Brevet FR2502029A1 — publié le 19820924

La présente invention concerne les appareils de pulvérisation de liquides et plus précisément les buses de distribution de liquide utilisées dans de tels appareils. On connaît déjà un appareil de pulvérisation dans lequel un courant d'air à grande vitesse provoque l'atomisa- tion d'un liquide provenant d'une buse afin qu'il se dépose ensuite sur une récolte ou des plantes. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 504 854 représente un tel dispositif dans lequel un liquide est distribué par plusieurs buses placées dans un conduit évasé de sortie. Le conduit reçoit un courant d'air à grande vi- tesse qui atomise et entraîne le liquide distribué par les buses et qui transporte le liquide dans l'atmosphère, dans la région de la récolte qui doit recevoir la pulvérisation. Ce dispositif a été exploité industriellement et constitue un perfectionnement par rapport aux dispositifs connus. On a proposé un autre perfectionnement d'un tel appareil dans lequel les gouttelettes subissent une charge électrostatique lors du passage dans le conduit de sortie si bien que le dépôt des gouttelettes sur la récolte est amélioré. Ce résultat est obtenu à l'aide d'une électrode placée dans le conduit en face des buses et reliée à une borne d'une source à haute tension. L'autre borne de la source est reliée à la masse par l'intermédiaire de l'appa- reil. Une charge électrique est induite sur les gouttelet- tes lorsqu'elles se forment dans le conduit. Les gouttelet- tes chargées sont attirées électrostatiquement par les feuilles de la récolte qui reçoit la pulvérisation. Le dépôt des gouttelettes liquides sur la récolte est ainsi amélioré et le rendement de l'appareil de pulvérisation est accru. On constate que les buses utilisées dans les appareils de pulvérisation s'opposent au transfert efficace de la charge aux gouttelettes lorsqu'une charge électrosta- tique est induite en partie sur le métal utilisé pour la formation de la buse. Ainsi,l'invention concerne une buse de distribu- tion de gouttelettes liquides destinée à un appareil de pulvérisation électrostatique qui transmet des charges électrostatiques aux gouttelettes de liquide entraînées dans un courant d'air, la buse ayant un corps comprenant une entrée de liquide et une sortie de distribution de lî- quide dans le courant d'air, ce corps étant formé d'une ma- tière non conductrice. Un autre problème posé par l'appareil décrit pré- cédemment et celui qui est décrit dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique estle réglage de la dimension des gouttelettes formées par la buse car il est évidemment sou- haitable que les gouttelettes aient une-dimension uniforme afin que le liquide soit réparti uniformément. Les buses utilisées jusqu'à présent comme indiqué sur la figure 3 du brevet- précité des Etats-Unis d'Amérique no 3 504 854, met- tent en oeuvre le choc du liquide sur une lèvre transver- sale pour son atomisation. On constate qu'on peut obtenir une meilleure formation des gouttelettes par utilisation d'une turbulence sur l'une des faces d'une buse. Ainsi, l'invention concerne une buse de pulvérisa- tion ayant un corps creux qui comprend une entrée de liqui- de et une sortie de liquide permettant la circulation d'un fluide dans le corps, ce dernier comprenant une base délimi- tantun bord supérieur et deux bords latéraux, chacun de ces bords latéraux ayant une forme de doucine, les bords laté- raux convergeant et se recoupant à un emplacement distant du bord supérieur afin qu'ils délimitent un sommet de la base, deux parois latérales disposées chacune le long des bords latéraux et sensiblement perpendiculaires à la base,-ces pa- rois latérales ayant un bord interne raccordé au bord laté- ral correspondant et un bord externe qui a une partie arron- die qui recoupe le bord interne audit sommet de la base, et une partie plane qui se prolonge depuis la partie arrondie vers le bord supérieur de la base, à distance du bord interne, une paroi supérieure partant du sommet, entre les bords externes des parois latérales et destinée à recouvrir une partie de la base et à aboutir à un bord postérieur placé entre le sommet et le bord supérieur, la région comprise entre le bord postérieur, les parois latérales et la base formant la sortie de liquide. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une perspective dé l'arrière d'uhe partie d'un appareil de pulvérisation de liquide; la figure 2 est une perspective d'une partie de l'appareil de la figure 1, suivant les flèches 2; la figure 3 est une coupe transversale de la buse de la figure 2, avec des parties de l'appareil de la fi- gure 1; et la figure 4 est une élévation frontale de la buse de la figure 3. Sur les dessins, l'appareil 10 de pulvérisation comporte un châssis remorqué 12 sur lequel est monté un ré- servoir 14 de liquide et un ventilateur 16 constituant une source d'air comprimé. Le ventilateur 16 peut être entraîné soit par une prise de force d'un tracteur qui est utilisé habituellement pour le remorquage de l'appareil de pulvé- risation, soit par un moteur séparé monté sur la remorque. La sortie du ventilateur 16 est raccordée à deux conduits 18 de sortie montés à l'arrière du châssis remorqué 12. Cha- que conduit 18 a un capot 20 en forme d'éventail, les deux capots étant montés de façon réglable sur les conduits de sortie afin qu'ils puissent tourner autour d'un axe sensi- blement longitudinal. Le capot 20 est représenté plus clairement sur la figure 3 et il comporte un conduit tubulaire 22 relié à une partie terminale 24 en éventail. Cette partie 24 a une paroi avant 26 et une paroi arrière.28. Les parois avant et arrière sont reliées le long de leurs bords afin qu'elles forment une seule embouchure allongée 30 de sortie. L'air est ainsi souf- fié par le ventilateur suivant le conduit tubulaire 22 et dans la partie terminale 24 si bien que l'air s'échappe par l'em- bouchure 30. Le capot 20 a des dimensions telles qu'il forme un courant d'air à grande vitesse dans la région.de la partie terminale en éventail, par exemple de l'ordre de 160 à 400 km/h. Un certain nombre de buses 32, cinq dans l'exemple représenté, sont montées sur la paroi avant 26 du capot. Chaque buse est reliée au réservoir 14 de liquide par des tuyauteries 34 qui sont sous la commande de vannes doseuses 36. Une électrode 38 est enrobée dans la paroi arrière 28 de la partie terminale 24 afin qu'elle soit au niveau de sa sur- face, et elle comporte plusieurs pétales 40 reliés par une bande conductrice 42. Chaque pétale 40 se trouve en face d'une buse correspondante 32 si bien que le fluide provenant de la buse passe au niveau du pétale. Les pétales 40 ont par exemple une forme de secteur et sont formés d'une matière conduc- trice qui peut être métallique ou une matière plastique con- ductrice. L'énergie est transmise à l'électrode 38 par un câble 43 à haute tension qui est enrobé dans la paroi arrière 28 et qui est relié à une alimentation 44 à haute tension montée sur le châssis près du ventilateur 16. Cette alimen- tation à haute tension est reliée à la masse par le châssis du véhicule et.un conducteur 46 qui pend afin qu'elle soit au même potentiel que l'atmosphère environnante. La buse 32 est représentée clairement sur les fi- gures 2 à 4 qui montrent qu'elle comporte un corps 48 ayant une entrée 50 et une sortie 52 de fluide, La buse 32 est formée d'une matière plastique, de préférence par moulage, si bien que, lors du fonctionnement, lorsqu'un potentiel est appliqué à l'électrode 38, il ne s'accumule pas de char- ge sur.la buse. La matière plastique peut être une résine d'acetal, par exemple du type "Delrin" de duPont, bien que toute matière plastique non conductrice puisse être utili- sée. L'entrée 50 est formée par un conduit tubulaire 54 traversant la paroi avant 26 et se raccordant à une tuyau- terie 34. Un écrou 56 se visse à la face externe du conduit 54 et fixe la buse sur la paroi avant 26. Le corps a une base 58 délimitée par un bord supérieur 60 et deux bords latéraux 62. Chaque bord latéral a une forme de doucine et ses bords 62 convergent et se recoupent à un emplacement distant du bord supérieur en délimitant un sommet 63 de la base 58. Deux parois latérales 64 sont raccordées aux bords latéraux et en dépassent perpendiculairement à la base. Cha- que paroi latérale a un bord interne 66 relié à un bord latéral 62 correspondant, et un bord externe 68. Ce bord externe a une partie arrondie 70 qui recoupe le bord in- terne 66 à un emplacement correspondant au sommet 63. Le bord externe se prolonge par une partie plane 72 qui con- verge avec le bord interne 66 vers le bord supérieur 60 de la base 58. Une paroi supérieure 74 dépasse du sommet 63 vers le bord supérieur 60 de la buse 58. Cette paroi 74 est reliée aux bords externes des parois latérales 64 et aboutit à un bord postérieur 76 placé entre le sommet 63 et le bord su- périeur. La partie plane et la partie arrondie du bord ex- terne ne sont pas tangentielles si bien qu'un changement abrupt de la surface de la paroi supérieure 74 favorise la formation d'une turbulence sur cette paroi 74. Un organe 78 d'entretoise ou de renforcement est disposé à la face externe de la buse 58 et il peut être formé en une seule pièce avec celle-ci. L'organe 78 de renforce- ment a une forme générale de goutte et est disposé autour du conduit 54 jusqu'au bord supérieur 60. L'organe 78 a une épaisseur uniforme si bien que la base 58 est maintenue à distance constante de la paroi arrière 28 du capot 20, mais les faces latérales 80 de l'organe 78 convergent et se re- coupent à un emplacement qui correspond au bord supérieur 60. L'organe 78 forme donc un courant d'air dirigé autour du conduit 54 si bien que l'air passant entre la base 58 et la paroi avant 26 forme un courant non perturbé à grande vitesse. Au contraire, une turbulence est créée dans l'air passant sur la face de la paroi supérieure 74 et deux tour- billons tournant en sens inverses se forment aux extrémités opposées du bord postérieur 76. Lors du fonctionnement, l'air est transmis par le ventilateur par l'intermédiaire du conduit 18 de sortie et il atteint une vitesse élevée dans la partie terminale 24 en éventail. Une charge électrostatique est appliquée à l'électrode 38 et du liquide est transmis par le réservoir et les tuyauteries 34 à l'entrée 50 de la buse 32. L'air passant sur la paroi 74 atomise le liquide transmise à la buse et forme des gouttelettes de dimension uniforme. Les gouttelettes acquièrent une charge lors du passage en face des pétales 40 et sont transportées par le courant d'air à grande vitesse en dehors de l'embouchure allongée 30. La charge- électrostatique facilite ledépôt des gouttelettes sur les récoltes qui doivent recevoir la pulvérisation et améliore l'uniformité de la répartition et la totalité de la couver- ture par le liquide. On constate que la configuration particulière de la buse représentée permet l'obtention d'une dimension de gouttelette plus petite et plus uniforme. On effectue une série d'essais afin de déterminer les caractéristiques re- latives de la buse selon l'invention et de la buse utilisée de façon classique et représentée dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique no 3 504 854. Les résultats figurent dans le tableau qui suit et on note qu'on obtient un plus petit diamètre moyen de gouttelette avec un écart quadra- tique moyen plus faible sur la dimension des particules. Simultanément, on noté que les gouttelettes chargées dans la buse en doucine acquièrent de plus grandes charges les rapports de la charge à la masse, exprimés en micro- coulombs par gramme (mC/g) et la charge totale accumulée dans une cage de Faraday dans laquelle les gouttelettes sont collectées pendant une période de 30 s (la charge étant exprimée en mC) sont supérieurs dans le cas de la buse en doucine. Divers essais de matière la buse en doucine de plastique Sous tension Hors Nombre de particules 12 308 189 6 4 diamètre moyen (Pm) 74 66 28 60 9 Ecart quadratique moyen (Pm) 31 77 36 25 11 (valeur moyenne des ré- sultats) Nombre total de particu- les 499 diamètre moyen 51 Ecart quadratique moyen 63 Rapport charge/masse, mC/g 6,8 5,6 6,1 Valeur moyenne, mC/g 6,2 Charge collectée dans une cage de Faraday, vC 0,32 0,34 0,34 Valeur moyenne (-), vC 0,33 Divers essais de la buse métallique selon le brevet des E.U.A. n 3 504 854 Sous tension Hors té Nombre de particules 11 315 172 13 81 Diamètre moyen (1m) 109 88 36 69 121 tension 9 200 28 ension B8 152 6 37 Ecart quadratique moyen (Pm) 129 (Valeur moyenne des ré- sultats) Nombre total de parti- cules Diamètre moyen Ecart quadratique moyen Rapport charge/masse, mC/g 6, 3 Valeur moyenne, mC/g Charge collectée dans une cage de Faraday, pC 0, Valeur moyenne (-), pC 98 42 ,4 ,8 78 149 42 ,6 33 0,26 0,23 0,27 u2029 L'emplacement du bord postérieur de la surface su- périeure le long de la corde reliant les extrémités, c'est- à-dire la distance comprise entre le bord supérieur 60 et le sommet 63, a de l'importance. Il est avantageux que la dis- tance séparant le bord supérieur du bord postérieur de la surface de la paroi supérieure soit comprise entre 0,2 et 0,8 fois la longueur de la corde reliant les extrémités, et en particulier, on obtient des résultats avantageux lorsque le bord postérieur de la'surface de la paroi. supérieure se trouve à une distance du bord supérieur égale à 0,44 fois la longueur de cette corde. Dans un exemple d'application, on utilise avantageu- sement une buse ayant les dimensions suivantes,-données à titre purement illustratif: largeur du bord supérieur 60 47,6 mm corde-reliant les extrémités 44,5 mm largeur du bord postérieur de la sur- face de la paroi supérieure 38,1 mm rayon de la partie courbe 12,7 mm On considère que les excellentes caractéristiques de la buse sont dues à la turbulence contrôlée formée au- dessus de la paroi supérieure et qui peut être attribuée en partie à la transition nette entre les parties arrondie et plane de la paroi avant et en partie au courant d'air dirigé uniformément formé sur la base de la buse et qui maintient la vitesse moyenne de l'airpassant dans le capot à une valeur aussi grande que possible en pratique. Il faut évidemment noter que la configuration particulière de la buse peut être utilisée dans un appareil de pulvérisation classique qui n'utilise pas une charge électrostatique des gouttelettes et dans ces conditions, la buse peut être formée d'un métal. De manière analogue, l'utilisation d'une matière plastique pour la formation du corps de la buse convient avantageuse- ment dans le cas des buses de forme classique couramment uti- lisées dans les appareils de pulvérisation électrostatique. La matière non conductrice empêche l'accumulation des charges sur la buse et provoque ainsi une augmentation de la charge des gouttelettes et une réduction de la consommation d'6ner- gie électrique. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Buse de pulvérisation, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps creux ayant une entrée (50) et une sortie (52)-de liquide permettant la circulation d'un fluide dans le corps, celui-ci comprenant une base (58) délimitée par un bord supérieur (60) et deux bords latéraux (62), chacun des bords latéraux ayant une forme en doucine, les deux bords latéraux (62) convergeant et se recoupant à un emplacement distant du bord supérieur afin qu'ils forment un sommet (63) de la base, deux parois latérales (64, 66) disposées chacune le long des bords latéraux (62) et sensiblement perpendiculaires à la-base, les parois latérales ayant un bord interne relié au bord latéral correspondant et un bord externe ayant une partie arrondie recoupant le bord interne au niveau du sommet (63) de la base et une partie plane pro- longeant la partie arrondie vers le bord supérieur de la base, à distance du bord interne, et une paroi supérieure (74) par- tant du sommet (63) entre les bords externes des parois laté- rales, recouvrant une partie de la base (58) et aboutissant à un bord postérieur (76) disposé entre le sommet et le bord supérieur, la zone comprise entre le bord postérieur, les pa- rois latérales et la base délimitant la sortie de liquide. 2. Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'entrée de liquide'est formée dans la base (58) et comporte un conduit tubulaire (53) dépassant de la base du côté opposé à la paroi supérieure. 3. Buse selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte une nervure (78) formée à une face externe de la base. 4. Buse selon la revendication 3, caractérisée en ce que le conduit (54) traverse la nervure (78). 5. Buse selon la revendication 4, caractérisée en ce que la nervure (78) a la forme d'une goutte et forme une surface profilée autour du conduit. 6. Buse selon la revendication 5, caractérisée en ce que le conduit (54) est placé près du sommet (63) de la base et la nervure (78) rejoint le bord supérieur (6È). il 7. Buse selon la revendication 6, caractérisée en ce que. la nervure partie arrondie et formant une transition brusque dans la pa- roi supérieure (74). 9. Buse selon la revendication 8, caractérisée en ce que la partie plane du bord externe et le bord interne convergent vers le bord supérieur de la base (58). 10. Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la distance comprise entre le bord postérieur (67) de la sur- face de la paroi supérieure et le bord supérieur supérieur (60) du sommet (63). 11. Buse selon la revendication 10, caractérisée enfce que la distance séparant le bord postérieur sommet (63). 12. Buse destinée à un appareil de pulvérisation électro- statique d'un liquide, transmettant des charges électrosta- tiques à des gouttelettes liquides entraînées dans un cou- rant d'air provenant de l'appareil, ladite buse étant carac- térisée en ce qu'elle comporte un corps formé d'une matière non conductrice et ayant une entrée (50) destinée à recevoir du liquide d'une réserve et une sortie mettre du liquide dans le courant d'air. 13. Buse selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite matière non conductrice est une matière plastique. 14. Tête de pulvérisation destinée à un appareil de pul- vérisation électrostatique d'un liquide, caractérisée en ce qu'elle comprend un capot une première extrémité afin qu'il forme deux parois distan- tes et sensiblement parallèles (24, 26), et au moins une buse d'introduction de liquide montée sur l'une des parois et ayant un dispositif de raccordement (54) à une réserve de li- quide, le capot (20) et la buse étant formés d'une matière non conductrice afin que des charges électrostatiques ne puissent pas y être induites, et une électrode montée sur l'autre des parois, à distance de la buse.