Brevet FR2616685A1 — publié le 19881223

L'invention concerne le domaine des buses et des appareils de pulvérisation a monter sur des systèmes aériens d'application. La partie la plus importante de tout système de pulvérisation est l'appareil ou la buse de pulvérisation qui produit la configuration de pulvérisation. De nombreux défauts des buses des systèmes de pulvérisation empêchent l'application du liquide d'être totalement efficace. Par exemple, des buses de pulvérisation crachent souvent des nuages de particules d'aérosol mélangées à de plus grosses gouttelettes de liquide qui tombent ou dérivent suivant une trajectoire déterminée par la dimension et le poids des gouttelettes. Ces configurations de pulvérisation sont indésirables, par exemple pendant le traitement de récoltes agricoles. La formation de gouttelettes non-uniformes constitue un procédé d'application qui manque d'efficacité et qui peut être nuisible pour l'environnement. En outre, un fonctionnement fiable et efficace des buses est de la plus grande importance pour les cultivateurs et les épandeurs dont le travail est planifié en fonction de conditions atmosphériques favorables. Les buses actuelle- ment utilisées pour la pulvérisation sur des récoltes agricoles sont souvent constituées de matières lourdes telles que des métaux. Lorsqu'elles sont montées sur une flèche héliportée, ces buses ajoutent notablement au poids total de l'hélicoptère et le nombre de ravitaillements nécessaires augmente donc. La flèche de pulvérisation du type "MicrofoilR" (Union Carbide) est un système aérien bien connu de commande de la dérive d'une flèche de pulvérisation. Cependant, ce système demande beaucoup d'entretien et le temps de travail perdu est important. L'objet de l'invention est de proposer un appareil de pulvérisation qui pulvérise des gouttelettes uniformes. Un objet de l'invention est également de proposer un appareil qui maîtrise efficacement la dérive des gouttelettes. Un autre objet de l'invention est de proposer un appareil qui offre de longues périodes de fonctionnement sans problème. Un autre objet de l'invention est de proposer un appareil réalisé en des matières légères, imperméables aux produits chimiques a usage agricole. L'invention réside dans une buse sensiblement cylindrique pour un appareil de pulvérisation conçu pour émettre une pulvérisation fluide précise de gouttelettes de dimension uniforme. Le fluide à pulvériser est refoulé sous pression dans un canal de réservoir cylindrique à alésage interne, en communication avec un plongeur de soupape à action positive, sensible à la pression du fluide. Un déplacement positif du plongeur de la soupape permet au fluide de passer sous l'effet de la pression dans des ouvertures ménagées dans un raccord fixé de façon amovible et de sortir de la buse par des tubes évasés de sortie, disposés sensiblement axialement. Ces objets et autres de l'invention seront commentés plus complètement dans la description détaillée qui suit. L'invention concerne donc un appareil de pulvérisation comprenant: a) un corps sensiblement cylindrique définissant un évidement sensiblement cylindrique et ayant une extrémité avant et une extrémité arrière; b) un épaulement annulaire réalisé d'une seule pièce avec le corps et disposé à l'extrémité arrière, cet épaulement annulaire présentant un système d'ouvertures disposées & peu près axialement et espacées radialement sur l'épaulement annulaire; c) une saillie réalisée d'une seule pièce avec le corps, s'étendant à partir -de l'épaulement annulaire et ayant une partie de base disposée concentriquement et intérieurement auxdites ouvertures du corps, espacées radialement et disposées sensiblement axialement,l'épaule- ment annulaire définissant un évidement central disposé intérieurement aux ouvertures du corps et aboutissant à une partie arrière pour constituer un réservoir interne; d) des tubes faisant saillie à travers les ouvertures sensiblement axiales du corps et s'étendant au-delà de l'épaulement annulaire et de la saillie; e) un raccord fixé de façon amovible au corps et présentant des passages, une entrée de fluide, une sortie de fluide et un canal-réservoir; f) des moyens d'obturation fixés à l'extrémité extérieure du raccord et s'étendant a la fois à l'extérieur et à l'intérieur du canal-réservoir, le long de l'axe central de celui-ci; g) un plongeur sensible à la pression du fluide, communiquant avec la sortie et conçu pour être rappelé vers l'extrémité arrière du corps et à l'intérieur de l'évide- ment central du corps sous l'effet de la pression du fluide afin de permettre au fluide de passer dans lesdits passages du raccord, à travers le réservoir interne, dans les ouvertures du corps et dans les tubes, ce plongeur étant en outre conçu, lorsqu'il n'est pas soumis & l'influence de la pression du fluide, pour isoler le canal-réservoir, faisant partie du raccord, dudit réservoir interne. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la Figure 1 est une élévation avec coupe partielle d'une forme de réalisation de l'appareil selon l'invention lorsque les moyens d'obturation sont dans la position fermée; la Figure 2 est une élévation d'une forme de réalisation de l'appareil de l'invention; la Figure 3 est une vue arrière d'une forme de réalisation du raccord de l'appareil; la Figure 3A est une vue de dessus d'une forme de réalisation du raccord de l'appareil; la Figure 4A est une élévation avec coupe partielle d'une forme de réalisation du corps de l'ap- pareil; la Figure 4B est une élévation avec coupe partielle d'une forme de réalisation du corps de l'ap- pareil; la Figure 5 est une vue de face d'une forme de réalisation du corps de l'appareil; la Figure 6 est une élévation avec coupe partielle d'une forme de réalisation du corps de l'appareil alors que les moyens d'obturation sont dans la position ouverte; la Figure 7A est une vue arrière d'une forme de réalisation du corps de l'appareil; et la Figure 7B est une vue arrière d'une autre forme de réalisation du corps de l'appareil. L'invention concerne donc la combinaison inédite d'une commande d'écoulement et d'une distribution précise des gouttelettes en un ensemble peu volumineux, léger et fiable. La position d'un plongeur de soupape à action positive à proximité des tubes de sortie isole le canal du réservoir interne du liquide provenant des tubes, ce qui interrompt efficacement l'écoulement du liquide. Cet effet souhaitable résulte également du corps profilé et des tubes de sortie évasés et espacés, disposés' peu près axialement, de l'appareil. Les matières constitutives des divers éléments de l'appareil qui sont en contact avec le fluide à pluvériser ne réagissent pratiquement pas avec le fluide. La Figure 1 illustre une forme de réalisation de l'appareil selon l'invention. L'appareil est conçu pour pulvériser avec précision un fluide en gouttelettes de dimensions sensiblement uniformes, sur une récolte visée. Un corps 1, de préférence réalisé en matière plastique, présente une forme sensiblement cylindrique définissant un évidement cylindrique et ayant une extrémité avant et une extrémité arrière. Le corps 1 est réalisé d'une seule pièce avec un épaulement annulaire 11 présentant un système d'ouvertures 12 de corps disposées à peu près axialement sur l'épaulement annulaire 11. Le corps 1 est également réalisé d'une seule pièce avec une saillie 2 s'étendant à partir de l'épaulement annulaire 11. Ce.dernier définit un évidement central 13 disposé intérieurement aux ouvertures 12. L'évidement central 13 se termine à ladite saillie pour former un réservoir interne 17. Des tubes 3 dépassent à travers les ouvertures 12 et s'étendent au-delà de l'épaulement annulaire 11 et de la saillie 2. Un raccord 16, de préférence réalisé en matière plastique, est fixé de façon amovible au corps 1, présente des passages 20 de raccord ayant une entrée 20A et une sortie 20B formées par un guide 19, et définit un canal-réservoir 15. Le fluide à pulvériser s'écoule par le canal-réservoir 15. Des moyens 14 d'obturation sont fixés à l'extrémité de sortie du raccord 16 et s'étendent à la fois vers l'extérieur et vers l'intérieur du canal-réservoir 15 le long de l'axe central de ce dernier. Un plongeur 4 sensible à la pression du fluide est un plongeur de soupape à action positive qui communique avec l'extrémité de sortie du raccord 16 et il est conçu pour être rappelé vers l'extrémité arrière du corps 1 et l'évidement central 13 lorsqu'il est soumis à l'effet de la pression du fluide, de manière que, lorsque le plongeur 4 est sous l'effet de la pression du fluide, le fluide s'écoule dans les passages 20 du raccord, dans les ouvertures 12 et dans les tubes 3 et de manière aussi que, lorsque le plongeur 4 n'est pas soumis à l'effet de la pression du fluide, il isole le canal-réservoir 15 du réservoir interne 17. Le passage 20 présente une ouverture d'entrée 20A et une ouverture de sortie 20B. Un ressort 5 communique avec le plongeur 4 afin d'opposer une résistance à l'effet de la pression du fluide qui rappelle le plongeur 4 vers l'extrémité arrière et l'évidement central 13 du corps 1. Le plongeur 4 pénètre dans le canal-réservoir 15 et communique avec un guide 19 réalisé d'une seule pièce avec le raccord 16. Le plongeur 4 présente une cavité filetée dans laquelle la partie filetée d'une vis 8 est vissée et au moyen de laquelle la vis 8 est fixée de façon amovible. Le ressort 5 est adjacent à l'extrémité du guide 19 la plus proche de l'entrée de fluide du raccord 16. Un joint d'étanchéité sensiblement circulaire 6 est adjacent à la fois à une arête surélevée, sensiblement cylindrique 18, réalisée d'une seule pièce avec le raccord 16, et a une rondelle sensiblement circulaire 7. La rondelle 7 est adjacente au joint d'étanchéité 6, à la tête de la vis 8 et au réservoir interne 17. La partie filetée de la vis 8 dépasse à travers le trou du joint 6 d'étan- chéité et le trou de la rondelle 7 pour fixer le joint 6 à la rondelle 7 entre la vis 8 et un point adjacent au réservoir interne 17. Des étrangleurs 17 sont insérés dans l'entrée de fluide du raccord 16 et pénètrent dans le canal-résevoir 15. Le plongeur 4 est de préférence réalisé en acier inoxydable afin de réduire le frottement contre le guide 19 du raccord 16. Le guide 19 est de préférence réalisé en une matière telle qu'une matière plastique qui minimise les forces de frottement entre le plongeur 4 et le guide 19. Le ressort 5 est de préférence en acier ino- xydable et agit de façon à bloquer le plongeur 4. La pression du fluide force le plongeur 4 vers l'extrémité de sortie du raccord 16 et comprime le ressort 5. Le joint circulaire 6 d'étanchéité est de préférence plus élastique que plastique. Une matière du type caoutchouc ou du type hydrocarbure fluoré, telle que "VitonR" (DuPont) est plus avantageuse. Une bague torique 19 est réalisée en une matière qui est assez élastique pour établir un contact sans fuite entre le corps 1 et le raccord 16. La Figure 3 est une vue arrière du raccord 16. La Figure 3A est une vue de dessus du raccord 16 sans la rondelle 7, ni le joint d'étanchéité 6 ni la bague torique 9. Les tubes 3 de sortie dépassent d'ouvertures 12, disposées sensiblement axialement, au niveau de l'épaulement annulaire 11 et à travers la saillie conique 2. La Figure 7A illustre une forme de réalisation compor- tant un système d'ouvertures espacées radialement, disposées à peu près axialement, et la Figure 7B représente une autre forme de réalisation comportant un système d'ouvertures espacées, disposées sensiblement axialement. Lorsque plusieurs appareils de la présente invention sont montés sur une flèche pour effectuer une pulvérisation à partir d'un hélicoptère sur un champ visé et que chaque appareil est monté à- une distance comprise entre environ 10 cm et 30 cm d'un appareil adjacent, les tubes 3 sont avantageusement évasés d'un angle d'environ 5' à 10', et de préférence d'environ 7' à 8' à partir de l'axe central du canal-réservoir 15. Si l'angle d'évasement est trop faible (inférieur à environ 5'), la zone couverte par la con- figuration de la pulvérisation est trop étroite et il en résulte un recouvrement insuffisant "en bandes". Un tel recouvrement produit des rangées alternées, traitées et non traitées, de la récolte. Si l'angle d'évasement est trop grand (supérieur à environ 10'), la zone couverte par la configuration de la pulvérisation est trop large et les configurations de pulvérisation interfèrent entre elles, ce qui a pour résultat la formation de gouttelettes de dimensions non-uniformes. De telles configurations de pulvérisation produisent un recouvrement inefficace et inégal. Des angles d'évasement supérieurs à environ 10' et inférieurs à environ 5' sont appropriés uniquement si d'autres paramètres tels que la longueur de la flèche et l'écartement entre les appareils sont ajustés. Les tubes 3 de sortie ont de préférence une longueur qui minimise la turbulence, et un diamètre suffisant pour que le fluide en écoulement forme des gouttelettes. La longueur et le diamètre souhaités sont tels que la formation de gouttelettes satellites ou de gouttelettes fines, c'est-à-dire la formation de gouttelet- tes sensiblement plus petites que la majorité des gout- telettes formées à partir du tube, soit minimisée. Une caractéristique essentielle est que les tubes présentent des bords ébavurés afin de minimiser la formation de gouttelettes satellites. Les tubes 3 sont de préférence en matière à usage hypodermique, du type acier inoxydable. Les tubes 3 peuvent être également en matière plastique, ou en une matière plastique ayant un canal d'écoulement en acier inoxydable. Le diamètre intérieur des tubes 3 est un facteur important dans la détermination de la dimension des gouttelettes et de la zone couverte par la pulvérisation. Un nombre élevé de tubes présentant de petites ouvertures accroît l'uniformité du recouvrement. Ce recouvrement est important dans des travaux forestiers tels que la prépara- tion du site d'une zone à reboiser. Un faible nombre de tubes présentant de grandes ouvertures diminue l'uniformité du recouvrement, mais est souhaitable lorsque la formation de grosses gouttelettes est demandée, c'est-à-dire dans des conditions de vent défavorables. Ce recouvrement est efficace pour appliquer des matières systémiques qui exigent simplement un contact entre elles et une partie-de la plante visée. La saillie 2 doit être configurée de façon à réduire la turbulence de l'air, c'est-à-dire le décrochage, qui perturberait autrement l'uniformité des gouttelettes. La forme est de préférence une forme qui assure une chute instantanée des gouttelettes qui adhèrent au tube lorsque l'écoulement du fluide cesse. Une forme préférée pour la saillie est une forme sensiblement conique qui réduit la turbulence résultant de l'interaction du courant d'air s'écoulant le long des surfaces extérieures du raccord 16 et du corps 1. Les Figures 4A et 4B montrent des formes préférées, sensiblement coniques, de la saillie. Une forme conique encore plus avantageuse est illustrée sur la Figure 4A. L'ensemble est de préférence réalisé de façon à pouvoir être commodément divisé en deux sous-ensembles dans le cas o le remplacement de l'un quelconque des sous- ensembles devient nécessaire. Dans l'ensemble, les tubes de sortie sont de préférence placés au voisinage de la flèche afin de bénéficier de la zone à basse pression, sans turbulences, située en arrière du bord de fuite de la flèche. Les gouttelettes uniformes libérées dans la zone à basse pression, sans turbulences, restent intactes. La dimension des tubes est avantageusement telle que l'on obtient des gouttelettes stables, en nombre suffisant pour produire une commande efficace de la pulvérisation à des débits pratiques. EXEMPLES Exemple l on a monté 44 appareils de pulvérisation selon l'invention sur une flèche de 6,6 m pour pulvériser un fluide à partir d'un hélicoptère. Le fluide a d'abord été appliqué à raison d'environ 140 1/ha sous une pression de kPa, puis à raison de 234 1/ha sous une pression de 252 kPa. Une largeur de bande de 10,8 m a été produite. Ce système de pulvérisation a donné des gouttelettes efficaces, de dimension uniforme, et un recouvrement uniforme du champ visé, sans recouvrement parasite de champs adjacents, non visés. ExemDle 2: On a aisément mis en place des appareils selon l'invention sur une flèche classique "MicrofoilR"I de 7,8 m, montée sur un hélicoptère du type Hiller 12-E tur- bocompressé. On a également mis en place un chapeau d'extrémité de flèche modifié, qui augmentait la largeur de la bande couverte. Au cours d'un essai initial, on a pulvérisé deux charges d'eau. Ces essais ont montré un excellent fonctionnement des robinets et soupapes, une excellente aptitude à couper l'écoulement du fluide et un dégouttement minimal après l'arrêt de l'écoulement du fluide. Une largeur réelle de bande couverte de 16,2 m a été mesurée. On a ensuite procédé à des vols pour appliquer des produits chimiques actifs sur des plantations de conifères. Les deux premières charges de 378,5 1 con- tenaient un colorant pourpre pour aider à évaluer l'unifor- mité et la distribution des gouttelettes. Celles-ci se sont avéré être excellentes. De plus, la dérive de la configura- tion de pulvérisation, due à un vent transversal de 6,5 km/h, a été minimale et on n'a observé aucune dérive. Toutes les applications ont été réalisées avec un embout à buse de 1,15 mm en place et à une vitesse de vol de 55-65 km/h. Une pression dans le circuit de 210 kPa a eu pour résultat un débit d'application d'environ 187 1/ha. On a également obtenu d'autres débits d'applica- tion. L'utilisation de l'appareil selon l'invention apporte une plus grande précision dans l'application des fluides et un faible poids, ce qui accroit le rendement énergétique du vol. L'appareil est également aisé à entretenir et peut être fabriqué par moulage par injection. REVENDICATIONS 1. Appareil de pulvérisation caractérisé en ce qu'il comporte: a) un corps sensiblement cylindrique (1) définissant un évidement sensiblement cylindrique et ayant une extrémité avant et une extrémité arrière, b) un épaulement annulaire (11) réalisé d'une seule pièce avec le corps et disposé à l'extrémité arrière, cet épaulement annulaire présentant un système d'ouvertures (12) disposées sensiblement axialement sur l'épaulement annulaire, c) une saillie (2) réalisée d'une seule pièce avec le corps, s'étendant à partir de l'épaulement annulaire et ayant une partie de base disposée concentriquement et intérieurement aux ouvertures du corps, disposées radiale- ment, l'épaulement annulaire définissant un évidement central (13) disposé intérieurement aux ouvertures du corps et aboutissant à une partie arrière pour former un réservoir interne (17) d) des tubes (3) faisant saillie à travers les ouvertures sensiblement axiales du corps et s'étendant au- delà de l'épaulement annulaire et de la saillie, e) un raccord (16) fixé de façon amovible au corps et présentant des passages (20), une entrée de fluide, une sortie de fluide et un canal-réservoir (15), f) des moyens d'obturation (14) fixés à l'extrémité de sortie du raccord et s'étendant à la fois à l'extérieur et & l'intérieur du canal-réservoir, le long de l'axe central de ce dernier, g) un-plongeur (4) sensible & la pression du fluide, communiquant avec la sortie et conçu pour être rappelé vers l'extrémité arrière du corps et dans l'évidement central du corps sous l'effet de la pression du fluide afin de permettre au fluide de passer dans les passages du raccord, dans les Réservoirs internes, dans les ouvertures du corps et dans les tubes, le plongeur étant en outre conçu, lorsqu'il n'est pas soumis à l'effet de la pression du fluide, pour isoler le canal-réservoir du raccord du réservoir interne. 2. Appareil de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'obtura- tion comprennent un plongueur (4), un ressort (5) entourant le plongeur, un joint d'étanchéité sensiblement circulaire (6) présentant un trou, une rondelle sensiblement cir- culaire- (7) présentant un trou et une vis (8) comportant une tête et une partie filetée, le plongeur pénétrant dans le canal et communiquant avec un guide (19) réalisé d'une seule pièce avec le raccord, le plongeur présentant en outre une cavité filetée au moyen de laquelle la partie filetée de la vis est fixée de façon amovible, le ressort étant adjacent à l'extrémité du guide la plus proche de l'entrée de fluide du raccord, ce dernier étant réalisé d'une seule pièce avec une nervure surélevée (18) sensible- ment cylindrique, le joint d'étanchéité étant adjacent à cette nervure, à la tête de vis et au réservoir interne, ladite partie filetée de la vis faisant saillie en passant dans le trou du joint d'étanchéité et dans le trou de la rondelle pour fixer le joint et la rondelle entre la tête de vis et la nervure surélevée du raccord, et la tête de vis 4tant adjacente au réservoir interne, le joint d'étanchéité étant fixé à la rondelle et la rondelle étant fixée au plongeur. 3. Appareil de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un étrangleur (10) est inséré dans l'entrée de fluide et pénètre dans le canal. 4. Appareil de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la saillie est conique. 5. Corps de dispersion de fluide sensiblement cylindrique définissant un évidement cylindrique et ayant une extrémité avant et une extrémité arrière, caractérisé en ce qu'il comporte un épaulement annulaire (11) réalisé d'une seule pièce avec le corps, disposé à l'extrémité arrière, et présentant un système d'ouvertures (12) disposées sensiblement axialement sur l'épaulement annulaire, une saillie (2), réalisée d'une seule pièce avec le corps, s'étendant à partir de l'épaulement annulaire et ayant une partie de base qui est disposée sensiblement axialement et qui est concentrique et intérieure aux ouvertures du corps, disposées sensiblement axialement, l'épaulement annulaire définissant un évidement central (13) disposé intérieurement aux ouvertures du corps, des tubes (3) faisant saillie des ouvertures disposées sensiblement axialement, à travers ladite saillie, et sortant de celle-ci, les tubes s'écartant de l'axe central horizontal du corps sous un certain angle. 6. Corps selon la revendication 5, caractérisé en ce que la saillie est conique.