Brevet FR2586307A1 — publié le 19870220

L'invention se rapporte à un ensemble de prélèvement et de régulation du débit et de la pression d'un liquide, notamment en vue de son injection, selon des proportions précises, dans un autre liquide qui s'écoule avec un débit et une pression qui sont connus. Elle s'applique plus particulièrement mais non exclusivement à un ensemble d'injection d'additifs dans l'eau d'installations de distribution, telles les installations mécanisées d'arrosage et d'irrigation par aspersion. L'irrigation par aspersion s'est beaucoup développée et la plus appréciée semble celle appliquant la technique dite du pivot (FR-A-2335150). Ces installations, qui sont conçues pour n'apporter aux cultures que l'eau qui leur est nécessaire, comprennent des moyens permettant d'en régler avec précision le débit et la pression. De ce fait leur coût est assez élevé et leurs utilisateurs souhaitent l'utiliser plus souvent que pour de simples arrosages. Dans ce but sont apparus récemment des ensembles de prélèvement dans un réservoir d'un additif liquide et d'injection de cet additif dans l'eau distribuée par ces installations (FR-A-2.387.581, 2.321.235 et 2.387.582). Cela a conduit à une meilleure application et une meilleure efficacité par rapport aux applications traditionnelles par avions ou par pulvérisateurs tractés. En effet, l'injection des produits peut être effectuée dans presque toutes les conditions méteorologiques, sans endommager les cultures par le passage répété d'un tracteur ou par le balancement des rampes d'aspersion nortées par l'avion. Tout d'abord les additifs ont consisté en des apports nutritionnels relativement peu coûteux et sans danger pour l'environnement et/ou les cultures. Aussi la précision du dosage n'était elle pas nécessaire et, malgré leur rusticité, les ensembles connus pouvaient ils donc suffire. Plus récemment les utilisateurs ont souhaité appliquer de cette manière les produits phyto-sanitaires tels les herbicides, insecticides et fongicides. Or ces produits sont pour la plupart très dangereux pour l'environnement et/ou les cultures. Ce mode d'application devait offrir l'avantage d'autoriser un dosage progressif qui devait permettre un traitement plus léger que par les moyens conventionnels puisque l'application des produits devait pouvoir se faire plus fréquemment et donc les dosages à chaque passage n'avaient plus besoin d'être massifs. Ce point était très important car en plus de l'intérêt direct sur les plantations, cela devait réduire les nuissances par pollution. Bien entendu pour parvenir à ces résultats, il faut que des dosages très précis soient respectés et à fortiori qu'il n'y ait pas de fuite qui se produise. Outre la pollution, l'utilisateur risquerait de traiter les cultures de manière défectueuse et/ou à des coûts trop élevés. Des ensembles rustiques ne peuvent donc convenir. Dans ces conditions, sont apparus des ensembles qui, outre leur réservoir d'additifs et leur pompe étaient pourvus de moyens de contrôle du dosage et de sécurité en cas de désaccouplement de l'installation de distribution; le tout est porté par un chariot, afin d'en faciliter le déplacement d'un point d'injection à.un autre (SOUTHEAST FARM PRESS - 15 MAI 1985). Pour y prélever le produit, dans le réservoir plonge un prolongement de la conduite d'aspiration d'une pompe à galets. Entre le réservoir et la pompe est intercalée une conduite de dérivation reliée à un tube de calibrage en polypropylene qui est gradué en millilitres. Il permet de contrôler visuellement le débit réel de la pompe en fonction de la fluidité de l'additif pour, si nécessaire, par action sur sa vitesse de rotation modifier son débit afin qu'en fonction du débit de l'installation d'irrigation, le dosage soit satisfaisant. Pour son raccordement à l'installation d'irrigation, la conduite de refoulement de la pompe est pourvue d'un dispositif d'accouplement et de désaccouplement rapides. Pour éviter une fuite d'additif après désaccouplement, la conduite de refoulement porte une vanne électromagnétique normalement fermée lorsque son bobinane n'est oas alimenté. Pour permettre son ouverture, le bobinace est relié à une alimentation en basse tension par un circuit en deux tronçons portés l'un par la conduite, l'autre par l'installation d'irrigation et relié entre eux par des prises s'engageant et se dégageant en même temps que la conduite s'accouple et se désaccouple de l'installation pour agir comme un détecteur d'accouplement et de désaccouplement. Lors de la fermeture de la vanne électromagnétique, le même détecteur commande la fermeture de l'installation. Des moyens semblables sont prévus entre le réservoir et la conduite d'aspiration de la pompe.' Un tableau affiche les états de ces détecteurs. Si cet ensemble offre déjà plus de sécurité, le contrôle de débit pendant le seul réglage et le contrôle de fuite aux seuls points de raccordement, au réservoir et à la citerne ne permettent pas d'écarter tous les risques de nuisance pour l'environnement et les cultures. En effet entre les réglages, le débit peut fluctuer et conduire à une erreur de dosage de même qu'une fuite peut survenir en un autre point et conduire à une pollution. Par ailleurs pendant les réglages qui se font avec l'additif, celui-ci est également envoyé avec un dosage indéterminé dans l'eau de l'installation. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un ensemble donnant un maximum de sécurité et garantissant notamment que l'injection se déroule correctement, qu'aucune tubulure ou tuyau n'ait de fuite, qu'un siphonnage des produits chimiques, par défaillance des clapets sur le circuit d'irrigation ne soit possible, ou'aucune erreur de dosage ne se produise. Un autre résultat que 1 'invention vise à obtenir est un tel ensemble avec lequel la vérification des dosages appliqués est aisée. Pour cela, elle a pour objet un ensemble du type cité plus haut notamment caractérisé en ce qu'au moins un détecteur de chute de pression est relié au circuit principal. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif à l'égard du dessin ci-annexé qui représente, sommairement, le schéma de l'ensemble dans sa version préférée. En se reportant au dessin, on voit que l'ensemble est associé à un réservoir 1 contenant l'additif 2 que l'on veut injecter dans l'eau 3 qui, dans une canalisation d'une installation de distribution 4, s'écoule avec un débit et une pression qui sont constants et connus. L'ensemble comprend en outre, intercalée sur le circuit principal 6+7 de liaison entre le réservoir 1 et l'installation 4, une pompe doseuse 5 dont la conduite d'aspiration 6 est reliée au réservoir 1 tandis que sa conduite de refoulement 7 est reliée à l'installation 4. Pour ces liaisons sont prévus des moyens de raccordement 8 et 9, de tout type et par exemple semblables à ceux équipant les ensembles connus à ce jour évoqués plus haut. Sur le circuit 6+7 est intercalé au moins une vanne 10 commandée électriquement et de préférence une vanne qui en l'absence de courant électrique se ferme pour éviter le siphonage de l'ensemble. De manière également connue, sur la conduite d'aspiration 6 peut être raccordée une extrémité d'une tutulure de dérivation Il dont l'autre extrémité est reliée à un tube de calibrage 12 dûment gradué permettant de jouer le rôle de débimètre le temps nécessaire à sa vidange. En aval de la pompe 5, sur une dérivation 13, le circuit porte évidemment une soupape de sureté 14 contre les surpressions accidentelles et par exemple réglée sur dix bars. Bien entendu, le débit de fuite 15 de cette soupape est renvoyé au réservoir 1 ou dans un réservoir auxiliaire ou dans le circuit en amont de la pompe 5. Selon une caractéristique de l'invention, au moins un détecteur de chute de pression 16, 17 est relié au circuit 6+7, par une dérivation 18, 19. De préférence sont prévus deux détecteurs, l'un de chute de pression 16 sur le tronçon amont 6 détectant par exemple le vide, l'autre 17 sur le tronçon aval 17 du circuit et déclenchant pour une pression au plus égale à 1,5 bars afin, au travers des dépressions au moins relatives, de détecter tout siane de fuite et aussitôt arrêter et fermer l'ensemble et l'installation. Afin d'éviter que la pompe provoque une injection saccadée, en aval de la dite pompe, à une dérivation 13 est raccordée un amortisseur de pulsations 20. Selon une caractéristique de l'invention, outre le débimètre que peut constituer l'éventuel tube gradué, lequel vu son volume est nécessairement gradué, le tronçon de circuit 7 en aval de la pompe 5 et s'il y a de l'amortisseur de pulsations 20 porte au moins un débimètre 21, 22 dit continu du fait qu'il est choisi d'un type apte à contrôler le débit pendant toute la période de fonctionnement de l'ensemble, lequel débimétre continu peut être électronique 21 ou non 22. Le débimêtre électronique 21 est par exemple un débimètre volumétrique. Par exemple pour un démontage, il peut être court-circuité par une dérivation 23 sous le contrôle d'un organe de distribution 24 tel une vanne à trois voies. L'autre débimètre 22 est par exemple un débimètre à ludion logé dans une chambre tronconique 26 de manière qu'en l'absence de débit, il descende vers la petite base de la chambre du débimêtre et qui à l'inverse, en cas de débit remonte proportionnellement à ce débit vers la grande base de la dite chambre 26 permmettant ainsi un contrôle visuel rapide du débit. Avantageusement le circuit comporte encore au moins un régulateur tel un étrangleur réglable 27. Dans un mode préféré il comporte également un capteur électronique 28 qui, via une armoire électrique (non représentée), commande, dans le cas o par rapport au débit souhaité le débit varie en plus ou en moins d'une tolérance prédéterminée, l'un des moyens que sont d'une part la pompe 5 et d'autre part l'un des organes 10, 27 de débit tel l'électro-vanne 10 et l'étrangleur 27, pour arrêter ou corriger le débit. Afin d'effectuer les réglages sans risquer de polluer l'eau de l'installation 4, en aval du circuit est prévue une soupape 29 de simulation de pression et un organe de distribution 30 tel une vanne trois voies, qui débranche du circuit l'installation et y substitue la soupape de simulation de pression 29 dont le débit de fuite 31 est renvoyé au réservoir 1, ou dans un réservoir auxiliaire ou en amont de la pompe afin de pouvoir contrôler la pression. Un manomètre 32 est raccordé au circuit de préférence en amont de cet organe de distribution 30 pour permettre le contrôle de pression quelque soit la voie suivie par le produit au delà de cet organe 30. Pour éviter que tous les organes du circuit aient leur fonctionnement perturbé par des impuretés, sur le circuit, en amont des dits organes, est intercalé un filtre 33. Dans le même but, au niveau du filtre 33 et de préférence en amont de celui-ci, au circuit principal est relié un circuit auxiliaire de nettoyage 34 comprenant une arrivée d'eau 35 contrôlée par une vanne 36 et un réservoir 37 de détergent 38 avec une pompe auxiliaire 39 d'injection de ce détergent dans l'eau de nettoyage. Le mélange eau de nettoyage et produit détergent est ensuite repris par l1 pompe principale et parcourt tous les organes. Pendant cette opération le circuit est évidemment isolé du réservoir 1 par une vanne 40. Au lieu d'une pompe ordinaire, la pompe principale 5 consistera en une pompe doseuse et de préférence en une pompe à membrane qui avantageusement pourra être commandée directement ou indirectement par au'moins un électro-aimant, ce qui permettra, par action sur l'alimentation de l'électro-aimant, de modifier le débit de la pompe et donc de régler très précisément ce débit. L'armoire de commande pourra avantageusement comprendre des mémoires et des moyens programmables gérant l'ensemble des fonctions et regroupant tous les asservissements de contrôle comme de commande de l'ensemble en fonction du travail demandé, tel que irrigation, fertilisation ou traitement. I1 pourra évidemment être pourvu d'une commande. Bien entendu l'ensemble a d'autres applications, tels le dosage de fortifiant ou de médicaments dans l'eau d'abreuvage des animaux. Le réservoir peut être intégré à l'ensemble et par exemple avec lui être monté sur un chariot (non représenté). REVENDICATIONS 1. Ensemble de prélèvement et de régulation-du débit et de la pression d'un liquide, notamment en vue de son injection, selon des proportions précises, dans un autre liquide qui s'écoule avec un débit et une pression qui sont connus et plus particulièrement et non exclusivement un ensemble d'injection d'additifs dans l'eau d'installations de distribution, telles les installations mécanisées d'arrosage et d'irrigation, - lequel ensemble est associé à un réservoir. (1) contenant l'additif (2) que l'on veut injecter dans l'eau (3) qui s'écoule dans une canalisation (4) et comprend, intercalée sur un circuit principal (6+7) de liaison entre le réservoir (1) et l'installation (4): - une pompe doseuse (5) dont la conduite d'aspiration (6) est reliée au réservoir (1) tandis que sa conduite de refoulement (7) est reliée à l'installation (4) avec, pour ces liaisons, des moyens de raccordement (8, 9), - au moins une vanne (10) commandée électriquement, - -une soupape de sureté (14) contre les surpressions accidentelles, cet ensemble étant CARACTERISE en ce que, au moins un détecteur de chute de pression (16, 17) est relié au circuit principal (6+7), 2. Ensemble selon la revendication 1 CARACTERISE en ce que, afin d'éviter que la pompe (14) provoque une injection saccadée, en aval de la' dite pompe, est intercalé un amortisseur de pulsations (20), 3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2 CARACTERISE en ce que le tronçon de circuit principal (7) en aval de la pompe (5) et s'il y a de l'amortisseur de pulsations (20), porte au moins un débimètre continu (21, 22), 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 CARACTERISE en ce qu'il comporte également un capteur électronique (28) qui, via une armoire électrique commande, dans le cas o par rapport au débit souhaité le débit varie en plus ou en moins d'une tolérance prédéterminée, au moins l'un des moyens que sont d'une part la pompe (5) et d'autre part l'un des organes (10, 27) de débit tel l'électro-vanne (10) et l'étrangleur. (27),pour arrêter ou corriger le débit, 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 CARACTERISE en ce que, afin d'effectuer les réglages sans risquer de polluer l'eau de l'installation (4) en aval du circuit est prévue une soupape (29) de simulation de pression et un organe de distribution (30) tel une vanne trois voies qui débranche du circuit l'installation et y substitue la soupape de simulation de pression (29), 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 CARACTERISE en ce que, pour éviter que tous les organes du circuit aient leur fonctionnement perturbé par des impuretés, sur le circuit en amont des dits organes est intercalé un filtre (33), 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 CARACTERISE en ce que, pour éviter que tous les organes du circuit aient un fonctionnement perturbé par des impuretés, au circuit principal est relié un circuit auxiliaire de nettoyage (34) comprenant une arrivée d'eau (35) contrôlée par une vanne (36) et un réservoir auxiliaire (37) de détergent (38) avec une pompe auxiliaire (39) d'injection de ce détergent dans l'eau de nettoyage, 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 CARACTERISE en ce que, au lieu d'une pompe ordinaire, la pompe principale (5) consistera en une pompe doseuse à membrane commandée au moins indirectement par au moins un éléctro-aimant, 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 CARACTERISE en ce que l'armoire de commande comprend des mémoires et des moyens programmables gérant l'ensemble des fonctions et regroupant tous les asservissements de contrôle comme de commande en fonction du travail demandé.