Brevet FR2535150A1 — publié le 19840504

La présente invention concerne une machine de conditionnement de sol, se composant d'un châssis pouvant être accouplé à un tracteur ou comportant un entraînement propre, pourvu d'au moins un soc coupant la terre horizon- talement à une profondeur réglable et la soulevant vers l'arrière et dont les surfaces de coupe divergeant vers l'arrière en oblique et symétriquement par rapport à l'axe longitudinal sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'un toit commun en dessous duquel est disposée au moins une buse d'injection pour l'introduction de substances actives, notamment des engrais, dans la terre, cette buse étant reliée par l'intermédiaire d'un tuyau à un réservoir d'alimentation et l'alimentation en substance active de la buse étant effectuée au moyen d'air comprimé. Une telle machine de conditionnement de sol est connue d'après la demande de brevet néerlandais 74 00 416. Dans cette machine, le réservoir d'alimentation est rempli de substance active liquide et il est relié dans sa zone supérieure à un récipient sous pression Ce récipient sous pression exerce une pression uniforme sur le liquide à pulvériser et il assure sa propulsion, par l'intermédiaire du tuyau de refoulement, vers la buse d'injection et, à partir de celle-ci, dans la couche de terrain à traiter. Des expériences faites par la Demanderesse ont montré que cette machine connue ne convient pratique- ment que pour des substances actives liquides ou gazeuses. Par contre, avec des substances actives sous forme pulvé- rulente, notamment dans le cas d'un granulat, il se produit au bout d'un temps très court des obstructions dans le tuyau de refoulement car la résistance à l'écoulement pour des substances solides est bien supérieure et ces substances ont également tendance à former des agglomérations et des obstructions. En outre, la largeur d'action de la substance active sortant de la buse d'injection est très faible, elle couvre pratiquement seulement la zone de terrain située dans la direction de la buse alors que, sur les bords du soc, pratiquement peu de substance active peut parvenir dans le sol. En tenant compte de ce fait, la présente invention a pour but d'améliorer cette machine connue de façon qu'elle convienne également pour des substances actives pulvérulentes, notamment pour un granulat En outre on doit être assuré d'une répartition essentielle- ment homogène de la substance active dans le sol. Ce problème est résolu selon l'invention en ce que le récipient d'alimentation comporte un dispositif de dosage pour la commande de quantitésde substances actives, en ce que ce dispositif de dosage est relié à une chambre mélangeuse o la quantité dosée de substances actives subit un mélange avec de l'air comprimé, les mélanges ainsi obtenus étant ensuite fournis à la buse d'injection. Selon l'invention, la substance active n'est ainsi pas sollicitée par de l'air comprimé mais elle est mélangée intensivement avec lui L'introduction de la substance active dans la chambre mélangeuse s'effectue par un dispositif de dosage afin que la proportion de substance active dans le mélange à deux phases constitué dans la chambre mélangeuse ne soit pas trop grande et qu'on n'ait pas à craindre d'agglomération et d'obstruc- tion L'air comprimé sortant de la buse d'injection avec la substance active améliore d'une part la répartition horizontale de la substance active en largeur mais d'autre part il assure, comme effet secondaire favorable, une ventilation intensive des mottes de terre cohérentes. La machine selon l'invention permet notamment d'introduire dans les couches de terrain devant subir un engraissement en profondeur du phosphate, qui se présente habituellement sous forme d'un granulat de 3 à 4 mm, sans aucune perturbation Egalement il est possible d'introduire dans la terre des particules de styropores pour ameublisse- ment et aération de sols compacts et d'autres substances actives appropriées, par exemple des insecticides Pour toutes ces substances, la forte proportion d'air comprimé garantit une bonne répartition perpendiculairement au sens de marche et par conséquent un résultat de conditionnement homogène. Pour introduire constamment la quantité de substance active avec le dosage correct et pour maintenir également celuici dans des conditions variables de fonc- tionnement, il est recommandé notamment que la commande quantitative de substance active du dispositif de dosage soit fonction de la vitesse de marche Ainsi on obtient constamment la quantité désirée de substance active par hectare indépendamment de la vitesse de marche Cette régu- lation de quantité peut avantageusement être effectuée en assurant l'entraînement du dispositif de dosage par une des roues roulant sur le sol. Pour l'agencement de construction du disposi- tif de dosage, différentes possibilités sont offertes au spécialiste en la matière Il s'est avéré particulièrement avantageux d'utiliser à cet égard une vis transporteuse sans fin dont le débit est proportionnel à la vitesse de rotation avec une bonne approximation. Pour assurer dans la chambre mélangeuse un mélange intime avec l'air comprimé, cette chambre est avantageusement agencée suivant le principe d'une tuyère ou buse à venturi, c'est-à-dire qu'il est prévu dans la chambre mélangeuse une buse convergente parcourue axialement par l'air comprimé, le raccord du dispositif de dosage débouchant à proximité de sa zone de sortie. Sous l'effet de la chute de pression se produisant en arrière de la buse dans l'écoulement d'air, la substance active est aspirée à partir du dispositif de dosage et, du fait de sa direction d'écoulement orientée transversa- lement à l'écoulement d'air, il se produit une forte tur- bulence et un bon mélange. Pour la génération d'air comprimé, il est recommandé de ne pas utiliser un récipient d'air comprimé d'air stationnaire comme dans l'art antérieur mais un ventilateur Ce ventilateur est agencé de manière que le volume d'air comprimé débité soit plusieurs fois supérieur au volume de substance active se trouvant dans le mélange. L'entrainement du ventilateur est effectué par le tracteur. Il peut être fonction de la vitesse mais cela n'est cepen- dant pas obligatoire car les variations de quantités de la substance active par rapport au volume d'air bien supé- rieur n'entrent pas en ligne de compte. Conformément à une variante de l'invention, il est recommandé enfin de disposer sur le soc, en dessous de la buse d'injection, une tôle de base et de monter entre la tôle de base et le toit des tôles déflectrices verticales qui divergent vers l'extérieur à partir de la buse d'injection Additionnellement, la buse d'injection peut être agencée sous la forme d'une buse compartimentée comportant plusieurs orifices orientés dans des direc- tions divergentes afin que le mélange de substance active et d'air comprimé sortant de la buse soit réparti jusqu'aux zones extérieures du soc. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la description, qui va suivre, d'un exemple de réalisation en référence aux dessins A cet égard le dispositif conforme à l'invention est combiné avec d'autres machines de conditionnement de sol connues en soi; sur les dessins: la fig 1 est une vue latérale de la machine de condition- nement de sol, la fig 2 est une vue de face de cette machine, la fig 3 est une représentation séparée à échelle agrandie de la chambre mélangeuse, la fig 4 est une vue latérale en coupe partielle du soc, la fig 5 est une vue d'arrière de ce soc, et la fig 6 est une vue en plan de ce soc, mais cependant lorsque le toit est enlevé. Comme le montrent les figures 1 et 2, la machine de conditionnement de sol se compose d'un châssis 1, sur lequel sont montées toutes les parties essentielles d'entraînement et les outils de conditionnement et qui est suspendu à l'aide d'un attelage trois points classique 2 àaun tracteur Sur le côté avant de la machine, il est prévu plusieurs socs 3 a, 3 b, 3 c découpant le sol horizon- talement et comportant des surfaces de coupe divergeant en oblique et vers l'arrière; il est prévu en arrière un rotor à dents 4 représenté par des lignes en traits mixtes, comportant des dents pénétrant dans la surface du sol et, à l'extrémité de la machine, un tambour de désagrégation 5, représenté également par des lignes en traits mixtes et qui soutient simultanément la machine. Au-dessus du châssis 1 sont montés trois réci- pients de stockage 6 a, 6 b et 6 c à chacun desquels est asso- cié un soc 3 a, 3 b, 3 c Il est évident qu'on peut utiliser à la place également un récipient de stockage commun à tous les socs Lesrécipientsde stockage sont chacun montés sur une console 7 solidaire du châssis Dans la zone de fond du récipient de stockage, agencée en forme d'entonnoir, il est prévu des vis transporteuses sans fin 8 a, 8 b, 8 c qui sont entraînées par un arbre continu commun 9 Elles font arri- ver la substance active, contenue dans les récipients de stockage, en quantité dosée dans une tubulure de sortie l Oa, l Ob, l Oc, qui débouche dans une chambre mélangeuse lla, llb, llc En outre un tuyau d'air comprimé débouche dans cette chambre mélangeuse, un seul tuyau, désigné par 12 a, étant visible sur la fig 1 La chambre mélangeuse proprement dite sera décrite de façon plus détaillée dans la suite en référence à la fig 3. Comme le montre notamment la fig 1, un venti- lateur 14 est relié par bride au mécanisme de transmission 13 assurant l'entraînement du rotor à dents 4 Sur l'ouver- ture de sortie d'air du ventilateur 14 est monté un pot de distribution 15 qui est pourvu de trois dérivations ( sur la fig 1 la dérivation 12 a est visible) aboutissant aux chambres mélangeuses lla, llb et llc. Les chambres mélangeuses sont avantageuse- ment agencées suivant le principe des buses ou tuyères à venturi Une forme de réalisation a été représentée à échelle agrandie sur la fig 3 L'air comprimé provenant du ventilateur 14 parvient par l'intermédiaire d'une buse convergente 16 à l'entrée de la chambre mélangeuse et il subit une réduction de section et une augmentation de 2 535150 vitesse correspondante Dans la zone de l'ouverture de buse débouche avantageusement, perpendiculairement à l'écoule- ment d'air comprimé, la tubulure de sortie du récipient de stockage associé, c'est-à-dire par exemple la tubulure de sortie l Oa Dans le prolongement de la buse 16, et à une certaine distance axiale de celle-ci, est disposée la tubu- lure de sortie 17 de chambre mélangeuse, dont la section droite est plus grande que la section de sortie de la buse 16. Le mode de fonctionnement est le suivant sous l'action de l'augmentation de vitesse s'établissant à l'extrémité de buse 16, il se produit dans la chambre mélan- geuse une réduction importante de la pression statique. Il en résulte que de la substance active est aspirée à partir de la tubulure de sortie l Oa du récipient de stockage et est mélangée intimement avec l'air comprimé sous l'effet de son injection se produisant dans une direction transver- sale L'effet d'aspiration, en relation avec l'introduction dosée de la substance active à partir du dispositif de dosage se présentant sous la forme de la vis sans fin et finalement de la mise en turbulence et du mélange des deux phases se produisant dans la chambre mélangeuse, fait en sorte qu'on puisse projeter correctement également des substances actives pulvérulentes ayant tendance à s'agglomé- rer. La canalisation de l'écoulement à deux phases qui a été formée dans la chambre mélangeuse est également mise en évidence sur les figures 1 et 2 Chaque chambre mélangeuse est reliée à un tuyau de refoulement 18 a, 18 b, 18 c, qui aboutit vers le bas au soc correspondant 3 a, 3 b, 3 c. Il débouche dans une buse d'injection, notamment la buse d'injection 19 a représentée pour le soc 3 a sur les figures 4 à 6 Cette buse d'injection est orientée d'un certain angle entre les deux surfaces de coupe 3 a' et 3 a" et est agencée sous forme d'une buse divergente ayant une section de sortie ouverte vers l'arrière. Vers le haut, elle est recouverte par un toit a qui relie les deux surfaces de coupe 3 a' et 3 a" alors Ik que vers le bas elle est recouverte par une tôle de fond 21 a orientée parallèlement au toit Entre le toit et la tôle de fond, il est prévu plusieurs tôles déflectrices 22 a orientées à peu près radialement vers l'extérieur à partir de la buse d'injection 19 a Elles assurent une répartition compartimentée du mélange d'air et de substance active sortant de la buse d'injection 19 a. On va décrire dans la suite le fonctionnement de la machine de conditionnement de sol conforme à l'in- vention: la substance active contenue dans les réservoirs de stockage 6 a, 6 b et 6 c, de préférence un granulat de phosphate convenant pour un engraissement en profondeur, est amenée par les vis sans fin 8 a, 8 b et 8 c sous la forme d'un courant continu et quantitativement déterminé aux buses de sortie l Oa, l Ob et l Oc Pour que le dosage soit en concordance avec la vitesse de marche de la machine, l'entraînement de l'arbre 9 assurant la liaison des vis sans fin transporteuses est assuré par l'intermédiaire d'une roue 23 roulant sur le sol Cette roue est reliée par l'in- termédiaire d'un mécanisme de transmission et de courroies trapézoïdales avec l'arbre 9 Il est évident qu'on peut cependant choisir également un autre entraînement, agissant en fonction de la vitesse de marche, pour la commande quantitative. Le ventilateur 14 relié par bride au mécanisme de transmission 13 est entraîné par l'arbre de prise de force prévu à l'arrière du tracteur et il fournit de l'air comprimé avec un débit volumique qui est plusieurs fois supérieur au débit volumique de la substance active proven- nant du dispositif de dosage Cet air comprimé est insufflé axialement au travers des chambres mélangeuses lla, llb et llc et il entraîne, avec création d'une mise en turbulence intime et d'un effet de mélange, la quantité de substance active provenant du dispositif de dosage Du fait de l'écou- lement à deux phases, ce mélange est transporté sans risque d'obstruction et à grande vitesse par l'intermédiaire des tuyaux de refoulement 18 a, 18 b et 18 c jusqu'aux buses d'in- jection dans les socs 3 a, 3 b et 3 c et à partir de là il est insufflé dans la couche de terre correspondante Il est ainsi possible d'obtenir un engraissement optimal en pro- fondeur avec un bon effet de largeur, les buses d'injection adjacentes opérant sur une couche de terrain homogène qui est traversée pratiquement horizontalement La machine convient, grâce à ces propriétés, évidemment également pour l'introduction d'autres substances dans des couches de terrain placées en profondeur. REVENDICATIONS 1 Machine de conditionnement de sol, se compo- sant d'un châssis pouvant être accouplé à un tracteur ou comportant un entraînement propre, pourvu d'au moins un soc coupant la terre horizontalement à une profondeur réglable et la soulevant vers l'arrière et dont les surfaces de coupe divergeant vers l'arrière en oblique et symétrique- ment par rapport à l'axe longitudinal sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'un toit commun en dessous duquel est disposée au moins une buse d'injection pour l'introduc- tion de substances actives, notamment des engrais, dans la terre, cette buse étant reliée par l'intermédiaire d'un tuyau à un réservoir d'alimentation et l'alimentation en substance active de la buse étant effectuée au moyen d'air comprimé, caractérisée en ce que le récipient de stockage ( 6 a, 6 b, 6 c) comporte un dispositif de dosage ( 8 a, 8 b, 8 c) pour la commande quantitative des substances actives, en ce que le dispositif de dosage ( 8 a, 8 b, 8 c) est relié à une chambre mélangeuse (lla, llb, llc) o la quantité dosée de substance active est mélangée avec de l'air comprimé et est amenée sous forme d'un écoulement à deux phases à la buse d'injection ( 19 a). 2 Machine de conditionnement de sol selon la revendication 1, caractérisée en ce que la commande quanti- tative de substance active du dispositif de dosage ( 8 a, 8 b, 8 c) est fonction de la vitesse de marche. 3 Machine de conditionnement de sol selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de dosage ( 8 a, 8 b, 8 c) est entraîné par une roue ( 23) roulant sur le sol. 4 Machine de conditionnement de sol selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le disposi- tif de dosage ( 8 a, 8 b, 8 c) est agencé sous forme d'une vis transporteuse sans fin tournante. 5 Machine de conditionnement de sol selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la chambre mélangeuse (lla, llb, llc) contient une buse convergente ( 16) parcourue par de l'air comprimé et en ce que dans sa zone de sortie débouche le raccord ( 10 a, l Ob, 10 c) du dispositif de dosage ( 8 a, 8 b, 8 c). 6 Machine de conditionnement de sol selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la chambre mélangeuse (Ila, llb, llc) est reliée à un ventilateur ( 14). 7 Machire de conditionnement de sol selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le volume d'air fourni à la chambre mélangeuse (lla, lib, llc) est plusieurs fois supérieur au volume de substance active. 8 Machine de conditionnement de sol selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'il est prévu sur le soc ( 3 a, 3 b, 3 c), en dessous de la buse d'injectiobn ( 19 a), une tôle de fond ( 21 a) et en ce qu'il est prévu entre la tôle de fond ( 21 a) et le toit ( 20 a) des tôles déflectrices ( 22 a) qui divergent vers l'extérieur à partir de la buse d'injection ( 19 a). 9 Machine de condftionnement de sol selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la buse d'injection ( 19 a) est agencée sous forme d'une buse compar- timentée comportant plusieurs orifices orientés dans des directions divergentes. Machine de conditionnement de sol selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le soc est combiné d'une manière connue avec un soc découpant vertica- lement la terre, avec un rotor à dents ( 4) pouvant être entraîné Et disposé en arrière et avec un tambour de désagrégation ( 5) placé dans une zone arrière.