Brevet FR2522541A1 — publié le 19830909

La présente invention concerne un dispositif de régulation du débit d'un fluide à pulvériser par un pulvéri- sateur mobile et, en particulier, un dispositif de régulation du débit d'un fluide envoyé à une rampe de pulvérisation en fonction de la vitesse d'avancement du pulvérisateur. Dans les dispositifs connus, on a d'abord utilisé des vannes à commande manuelle pour la régulation du débit du fluide à pulvériser Mais de tels systèmes ne permettent pas de régler correctement et assez vite le débit à contrôler en fonction de la vitesse du véhicule portant le pulvérisa- teur, et ils nécessitent une main-d'oeuvre supplémentaire coû- teuse Dans un dispositif connu, décrit dans le brevet fran- çais N O 2 185 940, on utilise un système de régulation com- portant un vérin, alimenté par une pompe qui est entrainée par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse à partir d'une roue du véhicule porteur, dans lequel un orifice calibré per- met le retour du liquide du vérin à la pompe au moyen d'une aiguille plus ou moins engagée dans l'orifice par un réglage manuel correspondant au débit désiré Ce dispositif permet de moduler la commande du débit en fonction de la vitesse du véhicule porteur par un système de régulation mécanique asso- cié à une commande manuelle de réglage du débit. Un objet de la présente invention est un dispositif de régulation automatique de débit d'un fluide à pulvériser en fonction de la vitesse du véhicule porteur du pulvérisa- teur. L'invention permet ainsi d'obtenir le débit appro- prié par surface donnée quelles que soient les variations de vitesse du véhicule portant le pulvérisateur Elle répond spécialement aux besoins des traitements agricoles au moyen d'engrais, de pesticides ou autres substances (liquides ou ga- zeuses), et ne nécessite pas de main-d'oeuvre supplémentaire pour obtenir à tout moment le débit voulu en fonction de la vitesse du véhicule. Selon la présente invention, un dispositif de ré- gulation du débit d'un fluide à pulvériser par un pulvérisa- teur mobile comportant une rampe de pulvérisation reliée à une cuve contenant le fluide à pulvériser par une première chambre et une pompe, la chambre étant reliée à un orifice de retour principal du fluide de la chambre à la cuve par des moyens de régulation de débit reliés au véhicule portant le pulvérisateur, est caractérisé en ce que les moyens de régulation de débit comprennent au moins une deuxième cham- bre comportant l'orifice de retour principal et reliée à la première chambre par un premier clapet de retour en cuve du fluide de pulvérisation, un électro-aimant relié au premier clapet, et un circuit électronique sensible à la vitesse du véhi- cule et relié à l'électro-aimant par une sortie, le circuit électronique étant conçu pour engendrer un signal envoyé à l'électro-aimant pour agir sur le premier clapet proportion- nellement au carré de la vitesse du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention seront mis en évidence dans la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, en réfé- rence aux dessins annexés dans lesquels: Figure 1 est un schéma de principe d'un disposi- tif de régulation de débit selon la présente invention; Figure 2 est un schéma d'un exemple de réalisation -3- préféré du dispositif de régulation de débit de la figure 1; et Figure 3 est un schéma de détail du circuit électronique des dispositifs de régulation de débit des figures 1 et 2. Le dispositif de régulation de débit selon la présen- te invention, représenté schématiquement sur la figure 1, com- prend un circuit électronique 10 alimenté par une source d'ali- mentation telle qu'une batterie électrique 11 et sensible à la vitesse du véhicule portant le pulvérisateur et son dispositif de régulation de débit Par un moyen tel que représenté sur la figure 3, on détecte directement la vitesse du véhicule pour en- gendrer un signal électrique proportionnel à cette vitesse V qui est envoyé au circuit électronique 10 Dans l'exemple illustré, le circuit 10 est relié par une entrée 12 à l'une des roues 13. Le circuit électronique 10 est conçu pour traiter ce signal et engendrer un signal proportionnel au carré de la vitesse V à une sortie 14 qui est reliée à un électo-aimant 15 Sous l'effet de ce signal, l'électro-aimant agit sur un clapet 16 servant au passa- ge d'un fluide d'une chambre 17 dans une chambre 18 qui compor- te un orifice 19 de retour du fluide vers une cuve 20 La chambre 17 comporte un orifice d'entrée 21 pour l'admission du fluide de pulvérisation contenu dans la cuve au moyen d'une pompe 22 en- tratnée par sa connexion à une prise de force La cham-. bre 17 comporte aussi un orifice de sortie 23 par lequel le flui- de admis est dirigé vers la rampe de pulvérisation, non représen- tée, du pulvérisateur. Le principe de fonctionnement du dispositif de régula- tion de débit de la figure 1 est le suivant La vitesse réelle du véhicule V étant détectée, par exemple à partir de la roue 13, un signal électrique est envoyé à l'entrée 12 du circuit élec- tronique 10 qui engendre à sa sortie 14 un courant proportion- nel au carré de la vitesse V détectée Ce courant appliqué à l'électroaimant 15 permet à celui-ci d'exercer une pression suivant la loi de proportionnalité k V 2 sur la section du cla- pet 16 Le fluide admis dans la chambre 17, par l'orifice d'entrée 21 relié à la pompe 22 est ainsi soumis à une pres- sion qui est proportionnelle au carré de la vitesse du véhi- cule par l'action de l'électro-aimant 15 sur le clapet 16. Le clapet 16 permet donc sous l'action de l'électro-aimant 15 de moduler le débit de pulvérisation du fluide envoyé à la rampe proportionnellement au carré de la vitesse réelle du véhicule Le clapet 16 permet aussi de laisser un passage en- tre la chambre 17 et la chambre 18 correspondant à la pres- sion à laquelle il est soumis pour un retour dans la cuve 20 de l'excédent du fluide (par rapport au débit voulu) qui se trouve dans la chambre 17 Le dispositif de régulation de dé- bit de la figure 1 fournit ainsi un-système de régulation auto- matique du débit du fluide de pulvérisation en fonction de la vitesse du véhicule. La figure 2 représente un exemple de réalisa- tion préféré du dispositif de régulation de débit de la figure 1 On a vu que le dispositif de régulation de débit de la figu- re 1 comportait des moyens de régulation de débit constitués par l'électro-aimant 15 agissant proportionnellement au carré de la vitesse V sur le clape / Les moyens de régulation de dé- bit du dispositif de la figure 2 comprennent en outre des moyens d'assistance hydraulique comportant deux chambres 30 et 31, un clapet 32 pour le passage du fluide de la chambre 30 dans la chambre 31 et un piston 34 solidaire du clapet 16 des figures 1 et 2 La chambre 30 comporte un orifice d'entrée 33 relié à la pompe 22 pour recevoir du fluide provenant de la cuve 20 La chambre 31 comporte un orifice de retour secon- daire 35 pour le retour dans la cuve 20 du fluide que le cla- pet 32 laisse passer de la chambre 30 dans la chambre 31 Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, l'élec- tro-aimant 15 agit toujours sur le clapet 16 mais de façon in- directe Sous l'action du courant proportionnel au carré de la vitesse V, l'électro-aimant 15 exerce une pression suivant la loi k V 2 sur la section du clapet 32 Cette pression est transmise au piston 34 par le fluide se trouvant dans la chambre 30 et le piston 34 exerce à son tour une force sur le clapet 16 qui est proportionnelle au carré de la vitesse du véhicule V De cette façon, le fluide envoyé par la pom- pe 22 dans la chambre 17 est soumis par le clapet 16 à une pression de pulvérisation, modulée proportionnellement au carré de la vitesse réelle du véhicule Par un ajustage appro- prié des sections des clapets 32 et 16 et du piston 34 on peut fixer la valeur de la constante de l'expression k V 2 de la pres- sion exercée par le clapet 16 sur le fluide dans la chambre 17 de manière à obtenir la valeur désirée du débit du fluide pul- vérisé par la rampe pour une vitesse donnée du véhicule Pour réduire l'effort que doit exercer l'électro-aimant 15 sur le clapet 32 pour obtenir la pression voulue dans la chambre 17, on a prévu dans le système d'assistance hydraulique du dispo- sitif de la figure 2 une alimentation en fluide de la chambre par la pompe 22 Le fluide ainsi admis dans la chambre 30 par l'orifice d'entrée 33 exerce une pression sur la section du piston 34 et crée un effort plus important que l'ac- tion de l'électro-aimant 15 sur le clapet 32 On peut ainsi réduire de façon appréciable l'énergie que doit fournir l'élec- tro-aimant 15 pour obtenir la pression voulue dans la chambre 17, c'est-à-dire choisir un circuit électronique 10, un élec- tro-aimant 15 et un clapet 32 moins importants qui diminuent d'autant le coût du dispositif Dans l'exemple de réalisation préféré de l'invention représenté sur la Figure 2, les moyens d'assistance hydraulique comprennent en outre deux diaphrag- mes 36 et 37 placés sur le trajet du fluide envoyé de la pom- pe 22 respectivement aux orifices d'entrée 33 et 21 Le dia- phragme 37 placé sur le trajet principal du fluide envoyé dans la chambre 17 pour être pulvérisé a une section supérieure à celle du diaphragme 36 placé sur le trajet secondaire du flui- de envoyé dans la chambre 30 pour agir sur le piston 34 Dans un exemple de réalisation préféré de l'invention, le diaphrag- me 37 a une section de diamètre 15 mm et le diaphragme 36 une section de diamètre 1,5 mm On peut ainsi amener par exemple de l'eau sous une pression de 5 bars dans la chambre 30 quand la pression est nulle au niveau du distributeur de la rampe. La Figure 3 représente un exemple de réalisation préféré du circuit électronique 10 des dispositifs des Figures 1 et 2, mais il faut noter qu'il peut être réalisé différem- ment dans la mesure o le signal engendré à sa sortie 14 est proportionnel au carré de la vitesse V du véhicule Sur la Figure 3,un détecteur 40 permet de détecter la vitesse V du véhicule Ce détecteur 40 est par exem- ple un capteur de proximité ou un radar lisant directement la vitesse de défilement du sol sous le véhicule par effet Doppler Le circuit électronique 10 relié au détecteur 40 comprend, sur la Figure 3, un circuit 41 de mise en forme du signal transmis par le détecteur 40 qui est proportionnel à la vitesse du véhicule Le signal mis en forme F= f(V) est transformé en un signal U= f(V) dans un circuit 42 Ce signal est ensuite amplifié dans un circuit 43 suivant un gain va- riable d'environ x 2 pour donner un nouveau signal proportion- nel à la vitesse V, U= f(V) Ce signal est envoyé à un cir- cuit d'adaptation de signal comprenant un amplificateur 44 et une impédance d'adaptation 45 en parallèle Le signal en sortie de l'amplificateur 44 est ensuite envoyé à un circuit d'amplification de courant comprenant un amplificateur 46 et un circuit de réaction dans lequel est incluse la bobine 47 de l'électro-aimant 15 On obtient ainsi un courant dans la bobine d'induction proportionnel au carré de la vitesse V du véhicule, I = Io + k U (f V 2) La pression exercée par l'é- lectro-aimant,soit directement sur le clapet 16 du dispositif de la Figure 1, soit sur le clapet 32 du dispositif de la Figure 2, est donc proportionnelle au carré de la vitesse V du véhicule comme le courant qui l'alimente en provenance du circuit électronique 10. L'invention n'est pas limitée par l'exemple de réa- lisation qui a été décrit On peut en effet lui apporter des variantes, sans sortir de son cadre, dès lors qu'on utilise un électro-aimant alimenté par un courant proportionnel au carré de la vitesse réelle V du véhicule engendré par un cir- cuit électronique approprié et que l'on fait agir cet électro- aimant sur un clapet, directement ou indirectement, pour mo- duler la pression du fluide de pulvérisation proportionnellement au carré de la vitesse du véhicule. REVENDICATIONS 1 Dispositif de régulation du débit d'un fluide à pulvériser par un pulvérisateur mobile comportant une rampe de pulvérisation reliée à une cuve contenant le fluide à pul- vériser parune première chambre et une pompe, la chambre étant reliée à un orifice de retour principal du fluide à la cuve par des moyens de régulation reliés au véhi- cule portant le pulvérisateur, caractérisé en ce que les moyens de régulation du débit comprennent au moins une deu- xième chambre 18 comportant l'orifice de retour principal 19 du fluide de la deuxième chambre 18 à la cuve 20 et reliée à la première chambre 17 par un premier clapet 16 de retour en clapet 16 étant cuve du fluide de pulvérisation,ledit/ relié à un électro- aimant 15, et un circuit électronique 10 sensible à la vitesse du véhicule et relié par une sortie 14 à l'élec- tro-aimant 15, le circuit électronique 10 étant conçu pour engendrer un courant électrique envoyé à l'électro-aimant pour agir sur le premier clapet 16 proportionnellement au carré de la vitesse du véhicule. 2 Dispositif de régulation du débit d'un fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de régulation comprennent en outre des moyens d'assistance hy- draulique ( 30,31,32,34) par l'intermédiaire desquels l'élec- tro-aimant 15 agit sur le premier clapet 16 de retour en cuve du fluide de pulvérisation. 3 Dispositif de régulation du débit d'un fluide selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'assistance hydraulique comprennent une troisième chambre 30 et une quatrième chambre 31 qui communiquent par un second clapet 32 de retour en cuve du fluide de pulvérisation relié à l'électro-aimant 15, la troisième chambre 30 étant reliée à la pompe 22 par un orifice d'entrée 33 et au premier clapet 16 par un piston 34 solidaire de ce clapet, et la quatrième chambre 31 comportant un orifice/de retour secondaire en cuve du fluide de pulvérisation provenant de la troisième chambre 30. 4 Dispositif de régulation du débit d'un fluide selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites pre- liière et troisième chambres 17 et 30 sont reliées à la pompe 22 respectivement par un premier et un second diaphragme 37 et 36, la section du premier diaphragme 37 étant supérieure à celle du second diaphragme 36. Dispositif de régulation du débit d'un fluide selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rapport des diamètres de section des premier et second diaphragmes 37 et 36 est égal à 10.