Brevet FR2630623A1 — publié le 19891103

La- psente invention concerne un dispositif pour projeter un liquide sur une surface circulaire , par. un jet rotatif Actuellement , la plupart des Rsperseurs nécessitent une pression du liquide assez élevée Le dispositif selon l'invention permet des arrosages par aspersion h partir de très basses pressions . I1 permet aussi des arrosages avec un très faible débit par rapport b une surface Arrose relativement gronde Le disnositif selon l'invention comporte un tuyau dont la partie inférieure se loge de façon mobile dans lm palier double . Ce palier peut être fixé dans la position verticale sur un support nui contient le liquide à disperser . L'extrémi. té inférieure du tuyau mobile est reliée au liouide par l'intermédaire de ce palier : ce tuyau mobile est courbe sur sa partie supérieure de telle façon aue le courant licuide subit.deux changements de direction successifs sur deux plans dif férents , de telle façon nue la force de réaction du jet de liauide sortant de 1' extrémité supérieure du tuyau mobile , fasse tourner ce dernier à l'intérieur du palier .Le matériau du tuyau mobile doit être suffisamment rigide pour maintenir sa forme pendant le fonctionnement du disPositif L'orifice par lequel sort le liquide , présente une forme différente selon la pression du liquide , le débit que l'on souhaite avoir ou la vitesse de rotation choisie .Cette forme de l'orifice est telle que le jet de liquide se divise en gouttelettes de grosseur et de direction différentes , afin d'arroser de façon homogène toute la surface balayée En utilisant un mate'n.au malléable ( par exemple , du cuivre recuit ) la courbure aui intervient sur la vitesse de rotation , ainsi aue 1R forme de l'orifice de sortie du liauide ,peuvent être adaptes par l'utilisateur N differenteo conditions d'utilisation t la modification de cet orifice se fait eisOment , nour un tu yau de petit diamètre , au moyen d'un outillage et suivant lm mode d'emploi simples . Pour des tuyaux de petits dismètres , la courbure se modifie sous la simple pression des doigts Selon une variante , ce tuyau mobile malléable peut être gainé d'un tube rigide à l'intérieur du palier , afin de prévenir une éventuelle déformation N cet endroit, par une mauvaise manipulation de la partie du tuyau ani dépasse du palier .Deux zones situées chacune près d'une extrémité du palier sont sollicitées pour maintenir avec un jeu minimal , le tuyau mobile dans l'axe de symétrie du palier pendant sa rotation : la partie supérieure du palier comporte un anneau à l'intérieur duquel le tuyau mobile peut tourner sans abrasion et avec un jeu minimal Selon une variante , cet anneau peut entre solidaire avec.le tuyau mobile La partie inférieure du palier comporte un joint en matière élastique qui présente une cavité cylindrique dans laquelle se centre le tuyau mobile , par l'action de la pression du liauide et à l'aide de sa partie conioue nui se trouve près de son extrémité , Selon une variante , cette partie conique est composée d'un cône dune faible conicité , dont le diamètre maximum correspond au diamètre intérieur du joint et d'une butée oui peut elle-même être coninue , mais d'une conicité sensiblement plus élevée nus celle du cane précédent . Par l'action de la pression du liquide , le tuyau mobile s'avance à l'intérieur du palier , jusou'q ce aue l'intersection de ces deux canes touche l'arête de l'entre du joint d'étanchéité Selon la pression du liquide , la bute coninue comprime plus ou moins ce joint dans le sens de sa longueur et de sa largeur et selon sa conicité .Cette conicité est suffisamment élevée pour aue le tuyau ne glisse pas plus loin à l'intérieur du joint et oppose ainsi une résistance minimale N la rotation du tuyau mobile , auel que soit la pression du liquide Cette condition est nécessaire pour le fonctionnement avec une faible pression du liquide , parce que dans ce cas la force de réaction du liquide sortant est relativement faible . Pour des pressions suffisamment fortes , il peut être souhaita-ble que le joint d'étanchéité oppose une certaine résistance à la rotation du tuyau mobile : ceci pour faciliter une vitesse de rotation très lente , surtout si le palier n'est pas fixé dans la position verticale exacte .Avec une vitesse de rotation très lente , le dispositif arrose une surface plus grande qu'avec une vitesse plus rapide Une autre variante permet d'obtenir cette caractéristique 1 elle comporte un cône supplémentaire , situé sur le tuyau mobile entre le cône de centrage et la butée la conicité est telle qu'à partir seulement d'une certaine Pression du liquide, ce cane avance , poussé par cette pression à l'intErieur de la cavité cylindrioue du joint , en compriment celui-ci latéralement .Cette progression est limite par la bute Selon une variante , le joint d'étanchéité peut être un tube en matière plastique souple dont 1R partie inférieure reçoit la partie conioue du tuyau mobile et dont l'extrémité supérieure s'applique contre l'anneau susdit s situé dans la partie haute du palier Selon une variante , cet anneau peut faire partie intégrante du tube-en plastique souple qui présente N son extrémité supérieure un étranglement causé par le rétré- cissement intérieur N cet endroit de la partie rigide du palier . Dans la variante déjà citée , où l'anneau est solidaire du tuyau mobile , le tube en plastique peut entre suffisamment long pour que cet anneau tourne à l'intérieur de ce tube Selon une variante , un petit espace entre la partie rigide du palier et le tube en plastique souple FnQes de leur base permet à ce tube en plastique de s'écarter légèrement quand le canne de centrage s'applique contre 1R surface intérieure du tube en plastique , sans l'effet d'une pression même très faible, le diAmètre ma- ximal du cane de centrage étant , dans ce cas , légèrement légèrement supérieur au diamètre intérieur du tube en plastique .L'élasticité L'élasticite' de ce tube en plastique assure alors un contact étroit avec le tuyau mobile , tout en n'opposant aucune résistance négligeable à Sa rotation Différents modes de fixation du dispositif sont possibles , impliquant des formes différentes de palier . Selon une forme de réalisation , ce palier est de forme cylindrique et présente à sa base une saillie lui permettant d'être enfoncé et fixé dans un orifice qui le relie au liquide à disperser . Selon une autre forme de réalisation , le palier peut présenter à sa surface extérieure plusieurs saillies lui permettant d'être enfoncé et fixé tel un bouchon sur l'extrémité d'un tuyau vertical * Selon une autre forme de réalisation , ce palier peut présenter à sa base un pas de vis et une butée lui permettant d'être vissé dans un orifice qui le relie au licuide à disperser .Selon une autre forme de réalisation , ce palier peut faire partie intégrante d'une pièee moulée nui forme un support à poser ou à Piauler dans le sol Les dessins annexes illustrent le dispositif selon l'invention La figure I représente une variante du dispositif selon l'invention . Le palier (2 est vu de face ; le tuyau mobile (lss se trouve dans une position obli oue par rapport AU plan d 'observation, , ce oui permet de voir en pers pective les deux courbures , provoquant les deux changements de direc tion (A) et (B) du courant liquide La figure 2 représente en coupe une variante de ce dispositif , vu de face .Sur ce plan est entièrement visible le premier changement de direction (A) du courant liquide ; ce changement de direction est provoqué par une courbure du tuyau mobile La figure 3 représente le dispositif vu de dessus ; elle montre une partie du cer cle qui est décrit par l'extrémité du tuyau mobile . Sur ce plan est entièrement visible le deuxième changement de direction (B) du courant liquide ; ce changement est provoqué ici par une courbure et une posi tion oblique de l'orifice de sortie (7) .Les flèches partant de cet orifice de sortie (3) symbolisent 1R direction et l'énergie cinétique des différentes particules de liquide La figure 4 représente deux variantes de l'extrémité inférieure du tuyau mobile(I) à droite : cette variante emporte un cône de centrRe(7s) et une bu tée conique(7c) et n'oppose ou'une faible résistance à la rotation du yau mobile(I) b toutes les pressions à gauche : cette variante comporte un cane de centrage(7s) , un cane (7b)qui oppose une résistance à la rotation du tuyau mobile (I) N par tir d'une certaine pression et une butée conique(7e) . La figure 5 représente en haut : quatre exemples ( parmi de nombreuses possibili tés ) de l'orifice (3) par lequel sort le liquide , vu de devant Elle représente en bas : leextrémité d'un tuyau mobile (I) malléable vu de caté , après avoir exécuté la première des trois opérations né pessaires (X) pour obtenir l'ouverture correspondante . Les flèches indiquent la position de la lame d'un outil tranchant avant l'exécuti- on de chacune des deux opérations suivantes (Y) et (Z) ainsi que la direction de ces deux coupes .Ces quatre variantes sont des exemples typiques pour plusieurs utilisations différentes : a) arrosages avec une très faible pression du liquide b) arrosage avec une faible pression ou rour un arrosage h faible d4- bit avec une vitesse de rotation lente et avec une pression normale ( par exemple : brumisation , protection du gel ) c) arrosage avec une pression normale et une vitesse de rotation lente d) arrosage avec une pression normale et une vitesse de rotation rapi de Le dispositif représente sur les figures I , 2 et 3 , comporte un tuyau (I) en cuivre recuit , courbé sur sa partie supérieure , ayant des dimensions de l'ordre de 3 millimètres pour son diamètre extérieur et de 2 millimètres pour son diamètre intérieur ; sa longueur est de 13 centimètres , Sa partie inférieure se loge de façon mobile dans un palier double (2) en acier inoxydable de forme cylindrique dont les dimensions sont de l'ordre de 8 millimètres pour son diamètre extérieur et de 26 millimètres pour sa longueur Ce palier présente à sa base extérieure une sPillie (9) qui le maintent fixe dans l'orifice (3) situé dans un tuyau amenant le liouide à disperser , où il est enfoncé .Une rainure (IO) situe le long du cylindre , permet d'enfoncer ou de ressortir le dispositif de l'orifice , à l'ide d'un outil spécial tTn joint en caoutchouc peut venir s'intercaler entre le dispositif et cet orifice , si la nn;; ture du tuyau dans leauel se trouve l'orifice , ou si la pression du liouide 1' exigent Pour des rampes d'arrosage itinérantes , d'un montage rapide , le dispositif se trouve enfoncé dans des manchons oui se raccordent avec des tronçons de tuyaux Ce manchon permet d'enfoncer et d'orienter le palier du dispositif dans la posi tion verticale nécessaire pour une répartition uniforme du liquide t le dispositif peut etre maintenu en hauteur par rapport au sol par une béquille enfoncée dans le sol .Pour des rampes d'arrosage faces, le dispositif peut se trouver fixé N des distances régulières dans un tuyau suspendu ou bien dans un bouchon obturant l'ex- trématé d'un tuyau vertical L'extrémité inférieure du tuyau mobile. est relie par l'intermédiaire de ce palier au liquide b disperser . La partie supérieure du tuyau mobile est courbée de telle façon aue le courant liquide au'il conduit , subit deus, changements de direction (A) et (B) successifs sur deux plans différents . Le premier changement de direction (A) du courant liouide est provoqué par une courbure du tuyau mobile oui fait dévier ce courant liquide pPr rapport à l'axe de symétrie du palier (2). Cette courbure place l'extrémité du tuyau mobile (I) sur un cercle nu'elle décrit en tournPnt autour de l'axe du pPlier (2) . Le deuxiame changement de direction (R du courant linuide , entiprement visible sur le nlan de ce cercle nar projection orthogonPle , fait dévier le courant liquide par rapport au rayon de ce cercle ( figure 3 ) . Ce changement de direction (B) est provoqué soit par une courbure du tuyau mobile (I) , soit par une orientation de l'orifice (3) de sortie du liqui de , faisant partir le jet dans une direction obliaue par rapport à l'axe du tuyau mobile (I) à cet endroit là , soit par les deux possibilités précédentes ensemble. La résultante tangentielle de la force de réaction du jet sortant de l'orifice (3) fait tourner ce tuyau (I) à l'intérieur du palier L'inclinaison de la direction du jet par rapport PU rayon de ce cercle déter mine cette force tangentielle et par consécuence 1R vitesse de rotation S'agissant d'un tuyau en cuivre recuit , selon cette variante , l'utilisateur peut intervenir sur cette vitesse de rotation en augmentant ou en diminuant l'importance de ce changement de direction (R) :: ceci en défqrmRnt le tuyau sous la pression de ses doigts Le palier comporte un anneau (45 et un tube (5) en matière plastique souple , soli daire du palier qui maintiennent le tuyau mobile (I) sur son pxe de rotation , chP cun étant situé près d'une extrémité du palier (2) .Le diamètre extérieur de cet anneau (4) et de ce tube en plastique (5) mesure environ 3/I0 de millimètres de nlus nue le diamètre intérieur dé la partie rigide du palier (2) . L'anneau (4) situé sur le haut du palier (2) entre une butée (6) (faisant partie du palier ) et l'extrémité supérieure du tube en plastique (5) permet au tuyau mobile (D) de tourner librement avec un Jeu minimal Le tube en plastiQue souple-(5) maintient ce tuyau mobile (I) sur le bas du palier (2) et assure ltétanchéité entre ce palier (2) et le tuyau mobile (I) en recevant à son extrémité inférieure une partie conique (7) dont le tuyau mobile (I) est pourvu près de sa base Cette partie conique (7) est composée de trois parties successives (7a,7b,7c) ayant chacune un anale de conicité difft'rente (&alpha;; ss et &gamma;). Le cône (7a)présente une conicité ( ) de 20 degrés . Son diam minimal correspond au diamètre extérieur du tuyau mobile (I) ; son diamètre manuel mesure environ I/IO de millimètre de plus que le diamètre intérieur du tube en plastique (5) . Le rôle de ce cône (7S) est de centrer le tuyau mobile dans l'extrémité inférieure du palier (2) et d'Assurer l'étanchéité de ce palier (2) quand la pression est très faible .Un petit espace (8) entre le tube en plastique (5) et 1P partie rigide du palier , près de la bPse du dispositif , permet à ce tube (5) de s'ZcPrter sous l'effet d'une fait ble pression du liauide et N l'aide de cette partie conioue(7a) . L'élasticité de ce tube en plastique (5) assure alors un contact étroit avec le tuyau mobile (I) tout en n'rosant qu'une résistance négligeable à sp rotation .Cet espace (P) est causé par un élargissement du diamètre intérieur de la partie rigide du palier d'environ 5/IO de millimètre 'sur une longueur de 5 millimètres Le cône(7b) d'une conicité (p) de 45 degrés a pour fonction de rentrer dans la cavité cylindrique du tube en plastique , à partir d'une certaine pression , et de comprimer latéralement ce tube en plastique afin que ce dernier oppose une petite résistance à la rotation du tuyau mobile (I) , ceci pour faciliter une vitesse de rotation lente quand la pression du liquide est suffisamment élevée Le cone(7c) d'une conicité (y) de 90 degrés limite cette compression latérale du tube en plastique à une diminution de deux dixièmes de millimètres de son épais- seur à son extrémité inférieure L'orifice (3) de sortie du liquide est formé de telle façon cue le liquide qui en jaillit se partage en particules de grosseurs et de directions différentes afin d'arroser de façon uniforme toute la surface balayée par ce jet Pour un liquide ayant une viscosité tel gue l'eau , le dispositif peut fonctionner de façon correcte à partir d'une pression de 200 grammes par centimètre carre L'orifice présente alors une forme aplatie et rétracte vers son milieu ce oui crée un jet en "éventail" ou plus précisément , donne naissance à deux petits faisceaux partant dans des directions différentes et reliés entre eux par une lame de liquide . Ces deux faisceaux dont l'un prédomine légèrement , se superposent , autrement dit : ils partent dans la mme direction par rapport au centre du mouvemen rotatif mais selon un angle différent , par rapport au sol .Le faisceau principal suivant une trajectoire qui lui fait franchir la plus grande distance possible ; le faisceau secondaire se superpose au faisceau principal en partant avec un angle plus ouvert par rapport au sol que ce dernier, afin de retomber sur le sol , sur une distance plus petite par rapport aU centre de rotation . La lame de liquide qui est "étirée" par ces deux jets , se partage au bout de quelques centimètres en gouttelettes de grosseur et de direction différentes oui tombant sur le sol près du centre du mouvement rotatif .A mesure aue la pression du lipllide augmente , la surface totale de l'ouverture peut d'une uart augmenter et d'autre part la prédominance d'un faisceau par rapport à l mute doit aucienter A partir de 500 grammes de pression :ar centimètres carré , l'orifice présente une forme allongée , d'un côté arrorie et large , de l'autre coté pointue et mince . L'orientation de l'orifice importe peu . Le liquide se trouve toujours projeté sous la forme d'un "éventail" , plus épais d'un côté que de l'autre . Du côté épais le liquide se trouve projeté au loin et tombe en gouttes sur le sol , près de la périphérie de la surface arrosée . L'éventail , en diminuant d'épaisseur est composé de plus petites quantités de liquide , oui se partagent et vont moins loin mesure que la pression du liouide augmente , l'ouverture de l'orifice peut entre plus importante. et la prédominance du jet principal doit augmenter par rapport à la lame de liouide oui lui est rattachée . Pour une vitesse de rotation rapide du tuyau mobile , la forme de l'orifice (31 est moins Rallongée par rapport à sa largeur .A mesure cue la pression du liouide est Plus grande , si la vitesse de rotation du tuyau mobile est très lente , la lame de liquide , rattachée au jet principal ,doit avoir une partie mince plus longue nue dans le cas d'une basse pression , afin qu'une plus grande quantité de petites particules de liquide tombent sur le sol près du centre du mouvement rotatif Le tuyau mobile (I) du dispositif étant en cuivre recuit , l'utilisateur peut modifier la forme de l'orifice de sortie du liquide selon un mode d'emploi simple Cette méthode comprend trois opérations successives (X , Y et Z) . La première opération (X) consiste N couper l'extrémité de ce tuyau (I) en l'aplatissant Ceci est fait avec une tenaille .Les deur opérations suivantes (Y et Z) consistent à couper à l'aide d'un outil tranchant ( un sécateur par exemple ) l'extrémité de ce tuyau (I) , et de réaliser ainsi une ouverture différente selon la position de ces deux plans de coupes (Yss et (Z) .La direction de ces deux coupes (Y) et (Z) se fait de.l'intérieur vers l'extérieur de telle façon nue la déformation du méttl résultant de ces deux coupes (Y) et (Z)-se trouve vers l'extérieur du tuyau (T) . L'Rnzle d'exécution de la première opération (X) , par rapport à l'axe du tuyau , varie selon 1R forme aue l'on veut obtenir La deuxième opération (Y) détermine 1R grosseur du jet principal ( sauf pour le cas d'utilisation avec une très faible pression ) La troisième opération (Z) ait sur la diffraction du jet en rallongeant le caté pointu de l'orifice (3) La deuxième coupe (Y) peut être corrigée en pinçant l'extrémité du tuyau mobile(I) ou en élargissant la fente à l'aide d'une lame de couteau Chaque changement de la forme de l'orifice entraînant une diminution d'environ 2 à 3 millimètres de la longueur du tuyau mobile (I) , cette transformation de l'orifice ne peut se faire que dans un nombre limité de fois ; la longueur minimale de ce tuyau (I) variant selon la pression du liquide Le dispositif selon l'invention est particulièrement destinépour l'arrosage de surfaces agricoles . I1 permet d'économiser de l'énergie par le fait ou'il peut fonctionner avec une faible ou une tr-c faible pression du licuide Sa possibilité de fonctionner avec un très faible débit pour une surface arrosée relativement grande permet son emploi pour brumiser ou pour protéger contre le gel Cette caractéristieue peut aussi permettre itéconomie d'une réserve intermédiai- re , dans le cas d'une source ou d'un puits N faible débit d'ePu REVENDICATIONS I) Dispositif pour arroser une surface circulaire à l'aide d'un jet rotatif caractérisé en ce qu'il comporte un tuyau (I) dont a partie inférieure se loge de façon mobile dans un palier (2) étanche , lequel maintient ce tuyau (I) en deux endroits . Ce palier (2) peut titre fixé dans la position verticale sur un support contenant le liquide à disperser . Ltextrdmité inférieure du tuyau mobile (I) est reliée au liquide par l'intermédiaire de ce palier (2) .Le tuyau mobile (I) est courbe sur sa partie supérieure de telle façon que la force de réaction du jet qui s'échappe de son extrémité supérieure , fait tourner ce tuyau à l'intérieur du pa lier (2) : l'orifice (3) de sortie du liquide , ayant une forme différente selon les conditions d'utilisation , forme un jet qui arrose de façon homogène toute la 'surface balayée 2) Dispositif selon la revendication précédente , caractérisé en ce que le pa lier est enfoncé dans un tuyau horizontal contenant le liouide à disperser ;; il présente à sa base une saillie aui le mRintient fixe dans l'orifice 3) Dispositif selon la revendication I , caractérisé en ce que le corps du pa- lier comporte à l'extérieur plusieurs saillies oui lui permettent de rester fixe quand il est enfonce dans un tuyau vertical 4) Dispositif salin la revendicPtion I , caractérisé en ce sue la bPse extérieu re du palier cnmporte un Dns de vis lui permettant d'être vissé dans l'orifice d' arrive du livide 5) Dispositif selon la revendication I , caractérisé en ce que le palier (2) fait partie intégrante d'une pièce moulée à poser ou à piauer dans le sol 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractéri sé en ce que le tuyau mobile (I) est en un matériau malléable 7) Dispositif selon la revendication précédente , caractérisé en ce que la forme de l'orifice (D) de sortie du liquide peut être modifiée par l'utilisateur en suivant une méthode simple 8) Dispositif selon les revendications I ,2 , 3 , 4 , 5 et 6 , caractérisé en ce que des embouts interchangeables , avec des formes d'orifices différentes , peuvent se fixer sur l'extrémité du tu' mobile (I) 9) Dispositif selon les revendications 6 et 7 , caractérisé en ce que le tuyau mobile (I) malléable est gainé par un tube en matière rigide à l'intérieur du pa lier (2) 10) Dispositif selon l'une ouelconnue des revendications précédentes , caracté- risé en ce ou'un anneau (4) solidaire du palier (2) maintien le tuyau mobile sur son axe de rotation , dans le haut du palier (2) II) Dispositif selon l'une quelconque des revendications I , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 et 9 , caractérisé en ce que l'anneau (4) qui maintient le tuyau mobile dans le haut du palier (2) est solidaire du tuyau mobile (I) ou de sa gaine rigide I2) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que le tuyau mobile (I) se centre dans le bas du palier et vient buter contre un joint (5) sous l'action de 1R pression du liquide et à l'aide de sa par tie conique (7) I3) Dispositif selon l'une auelconaue des revendications précédentes , caractérisé en ce que le joint (5) est un tube en matière plastique souple I4? Dispositif selon l'une quelconque des revendications I-, 2 , 3, 4 , 5 , 6 7, 9, 9, I0, I2 et 13, caracterisé en ce aue l'anneau (4) oui maintent le tuyau mobile (I) dans le haut du palier (25 , fait partie int4Rrsnte du tube en matière plastique souple (5) et est forma par un étranglement de ce dernier I5) Dispositif selon 1; revendicPtion Il , carsetérisé en ce que le tube en ma- tière plastique souple (5) assure le contRct avec l'anneau (4) aui est solidaire du tuyau mobile (I) I6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que la partie coniaue (7) du tuyau mobile comporte un cane (7b)de freinage , qui comprime le joint (5) latéralement à partir d'une certaine pression du liquide I7) Dispositif selon l'une quelconaue des revendications précédentes , caractérisé en ce que un espace (8) permet à l'extrémité inférieure du joint tubulaire 5) de s'écarter légèrement sous l'action d'une faible pression du liquide et à l'aide du cône de centrage(7a).