirectement vers la lumiè- re de sortie, de sorte qu'il trise le jet issu de l'ajutage calibré formé dans la membrane et permet un écoulement sans projection Ainsi, dans le dispositif d'arrosage de l'invention, le liquide s'écoule par l'ajutage foré dans la membrane. Lorsque la pression est nulle, la membrane est plane et repose sur la paroi convergente par sa périphérie et l'ajutage est cylindrique.Sous l'effet de la pression, la membrane se déforme et vient s'appuyer plus ou moins complètement sur la paroi conver -gente du corps, selon que la pression est respectivement plus forte ou plus faible . Ainsi, par exemple - Sous une pression p la force exercée sur la membrane est f; la section libre de la membrane est S et son diamètre libre est D - Sous une pression P la force exercée sur la membrane est F ; la section litre de la membrane diminue et devient s et le diamètre libre diminue et devient d Si la pression P est double de p, on peut écrire à une cons S tante près que s = 2 , donc # # D 2 4 x d2 = 4 x , d'où d = D #2 Cela signifie que lorsque la pression double, le diamètre litre de la membrane est seulement divisé par ff . Ceci explique l'étendue de la plage de régulation Les caractéristiques d'élasticité de la membrane sont prévues, en conjonction avec l'angle de conicité de la paroi convergente de fapn que les positions extrêmes de la membrane soient obtenues pour les valeurs extrêmes de pression corres pondant a la plage de fonctionnement désiré du dispositif D'autres caractéristiques, luts et avantages de l'inven tion se dégageront de la description qui suit en référence au dessin annexé qui illustre l'invention et présente un exemple de rEalisation de celle-ci ; ce dessin, qui fait partie intégrante de la présente description, est une vue en coupe longs udinale à échelle dilatée d'un tuyau porteur 1 dans lequel est fixé un dispositif d'arrosage 2' conforme à l'invention Ce dispositif d'arrosage est constitué par deux pièces un corps 3' et une membrane élastique 7' ouverte selon un ajutage calibré 8' Le corps 3' est réalisé en une seule piece par injection en matière synthétique .Il présente une forme générale cy lindrique et est pourvu extérieurement - d'une rainure périphérique 5' pour permettre de l'en chasser dans un orifice de dimension appropriée ménagé dans le tube d'amenée de 1aqunde 1 - et d'une jupe périphérique 6 De plus, ce corps 3' est évidé intérieurement pour délimiter une chambre dans laquelle est disposée une membrane a faces parallèles 7'.Cette dernière sépare ladite chambre en cieux compartiments : compartiment amont 4', qui découche a l'extérieur du corps par une lumière d'admission du liquide 12 et compartiment aval 14, qui débouche par une lumière de sortie du liquide 13 Le compartiment aval 14 est délimité par une paroi 11', de forme sensiblement tronconique, convergeant depuis la memurane à faces parallèles 7' jusque vers la lumière de sortie 13 et agencée pour servir d'appui à la membrane 7' au cours des déformations de celle . L'angle de conicité de la paroi 11' permet, dans cette forme de réalisation de l'invention, en conjonction avec les caractéristiques d'élasticité de la membrane 7', de réguler le débit d'émission de liquide par l'ajutage 8'. Avantageusement, la paroi 11' est ouverte, dans une zone annulaire 1l'a,déportée par rapport a l'axe de l'ajutage calibré 8' de la membrane élastique 7', pour briser le jet d'émission du liquide s'échappant par ledit ajutage Bien entendu l'exemple de réalisation ci dessus décrit et représenté permet d'envisager d'autres modes et d'autres formes d'exécution de l'invention dans le cadre défini par les termes des revendications qui suivent REVENDICATIONS 1. Dispositif d'arrosage du type "goutte a goutte destiné à être fixé sur un conduit d'amenée de liquide)per- ce d'un orifice approprié, ce dispositif d'arrosage comprenant un corps (3') évidé intérieurement pour délimiter une chambre interne s'ouvrant d'un coté et de l'autre du corps par des lumière d'admission du liquide (12) et lumiè- re de sortie du liquide (13), ce corps étant pourvu extérieurement à sa périphérie d'une rainure (5') lui permettant d'être fixé sur l'orifice du conduit (I) et une membrane élastique (7') disposée dans la chambre interne du corps de faon a la diviser en deux compartiments amont (4') et aval (14) dans lesquels débouchent respectivement la lumière d'admission (12) et la lumière de sortie (13) ledit dispositif d'arrosage étant caractérisé en ce que . ladite membrane élastique (7') comporte deux faces parallèles et est percée, en son centre de préférence, par un ajutage calibré (8') dont la section peut varier lors de ses déformatior.s sous l'effet de la pression ;; le compartiment aval (14) est délimité par une paroi (11') du corps, convergeant depuis la membrane à faces parallèles (7') jusque vers la lumière de sortie (13) et agencée pour servir d'appui à la membrane (7') au cours des déformations de celle ci 2. Dispositif d'arrosage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi convergente (11') présente une forme sensiblement tronconique 3. Dispositif d'arrosage selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la paroi convergente (11') est ouverte dans une zone annulaire (Il'a) déportée par rapport à l'axe de l'ajutage calibré (8') de la susdite membrane élastique pour triser le jet d'émission du liquide s'échappant par ledit ajutage 4. Dispositif d'arrosage selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le corps évidé (3') est pourvu extérieuremerlt d'une jure périsnérigue (6') 5. Dispositif d'arrosage selon les rcvcndications 1, 2, 3 et 4 prises ensemble, caractérisé en ce que le susdit corps évidé (3') la susdite paroi convergente (11') et la susdite jupe (6'), sont fa çnnEs d'un seul tenant dans un matériau homogène