Brevet FR2602635A1 — publié le 19880219

La présente invention concerne un dispositif de remplissage et de vidage d'une tonne à lisier ou analogue, c'est-à-dire d'une citerne mobile destinée à recevoir un liquide, une pâte, ou même un matériau en vrac. Une opération d'épandage de lisier comprend les trois étapes principales suivantes: a) le remplissage de la tonne par prélèvement dans une fosse à lisier; b) le transport de la tonne sur le champ à traiter; c) l'épandage proprement dit du lisier sur le champ (vidage de la tonne). La tonne est un réservoir porté par un châssis mobile qui est généralement tiré par un tracteur. Pour faciliter cette opération, il a déjà été proposé d'équi15 per la tonne d'un tuyau mobile qui est fixé à demeure à la tonne, ce tuyau débouchant à la partie supérieure de la tonne. En vue du remplissage, il est possible de déployer le tuyau, en écartant de la tonne son extrémité libre et en plongeant celle-ci dans la fosse à lisier. Après remplissage de la tonne, par pompage ou aspiration, 20 le tuyau est rangé au-dessus ou sur le côté de la tonne, dans une position escamotée ne gênant pas les étapes suivantes et notamment le transport. L'épandage ultérieur du lisier sur le champ est réalisé au moyen d'un dispositif de distribution qui est situé à l'arrière ou 25 sur le côté de la tonne et qui est entraîné-par la prise de force du tracteur. Ce dispositif est tout à fait indépendant et distinct du tuyau de remplissage. Le brevet français n 81 18395 et la demande de brevet français n 86 06013 (déposée le 25 avril 1986 par la demanderesse) concer30 nent notamment des tonnes à lisier de ce type. Selon la demande n 86 06013, le tuyau mobile est un tuyau souple qui est soutenu par une armature déformable constituée de plusieurs parties articulées dont les mouvements sont commandés par des vérins. Dans la réalisation divulguée par le brevet n 81 18395, le tuyau mobile est porté par un bras articulé équipé d'une turbine broyeuse qui est positionnée à l'extrémité libre du tuyau; cette turbine est adaptée pour broyer la croûte éventuellement formée sur le lisier de la fosse et pour refouler ce lisier dans le tuyau, en réalisant par conséquent le pompage souhaité. Cette dernière réalisation présente l'avantage d'être commode d'utilisation, car l'ensemble de l'opération peut être pratiquement pilotée à distance par un opérateur assis sur le tracteur. De plus, 10 par rapport au système de pompage par aspiration, qui nécessite la création d'un vide dans la tonne, et corrélativement impose des parois renforcées, il offre une bonne sécurité d'utilisation pour un prix de revient acceptable. La présente invention se propose d'améliorer ce dispositif en 15 en abaissant encore le prix de revient, grâce à la suppression du dispocsitif de distribution et d'épandage. L'invention a pour origine la constatation que la turbine de pompage et le dispositif de distribution et d'épandage ne sont jamais utilisés simultanément. C'est pourquoi la demanderesse a cherché à concevoir un dispositif dans lequel la turbine de pompage utilisée pour le remplissage de la tonne puisse servir également à son vidage et à l'épandage du lisier. Ce résultat est atteint conformément à l'invention par le fait que le dispositif comprend des moyens qui permettent de mettre en communication la turbine avec le lisier contenu dans la tonne lorsque 25 le tuyau occupe la position de transport, cette turbine étant alors adaptée pour réaliser l'épandage du lisier au travers d'une vanne de distribution. Cette vanne peut être portée simplement par le tuyau lui-même; dans ce cas, elle comprend de préférence au moins un volet mobile 30 qui est adapté pour laisser passer dans le tuyau le lisier pompé par la turbine en obstruant l'orifice de distribution ou, au contraire, pour laisser passer le lisier par l'orifice de sorti9 (en vue de l'épandage) en obstruant le tuyau en aval de cet orifice. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le dispositif est pourvu d'un boîtier récepteur dans lequel débouche, via une vanne, un conduit de sortie de tonne, et ce boîtier sert de logement à la turbine lorsque le tuyau occupe la position de transport. Le conduit de sortie et le bottier récepteur sont avantageusement situés à la base de la partie arrière de la tonne. Dans une forme de réalisation possible, les faces intérieures du boîtier ont des parties inclinées formant un angle ouvert vers 10 le haut, tandis que la turbine présente des éléments d'engagement complémentaires permettant un emboîtement de la turbine de haut en bas, avec effet de coin, dans le bottier. Par suite du poids de la turbine, on obtient ainsi une liaison particulièrement stable de la turbine avec le bottier. Il est possible de prévoir également dans ce bottier une vanne de distribution, celle-ci étant éventuellement additionnelle à celle prévue dans le tuyau. Le tuyau mobile est de préférence un tuyau souple supporté par une armature déformable, du type décrit dans la demande de bre20 vet français n0 86 06013 précitée. La turbine de pompage est entraînée de préférence-par un moteur hydraulique qui est alimenté par une pompe elle-même entraînée à partir de la prise de force du tracteur; cette turbine est par exemple une turbine centrifuge à ailettes ou une turbine à rotor 25 axial ayant de préférence deux sens possibles de rotation. L'ensemble des vannes équipant le dispositif sont commandées avantageusement par des vérins hydrauliques pilotés à distance par l'opérateur pouvant être situé sur le tracteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparai30 tront de la description et des dessins annexés qui en présentent des modes de réalisation préférentiels. Sur ces dessins: - la figure 1 est une vue de face d'une tonne à lisier équipée du dispositif de l'invention, le tuyau mobile occupant la position de transport; - la figure 2 est une vue de côté de la tonne de la figure 1, le tuyau se trouvant en position de remplissage; - la figure 3 est une vue de face à plus grande échelle montrant en détail et en coupe la structure de la turbine et de son boîtier récepteur; - la figure 4 est une vue de côté partiellement coupée de la turbine de la figure 3; - la figure 5 est une vue partielle de face d'une variante du dispositif de la figure 3; - les figures 6 et 7 sont des schémas de principe montrant le trajet du lisier dans la tonne des figures 1 et 2, respectivement lorsque la vanne de distribution est fermée (transport) et 15 lorsqu'elle est ouverte (épandage); - la figure 8 est un schéma montrant une variante possible du dispositif de la.figure 7; - la figure 8a est un détail de la figure 7 dans lequel la vanne de distribution est fermée. La tonne à lisier des figures 1 et 2 est une citerne horizontale cylindrique 1 supportée par un châssis 10 monté sur une paire de roues 11; il s'agit d'une tonne de conception tout à fait traditionnelle. La partie avant de la tonne, à laquelle est accroché le tracteur 25 (non représenté),est située sur la gauche de la figure 1. A la partie avant de la tonne est prévue une pompe hydraulique P reliée à un réservoir R de fluide hydraulique, la pompe P étant entraînée par la prise de force du tracteur, de manière usuelle. Le dispositif comprend un tuyau souple 20, par exemple en matière plastique ou en caoutchouc résistant à la corrosion, dont une extrémité 20a est fixée sur une tourelle 21 pouvant tourner autour d'un axe sensiblement vertical XX'. La tourelle 21 est montée à la partie supérieure de la tonne 1, à l'avant de celle-ci. Le tuyau 20 est supporté par une armature déformable composée de plusieurs parties articulées 24, 23, 22; le déplacement de ces différentes parties est commandé à l'aide dé vérins appropriés, qui peuvent être commandés à distance (à partir du tracteur) et qui n'ont pas été représentés sur les figures dans un seul but de simplification, car le mode de déploiement et de soutènement du tuyau 20 ne fait pas à proprement parler partie de la présente invention; l'armature 22, 23, 24 peut être similaire à celle décrite dans la demande de brevet no 86 06013 précitée, et il convient de s'y reporter au besoin. L'extrémité libre 20b du tuyau 20 porte un manchon 200 à l'extrémité duquel est montée une turbine représentée schématiquement sur les figures 1 et 2 et désignée par la référence 3; il s'agit d'une 15 turbine de pompage, de préférence broyeuse, de type connu, apte à pomper un fluide dans lequel il est plongé et à refouler celui-ci dans le tuyau 20. Sur le manchon 200 est montée une vanne 6 commandée par un vérin hydraulique 60 également porté par le tuyau. A la base de l'extrémité arrière de la tonne 1 se trouve un conduit de sortie 12 sur lequel est montée une vanne 5, de type connu, dont l'obturation et l'ouverture sont commandées par un vérin hydraulique 50. Les vérins 60 et 50 sont commandés à distance, de préférence 25 à partir du tracteur, par des connections hydrauliques qui n'ontpas été représentéesdans un but de simplification; d'autre part, la turbine 3 possède un moteur hydraulique qui est entraîné par la pompe hydraulique P, par l'intermédiaire de canalisations appropriées non représentées, celles-ci étant de préférence dispo30 sées le long du tuyau 20. La vanne 5 équipant le conduit de sortie 12 de la tonne débouche dans un boîtier 4 qui est fixé à la partie arrière du châssis , ce boîtier présentant une ouverture dirigée vers le haut et de forme adaptée pour servir de logement à la turbine 3. Comme on le voit à la figure 1, lorsque le tuyau 20 se trouve en position escamotée, rangé à proximité de la tonne 1, la turbine 3 est emboîtée dans le boîtier 4; au contraire, à la figure 2, le tuyau 20 se trouve en position déployée,la turbine 3 étant plongée dans une fosse à lisier F. La figure 3 représente en détail la vanne 6,qui a la forme d'un volet articulé sur le manchon 200; ce volet peut sélectivement soit obturerun orifice de sortie 201 dirigé vers l'arrière, soit dégagercet orifice en obturant la partie du manchon 200 située au-dessus du niveau de cet orifice. Comme on le voit sur cette même figure 3, la turbine représentée est une turbine centrifuge à palettes 30, entraînée par un moteur hydraulique 31, dont l'axe de rotation YY' est dirigé perpen15 diculairement par rapport à l'axe du manchon 200, c'est-à-dire horizontalement. La turbine est logée dans un carter 34 qui présente un ouverture 320 d'entrée du lisier dirigée vers l'avant; cette ouverture présente une face inclinée 32; à l'arrière du carter 34, est 20 disposée une paire de galets anti-friction 33. Le boîtier 4 comprend deux parois inclinées 40, 41, qui forment un angle de faible valeur, dont l'ouverture est dirigée vers le haut. L'un des pans inclinés 41 est revêtu d'une garniture d'étanchéité élastique 42. Comme on le comprend aisément en observant la figure 3, la fixation de la turbine 3 à l'intérieur du boîtier 4 se fait très simplement de haut en bas, la face inclinée 32 venant s'appliquer intimement contre la garniture 42, tandis que les galets antifriction 33 viennent s'appliquer contre les pans inclinés arrière 30 40. Après emboîtement, on obtient une communication étanche entre le conduit 12 et l'ouverture 320; par effet de coin, le poids de la turbine assure un auto-blocage de l'ensemble. Il est naturellement possible de prévoir des moyens de verrouillage additionnels destinés à améliorer encore ce blocage si on le souhaite. Le dispositif qui vient d'être décrit est utilisé de la manière suivante: Pour procéder au remplissage de la tonne, on approche celle-ci de la fosse F o se trouve le lisier à prélever; par commande de l'armature 24, 23, 22 on fait sortir la turbine 3 de son logement 4 et on provoque le déploiement du tuyau 20 de manière à faire plonger l'extrémité libre de ce tuyau - y compris la turbine - dans le lisier. On met alors en marche la turbine, et celle-ci refoule le 10 lisier dans la tonne via le tuyau 20; durant cette opération, les vannes 5 et 6 sont naturellement en position fermée. Lorsque la tonne est suffisamment remplie, on provoque l'escamotage du tuyau 20 et on place la turbine 3 dans son logement 4, l'ensemble venant occuper la positidn de la figure 1. 15 Selon une caractéristique intéressante de l'invention, il est possible de réaliser un brassage et un malaxage du lisier contenu dans la tonne, ce qui permet d'obtenir une homogénéisation du produit même en cas de stockage prolongé. A cet effet, il suffit d'ouvrir la vanne 5 en maintenant la 20 vanne 6 fermée, etde mettre en marche la turbine 3, pour provoquer un brassage du lisier, celui-ci étant prélevé à la partie inférieure arrière de la tonne pour être réintroduit à la partie supérieure avant de celle-ci, après avoir parcouru le tuyau 2; le produit est donc déplacé en circuit fermé, ce qui provoque le brassage souhaité qui est figuré par des flèches à la figure 6. Lorsqu'on souhaite épandre le lisier, on ouvre la vanne 5 et on ferme la vanne 6, de sorte que le lisier prélevé est forcé de s'échapper par l'orifice 201 et s'épand sur le sol. On notera qu'il est possible de régler le débit d'épandage 30 en fermant plus ou moins la vanne 6, une partie seulement du lisier pompé par la turbine dans le manchon 200 étant évacué alors par l'orifice 201, tandis que le reste est ramené dans la tonne par le tuyau 20. Le dispositif faisant l'objet de la variante de la figure 5 est analogue à celui qui vient d'être décrit, à la différence qu'il comporte une turbine 3' à retor axial, coaxial à celui du manchon 200' prévu à l'extrémité du tuyau 20. Cette turbine, qui est entraînée par un moteur hydraulique 31', est portée par un carter cylindrique ou légèrement conique apte-à se loger dans un boîtier 4' de forme complémentaire. A la partie inférieure du bottier 4' est disposée une vanne d'épandage 7 dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par un vérin hydraulique 70. Comme 10 dans la forme de réalisation précédente, le manchon 200' est pourvu également d'une vanne 6 commandée par un vérin 60. Grâce à ce dispositif, il est possible de réaliser un épandage similaire à celui de la forme de réalisation précédente, par ouverture de la vanne 6; il est également possible de réaliser 15 un épandage au ras du sol, par ouverture de la vanne 7, après que le sens de rotation de la turbine 3' ait été inversé: Dans le mode de réalisation schématiquement représenté à la figure 8, la turbine 3 portée par le tuyau 20 est destinée non pas à être fixée dans un boîtier de récepteur qui communique avec 20 la tonne 1, mais à être tout simplemement introduit à l'intérieur même de cette tonne; cette introduction est possible grâce à la présence d'un orifice 8 prévu dans la partie supérieure de la tonne, orifice qui permet le passage de la turbine 3 et de la partie 200 d'extrémité du tuyau. La partie de tuyau se trouvant à la sortie de l'orifice 8 est équipée d'une vanne 9 dont la commande est réalisée par un vérin hydraulique 90; l'ouverture de la vanne permet de réaliser l'épandage (figure 8), tandis que sa fermeture permet de faire circuler le lisier selon une trajectoire fermée pour effectuer son brassage (figure 8a). I1 va de soi que la présente invention n'est pas limitée aux seuls modes de réalisation préférentiels qui viennent d'être décrits à simple titre d'exemples; elle en englobe au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de remplissage et de vidage d'une tonne à lisier ou analogue, qui comprend un tuyau mobile dont une extrémité est raccordée à la partie supérieure de la tonne tandis que l'autre extrémité porte une turbine de pompage, ledit tuyau pouvant occuper 5 une position dite de remplissage dans laquelle il est écarté de la tonne tandis que la turbine est plongée dans une fosse à lisier de manière à pomper le lisier dans la tonne, et une position dite de transport dans laquelle il est rangé le long de la tonne, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (5 4, 4'; 8) qui permettent 10 de mettre en communication ladite turbine (3, 3') avec le lisier contenu dans la tonne (1) lorsque le tuyau (20) occupe la position de transport, cette turbine (3, 3') étant alors adaptée pour réaliser l'épandage du lisier au travers d'une vanne de distribution (6, 7, 9). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite vanne de distribution (6, 9) est portée par le tuyau (20). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite vanne de distribution (6, 9) comprend au moins un volet mobile adapté pour laisser passer dans le tuyau (20) le lisier pompé 20 par la turbine (3, 3') en obstruant l'orifice de distribution (201, 202) ou, au contraire, pour laisser passer le lisier par l'orifice de distributicn(201, 202) en obstruant le tuyau (20) en aval de cet orifice. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé 25 par le fait qu'il est pourvu d'un bottier récepteur (4, 4') dans lequel débouche, via une vanne (5), un conduit de sortie de tonne (12), ledit bottier servant de logement à la turbine (3, 3') lorsque le tuyau (20) occupe la position de transport. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé 30 par le fait que le conduit de sortie (12) et le boîtier récepteur (4, 4') sont situés à la base de la partie arrière de la tonne (1). 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que les faces intérieures du boîtier (4) ont des parties inclinées (40 - 41) formant un angle ouvert vers le haut, tandis que la turbine (3) présente des éléments d'engagement com5 plémentaires (32 - 33) permettant un emboîtement de la turbine (3) de haut en bas, avec effet de coin, dans le boîtier (4). 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que ladite vanne de distribution (7) est portée par le boîtier (4'). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le tuyau mobile (20) est un tuyau souple supporté par une armature déformable (22 - 23 - 24). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la turbine de pompage (3) est une turbine centri15 fuge à ailettes entraînée par un moteur hydraulique (31). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la turbine de pompage (3') est une turbine à rotor axial, à double sens de rotation. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caracté20 risé par le fait que l'ensemble des vannes (5, 6, 7, 9) équipant le dispositif sont commandés par des vérins hydrauliques pilotés à distance.